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【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)12-0027-03
為了適應現代科學技術發展的需要,高職數學教學不應只進行純數學研究的培養,而是應培養學生運用數學知識及數學思維方法分析、解決復雜實際問題的能力。數學除了能培養學生的理解能力和發現問題的能力外,還能訓練學生科學系統的思維能力。學生在數學學習中能獲得邏輯思維、演繹歸納、綜合計算等能力。數學建模就是運用這些能力與實際的科學技術、生產和工程問題相結合的過程。
一 數學建模活動的現狀
隨著計算技術的迅速發展,高新技術要運用于生產實際,其中數學建模的運用起到了至關重要的作用。數學建模教學已在高職教育中逐步開展,國內外越來越多的高職教育正在進行數學建模的教學并組織學生參加數學建模競賽,把數學建模教學和競賽作為高職教學改革和培養高層次人才的一個重要方面。我院數學教研室也通過選修課的形式,開展了兩學期數學建模教學的嘗試,作為任課教師,通過兩學期的授課與指導,我深深體會到數學建模活動在培養高職高專學生運用數學的思維、方法及理論去分析和解決實際問題等方面的突出意義。
二 開展數學建模競賽的意義
高等職業技術教育的一個重要目標是培養應用型的高技術人才,學生走上工作崗位后常常要做的是根據錯綜復雜的實際情況,抓住本質屬性和內在聯系分析和解決問題,建立有效可行的辦法,這正與建模的目的不謀而合。建模的對象涉及工程設計、交通運輸、科學技術、經濟管理等很多領域,這就要求學生在掌握數學知識的同時拓寬知識面,也對學生的自學能力、分析和解決問題的能力提出了很高的要求。Math Works研究員Jim Tung說道:“在當今人才市場上,數學和工程領域的人才非常搶手,雇主們都在尋找懂得如何使用數學建模工具和方法來解決問題的求職者。”
1.培養大學生素質
第一,開展數學建模教育可以讓高職學生認識到數學在實際生活中的應用,從中感悟數學思維和方法、增強解決實際問題的能力、激發學生對數學的熱愛、提高學習積極性。
第二,開展數學建模教育可以培養學生良好的數學觀和方法論,培養學生用數學思維、方法和應用計算技術解決實際問題的能力,培養學生的綜合素質。
第三,開展數學建模教育可以培養學生的創新意識和創造能力,為大學生創業打下良好的基礎。
第四,開展數學建模教育可以培養學生與人共事的團隊精神和協作能力。
第五,開展數學建模教育可以培養學生的觀察力、想象力,有助于學生形成頑強拼搏的意志。
第六,開展數學建模教育可以培養學生論文寫作能力,為今后工作中寫論文、報告等打下堅實的基礎。
第七,開展數學建模教育有助于學生知識水平的提高和自學能力的培養
2.有助于推動高職數學課程改革
第一,開展數學建模教育可以推動教學內容、教學方式的改革,達到讓學生快樂學習的目的。
我們周圍許多實際問題看起來似乎與數學無關,但通過觀測、分析和假設,可發現這些看似與數學無關的問題,都可以運用數學方法解決。針對物流專業的教學中,可讓學生調查某物流公司“車輛調度情況”,建立模型并對其可行性進行評估;針對旅游規劃的學生,可開發一條新的旅游線路;針對飯店管理的學生,可利用導數對酒店的運營進行邊際分析,求酒店利潤最大化。這樣結合學生所學專業建立數學模型,能使學生體會到學習數學的意義所在,極大地調動了學生學習的主動性。
第二,數學建模競賽的開展也推動了教學與科研的發展,促進教師隊伍的成長。
近年來,我國有大批數學教師在從事數學建模教學工作或賽前培訓的輔導工作,為此他們也要通過不斷學習來拓寬自己的知識面,提高運用數學工具分析解決實際問題的意識和能力,這樣可以增強他們的創新精神和加速對數學建模這個學科的研究。數學建模競賽指導工作也培養了他們熱愛學生、不重名利、無私奉獻的精神。所以說,開展數學建模教育可以提高教師的整體素質。
三 高職高專院校開展數學建模競賽的困難
1.高職學生在校學習時間短、理論基礎相對薄弱、學習習慣差
下表是重慶市近三年文理科最低控制分數線,從下表中看到高職分數線低于本科分數線50分以上,最多的時候甚至相差158分(如2011年),且錄取分數線呈逐年遞減的趨勢,這就充分反映了高職學生的中學基礎知識差,理論功底較薄弱,學習中非常排斥理論的講授,學習效率普遍較低。面對這種現狀學生們并沒有變壓力為動力,究其原因,不是智力問題,而是自身學習習慣的問題,主要表現為:自學能力弱、學習缺乏韌性、知難而退、不求甚解,久而久之導致學習積極性不高,如此惡性循環造成學習效果欠佳。
2.數學課程不受重視
當前許多高職院校都積極進行教育模式的改革,壓縮了理論教育課時數,作為公共必修課的數學教學學時不斷減少,有的專業數學課程學時只有30節,最多的也只有120節左右。而教學內容要涵蓋微積分、常微分方程、線性代數、級數等,教學學時相對不足。同時我國的高職數學教育,課程結構、現行教材單一,不能同時滿足不同層次學生的需求。
3.數學建模活動發展不平衡
數學建模活動在綜合性大學和理工院校開展的較為普遍,而在高職高專院校還不夠重視,而且大部分高職院校只是為了競賽而參與這項活動,這不利于建模活動的長期良性的發展。有些高職院校也在努力實踐,在數學建模的教學、培訓模式、競賽方式上都取得了良好的效果,但對于基礎薄弱的學生來說還是很難。因此,需要在實踐過程中不斷探索適用于高職院校所有學生的數學建模活動。
四 如何開展數學建模教育和競賽
1.加強對數學建模指導教師的培訓
對指導教師的培訓主要圍繞以下幾個方面展開:了解數學建模課程的開設和教學改革的最新理念與動態;提高數學建模科研能力與技術的平臺建設;熟悉數學建模競賽培訓內容、方法和技巧與典型賽題分析;掌握校級數學建模競賽的命題與組織方法;開展適合本校的數學建模精品課建設;著手本校數學建模教學建設及師資隊伍建設;提高數學工具軟件應用與數學實驗教學案例開發的能力;展開數學建模、數學實驗、數學實驗室的建設;促進指導教師數學建模科研論文的整理與發表。
2.把建模思想融入數學教學過程
現在很多高職院校,由于學生在校時間短,為了提高學生專業技能等方面的原因,不斷地壓縮高等數學的教學課時,所以最好的辦法是把建模思想融入到平常的教學過程中去。
第一,開展案例教學創新。教師應緊密聯系學生所學專業收集、編制、改造和他們所學專業的建模實例,從而進一步貼近學生生活實際。這樣,學生在理論與實踐融合的氛圍中,學習興趣會相對高漲,對數學建模的應用更具有好奇感,更容易使學生理解數學理論概念的本質和應用。在教學活動中,教師注意課堂討論板塊的穿插,讓學生在受到教師啟發性授課的同時,也能夠參與互動,表達各自的看法和建議,這有助于高職學生創新思維的開發。
第二,開展小組討論教學法,開發獨立思維,發揚團隊協作。教學方法的改革與適用,首先要讓學生意識到自己是學習的參與者和探索者,在發揮教師主導作用的同時,發揮學生的主體作用,為學生的積極參與創造條件,引導學生去思考、發現、創新,改變過去傳統的教學方法。
第三,使用先進的教學手段。目前,越來越多的課程采取多媒體與板書相結合的授課方法,提高了授課效率。比如,部分教師專門制作的PPT細致、方便、靈活、有針對性,使用效果好。數學類課程還可使用Matlab的優點。
第四,增加信息檢索方面的教學。在現有數學建模情境中,往往由涉及多學科、多方面的知識點融匯成一個復雜的知識網絡體系。這就要求學生在較短時間內盡可能搜索到有用的知識,所以在教學過程中教會學生利用互聯網等手段進行信息檢索是現今社會的需要,也是高職院校數學建模教育的當務之急。
3.鼓勵學生參加數學建模競賽
要求學生積極參與,通過競賽對建模有創意并具有合理性的小組進行鼓勵,使建模更加深入人心,更重要的是使學生得到鍛煉。鼓勵學生參加每年一次的大學生數學建模大賽,展示和拓展自己的能力。
在高校開展建模競賽,既有助于對大學生創新思維、動手實踐能力、競爭意識、團隊合作精神的培養,也有助于完善大學生的知識結構,此外還有助于提高大學生的綜合素質。在這項賽事的推動下,相關理論的研究不斷開展并日趨深入,大量相關出版物陸續出版發行,許多高等院校也相繼開設了數學建模課程。隨著競賽逐年開展,參賽隊伍越來越龐大,目前數學建模競賽已位于教育部四大學科競賽之首,其規模最大,影響力也最大。
4.開設數學建模選修課
當然,由于公選課的授課對象都是非數學專業的學生,因而所選的模型要貼近生活,講述與生活實際密切相關的模型。此外,在數模教學環節中增加了一定的實踐環節,讓學生有實際操作的機會,使有興趣的學生結合日常生活或專業,選擇一些由易到難的建模課題。在教師的指導下,每學期完成1~2個建模課題,使建模活動更加有目的、有計劃地開展,培養他們動手解決實際問題的能力,讓更多的學生參與建模。
5.搭建功能齊全的網絡教學平臺
網絡教學將網絡技術作為構成新型學習環境的有機因素,利用網絡的特性和資源來創造一種有意義的學習環境,向學生提供豐富的教學資源,提供有利于改善學習效果的條件,讓學生自主探索、主動學習,充分體現學習者的主體地位;同時也為師生提供了互動平臺。
五 關于數學建模活動的注意事項
1.開展建模時一定要遵循學生的認知規律,切勿急功近利
由于高職院校數學基礎相對薄弱,幾乎未接觸過數學建模培訓,所以在開展數學建模活動時,應考慮到學生掌握的知識和現有能力,切勿盲目進行。在建模過程中,要將過去以教師為中心變為以學生為主體;以課堂講授為主變為以問題發現、解決為主;以知識傳授為主的教學模式變為以培養能力為目標的教學活動。整個過程要遵循學生的認知規律,結合學生的實際水平。
2.對選拔競賽隊員的思路
第一,要充分考慮學生的數學素質、計算機應用能力、數學軟件應用能力、論文寫作能力等,盡量選出能力較強的學生。
第二,開設數學建模選修課。一方面吸引調動學生學習數學的積極性獲得更廣泛的數學知識;另一方面注意選拔出各方面素質較強的競賽苗子。
第三,通過學生的數學成績和上課表現,同時結合任課教師和班主任的意見,初選出大名單,再由建模指導教師逐一挑選,確定最終名單。
第四,所有入圍的學生都參加建模集中培訓,培訓結束時組織校內競賽,進行第二次考查和篩選,這樣既調動了學生的積極性,又吸引了更多學生參與建模學習,更為選出優秀的隊員做好了鋪墊。
最后,在進行第二次選拔時,指導教師往往會遇到難以取舍的情況,而那些校內競賽后被淘汰的學生,他們之前以極大的熱情投入到培訓中,落選使他們既難過又不服氣,所以學院可以考慮設立校內獎勵制度,使本校的數學建模競賽工作進入良性循環。
參考文獻
[1]北京師范大學數學科學學院采用Matlab為教學課程以及全國大學生數學建模競賽的參賽隊伍提供支持[J].國外電子測量技術,2011(10)
[2]郭思樂、喻瑋著.數學思維教育論[M].上海:上海教育出版社,1997
(一)建構主義理論引導學生明了知識產生的過程。
數學的建構主義理論證明了數學知識的學習靠學生被動去學習是不行的,需要學生在這個過程中主動求知,與此同時,新課改的教學思想是引導學生對知識進行有效的學習,同時更要認知知識出現的過程,這也就是構建主義的實質。數學學科的特點就是抽象性比較強,學生學習與理解數學知識存在一定的困難,在數學教學的時候老師要引導學生對數學活動積極踴躍的參加,在實踐中可經過操作、交流和反省等形式確定數學知識體系。也就是在這個過程之中,學生的數學理解能力可有效的提高,進而促進數學課堂教學效果的提升。
(二)再創造教學理論引導學生對數學知識進行深入的了解。
再創造教學理論下,數學的學習階段其實就是再創造的階段,在對數學新知識實施學習的時候,其實就是通過對舊知識的學習了解新知識,在對數學知識實施概括、觀察、類比等過程之中,實現了對數學知識的再創造和再發現。
(三)問題解決理論為學生創造力的培養奠定基礎。
對于數學問題解決理論我們要給予高度的重視,究其原因有以下兩點:第一點,處理數學問題的過程實際上就是對數學進行發現和創新的過程。第二,對數學問題實施有效的處理,可使得學生學習數學的興趣得到培養,進而促進其創造力提升。
二、在小學數學教學之中滲透探究式教學形式的方案
(一)設置問題情境,促進學生學習數學內驅力的提升。
探究學習的發現,其重要的部分就是問題情境的設置,可以通過這個環節激發學生學習數學的內驅力,使其思維得到拓展。一般來說設置問題情境需要從以下幾方面進行著手把握:第一點把握好設置問題情境的動機性,其意思就是說我們所設計的問題,對學生探究欲望的激發有一定的效果;第二點把握好設置問題情境的目的性,其意思就是說我們設計的問題要有針對性,要圍繞教學目標而設計;第三點設置的問題情境要與學生的實際水平相符。綜合實際教學來看,設置的問題情境符合學生最近發展區,這樣才會提升學生的積極性,進而使得學生的數學興趣得到提升。設置問題情的形式比較多:例如從課題的奇特現象談起,吸引學生的眼球;選出一個不同的意見引發學生發起辯論;設置一些懸念,讓學生去嘗試一些難度比較大的題之后,一點一點的引導學生去探究。傳統的教學與學生生活實際不相符,因此在設置問題情境的時候還要圍繞生活展開,營造探究情境。這也就要求老師要了解學生的生活實際,設置一些學生比較熟知的問題,同時又符合新課程的要求,讓學生覺得數學離我們生活很近,對數學知識抽象性的認知觀點也有所轉變,激發學生學習數學興趣和信心。例如:在對三角形性質認知的教學之中,在上課之前,老師可結合學生的生活實際設置這樣一個問題情境,生活之中我們會看見哪些結構是使用到了三角形,這樣學生會開發大腦,會想到自行車的支架,屋頂的房梁等等,之后讓學生討論一下為什么要使用三角形呢,換成圓形可以不,這樣使學生探求新知的欲望被激發,使學生探索目標與方向明確了,學生在對問題實施探究的過程之中,結合生活實際一點一點的了解到三角形具有穩定性的特點。
(二)要確保師生之間維持好的溝通交流關系。
如何打造良好的師生關系,使學生探究的心理得到安全呢?這就需要老師要適當的轉變角色。改變以往那種單一的知識傳授者的角色,努力成為學生學習上的引導者;使其成為課堂上的主體,向數學學習活動的組織者、引導者和合作者的角色過渡。老師要成為學生生活、學習上的朋友,要本著尊重、平等的原則和學生對話;激發學生自主的去學習數學知識,鼓勵學生去探究,開拓學生的想像力,讓學生有質疑的權利,給學生說錯話、做錯事的機會,創造自由、民主、安全的教學環境。比方說在對梯形面積的計算實施教學的時候,以往的那種老師生硬的講,學生被動的聽的課堂教學模式;老師可通過在課堂上開展一些活動的形式引導學生去學習,如選擇一些梯形模板,讓學生去嘗試著拼一些平行四邊形,長方形等圖形,留給學生足夠的動手操作時間,使他們可以通過自己喜歡的方法去探索推導公式,并在這個過程之中獲得成功的喜悅。
(三)探究活動的開展形式要多樣化。
老師要引導學生積極的融入到教學之中,讓學生在這個過程之中都切實有所體會。在探究活動的設計與使用之中老師是該活動的組織者和引導者,讓學生可以主動的探索知識,在此過程之中雖然感知了探索的艱辛,但是也會收獲成功的喜悅,有助于學生自發探索習慣的養成,促進其探究知識能力的提升。
三、結語
一、當前農村教學現狀
1. 教師教學現狀
教育部基礎教育司調查組的調查結果表明,我國義務教育目前的教與學的方式,以被動接受式為主要特征. 總結起來就是“講得多,做得少;被動多,主動少;知識多,體驗少;練得多,會得少”.
2. 學生學習現狀
在從事農村初中數學教學的這十幾年時間里,經常到市區學校聽課學習,我發現農村中學的學生與市區學生存在很大的差距,主要體現在以下幾個方面:(1)注意力不夠集中,有意注意的時間非常短;(2)缺少正確、行之有效的數學學習方法;(3)上課時,學習思維反應緩慢;(4)對基礎知識、基本概念理解欠缺,沒有條理,依據混亂; (5)心理壓力較大,不敢去請教,不愿意去問. 總之是學生課前不預習,課堂上不思考,課后不總結,學習狀況進入一個惡性循環.
二、構建“生成性”課堂的方向與目標
“生成性教學”是指在教學中充分重視師生雙邊活動的多樣性和教學環境的復雜性,把每節課都視作不可重復的激情和智慧的綜合生成過程的課堂狀態. 它強調教師、學生、教材三者之間的互動,即學生在原有認識的基礎上,通過與教師、文本的對話交往,實現意義的獲得和提升;更加注重教學的多元評價,并實現評價的藝術性、客觀性、適時性. 因此,“生成性”是一種動態的教學,是一種多樣化的教學,是一種提升的教學,是基于凸顯學生主體性,發揮學生主觀能動性,立足于三邊互動的一種教學理論,值得認真研究與運用.
1. 實現四種轉變
我們要改變當前這種以教師為中心的課堂教學模式,努力實現四種轉變:① 學生學習方式的轉變:從觀眾變為演員. ② 教師教學觀念的轉變:從演員變為導演. ③ 課堂教學內容的轉變:從純知識性變為更加關注情感、態度、價值觀. ④ 課堂形式的轉變:從一個人的獨角戲變為很多人的舞臺劇.
2. 完善課堂結構
完善“一線兩點三維四步”的課堂結構,“一線”是指“以知識的發生發展為主線”,“兩點”是指“牢牢把握重點,突破難點”,“三維”是指“重在發展學生的情感、態度、價值觀”,“四步”是指形成“經歷—體驗—探索—運用”的課堂教學流程.
3. 創造師生同樂的課堂氛圍
所謂“同樂”,即學生樂學,教師樂教. 學生樂學表現在三個方面:上課前好奇、上課時快樂、下課后回味. 好的課堂應該是開放、平等、致遠的. 所謂開放,是指思維活躍、全民參與;所謂平等是指課堂上師生都是活動的參加者,誰都可以發表見解,什么觀點都可以講;所謂致遠,是指要著眼于學生的知識體系的建構、品質的塑造、人格的健全. 課堂是一個舞臺,師生共同表演的舞臺.
三、基于新課程理念下“生成性”課堂的策略
1. 你的知識很豐富,學會在課堂上裝不懂
陶行知先生說:“好的先生不是教書,不是教學生,乃是教學生學. ” 我們有的老師自恃才高八斗、學富五車,上了課堂就滔滔不絕,到了下課還意猶未盡,恨不得把自己肚子里所有的知識都告訴學生,唯恐漏了一點沒講,唯恐學生沒聽清楚. 你的口才得到提高了,學生都成了不會說話的人了. 如果能多問問“為什么”,多問問“你是怎么看的”,“你是怎么想的”,多讓學生講一講,你會發現學生講得也很好啊,比一個人的表演耐看多了.
2. 你的關懷很體貼,學會探究時適時放手
英國教育家斯賓塞在其代表作《教育論》中說:“教育中應該盡量鼓勵個人發展的過程. 應該引導兒童自己進行探討,自己去推論. 給他們講的應該盡量少些,而引導他們去發現的應該盡量多些. ”優秀的母親不會整天抱著孩子,該讓他走路了就勇敢地放下來,哪怕跌了跟頭. 在教學過程中,要放手讓學生說,讓學生做,哪怕說不好、做不好也沒有關系,哪個人天生就會呢?哪個人開始就能做好呢?熟能生巧啊. 光你自己說,學生不會說,還要教育干什么?教是為了不教.
3. 你的責任心很強,但更要學會包容錯誤
著名教育家蘇霍姆林斯基說過:“有時寬容引起的道德震動比懲罰更強烈. ” 學生說了、做了,難免不全面、不準確,很正常,就像孩子一樣,做事就會犯錯誤,但就在犯錯誤的過程中,他會學會很多、體會很多,所以,老師要有一顆寬容的心,能包容學生的錯誤,容許學生犯錯,并幫助他改正. 這就需要我們教師在課堂上能做到這樣幾點:① 要有一顆平常的心;② 學會等待;③ 嘗試溝通.
4. 你不是課堂的主宰,把課堂還給學生
葉圣陶先生曾經說過“教是為了不需要教. ……就是說咱們當教師的要引導他們,使他們能夠自己學,自己學一輩子,學到老”. “學生為主體,教師為主導”不能成為口號,要付諸行動,讓學生在課堂上說出來,動起來,與其呱呱講一節沒有效果的課,不如讓學生參與到對知識的體驗與探究中來,提高學生聽、說、讀、寫、思的能力.
四、關注課堂生成,樹立科學、發展的質量觀
關鍵詞:數學建模;數學實驗;研究型教學
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)19-0081-02
一、引言
實施創新人才教育,培養創新人才,已經成為當代教育發展的主旋律。在“十一五”期間,教育部先后下發了《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高[2007]1號)、《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》(教高[2007]2號),對進一步深化高等教育本科教學改革,全面提高教學質量提出了新的要求和挑戰。為此,我們必須更新大學教育觀念,深化大學教育改革,構建高校創新型人才培養模式。
大學數學教育普遍存在“滿堂灌”的傳統教學模式,在教學過程中,學生只是單純地聽課和練習,教師處于主導地位,學生疲于完成老師布置的任務,沒有主動發現問題和思考問題的積極性。考試的內容也只是涉及課堂上講過并且強調過的內容以及布置的作業,學生的學習重點在考試涉及的知識點,對基本概念、定理掌握不深,難以將所學知識應用到實際問題中。不僅如此,現在數學課程學時普遍壓縮,但學生需要學習和應用的內容不僅沒減少,還出現了新的要求。在傳統教學模式下教師只好縮減知識應用、數學計算等相關環節的教學,教授給學生孤立抽象的知識點,學生興趣不高,使得數學的教與學進入不良循環。
數學教學的目的不僅是讓學生獲得數學知識,更重要的是教會學生掌握科學的思考方法,學有“價值的數學”,獲得“必需的數學”和“廣泛的數學活動經驗”,這才是數學教學的出發點和歸宿。要適應社會的需求,以學生發展為本,為學生奠定終身學習的基礎,就要改變傳統的數學課程教學模式,從簡單模仿和再現的課程形態過渡到研究型教學模式,這樣才能面對未來急劇變動的社會。在研究型教學模式中,學生了解數學知識如何來源于身邊的實際問題,數學知識在生活中的實際應用,數學知識與自我完善的關系。學會觀察、學會探究、學會應用數學知識去分析和解決實際問題。掌握該方法,對學生一生的發展意義重大。因此,大學數學教育引入“研究型教學”模式勢在必行。
數學建模與數學實驗是一門新興的數學應用性課程,在數學建模與數學實驗的教學中引入研究型教學模式能進一步提高學生運用數學知識和計算機技術分析和解決問題的能力,促使學生發展,培養學生收集、分析和處理信息的能力;培養發現問題和解決問題的能力;培養科學態度和創新精神;使學生學會溝通、分享和合作。本文將從教學內容、教學方法、考核方式、教學評估、第二課堂五個維度進行設計,探索研究型教學模式的有效實施方案。
二、研究型教學模式
(一)重塑教學單元
研究型教學模式的實施需要教學內容改革來支撐,將教學內容模塊化,模塊內容層次化,能夠確保關鍵、核心的內容由教師講授,教學內容的體系完整和學生的積極參與。具體為:教學模塊=預習層次+講授層次+研究層次,預習層次包括軟件基礎、問題背景、問題演練,講授層次包括數學建模、軟件實現、實際問題,研究層次包括問題建模、問題編程、問題拓展。
(三)強化過程考核
研究型教學的實施效果需要學生持續的時間和精力投入來保證,通過加強課程學習過程考核,實現研究型教學的過程管理和監控。在課程考核方式的設置中強化學生的過程學習,將平時成績和期末考試成績的比例調整為7:3,具體為:課程成績=預習材料10%+實驗報告30%+分組報告30%+期末考試30%,另外增設課堂發言10%的附加分,通過將學生的課程學習和學生的課程考核緊密結合起來,提高學生自主學習的能力和動力,促進師生之間的學習交流。
(四)教學量化評估
教學效果的評估有助于改進教學,提高教學質量。研究型教學的交互性特點決定了其良好的反饋性,由于研究型教學的實施效果與教學對象、教學課程、教學手段等密切相關,為實現對研究型教學的后評估,可對教學效果進行量化評估。針對數學建模與數學實驗課程,采用Haines、Crouch提出的數學建模技能測試,量化評估學生的學習效果,通過對比測試來評估研究型教學的實施量化效果。
(五)開辟第二課堂
針對弘深學院學生特點,開展《文獻檢索》、《數學模型入門》、《數模論文寫作》、《數模題目研討》等周末講座,對弘深學院大一、大二的同學進行數學模型競賽的專題培訓。建立弘深數模QQ群,提供導學資料,引導學生參加全國大學生數學建模競賽和美國大學生數學建模競賽,培養學生創新精神和實踐能力以及團隊協作精神,提高綜合素質。
三、研究型教學實踐
在我校弘深學院的《數學建模與數學實驗》課程教學中,采用研究型教學進行了探索。首先對教學內容進行提煉和調整:將MATLAB軟件入門、MATLAB軟件求解、LINDO、LINGO軟件使用等操作部分由學生在課堂下自學,側重講授優化建模、插值擬合、微分方程等專題的模型思想和建模思路;其次,精簡實驗內容并導入自學模塊:每個專題的實驗只保留1~2個最有代表性的題目,同時,增加一個下個教學單元的實驗題目,學生需要預習之后才能完成,在每個專題的實驗中,還選擇一個綜合性的實驗題目,培養學生應用所學數學知識,分析和解決實際問題的能力;再次,為確保學生的預習及學習效果,檢驗學生的實際動手能力,要求每位同學必須上臺講解至少一個實驗題目,還要進行軟件實現的演示;最后,改革了課程的考核方式,課程的成績由實驗講解、小論文、實驗報告、期末考試來綜合評定,強調了課程教學的過程管理,使學生在日常的學習中,連續應用課程知識解決問題,確保了知識學習的連貫性和效果。
由于研究型教學實踐中,減少了課程教學內容并且加大了學生的實驗任務,弘深學院經管創新班的部分同學反映學習有一定難度,在隨后的教學中,適當對內容作了調整,保證了學生的學習效果。從學生的實驗報告和課堂講解來看,學生較好地掌握了課堂的教學內容,具備了較強的動手能力,實驗報告的質量高,體現了學生能夠綜合應用數學知識和計算機工具解決實驗問題。在2014年的全國大學生數學建模競賽中,參與該體系學習的學生獲得了全校10個全國獎中的4項,另有13個隊獲得重慶市一等獎;在2015年美國大學生數學建模競賽中,獲得了全校唯一的美賽特等獎,另有10個隊獲得美賽一等獎,說明通過研究型教學,學生的實踐創新能力得到訓練,效果良好。為培養學生的合作交流能力,還給學生布置了“非線調的頻率設計”訓練題目,要求學生三人一組合作完成。從完成的情況來看,學生在查閱資料、分析問題的基礎上,均能較好地解決該問題,培養了合作精神。鑒于《數學建模與數學實驗》課程的目標之一是培養學生的建模能力,選用Haines、Crouch提出的數學建模技能測試題對學生進行了數學建模技能測試,在學期末進行的測試表明,學生的數學建模技能已達到良好以上等級。
四、研究型教學反饋
在研究型教學的實踐中,針對課堂內容或者學生講解,同學們積極和教師交流意見,課堂氣氛活躍,信息量大。早期,同學們對上講臺還很不習慣,在課程后期,同學們都積極要求上講臺,講解的內容也都經過精心準備,效果較好。除了課程的網絡教學平臺、實驗示范中心網站等課外交流平臺外,課程代表還建立了一個課程QQ群,主講教師和課程助教都加入該QQ群,方便了同學與老師、同學與同學之間的溝通交流。在課堂教學中,同學們也經常就數模的相關問題與主講教師交流,增加了同學們對數學實驗、數學建模相關知識的了解。雖然研究型教學給學生帶來了一定的學習壓力,促使學生投入更多的時間到課程學習中,但從網上的評教來看,平均分數為95分,說明學生對課程教學和研究型教學模式還是認可的。
五、結束語
本文提出的研究型教學模式強調學生為主體,充分發揮學生的主觀能動性,圍繞學生自主發現―探究―解決問題這一研究過程來設計教學,教師在研究中只起點撥、指導作用,解決了傳統教學學生自主學習不足的問題。研究型教學方案的實施從教學方法、教學內容、考核方式、教學評估、第二課堂五個維度進行設計,保證了方案的實施效果。當然,研究型教學目前也存在一系列問題,如提高學生的認可度、教學內容更新、教學效果的量化評估、經費及政策支持等。總之,研究型教學還有待進一步調整改進。
參考文獻:
[1]儲理才.我校開設“數學建模與數學實驗”課程的實踐與思考[J].集美大學教育學報,2000,1(2):15-17.
[2]葉建華.數學課程中的研究性教學方式[J].成都教育學院學報,2004,18(9):66-67.
關鍵詞:模擬電子技術;課程內容體系;實踐教學
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)19-4758-02
Study and Practice on the Teaching Innovation of Simulation Electronic Technology Course
LIN Jian-yu
(Information Engineering Department of Changzhou Radio and Television University, Changzhou 213001, China)
Abstract: Simulation Electronic Technology Course is the important major course of electronic majors in higher vocational colleges, whose engineering and practicality is very strong. Deal with the problem in the teaching of the Simulation Electronic Technology Course, this article determines the guiding ideology of teaching reform, puts forward proposals in the aspect of the actuality and characteristic of the course, the construction of the curriculum content system, teaching manners and artifices.
Key words: simulation electronic technology; curriculum content system; practice teaching
作為高職院校電子、自動化和通信類等專業一門重要的技術基礎課程,《模擬電子技術》具有知識密集、學科交叉、綜合性強等特點。為了適應高等職業技術教育的目標定位和職業崗位群的需求,《模擬電子技術》課程的教學應具有先進性、職業性和適用性,幫助學生形成該職業領域的素養與能力,并奠定個人的職業生涯基礎。
1 課程現狀和特點
《模擬電子技術》課程的教學目標是使學生獲得從事電子技術工作必須具備的基本理論、基本知識和基本技能。通過本課程的學習,讓學生掌握基本單元電路的原理和應用,具備設計簡單電路、測試和調試電路、排除電路故障的能力,為學習后續課程和從事本專業工程技術工作奠定基礎。
通過對近幾年就業的電子類學生調研發現,普遍存在綜合職業素質較低,獨立工作能力不強的現象。具體體現在:典型電路故障排除能力欠缺,電路分析和工作過程不明確,電子產品開發潛力不足。造成這種狀況的原因是:電子技術的實際應用涉及電路、元器件、工藝、應用環境等多方面因素,學生不能靈活地將所學的理論知識應用到工程實際中,理論教學體系與實踐教學、工程應用脫節,缺乏系統性和完整性。
《模擬電子技術》課程有以下特點:基本概念多、元器件種類多、電路形式多、分析方法多。基于這些特點,課程內容不能面面俱到、主次不清,應立足服務生產,培養應用型、技能型人才的目標,改變傳統的以傳授理論知識為本位的教學思想,打破學科體系,進行教學改革,突出以能力本位的高職教育特色。
2 課程內容體系的重構
課程內容體系的構建,應遵循行業內技術通用、與新技術新工藝同步的原則,既要有系統的理論指導,又可以使學生在實踐中不斷積累工程經驗和培養職業技能,通過本課程的學習達到本職業崗位群的相關要求。
2.1 以項目教學為主的課堂教學體系設計
以項目教學為主的教學模式,強調以典型工程項目為教學內容的切入點,創建工業現場情境,通過任務驅動,在探究完成任務的方法或解決問題的過程中進行教學活動。這種教學模式使學生成為教學的主體,大大激發了學生的學習主動性和學習興趣。
《模擬電子技術》課程主要由常用電子元器件,常用電子儀器儀表,基本單元電路,電子測量技術,電子產品裝配工藝,電子產品裝配、調式與維修等內容組成。在構建項目教學體系時,應針對各專業的特點,強調職業導向、能力本位,精心組織每一項目的內容,使每一項目整合電子儀器儀表、電子工藝、電子測量、電路等相關課程的內容;項目載體要具有典型性、實用性、綜合性和先進性,既能客觀反映工程實際,又能涵蓋《模擬電子技術》課程的主要教學內容。使學生通過各項目的學習,能自己動手、動腦去解決實際問題,具有某一領域的職業技能。
我們從工程實際中精選了七個典型項目:光控電子開關、音頻放大器、信號發生器、時針控制器、可調穩壓電源、擴音機、溫度控制器,以七個項目為主線,再以任務驅動的形式引入相關知識點,基本上涵蓋了《模擬電子技術》課程的全部教學內容。通過這七個項目的設計與制作,學生的綜合職業能力和創新能力得到了顯著的提高。
2.2 與EDA技術相結合的實驗教學
EDA(Electronic Design Automation)技術是指利用計算機為平臺,對電子電路、系統或芯片進行設計和仿真開發的計算機輔助設計技術。它融合了計算機信息技術、微電子技術、計算機圖形學、信息分析與信號處理等理論與技術的最新成果。通過EDA技術,設計人員可以在計算機上完成電路的布局布線、綜合優化、邏輯編譯、性能分析、動態仿真等工作[1]。
EDA技術的發展和應用,使實驗室進入課堂成為可能。教師可以通過EDA軟件,進行模擬和驗證性實驗,將一些抽象的概念和理論以圖形或曲線的形式表達出來,使之形象化、具體化。學生也可以自己動手,進行仿真實驗。這對于培養學生的電路分析能力、電路設計能力和應用開發能力起著至關重要的作用。在眾多的EDA工具軟件中,常用的有EWB、Multisim、Proteus等,可以根據實際教學需要選擇合適的工具軟件。
EWB(Electronics Workbench)是用于電路設計和仿真的軟件,它以SPICE仿真模型為基礎,提供了一個集成化的模擬和數字電路的虛擬實驗環境,具有界面直觀、操作方便、元器件豐富等特點[2],可進行電路板設計、交互式仿真、集成測試等,實驗結果與實際調試結果相似,可滿足實驗教學的需求。
【關鍵詞】民族數學教育 數學建模與數學實驗 教學改革方案
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)21-0004-02
一 引言
隨著高等教育改革的不斷深入,民族院校的專業布局已日趨合理,但與普通高校相比,民族性特點仍然較突出。由于民族院校的學生大多來自邊遠少數民族地區,中學數學基礎較薄弱,總體知識面相對狹窄。因此,為了把他們培養成能服務民族地區經濟文化建設的合格人才,在制訂教學計劃和設置課程體系等方面必須做到量體裁衣。
數學建模與數學實驗課程體系涉及高等數學、線性代數、概率統計、微分方程、運籌學、圖論、數值分析、優化理論、計算機基礎、計算機語言、數學模型和數學實驗等系列課程,這些課程部分內容交叉重復但又各有側重。如何將這些課程有機地加以銜接,讓學生系統地把握數學建模的基本思想、基本方法和基本策略,較好地運用所學知識來解決相關問題,已成為該系列課程教學中值得深思的課題。結合民族地區特色,建立健全數學建模與數學實驗課程體系、調整相關教學內容、改變培養模式、科學合理地制訂教學計劃、設置課程等一系列改革,是發展民族地區數學教育的必然選擇。
二 民族院校數學教學的現狀
由于歷史原因,民族院校大多以人文學科為主。近年來,為主動適應國家和民族地區經濟結構戰略性調整、人才市場需求,全面提高民族高校辦學質量,各民族高校普遍進行了學科專業結構的調整。民族高校以人文社會科學為主的學科專業結構有了較大的改變,一些院校向著綜合型方向發展,有的民族院校則以理工學科為主要特色。一個學校數學學科的狀況,將直接影響著該校其他理工科和管理類學科的發展。目前,我國13所民族院校中,基本上都開設了數學與應用數學、信息與計算科學、統計學或相關數學專業。由于數學學科基礎性較強,因此在專業基礎課的設置方面,民族院校與普通高校沒有本質區別。然而,由于民族院校師生結構的特殊性及理工類專業設置的滯后性等原因,導致大部分學校在數學教學方面仍存在一些問題。
民族院校是在人文學科的基礎上增設理工類學科的,除張大林提到的學生數學基礎較薄弱、教師教學方法較傳統等問題外,還存在專業課程的設置不合理、課程銜接不當、教師不能較好地把握因材施教原則等問題。隨著素質教育理念的推廣,在大學數學教學中融入數學建模思想已普遍達成共識。然而,受師資力量和水平的限制,在大學數學教學中很難做到引進與專業相關的數學建模案例。當前大學數學教學基本分為文科類、經濟管理類、理工科類和數學類幾個層次,為了便于同步教學,教師在教學過程中一般只從這幾個層次上加以區分。因此,結合人才培養目標、社會需求和專業特點開展教學是今后大學數學教學改革的一個方向。
三 數學教育與課程體系改革
何偉等在闡述關于民族院校數學教育的思考中提到,自然科學沒有民族性,但自然科學的掌握者有民族性,對其進行的教學可以有民族特點。因此,民族院校的數學教育可以結合民族特性開展。在完成基礎數學教學的基礎上,應以數學建模系列課程教學為載體,根據民族地區經濟發展對人才的需求,選擇有利于發展民族經濟的教學內容和人才培養模式,大力開展具有民族特性的數學教育。在教學過程中,重點培養學生把握民族地區發展的前景分析能力和項目開發能力。在地方民族院校中,應結合地方實際,針對民族旅游開發、民族工藝品設計、民族藥品研制過程中涉及的數學模型展開教學,探索合適的具有地方特色的創新性人才培養模式。
數學建模教學與競賽活動,是一項成功的高等教育改革實踐。從13所民族院校的人才培養方案中不難看出,隨著數學建模競賽活動影響力的擴大,各民族院校也加大了對數學建模與數學實驗系列課程的教學力度。然而,縱觀各民族院校數學與應用數學專業、信息與計算科學專業、統計學專業等數學相關專業的培養方案,不難發現其課程體系中與數學建模和數學實驗課相關的課程之間不能較好地銜接。因此,在公共課擠壓專業課學時的情況下,只有科學有效地開設數學建模系列課程,將擬開設的課程有機地銜接起來,才能讓學生系統地學習數學建模的思想和方法。綜合各高校課程設置情況與教學實踐,我們認為數學建模與數學實驗系列課程可以按下圖的關系加以銜接。
數學建模與數學實驗系列課程銜接關系結構圖
另外,因為這一系列課程中均包含數學建模的思想和方法,所以在教學過程中可以將課程之間交叉的內容著重放在一門課中展開,從而突破各門課程的學時限制。例如,線性規劃、非線性規劃和動態規劃等優化數學模型可以放在運籌學課程中進行教學,而在數學模型課程教學中不再重復這部分內容。這種將數學模型課程中涉及的具體模型放到相關課程里進行教學,是將數學建模思想融入其他課程教學的最好體現。當然,教學的內容除覆蓋基本知識點外,應結合專業特點展開。只有靈活選取有利于學生就業的內容進行教學,才能讓學生學以致用。教學的形式應多樣化,可以開展專題講座,也可以引導學生從簡單課題入手,將實驗室交給學生,讓學生自己去思考、去實踐。
* 基金項目:貴州民族大學2011年教學改革工程項目《數學建模與數學實驗課程體系教學改革》的研究成果(編號:GUZN2011JG16) 四 數學建模活動與學生素質培養
高等教育的發展趨勢更強調素質教育,而強調學生學習活動的實踐性是素質教育的內涵之一,從實踐中獲得的經驗與知識,更容易產生沉淀而成為人的素質。應用數學知識分析和解決一些問題的實踐活動統稱為數學建模活動,它是一種小型的科研活動。通過參加這項活動,學生可以對科研活動的全過程有一個初步的了解,在科研的各個環節均可得到訓練,這些環節包括:分析和理解問題背景、收集相關信息、明確主攻目標、方案比較與抉擇、模型建立與求解、仿真檢驗與模型改進等。數學建模活動作為全國高校規模最大的課外科技活動,它可以拓寬學生的知識面,培養和提高學生運用所學的數學知識和其他各專業知識解決實際問題的綜合能力。
當前,很多學校圍繞大學生數學建模競賽開展了豐富多彩的數學建模活動,拓寬了學生綜合素質的培養途徑。徐世英認為數學建模活動對培養學生的綜合素質和促進教學改革有積極的作用,且提出了進一步強化數學建模活動的途徑。在大學數學教學過程中,針對不同專業和不同年級的學生,設計一些數學建模相關課題供學生訓練,不但能增長學生的知識,還能提升學生的科研能力。在大一階段,可以讓學生結合專業基礎課的學習,運用數學軟件開展一些與曲線擬合等預測模型相關的數學建模活動;在大二階段,可以讓學生結合微分方程和運籌學等課程,針對校園優化管理等某一具體問題開展一些綜合性的研究;在大三階段,讓學生參加全國大學生數學建模競賽等課外科技實踐活動;此后,可以將學生送到學校建立的實習實訓基地進行實訓。
結合學生實際情況,在不同的學習階段開展不同的數學建模活動,既有助于培養學生的學習興趣,又有助于培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。通過參加數學建模競賽等課外科技實踐活動,也可以培養學生查閱資料、文字表達等方面的能力。通過參加數學建模活動,還可以強化學生的創新意識與創新精神,培養他們團結協作的精神、克服困難的意志力、心理調節能力以及成功后的體驗等,這些都是成就事業的重要心理素質。
參考文獻
[1]李鴻.民族高等院校學科專業結構的調整及其社會適應性研究[J].民族教育研究,2004(6):22~26
[2]張大林.基于數學建模思想的民族地區高師院校高等數學教學改革初探[J].職業時空,2009(10)
[3]何偉、鄭更新、陳祖蔭.數學建模活動與民族院校數學教育改革[J].民族教育研究,1998(3):79~83
關鍵詞:課程設計;創新意識;考核機制
作者簡介:馮濟琴(1973-),女,四川雅安人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,副教授;魯進(1980-),女,重慶人,重慶理工大學電子信息與自動化學院,講師。(重慶 400054)
基金項目:本文系重慶理工大學2011年高等教育項目“測控技術與儀器專業課程設計模式改革研究”(項目編號:11002)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0121-02
課程設計是一個通過把所學知識和技能綜合運用,最后實現課程目標的過程,它是本科教學的一個重要實踐性教學環節。課程設計水平不僅能夠反映課程理論研究的成果,更是制約教育、教學質量的一個重要因素。有計劃的、高質量的課程設計培養,不僅有利于學生對基礎理論課程的深入理解,提高學生的動手能力,也有利于培養學生的創新設計能力,提高人才培養的質量,使學生了解畢業后的就業方向,為其走向工作崗位做好前期鋪墊。因此,實施好課程設計環節,提高課程設計的教學質量對學生的實踐能力、創新能力和綜合素質能力培養起著決定性作用,因此對課程設計教學也提出了巨大挑戰。
一、教學現狀
重慶理工大學測控技術與儀器專業的課程設計種類較多,包括已經存在的測控電路及裝置課程設計、嵌入式系統設計及應用課程設計、測控系統課程設計及精密機械設計基礎課程設計,各課程設計也都有自己的培養目標和實踐內容,旨在培養學生實際實踐能力。近年來筆者一直參與多門課程設計的指導工作,通過各種方式與學生交流,認為目前測控技術與儀器專業課程設計還存在以下問題:
1.選題內容單一
目前測控技術與儀器專業許多課程的教學計劃延續多年,其課程設計內容也比較規范化和標準化。課程設計每一年的內容和方法更新較少,指導教師也是同一個或同一批人,導致每一屆學生的設計理念都相差無幾,限制了學生的設計思維。另外,由于課程設計是對理論知識的鞏固,所給出的選題大部分是依據教材理論知識設計的,題目內容單一陳舊,學生不感興趣。
2.學生創新意識無法得到培養
傳統的課程設計重點放在“進一步鞏固和加深所學理論知識”上,設計題目往往是多年不變的舊課題,對學生實踐能力的提高沒有多大的作用。教師在指導過程中,又無形地把自己的設計理念和思路傳遞給學生,學生在設計中只需按題目中給定的數據、方案及規定的設計方法完成一定的工作量即可,整個設計過程中缺乏方案構思等設計能力的訓練,使學生的思維限定在固定模式中,主觀能動性不能得到充分的調動和發揮,學生的創新意識也就無法得到培養。
3.缺乏健全的課程設計考核機制
指導課程設計需要一定的管理措施,其中最重要的是健全考核機制。如果課程設計沒有嚴格的要求和健全的考核手段,有些學生就很難全身心地投入到課程設計中。同時,有些課程設計需要先修的課程較多,因此只能安排在比較靠后的學期。例如測控系統課程設計一般安排在大四上學期,而該學期學生又忙于找工作或者考研,因此部分學生的心思不能完全放在課程設計上,這時如果又缺乏考核機制,那么就更不能約束學生。此外,雖然大多數學生對課程設計較為重視,但也有部分學生對課程設計的重要性認識不夠,態度不夠端正,平時不認真,最后抄襲別人的設計資料“交差”,這樣勢必難以達到課程設計最初預想的設計目的。
由此可見,只有對測控技術與儀器課程設計從多方面進行模式改革和實踐探索,才能從根本上提高課程設計質量,讓學生真正了解所學專業內容,同時提高其設計理念和創新能力。
二、教學改革與實踐
針對以上問題,重慶理工大學測控技術與儀器在課程設計中進行了改革與實踐。
1.課程設計內容
為了激發學生的興趣,使課程設計能達到一個良好的效果,從以下幾個方面入手予以解決。首先,為了更好地讓學生了解自己所學的專業方向,同時為學生建立一條從學校到企業的連接橋梁,對測控技術與儀器專業的學生來說,其課程設計選題盡量貼近企業項目,甚至可以直接從企業中選題。其次,課程設計題目一般兩年或三年一換。為了讓學生更好地了解目前本學科的發展現狀,課程設計應選擇具有代表性的前沿課題,并盡量選擇綜合性強的設計題目。最后,考慮到學生的現狀,課程設計題目應難易適中,適合不同層次的學生,甚至可以讓學生自擬題目,通過指導教師審批即可選擇自己感興趣的內容作為課程設計題目。課程設計題目的總量應小于學生人數,通常由3到5位學生一組[1]共同完成一個課程設計。
通過選擇前沿和貼近企業項目的選題,學生都比較感興趣,充分調動了他們的積極性,學生在以后的具體設計過程中充滿熱情和動力。
2.課程設計指導書設計
當課程設計題目選定后,教師將理論教學內容以及學生對知識掌握的程度和工程實際的應用需求結合起來,進行分析和研究,精心組織和合理選擇,從而對每一題目設計不同的課程設計指導書。而且在課程設計指導書中,將題目細化分工成不同部分,每位學生應該完成不同的任務。例如在“嵌入式系統設計及應用”課程設計中,對于某設計題目,可分為方案及原理設計、硬件設計、軟件設計、機械結構設計四部分,這四部分分別由四位學生來完成,因此在指導書就應明確每位學生的任務、目標以及完成設計的指導步驟。同時在指導書中盡可能多地提供或指出有關參考書籍和資料,以幫助學生直接查閱與課程設計相關參考資料。
測控系的課程設計在改革之前是由一位學生完成一個題目,這樣在較短時間內完成一個題目有一定難度,因此學生往往一接到課程設計任務就從心里上畏懼,進而越來越沒信心完成設計,最后只能靠抄襲、拼湊來完成設計報告,學生在課程設計中沒有得到應有的鍛煉,自然就無收獲。改革之后一個題目分解成幾個任務,相對變得簡單,學生比較明確自己的目標,他充滿自信,因此就有飽滿的熱情和信心去接受任務,同時因為每個題目都有設計指導書,學生可參考指導書上步驟一步一步完成自己的任務,達到課程設計目標。
3.創新意識和團隊精神的培養
為培養學生的創新意識,在整個課程設計過程中,應充分引導和啟發學生。從查資料到方案設計、元件選擇,都應讓學生獨立完成任務。當學生在設計中遇到問題時,應鼓勵學生刻苦鉆研,自己去找資料,具體情況具體分析,同時因勢利導,啟迪學生的創造思維,盡可能找到比較好的解決問題的方法。
當學生選中自己中意的題目后,在同一題目下一般由3到5位學生共同一組,同組學生雖是同一題目,但任務不同,任務之間彼此卻又相互關聯。這種方法和企業項目設計的步驟基本相同,讓學生提早適應社會需求,有利于為學生將來進入企業從事科研設計工作打下良好的基礎。在設計過程中,學生互相交流、共同討論協同完成同一設計題目,培養了學生的團隊協作精神和工程應用能力。教師在整個過程中也可組織學生討論,互相交流,更促進學生團隊精神的培養。
4.改進管理措施,健全考核機制
由于重慶理工大學實行三學期制后,課程設計一般放在第三學期,這時學生一學年的理論課已全部結課,暑期也臨近,學生往往比較散漫,因此必須建立嚴格的考核機制。重慶理工大學測控專業的課程設計成績一般由平時成績、答辯成績、和撰寫報告成績組成。其中平時成績占總成績的30%,由指導教師給出;答辯成績[2]占總成績的30%,由評閱小組教師給出;撰寫報告成績占總成績的40%,由評閱教師給出。
平時成績里面應包括學生考勤以及平時在實驗室做設計情況,只有這樣才能杜絕學生只以撰寫報告為目標,最后交差了事,根本沒有達到課程設計的目標。
測控系的課程設計一般安排3周左右的時間,在教師指導下學生一般都能完成設計內容。為了充分了解學生完成情況,測控系每門課程設計最后都會將所有學生進行交叉分組,答辯小組成員由3位以上教師組成。答辯過程中,學生先自述,再由教師提問,學生答辯,最后由答辯小組給出成績,其中指導教師不參與自己所指導學生的答辯。
學生完成所有設計后撰寫設計報告,學生的設計報告教師之間交叉評閱,由評閱教師給出成績。
因為有了健全的考核機制,學生必須在整個課程設計期間,通過查閱資料和教師的指導完成題目設計,參加答辯,最終撰寫報告,才能完成整個課程設計任務。因為成績不合格考核不過的學生只能參與下一屆的課程設計。這樣的考核方式給學生一定壓力,這種壓力最終轉換成學生的動力,激發他們分析問題和解決問題的能力,最終培養他們的創新意識和團隊意識,有利于將來的就業。
三、總結
重慶理工大學測控技術與儀器專業課程設計改革已經實踐兩屆,通過課程設計內容的改變提高了學生的興趣,指導書的設計給予學生完成課程設計的信心,在設計過程中注重學生創新意識和團隊意識的培養,最后采用類似畢業設計的考核機制。其增強了學生的動手能力,也是適合企業需求的人才培養模式。在課程設計中完成較好的學生,畢業設計必然也完成較好,到工作崗位后也能較好適應企業的工作方式。因此這些方法使學生創新能力、實踐能力和團隊協作能力得到較好的培養,對測控系的教學水平整體提高起到很大作用。
參考文獻:
關鍵詞:工學結合;軟件;職業教育;課程改革與整合
中圖分類號:G434文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)21-30570-03
1 高職軟件技術專業的定位
高職軟件技術專業,培養德、智、體、美等方面全面發展,具備愛國主義、團隊精神和敬業、創新精神;具有良好職業道德、綜合素質和健全的體魄;在具有必備的編程基礎理論知識和專業知識基礎上,重點精通一門目前應用廣泛的開發工具,具備計算機軟件編程、項目管理和測試、計算機系統支持等方面技能的高素質技能型專門人才。
通過三年左右時間的系統學習和專門訓練,使學生具有一定的文化修養、良好的職業素質、較好的軟件開發技能和團隊合作精神,畢業后能在企事業單位從事計算機軟件開發、軟件測試、軟件技術支持及計算機系統維護等工作。
2 專業課程體系改革與整合的指導思想
1)以培養學生的能力為宗旨,根據企業需求和高素質技能型專門人才的培養規律進行專業開發和課程設置;
2)研究專業的就業方向與對口崗位,分析職業與崗位對實際工作能力與素質的要求,把培養這些職業技能和素質作為教學的基礎來設計課程及相關的教學環節;
3)按軟件開發的工作過程,以實際工作任務為載體,改革教學方法和手段,以實驗室或實訓場地為主課堂設計相關教學環節,追求學生角色變換的“零距離”對接;
4)以學生為中心,改革教學方法和手段,采用靈活多樣方式開展教學,注意培養學生的自我學習能力和自我評價能力。
3 就業方向與職業崗位的能力分析
高職軟件技術專業的就業方向比較明確,職業崗位特色鮮明,崗位分布比較廣,各類企事業單位中都設置有對口就業崗位,包括數據庫應用系統開發、商業軟件開發、軟件銷售、數據庫管理維護、軟件運行維護、數據安全管理、軟件售后服務、軟件測試、ERP系統開發與維護、計算機的日常管理與維護等。
其中,按工作相關性、崗位情境等標準進行篩選,軟件工程師、程序員是“代表性就業崗位”。學生如果具備了軟件工程師或程序員就業崗位的職業能力與職業素質,也就具備了在職業生涯中,向其它相關崗位發展與遷移時所必需擁有的知識、能力與素質,且在人文素質、思維方法及終身學習能力等方面具有比較扎實的的基礎,如表1表示。
4 職業能力分解和課程規劃
分析、界定職業崗位(群)的主要職業能力,研究各種職業能力的能力要素,結合高素質技能型專門人才的培養規律與要求,確定知識結構、能力結構和素質結構,然后規劃相關的課程以傳授相關知識、培養學生的這些職業技能和素質,如表2所示。
1)知識結構
具有必需的計算機系統的基本知識,計算機軟件專業基礎理論知識,掌握軟件行業通用的軟件開發編程技術、數據庫基礎知識與應用技術,熟悉和適應軟件產品開發過程中的工程環境和生產管理要求。
2)能力結構
具有熟練的計算機應用能力;外語應用能力;軟件分析設計能力,數據庫系統的開發與管理能力,計算機系統的管理和維護能力,技術文檔處理能力,軟件測試能力。
3)素質結構
熱愛祖國,遵紀守法,具有高度的責任感和良好的工作作風,具有良好的職業道德,具有團隊協作和合作意識,具有自我學習與拓展的素質,具有良好的溝通表達能力,具備應用所學計算機應用的基礎和理論知識從事本專業技術工作的專業技能素質。
4)職業能力分解與課程規劃
5 專業主干課程設置及教學目標
1)計算機系統應用技術
面向計算機的初學者,介紹計算機系統、計算機維護與應用等相關知識,使學生養成良好的計算機使用習慣;以實際工作任務為載體,理解計算機相關基礎知識,掌握計算機操作的實用方法和技巧。
2)面向對象程序設計
面向程序設計的初學者,介紹編程邏輯與技術、面向對象編程等內容,使學生理解面向對象編程中的類、對象、封裝、抽象、消息、方法、繼承、多態性、代碼重用、重載、重寫等基本理念;掌握C#語言的數據類型、程序基本結構、運算符、數組等知識。
3)Java編程基礎
以“使用Java實現聊天室”實際工作任務為課程內容載體,按工作任務實施進度來設計教學環節,以工作任務的驗收為課程考核的重要標準,使學生了解Java語言特點,掌握GUI編程與事件處理、異常處理、多線程實現、I/O、網絡應用等知識,并熟練掌握Java程序的編譯、調試、運行與部署。
4).Net編程基礎
以“使用C#實現進銷存系統”實際工作任務為課內容載體,按工作任務實施進度來設計教學環節,以工作任務的驗收為課程考核的重要標準,使學生理解GUI的概念、事件處理的原理和實現;掌握常用的GUI組件與的使用;熟悉.NET開發平臺,并掌握使用C#開發桌面應用的方法與技巧。
5).Net項目開發
以“實現學生反饋系統”實際工作任務為課內容載體,按工作任務實施進度來設計教學環節,以工作任務的驗收為課程考核的重要標準,重點介紹在.NET中進行Web編程的各種開發技術,使學生掌握Web編程、創建Web窗體以及利用和Visual 組件獲取和顯示數據,能在.NET應用程序中進行調試和錯誤處理、XML在Web服務中的作用、安全有效地設置Web服務器。
6)WEB應用開發技術(J2EE)
以“實現在線圖書銷售系統”實際工作任務為課內容載體,按工作任務實施進度來設計教學環節,以工作任務的驗收為課程考核的重要標準,使學生掌握JSP、Servlet、JavaBean開發、打包部署Web組件,精通JDBC連接訪問數據庫,掌握JavaScript,理解B/S(三層/N層基于組件)的軟件架構,理解JNDI、JMS,以及J2EE架構、平臺和標準,了解Java認證與授權,了解MVC、struts設計模式等。
7)數據庫應用技術
使用實體關系模型和規范化技術高效地設計出數據庫。使用結構化查詢語言(SQL)來檢索,修改數據庫中的數據。使用約束、規則、缺省、視圖、索引、存儲過程和觸發器設計出符合安全性和實體完整性要求的數據庫。
6 保障體系
1)高素質的師資隊伍
軟件技術專業的教師隊伍建設要適應人才培養模式改革的需要,按照開放性和職業性的內在要求,增加專業教師中具有企業工作經歷的教師比例,或安排專業教師到企業頂崗實踐,積累實際工作經歷,提高實踐教學能力,滿足實踐技能課程的教學要求。
2)穩定的校內外實踐教學基地
加強實訓、實習基地建設是高等職業院校改善辦學條件、提高教學質量的重點。按照教育規律和市場規則,積極聯系行業企業,不斷改善實訓、實習基地條件,積極探索校內生產性實訓基地模式,以企業為主組織實訓,并加強和推進校外頂崗實習力度,提高學生的實際動手能力。
3)教材建設
在專業的教材建設上,一是積極采用獲得廣泛認可的、優秀的、最近出版的高職高專教材;二是編寫反映新知識、新技能的理論與實踐教學教材或講義,特別是專業實訓教材。分析職業與崗位對實際工作能力與素質的要求,以實際工作任務為重要切入點,調整課程設置、教學內容和教學方法,按任務驅動、項目導向、頂崗實習等教學模式編寫教材。
7 實施要點
向學生傳授獨立于技術的技能,以幫助其在不斷變化的IT行業保持競爭力。
深入學習C#和Java兩種語言,實踐.NET和Java兩個主流應用開發平臺,強化學員對這兩種語言的駕馭能力,幫助學生在競爭中具有更佳的表現。
在教學過程中,必須培養專業的編碼態度。
課程的工作任務,具有代表性,可以因校外實習、頂崗實習、學生興趣等而變化或替換。課程開始和進行中,也必須引導學生類比開發企業級、相似的實用系統。
8 小結
工學結合人才培養模式下的軟件技術專業課程改革與整合,必須分析職業與崗位對實際工作能力與素質的要求,根據企業需求和高素質技能型專門人才的培養規律,按軟件開發的工作過程,以實際工作任務為載體,以學生為中心進行課程設置與調整,同時,改革教學方法和手段,注意培養學生的自我學習能力和自我評價能力。
參考文獻:
[1] 馬燕.軟件工程實驗教學模式改革與實踐研究[J].教育與職業,2006(12).
[2] 王培崇.《軟件工程》工程化教學改革的嘗試與探索[J].中國民航飛行學院學報,2007(1).
[關鍵詞]高職教育; 現代學徒制;軟件技術專業; 課程體系;
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)22-0203-01
一、課程體系改革的意義與價值
根據《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》(國發〔2014〕19號)和《教育部關于開展現代學徒制試點工作的意見》教職成〔2014〕9號等多項文件精神,職業教育學徒制教學模式將應用于全國高職院校的各個專業,必將促進專業建設和發展。
現代“學徒制”是傳統“學徒制”融入了學校教育因素的一種職業教育,是職業教育校企合作不斷深化的一種新的形式。作為高等教育類型之一的高等職業教育,其本質和特征是“跨界的教育”,要體現在“高等性”與“職業性”兩個屬性上。現代“學徒制”以職業實踐為中心組織教學內容,充分凸顯了高職教育的“職業性”,較好地實現了教育的價值。
現代“學徒制”是對傳統學徒制和學校教育制度的重新組合,學生和學徒身份相互交替,校企共同制訂培養方案,共同實施人才培養,各展所長,分工合作。學校和企業是兩種不同的教育環境和教育資源,實施現代學徒制,需要探索校企合作新模式,使校企合作向縱深發展,建立符合行業崗位需求、科學合理實際的、學生發展特點的高職院校課程體系是工作的重點。
二、基于現代學徒制高職軟件技術專業的課程體系構建
1.建設思想
通過對軟件行業實際工作崗位的典型工作任務進行分析研究,確定軟件設計與開發崗位的具體職業能力要求,具有現代學徒制特點的模塊化課程體系。本文以“圍繞一個中心,二個標準、開展三個共同合作”為目標進行整體研究。一個中心,即培養學生的職業能力為中心,二個標準,即圍繞企業用人標準和行業職業資格標準; 開展三個共同合作,即校企雙方共同制訂人才培養方案,共同開發基于典型工作過程的模塊化課程體系,共同組織專業課程體系的教學實施。課程體系設計思想概述如下:
(1) 經過廣泛深入的調查研究,明確軟件行業工作崗位和工作任務如下:
(2)構建具有現代學徒制特點的軟件技術專業課程體系
①明確學校、企業、學生三方共同參與的人才培養模式。建立校企聯合招生招工制度,由學校與企業簽署校企合作協議,再由企業與學生簽署培養協議,形成學校、企業師傅、在校學生三個主體共同參與現代學徒制人才培養方式。
②積極探索“4F5M”課程體系,強調學生職業能力和職業素質的培養。在4個平臺基礎上,將課程分為職業教育通識課、職業基礎課、職業技術課、職業實踐課、職業拓展課5種類型。實現教學與崗位、教師與師傅、考試與考核、學歷與證書四個融合。加大學生職業素質的培養,通過職業拓展課、人文類課程的開展提升學生終身學習和持續發展的能力。
③以學生的認知規律、教學內容前后銜接關系確定層次,以能力培養目標和實踐教學環節確定為四個實踐模塊,以項目驅動創新實踐教學內容,構建分層次、模塊化的實踐教學體系,使應用型人才能力培養的途徑更加清晰,目標指向性更加明確,環節設計更加科學合理,內容與實際結合更加密切,符合應用型人才培養的需要。
(4) 與軟件企業共建課程,共建教學資源,建設軟件技術專業的核心課程
如下圖所示:
(5)明確現代學徒制校企合作的重要環節
學校與企業共同做好:招生、學校與企業雙教學環境、校內企業共建教育教學資源、學校企業雙師教學、學校企業雙教學與管理、學生實訓與就業等6個方面的工作,校企共同努力,實現并體現出現代“學徒制”教學模式的教學特色和教學效果。
本文主要研究了“現代學徒制”人才培養模式下的軟件技術專業的課程改革問題,對行業工作崗位和典型工作任務進行分析,明確崗位所需的知識和技能,以“圍繞一個中心,二個標準、開展三個共同合作”為建設目標,建立了“4F5M”的課程體系,明確了6門專業核心課程,研究內容將應用于實際教改工作中,并不斷進行完善和補充。