新工科模塊化教學(xué)改革中單個模塊教學(xué)體系的構(gòu)建

何立新　程知　李正茂　吳曉琴　屠菁　吳曉璇

【摘? ?要】? ?針對新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，提出借鑒德國模塊化教學(xué)經(jīng)驗，開展校企合作，共同構(gòu)建模塊教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生能力的培養(yǎng)符合企業(yè)需求。設(shè)計模塊教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，采用多元化考核方式，強(qiáng)化過程學(xué)習(xí)監(jiān)控，并對模塊教學(xué)達(dá)成情況進(jìn)行評價，分析總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，構(gòu)建持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，從而不斷提升教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】? ?模塊化;教學(xué)體系;校企合作;多元化;持續(xù)改進(jìn)

Construction of Single Module Teaching System in Modular Teaching

Reform for New Engineering

He Lixin， Cheng Zhi， Li Zhengmao， Wu Xiaoqin， Tu Jing， Wu Xiaoxuan

（Hefei University， Hefei 230601， China）

【Abstract】? ? Aiming at the cultivation of applied talents，the paper puts forward learning from the experience of modular teaching in Germany， and carries out school-enterprise cooperation to construct modular teaching content， which makes the cultivation of students' ability match the needs of enterprises. And the the paper designs modular teaching methods， stimulates students' learning interest， adopts diversified assessment methods， strengthens process learning monitoring. Moreover，the paper evaluates the achievement of modular teaching， and summarize the teaching experience， and build a continuous improvement mechanism， so as to continuously improve the teaching effect.

【Key words】? ? ?modularity; teaching system;school-enterprise cooperation;diversification;continuous improvement

〔中圖分類號〕? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2022）02- 0106 - 05

0? ? ?引言

在高等教育大眾化的今天，大部分本科高校培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，對于工科來說，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)通常是培養(yǎng)生產(chǎn)一線的工程師，除了培養(yǎng)學(xué)生具有正確的“三觀”、愛國情懷和良好的科學(xué)素養(yǎng)等基本素質(zhì)外，最重要的就是培養(yǎng)學(xué)生動手解決復(fù)雜工程問題的能力[1-3]，這也是新工科的要求[4-7]，為國家的“中國制造2025”等重大戰(zhàn)略服務(wù)。

傳統(tǒng)的教學(xué)是以課程本身的知識體系為依據(jù)，以知識點講授為主，但這并不適用于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。而模塊化教學(xué)最大的特點就是聚焦學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，模塊化教學(xué)源于1999年歐洲29國教育部長共同簽署的《博羅尼亞宣言》，此后，歐洲各國紛紛推行模塊化教學(xué)，德國的應(yīng)用型大學(xué)也是如此[8]。

合肥學(xué)院與德國有長達(dá)三十余年的合作辦學(xué)歷史，借鑒德國模塊化教學(xué)的成功經(jīng)驗，進(jìn)行模塊化教學(xué)改革[9]，本文重點介紹本校模塊化教學(xué)改革中的模塊的產(chǎn)生、模塊內(nèi)容的構(gòu)建、教學(xué)方式的設(shè)計、多元化考核方式、課程達(dá)成情況的評價和持續(xù)改進(jìn)等。

1? ? ?模塊的產(chǎn)生

實行模塊化教學(xué)的專業(yè)，其課程體系是由若干個模塊構(gòu)成。模塊化教學(xué)是適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程，但有別于傳統(tǒng)的課程，它是圍繞特定的能力培養(yǎng)目標(biāo)，打破原來的課程知識體系，按照能力培養(yǎng)的“需求”重組教學(xué)內(nèi)容，重組時通常需要結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿、企業(yè)技術(shù)需求等要素，力求實現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)和企業(yè)需求間的無縫對接。

一個專業(yè)的課程體系由哪些模塊構(gòu)成，是由該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)決定的。首先結(jié)合學(xué)校的辦學(xué)定位和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對本專業(yè)人才的需求，通過廣泛地調(diào)研，確定本專業(yè)的就業(yè)崗位群與企業(yè)的高管和技術(shù)骨干合作，對各個工作崗位能力要素進(jìn)行分解，反方向設(shè)計出該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，然后依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《國標(biāo)》）和國際工程教育專業(yè)認(rèn)證（以下簡稱工程認(rèn)證）的要求得到本專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)的指標(biāo)點，為了實現(xiàn)這些指標(biāo)點中的能力培養(yǎng)，進(jìn)而構(gòu)建出若干個相應(yīng)的模塊，如圖1所示，再按照認(rèn)知規(guī)律組織好先后順序，即形成了模塊（課程）體系。結(jié)合辦學(xué)定位，以能力需求為導(dǎo)向，校企合作，以《國標(biāo)》和《認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》為規(guī)范，構(gòu)建專業(yè)模塊（課程）體系。

通過上述步驟，將學(xué)校定位、企業(yè)對人才需求、《國標(biāo)》和工程認(rèn)證等有機(jī)地結(jié)合起來，將工程認(rèn)證中的12條畢業(yè)要求中的每一條都分解成若干條學(xué)生能力培養(yǎng)指標(biāo)點，如表1中的第2列所示，并明確每條學(xué)生能力培養(yǎng)指標(biāo)點的實現(xiàn)途徑，即通過哪些模塊（課程）的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練能夠達(dá)到指標(biāo)點中的能力培養(yǎng)要求，如表1中的第3列所示。由圖1和表1可以看出，模塊最終來源于企業(yè)對應(yīng)用型人才的能力需求，學(xué)生能力的培養(yǎng)是通過一系列模塊的學(xué)習(xí)，完成對能力指標(biāo)點的達(dá)成而實現(xiàn)的。所以模塊化教學(xué)是一種以能力輸出為導(dǎo)向的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)，需要和企業(yè)深度合作，校企合作是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要途徑[10- 11]。

2? ? ?單個模塊教學(xué)體系構(gòu)建

2.1? ?構(gòu)建的總體思路

模塊是由其所屬專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生培養(yǎng)能力指標(biāo)點反向推演而設(shè)置的，所以每個模塊都以具體的能力培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，并為專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成而提供相應(yīng)的支撐。由此可知，當(dāng)每個模塊的培養(yǎng)目標(biāo)都達(dá)成了，則專業(yè)畢業(yè)要求也就達(dá)成了，學(xué)生能力的培養(yǎng)自然也就符合企業(yè)的需求了。因此，設(shè)計好每個模塊的教學(xué)體系是確保模塊目標(biāo)達(dá)成和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的重要基礎(chǔ)和保障。

單個模塊的教學(xué)體系的構(gòu)建除了模塊教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建、教學(xué)方法的設(shè)計、考核方式的設(shè)計、能力達(dá)成情況的評價以外，同時還要分析現(xiàn)有教學(xué)體系的不足并關(guān)注行業(yè)企業(yè)對能力需求的新動態(tài)，及時收集用人單位對畢業(yè)生信息的反饋，持續(xù)不斷地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)整考核方式，進(jìn)行達(dá)成情況評價和教學(xué)分析總結(jié)等，從而形成一個教學(xué)體系的持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，如圖2所示。

2.2? ?教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建

傳統(tǒng)課程內(nèi)容的構(gòu)建主要是從該課程自身的知識體系出發(fā)，并根據(jù)學(xué)習(xí)對象層次的不同，設(shè)計出難易度不同的教學(xué)內(nèi)容。例如，同一門課程，如果學(xué)習(xí)對象是普通高校的本科生，則課程內(nèi)容相對較為簡單，如果是985高校的本科生則內(nèi)容相對更深些。

模塊是適合于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程，其內(nèi)容設(shè)置是以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的，需要課程組教師與企業(yè)技術(shù)工程師進(jìn)行對接和深入交流、合作完成，主要步驟如下：

Step1：確定本模塊的教學(xué)目標(biāo)。從學(xué)生能力培養(yǎng)指標(biāo)點中分析出本模塊的教學(xué)目標(biāo)，即本模塊應(yīng)該從哪些方面來支撐學(xué)生能力培養(yǎng)指標(biāo)點的達(dá)成。從表1中可以看出一個能力培養(yǎng)指標(biāo)點的達(dá)成需要若干個模塊共同支撐，而每個模塊從各自領(lǐng)域出發(fā)實現(xiàn)對能力培養(yǎng)指標(biāo)點的支撐，即本模塊的教學(xué)目標(biāo)。

Step2：確定本模塊需要培養(yǎng)的能力要素。從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)分析本模塊要培養(yǎng)的能力要素，實現(xiàn)了這些能力要素的培養(yǎng)，就達(dá)成了本模塊教學(xué)目標(biāo)。

Step3：確定本模塊所需的知識點。眾所周知，能力是以知識為基礎(chǔ)的，所以，接下來應(yīng)根據(jù)能力要素，結(jié)合該模塊所對應(yīng)的一門或多門課程自身的知識體系，分析培養(yǎng)這些能力所需要的知識點。

Step4：有機(jī)地組合知識點。知識點的組合應(yīng)該以認(rèn)知規(guī)律為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，構(gòu)成本模塊的教學(xué)內(nèi)容。圖3是以《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》模塊為例來闡述模塊內(nèi)容的構(gòu)建過程。

模塊內(nèi)容構(gòu)建時特別注意如下幾點：（1）模塊內(nèi)容構(gòu)建以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心。模塊內(nèi)容是由相應(yīng)的知識點組成的，但此處的知識點是圍繞特定能力培養(yǎng)而組織的，因此，知識點的引入、介紹、舉例和應(yīng)用等均應(yīng)以如何培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)具備的能力為中心展開，而不是單純的知識點的介紹。（2）以能力為導(dǎo)向，對原有課程體系的內(nèi)容進(jìn)行增、刪、改。由于學(xué)生能力培養(yǎng)來源于當(dāng)前企業(yè)對人才能力需求，故應(yīng)特別關(guān)注企業(yè)最新需要的能力和知識，并把它們引入到模塊教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中。對于一些過時的知識和技術(shù)，如果刪除不影響后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，則應(yīng)大膽地刪除，如果影響，則應(yīng)按照認(rèn)知規(guī)律對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦薷?。?）注意理論和實驗或?qū)嵺`的搭配。模塊內(nèi)容構(gòu)建時必須注意理論和實驗或?qū)嵺`的配合，使得學(xué)生通過實驗或?qū)嵺`的學(xué)習(xí)能夠真正將知識轉(zhuǎn)化為能力，為了培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，需要加大綜合型或設(shè)計型實驗的比例，以本校計科專業(yè)為例：本專業(yè)要求每個工程基礎(chǔ)類、專業(yè)基礎(chǔ)類和專業(yè)類模塊（課程）都要有實驗，且每8學(xué)時的實驗中至少要包含1個綜合型或設(shè)計型實驗。本專業(yè)的實驗實踐學(xué)分占總學(xué)分的43%，非常有利于學(xué)生動手能力的提升。（4）增加了自主學(xué)習(xí)部分。模塊內(nèi)容還包括自主學(xué)習(xí)部分，自主學(xué)習(xí)是為了更好地消化和吸收課堂教學(xué)內(nèi)容，或是對課堂教學(xué)以外內(nèi)容的一個有益補(bǔ)充，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。以本專業(yè)為例：課內(nèi)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)課時比例通常為1：1，自主學(xué)習(xí)內(nèi)容需要教師引導(dǎo)和指導(dǎo)，內(nèi)容和形式多種多樣，可以是本模塊（課程）最新知識或技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的調(diào)研報告，也可以是一個大作業(yè)，更多的是來源于實際工程中的一個具有一定難度和復(fù)雜性的具體問題的解決等。（5）由于模塊的產(chǎn)生源于企業(yè)對應(yīng)用型人才能力的需求，所以一個模塊可能對應(yīng)一個或多個傳統(tǒng)意義上的課程，當(dāng)一個模塊對應(yīng)多個課程時，知識點融合時要注意以能力培養(yǎng)為中心，夠用實用為原則，符合認(rèn)知規(guī)律為順序。（6）融入課程思政元素。模塊還必須結(jié)合自身特點融入課程思政的內(nèi)容，把本專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)成具有正確的世界觀、人生觀和價值觀的高素質(zhì)人才。

2.3? ?激發(fā)學(xué)習(xí)興趣教學(xué)方式的設(shè)計

模塊內(nèi)容確定后，需要設(shè)計與之相匹配的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得教學(xué)得以順利完成，最終實現(xiàn)本模塊應(yīng)培養(yǎng)的能力達(dá)到預(yù)期要求。因此，每個模塊的教學(xué)方法的設(shè)計，應(yīng)該以“激發(fā)學(xué)習(xí)興趣為起點，知識點解決實際問題為媒介，能力要素培養(yǎng)的達(dá)成為目標(biāo)”來進(jìn)行。在教學(xué)過程中，應(yīng)用興趣激勵法、實際案例導(dǎo)入法、互動法、基于問題學(xué)習(xí)法、講授法、討論法、探究法、實驗法和練習(xí)法等常用的教學(xué)方法。

例如：在《C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》課程教學(xué)過程中，首先在開課前讓學(xué)生從網(wǎng)上找“推箱子”“俄羅斯方塊”“貪吃蛇”等游戲，并自己動手把每個游戲都親手體驗一遍，針對這些游戲通過提問的方式讓學(xué)生們發(fā)言討論，加以引導(dǎo)，從而引出C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的思想和理念，以及C++的知識點，讓學(xué)生們在具體的應(yīng)用需求中學(xué)習(xí)知識點，并能運用這些知識點來解決實際問題，從而達(dá)到理解、掌握并能靈活運用的目的。另外，還將課堂上實現(xiàn)的功能加以拓展作為學(xué)生的課后自主學(xué)習(xí)任務(wù)，如表2所示。通過這樣一個與現(xiàn)實結(jié)合緊密的自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠融會貫通所學(xué)知識點，完成任務(wù)，獲得成就感，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2.4? ?多元化的考核方式

為了使學(xué)生能夠扎扎實實學(xué)好每個模塊，特別注重過程教學(xué)管理，實施N+2多元化的考核方式。“2”是指期末考試成績和學(xué)習(xí)筆記成績，每門課都必須要有，而“N”則是根據(jù)課程自身特點由教師自己決定的考核方式，一般3≤N≤5。表3是一門課程具體考核方式，可以看出，多元化的考核方式使得學(xué)生無法通過突擊復(fù)習(xí)的方式通過考核，有利于全程監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)情況和督促學(xué)生學(xué)習(xí)，及時發(fā)現(xiàn)問題糾正問題，從而提升課程學(xué)習(xí)效果。

2.5? ?達(dá)成情況的評價和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制的形成

模塊（課程）目標(biāo)達(dá)成情況評價采用定量評價法：基于模塊（課程）各考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果的定量評價，由教學(xué)活動特點決定各考核環(huán)節(jié)的考核方式。如果一個課程目標(biāo)由多個考核環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，則需要根據(jù)考核內(nèi)容、考核方式等確定支撐該課程目標(biāo)的每個考核環(huán)節(jié)的權(quán)重系數(shù)，計算方法如下：

假設(shè)第i個模塊（課程）目標(biāo)由N個考核環(huán)節(jié)支撐，設(shè)第j個考核環(huán)節(jié)中支撐該目標(biāo)的總分為S，學(xué)生得分為A，考核點權(quán)重為W，則模塊（課程）目標(biāo)i的達(dá)成度O按公式（1）計算：

通常情況下，每個模塊（課程）均有多個模塊（課程）目標(biāo)，每個模塊（課程）目標(biāo)都應(yīng)按照上述方法計算。如果一個環(huán)節(jié)考核支撐多個模塊（課程）目標(biāo)，則需要明確表示出每個模塊（課程）目標(biāo)由哪些具體內(nèi)容支撐，根據(jù)考核內(nèi)容確定支撐每個模塊（課程）目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。例如：某模塊（課程）期末考試共七大題，可以支撐3個模塊（課程）目標(biāo)，則可以設(shè)計課程目標(biāo)1、2、3的權(quán)重分別是f、f、f，其中f+f+f=1.0，其中考題一、二用于考核課程目標(biāo)1的達(dá)成情況，考題三、四、七用于考核課程目標(biāo)2的達(dá)成情況，考題五、六用于考核課程目標(biāo)3的達(dá)成情況。

模塊（課程）達(dá)成情況評價每學(xué)期進(jìn)行1次，通過評價總結(jié)經(jīng)驗和教訓(xùn)，特別是針對不足之處，要查找原因，給出解決對策，改進(jìn)教學(xué)。評價結(jié)果用于指導(dǎo)模塊（課程）教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，促進(jìn)模塊（課程）教學(xué)效果的不斷提升，形成持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

3? ? ?結(jié)論

面向新工科建設(shè)的需求，借鑒德國應(yīng)用科技大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的成功經(jīng)驗，圍繞學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)，介紹了本校模塊化教學(xué)改革中單個模塊教學(xué)體系的構(gòu)建，形成了一整套的校企深度合作的模塊構(gòu)建總體思路，包括模塊內(nèi)容的構(gòu)建、教學(xué)方式的設(shè)計、多元化考核方式以及模塊教學(xué)達(dá)成情況的評價和持續(xù)改進(jìn)機(jī)制的建立。經(jīng)過多年的教學(xué)改革，教學(xué)成果顯著，本校分別于2014年和2018年兩次獲得國家級教學(xué)成果獎一等獎，本專業(yè)（計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)）于2019年底獲批為“國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點”，近三年，本專業(yè)獲得省級以上獎項262項，其中國際級9項、國家級46項。多年的改革實踐驗證了模塊化教學(xué)改革是成功、有效的。

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