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關(guān)鍵詞:CDIO;軟件工程;教學(xué)改革
1 背景與理念
我國(guó)從2002年起開始在35所高校開辦示范性軟件學(xué)院,目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、符合市場(chǎng)需求的實(shí)用型軟件人才,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的軟件開發(fā)能力和應(yīng)用能力。一個(gè)優(yōu)秀的軟件工程師除了要牢牢掌握既有的軟件理論和基本知識(shí)外,還必須具備對(duì)軟件行業(yè)和軟件項(xiàng)目的深刻理解與掌控能力,必須具備根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展及用戶不斷變化的需求進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力,必須具備扎實(shí)的開發(fā)能力與良好的交流能力、團(tuán)隊(duì)精神,還必須具備終生學(xué)習(xí)的能力,從而不斷的更新自己。
對(duì)學(xué)院部分本科生的前期調(diào)研發(fā)現(xiàn),有超過四分之一的被調(diào)查對(duì)象認(rèn)為在大學(xué)本科階段所學(xué)的專業(yè)知識(shí)在實(shí)際工作中很少用到,而認(rèn)為“非常有用”的只占不到5%。調(diào)查還發(fā)現(xiàn),超過98%的被調(diào)查者認(rèn)為專業(yè)課教學(xué)應(yīng)當(dāng)在基本理論教師講授的基礎(chǔ)上,更加注重結(jié)合項(xiàng)目案例、工程實(shí)踐、學(xué)科前沿發(fā)展,同時(shí)迫切希望提高軟件構(gòu)思與設(shè)計(jì)能力、自學(xué)創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、人際溝通能力的被調(diào)查者比例分別超過95%、85%、75%和60%。然而,上述能力的培養(yǎng)并沒有包含在傳統(tǒng)的專業(yè)培養(yǎng)理念中的。目前軟件工程類課程教學(xué)和其他工程教育類課程一樣存在重理論輕實(shí)踐,重個(gè)人學(xué)術(shù)能力輕團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,重既有科技輕創(chuàng)新進(jìn)取的問題。課堂教學(xué)往往采用填鴨式教學(xué)方法,以教師講授為主,忽視了學(xué)生的主動(dòng)性和參與性,即使在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中,學(xué)生也只是根據(jù)教師布置的作業(yè)內(nèi)容按部就班進(jìn)行操練,以實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂內(nèi)容的記憶和理解,忽略了培養(yǎng)學(xué)生的分析解決問題能力、學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力等多方面的綜合技能。
CDIO工程教育模式是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果,2000年起由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究機(jī)構(gòu)在Knut andAlice Wallenberg基金會(huì)近2000萬美元的巨額資助下展開研究。經(jīng)過四年的探索研究,創(chuàng)立了CDIO工程教育理念,并于2004年成立了以CDIO命名的國(guó)際合作組織。CDIO代表構(gòu)思(conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),以現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過程指導(dǎo)工程教學(xué)過程。CDIO工程教育理念正是以此過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)教學(xué)大綱,包括4類一級(jí)能力、17組二級(jí)能力(如表1所示)、以及73種具體能力,范圍涵蓋了學(xué)生的理論知識(shí),個(gè)人素質(zhì)和發(fā)展能力、協(xié)作能力以及大系統(tǒng)適應(yīng)和調(diào)控能力。CDIO工程教育理念自誕生至今,獲得了世界范圍的認(rèn)可與采用,迄今已有幾十所世界著名大學(xué)全面采用了該教育理念,完善教學(xué)大綱,取得了良好的教學(xué)效果和社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)一些大學(xué)也開展了對(duì)CDIO的研究、實(shí)驗(yàn)和探索。
本文將CDIO的教育理念在軟件工程課程教學(xué)的改革中,通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)者進(jìn)行多方面深入調(diào)查,并對(duì)CDIO工程教育理念進(jìn)行消化吸收和本土化,同時(shí)參考國(guó)際高等院校的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上對(duì)軟件學(xué)院本科生軟件工程課程進(jìn)行了改革,主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)知識(shí)的傳授,工程價(jià)值觀與能力的培養(yǎng),協(xié)作與溝通的培養(yǎng)以及應(yīng)用實(shí)踐能力的培養(yǎng)等幾個(gè)方面,取得了良好的教學(xué)效果。
2 教學(xué)改革與實(shí)踐
2.1 基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)策略
基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)策略主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:首先,根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備情況,選擇教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容,增加案例教學(xué)的內(nèi)容:第二,面授教學(xué)中,在信息技術(shù)的支持下,運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和參與性,為應(yīng)用能力的提高提供保證。
2.1.1 教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容的選擇
(1)教材 的選擇。根據(jù)軟件學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用性人才的目標(biāo),我們選擇了Roger s.Pressman的在國(guó)際軟件工程界享有無可質(zhì)疑的權(quán)威地位的《軟件工程:實(shí)踐者的研究方法》(第六版)一書作為主教材,重點(diǎn)介紹軟件工程的有關(guān)概念、原則、方法和工具,并根據(jù)軟件學(xué)院軟件工程本科生的特點(diǎn)和實(shí)際學(xué)習(xí)水平對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膭h減和補(bǔ)充,保留了其中的基本部分,壓縮和刪除了教材中部分對(duì)于軟件工程專業(yè)本科生不容易理解的高級(jí)內(nèi)容。
(2)案例的補(bǔ)充。針對(duì)軟件工程本科生缺乏實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),教師就在教學(xué)內(nèi)容中加入了大量的案例,包括一些公司的成功的軟件開發(fā)案例,也包括一些失敗的案例。同時(shí),選擇了一個(gè)難度適中的完整的項(xiàng)目案例貫穿整個(gè)課程教學(xué)講解中。
(3)與前沿接軌。在每一章的教學(xué)內(nèi)容中都補(bǔ)充了相關(guān)的軟件業(yè)界有關(guān)的技術(shù)、方法的最新的研究、發(fā)展動(dòng)態(tài),讓學(xué)生實(shí)時(shí)了解行業(yè)的最前沿。
2.1.2面授教學(xué)方法的選擇
(1)全方位的信息傳授。在多媒體課件教學(xué)的基礎(chǔ)上,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,形成全方位的立體信息空間,有效培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、掌握信息、運(yùn)用信息和處理信息的能力。并且,網(wǎng)絡(luò)資源的超鏈接特性符合人類學(xué)習(xí)的認(rèn)知思維習(xí)慣,也促進(jìn)了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的自我探究和知識(shí)建構(gòu)。
(2)啟發(fā)式教學(xué)。教學(xué)中還采用了啟發(fā)式教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生就軟件開發(fā)中的問題進(jìn)行多方位、不同角度、不同層次的思考,讓學(xué)生積極參與到課堂教學(xué)中,調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,從而為應(yīng)用能力的提高提供了前提和保證。
(3)學(xué)生上講臺(tái)。每次主講課都安排學(xué)生輪流上講臺(tái),對(duì)上一次課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)分析復(fù)習(xí);同時(shí)還安排學(xué)生對(duì)一些案例進(jìn)行準(zhǔn)備,在課堂上由學(xué)生組織案例分析的討論,老師對(duì)其中的關(guān)鍵點(diǎn)和出現(xiàn)的問題給予指點(diǎn)。這種方法很好的鍛煉了學(xué)生總結(jié)、分析所學(xué)知識(shí)的能力,同時(shí)也鍛煉的學(xué)生的表達(dá)溝通能力。
2.2 工程價(jià)值觀與工程能力的培養(yǎng)
工程類的學(xué)生在對(duì)工程的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)上存在較大問題:首先對(duì)于本科生來說,絕大多數(shù)學(xué)生,都片面的認(rèn)為學(xué)習(xí)工程僅為取得一紙文憑而非以工程為終身事業(yè),這種學(xué)習(xí)態(tài)度降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。其次是學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力,即缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣也缺乏應(yīng)有的時(shí)間安排能力,在安排時(shí)間的決策上,受同學(xué)和老師的影響較大,哪一門課要求嚴(yán)格,所花的時(shí)間就多。
關(guān)鍵詞:CDIO工程教育;網(wǎng)絡(luò)工程;教學(xué)改革;“雙師型”
1 背景
2010年3月,教育部CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐課題組正式接收我院為“CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐課題組”第二批試點(diǎn)高校。我院是一所獨(dú)立學(xué)院,工科專業(yè)優(yōu)勢(shì)顯著,主要培養(yǎng)滿足長(zhǎng)三角地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才。CDIO工程教育模式與我院辦學(xué)理念相吻合。CDIO工程教育理念是將學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)分成工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面,在注重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的同時(shí),努力將教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情境中,經(jīng)過近似于實(shí)際工程場(chǎng)景的實(shí)踐訓(xùn)練,造就具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)秀工程師[1]。
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的特色主要在于以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),突出計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù),使本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生具備網(wǎng)絡(luò)通信和計(jì)算機(jī)兩方面專業(yè)領(lǐng)域的能力。CDIO工程教育模式為我們的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革指明了方向,提出了新的教學(xué)要求和人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[2]。
2 網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革
2.1 工程引入課堂,開展案例教學(xué)
案例教學(xué)法首創(chuàng)于哈佛大學(xué),最早被運(yùn)用于19
世紀(jì)后半葉的法律教學(xué)中,以后,被運(yùn)用于醫(yī)學(xué)、管理學(xué)、軍事學(xué)等學(xué)科的教學(xué)之中,實(shí)踐證明這是一種有效的教學(xué)手段。工程案例是將發(fā)生于工程實(shí)踐中的客觀事實(shí),經(jīng)過文字、數(shù)據(jù)、圖表、動(dòng)畫等方式進(jìn)行概括、整理、加工,形成可用于課堂交流或探討的案例材料。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論教學(xué)中,工程案例被用來描述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)與設(shè)計(jì),闡述網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)的基本原理。如通過形象地顯示學(xué)院校園網(wǎng)的拓?fù)鋱D讓學(xué)生理解抽象的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓拍睿ㄟ^FLASH動(dòng)畫對(duì)比讓學(xué)生明白電路交換與分組交換。同時(shí),我們運(yùn)用工程案例來講解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分層協(xié)議的工作原理。例如,在講解應(yīng)用層FTP協(xié)議時(shí),演示登陸校園網(wǎng)FTP服務(wù)器的操作并抓包分析,讓學(xué)生理解FTP客戶端與服務(wù)器之間的連接過程,F(xiàn)TP客戶端通過DNS解析獲取服務(wù)器的IP地址,經(jīng)過TCP三次握手建立可靠網(wǎng)絡(luò)連接,驗(yàn)證FTP用戶的名稱與密鑰的有效性,協(xié)商服務(wù)端數(shù)據(jù)傳輸模式直至數(shù)據(jù)傳輸?shù)取=處熢诮虒W(xué)中設(shè)計(jì)一些思考題,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本概念、基本理論、基本方法分析和解決實(shí)際問題的能力。運(yùn)用案例教學(xué)法,教師將復(fù)雜的工程項(xiàng)目提煉到課堂并展示給學(xué)生,使得學(xué)生不僅深入淺出地理解抽象的協(xié)議原理,而且可以見識(shí)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛,提高課堂效率[3]。
作者簡(jiǎn)介:吳許俊,男,工程師,研究方向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程。
2.2 工程引入課堂,開展任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法提出,學(xué)習(xí)不是被動(dòng)接受已定知識(shí),而是學(xué)習(xí)者主動(dòng)在內(nèi)部建構(gòu)知識(shí)的過程。教師將教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)成若干個(gè)子任務(wù),按照“提出任務(wù)分析任務(wù)引出教學(xué)內(nèi)容講授新知識(shí)總結(jié)評(píng)價(jià)”的過程展開教學(xué)[4]。工程項(xiàng)目案例以實(shí)際項(xiàng)目為背景,教師依據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與開發(fā)的順序進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施演示,巧妙地將基礎(chǔ)技術(shù)融合其中,并進(jìn)行必要的比較和分析,便于學(xué)生模仿。自主選題的工程項(xiàng)目充分涵蓋需求分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試、網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收和網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)等全過程,這一系統(tǒng)化過程包含了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建的生命周期,體現(xiàn)CDIO提倡的“構(gòu)想―設(shè)計(jì)―實(shí)施―運(yùn)作”理念。如在校園網(wǎng)組網(wǎng)項(xiàng)目中,從用戶需求分析開始,到網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型以及最后的系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)收,教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐組網(wǎng)的每個(gè)環(huán)節(jié),理解并掌握相關(guān)知識(shí)。如在網(wǎng)絡(luò)綜合布線項(xiàng)目中,教師指導(dǎo)學(xué)生按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)工作區(qū)子系統(tǒng)、水平干線子系統(tǒng)、管理間子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)等,并自行組織施工,最后組織測(cè)試驗(yàn)收,在實(shí)踐中掌握綜合布線、工程項(xiàng)目管理的基本方法與過程。教師以引導(dǎo)者的身份在學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中提出明確的要求,給予適當(dāng)建議,并適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)。在教師指導(dǎo)下,學(xué)生理解了知識(shí)并提升了實(shí)踐能力。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神和合作意識(shí)[5]。
2.3 工程引入課堂,開展仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)[6]
網(wǎng)絡(luò)仿真是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)和模擬網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作過程。它能設(shè)定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備特性參數(shù),模擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包在物理網(wǎng)絡(luò)中的傳輸過程,對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行研究和分析。我們使用Packet Tracer網(wǎng)絡(luò)模擬器開展仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué),通過虛擬軟件技術(shù)高度仿真任意需求的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。
在理論教學(xué)中運(yùn)用多媒體課件動(dòng)畫演示的同時(shí),使用仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M真實(shí)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景,形象化演示網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理。Packet Tracer網(wǎng)絡(luò)模擬器在講解繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、IP地址規(guī)劃與子網(wǎng)劃分、VLAN設(shè)置、IP路由選擇協(xié)議的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)揮了巨大作用。
在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),我們指導(dǎo)學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)模擬器循序漸進(jìn)地獨(dú)立開展網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生逐步理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、IP數(shù)據(jù)包的封裝與傳輸、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理解;逐步熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置方法,最終掌握網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐技能。
課后,我們要求學(xué)生將網(wǎng)絡(luò)模擬器安裝到個(gè)人計(jì)算機(jī)中,開展自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室操作實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之前,使用模擬器進(jìn)行練習(xí),降低了實(shí)際操作的難度,順利完成理論到實(shí)踐的過渡。同時(shí),教師布置工程案例作業(yè),引導(dǎo)學(xué)生開展合作式自主研究。實(shí)踐證明,仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用網(wǎng)絡(luò)模擬器反復(fù)操作而不會(huì)損壞,有效降低了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室材料的損耗,更重要的是提供了模擬高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開展網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的條件,提高了網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)質(zhì)量。
2.4 工程項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn),開展校企合作教學(xué)[7]
通過加強(qiáng)校內(nèi)外教學(xué)實(shí)踐基地建設(shè),搭建開放式實(shí)訓(xùn)平臺(tái),讓學(xué)生切身體驗(yàn)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,夯實(shí)課本理論基礎(chǔ),培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。幾年來,我們與H3C公司共建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和H3C網(wǎng)絡(luò)學(xué)院,充分利用H3C公司的優(yōu)質(zhì)資源,開展基于IT認(rèn)證體系下的網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目教學(xué)與實(shí)踐,使得學(xué)生的理論知識(shí)與應(yīng)用技能能夠跟國(guó)際接軌。幾年來,我們有幾十位學(xué)生通過國(guó)家“軟考”獲得網(wǎng)絡(luò)工程師證書,2006級(jí)一位學(xué)生獲得思科CCIE國(guó)際認(rèn)證。同時(shí),我們選擇優(yōu)秀的IT培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、科研單位和公司企業(yè)建立密切的合作關(guān)系,為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)支撐。我們先后與蘇州索迪教育、江蘇無錫微軟技術(shù)中心、中國(guó)電信和中國(guó)移動(dòng)等多家單位簽訂合作協(xié)議共建實(shí)踐教學(xué)基地,聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)骨干組成導(dǎo)師隊(duì)伍指導(dǎo)我院學(xué)生開展各類實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。穩(wěn)定的校企合作教學(xué)證明,企業(yè)一流的IT項(xiàng)目管理理念,各類主流開發(fā)平臺(tái),真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)場(chǎng)景,為學(xué)生提供了先進(jìn)的工程實(shí)踐環(huán)境,能夠幫助學(xué)生獲取更多的專業(yè)知識(shí),積累初步的工程經(jīng)驗(yàn)與社會(huì)經(jīng)驗(yàn),有力提高了學(xué)生開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成的能力,為學(xué)生日后從事網(wǎng)絡(luò)工程師的職業(yè)工作奠定基礎(chǔ)。
2.5 重建評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),突出工程能力
在工程教育中全面推行項(xiàng)目考核,代替?zhèn)鹘y(tǒng)試卷考核。CDIO將項(xiàng)目能力考核放在首位,用能力促知識(shí),強(qiáng)化學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。項(xiàng)目考核可以提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性,從傳統(tǒng)的自上而下的學(xué)習(xí)模式變?yōu)樽韵露系膶W(xué)習(xí)模式,學(xué)生根據(jù)自身的興趣及技術(shù)能力特點(diǎn)選擇課題。項(xiàng)目活動(dòng)更能體現(xiàn)CDIO能力大綱的精神:一是個(gè)性化考核。學(xué)生可以利用積累的基礎(chǔ)知識(shí)和能力,發(fā)揮特長(zhǎng),進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)和思考。二是綜合能力考核。項(xiàng)目實(shí)施為學(xué)生提供了一個(gè)很好的交流平臺(tái),可以提高學(xué)生的口頭表達(dá)能力、專業(yè)實(shí)踐能力和人際交往能力。在選題過程中,各組的討論有利于成員間的知識(shí)交換,挖掘創(chuàng)新點(diǎn)。學(xué)生的基本個(gè)人能力和人際能力,產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力及學(xué)科知識(shí)要融入專業(yè)考核之中,作為學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)估。按學(xué)習(xí)成果的不同分類將采用不同的考核方法,用豐富多樣的評(píng)估方法評(píng)價(jià)多樣的學(xué)習(xí)方式,以增加最終評(píng)估結(jié)果的可信度和有效性。
3 建設(shè)“雙師型”教師隊(duì)伍[8]
CDIO工程教育模式對(duì)專業(yè)課教師提出了更高的素質(zhì)要求。授課教師需要兼?zhèn)湓鷮?shí)的專業(yè)知識(shí)理論和豐富的網(wǎng)絡(luò)工程閱歷,不僅能夠深入淺出地闡述書本知識(shí)理論,而且能夠駕輕就熟地演示工程實(shí)踐技術(shù),更要能夠不斷拓展視野引入最新科研成果。學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)提出建設(shè)“雙師型”教師隊(duì)伍是實(shí)施工程教育改革,提升工程教育質(zhì)量的核心因素。為此學(xué)院采取以下措施:
1) 健全“雙師型”教師培養(yǎng)制度。學(xué)院同時(shí)引進(jìn)“211”“985”工科院校優(yōu)秀畢業(yè)生與企業(yè)高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才,實(shí)行教師資格與專業(yè)技能證書雙證聘任制;同時(shí)出臺(tái)政策大力培養(yǎng)教師隊(duì)伍,鼓勵(lì)教師踴躍申報(bào)各級(jí)科研項(xiàng)目,制定相應(yīng)的激勵(lì)制度和培訓(xùn)制度等。
2) 強(qiáng)化“雙師型”教師隊(duì)伍培訓(xùn)。學(xué)院每年利用假期安排青年教師到企業(yè)和科研單位參加實(shí)踐,或直接掛職頂崗,或參加技術(shù)改造,或合作研發(fā),形式多樣。學(xué)院良好的政策制度有力保障教師參加工程實(shí)踐鍛煉,使得教師夯實(shí)理論知識(shí)之余積累工程經(jīng)驗(yàn),了解專業(yè)動(dòng)態(tài),豐富知識(shí)內(nèi)涵,促進(jìn)工程教學(xué)改革。
4 結(jié)語
基于CDIO理念的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革,我們還處于探討與研究中。將先進(jìn)的CDIO工程教育理念貫穿網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案改革、課程體系建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)建設(shè)等各個(gè)方面,構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合,技術(shù)與市場(chǎng)相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系,為長(zhǎng)三角地區(qū)培養(yǎng)合格的網(wǎng)絡(luò)高級(jí)專業(yè)人才,是我們教育工作者不懈追求的目標(biāo)。
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Research on the Teaching Reforms of Network Engineering Based on CDIO
WU Xujun
(Taizhou Institute, Nanjing University of Science and Technology, Taizhou 225300, China)
關(guān)鍵詞:卓越計(jì)劃;CDIO;工程教育;教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)49-0030-03
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)通常作為汽車類專業(yè)的重要專業(yè)課程,是一門介紹現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理的課程,是學(xué)生在課堂內(nèi)了解掌握現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)技術(shù)的最主要途徑。隨著“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”目標(biāo)的提出,課程的教學(xué)目標(biāo)從純理論教學(xué)提升到以理論傳授、個(gè)人素質(zhì)提高和能力培養(yǎng)并重的更高層次。為此,在課程教學(xué)改革中引入“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”CDIO(Conceiving-Designing-Implementing-Operation)創(chuàng)新型工程教育理念,改革教學(xué)方法和手段,同時(shí)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容,建設(shè)具工程背景師資隊(duì)伍,使課程教學(xué)達(dá)到知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高三方面的目標(biāo)、達(dá)到“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”(以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”)對(duì)課程提出的要求。
一、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程現(xiàn)狀
現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程,通過化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)與電控發(fā)動(dòng)機(jī)的比較,展開對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的介紹,包括電控系統(tǒng)組成和工作原理、燃油噴射控制、點(diǎn)火系統(tǒng)控制及其他怠速、進(jìn)氣、排放、故障診斷等輔助控制,課程完全采取課堂理論教學(xué)方式。該課程傳統(tǒng)教學(xué)存在以下幾個(gè)方面不足。
1.課程內(nèi)容知識(shí)面窄、知識(shí)陳舊,汽油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展基本成型,從現(xiàn)階段看,現(xiàn)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展更多的表現(xiàn)在柴油機(jī)電控技術(shù)方面,作為反映現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)發(fā)展的一門課程,課程的內(nèi)容應(yīng)該包括對(duì)柴油機(jī)電控技術(shù)的介紹。
2.課程內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié),只有理論闡述,缺少電控系統(tǒng)開發(fā)相應(yīng)內(nèi)容。
3.課程教學(xué)理念陳舊、教學(xué)方法單一,采取課堂灌輸方式。
4.課程教學(xué)僅以結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)和原理理解為目的,學(xué)生專業(yè)知識(shí)面、對(duì)專業(yè)知識(shí)理解的深度都受到限制,沒有對(duì)學(xué)生工程能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。
二、“卓越計(jì)劃”對(duì)課程的要求
“卓越計(jì)劃”是教育部基于我國(guó)現(xiàn)有工程人才現(xiàn)狀于2009年提出的,其核心是培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。“卓越計(jì)劃”的要求體現(xiàn)到課程內(nèi),則要求課程在內(nèi)容上與現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展、市場(chǎng)對(duì)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)需求的吻合,在能力培養(yǎng)上注重工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng),在教學(xué)模式和手段上與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際相銜接。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù),作為整個(gè)“卓越計(jì)劃”專業(yè)培養(yǎng)方案中的一門專業(yè)課,應(yīng)達(dá)到以下培養(yǎng)目標(biāo):①使學(xué)生掌握先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)知識(shí);②使學(xué)生熟知發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)行業(yè)、市場(chǎng)、政策狀況;③培養(yǎng)學(xué)生發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)能力;④提高學(xué)生創(chuàng)新思維、溝通協(xié)調(diào)、自我學(xué)習(xí)提升等方面的綜合素質(zhì)和能力。
三、CDIO工程教育模式
CDIO工程教育模式是近年來國(guó)際工程教育改革的新成果。CDIO工程教育注重培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí),并在此基礎(chǔ)上將教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情境中,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。CDIO工程教育模式存在以下特點(diǎn):①大工程理念,CDIO模式下的工程不局限于技術(shù),而重視工程與社會(huì)發(fā)展、市場(chǎng)規(guī)律、管理模式、歷史文化、價(jià)值觀念、心理、審美等的緊密結(jié)合。CDIO的培養(yǎng)目標(biāo)不僅強(qiáng)調(diào)所培養(yǎng)工程師的從事產(chǎn)品系統(tǒng)開發(fā)的能力,同時(shí)強(qiáng)調(diào)工程師的社會(huì)責(zé)任。②注重綜合素質(zhì)的培養(yǎng),CDIO不僅注重專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力,還注重合作溝通等社會(huì)能力,強(qiáng)調(diào)對(duì)綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。③密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè),CDIO—構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行,即企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)流程,反映出CDIO以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向,以培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合格的工程人才為目標(biāo)的密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)。基于CDIO工程教育理念的課程教學(xué)改革,可使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)“卓越計(jì)劃”對(duì)課程的培養(yǎng)要求。
四、CDIO工程教育理念在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程改革中的應(yīng)用
1.基于CDIO工程教育理念優(yōu)化課程內(nèi)容。針對(duì)課程教學(xué)存在的不足,基于CDIO——密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及大工程理念,將課程內(nèi)容作以下調(diào)整:①去除化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)與電控發(fā)動(dòng)機(jī)特點(diǎn)比較;②去除點(diǎn)火控制部分傳統(tǒng)點(diǎn)火系、電子點(diǎn)火系內(nèi)容,僅保留微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng);③增加柴油機(jī)電控技術(shù)章節(jié),包括柴油機(jī)電控技術(shù)發(fā)展、柴油機(jī)高壓共軌技術(shù)等;④增加對(duì)混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的介紹;⑤增加各控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)環(huán)節(jié)需具備的知識(shí),包括控制策略、模擬仿真工具的應(yīng)用、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)、電控系統(tǒng)標(biāo)定等。經(jīng)過上述內(nèi)容調(diào)整,使課程內(nèi)容具備以下優(yōu)點(diǎn):內(nèi)容新穎,緊跟現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展;專業(yè)知識(shí)面廣;理論與企業(yè)實(shí)際結(jié)合;注重對(duì)學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)開發(fā)能力的培養(yǎng)。
2.基于CDIO工程教育理念的教材建設(shè)。基于CDIO工程教育理念,編寫符合企業(yè)生產(chǎn)需要,包含發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行內(nèi)容的教材。教材內(nèi)容設(shè)計(jì)如下:①汽油機(jī)電控系統(tǒng);②柴油機(jī)電控系統(tǒng);③發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)傳感器與信號(hào)處理技術(shù);④發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器與驅(qū)動(dòng)電路;⑤基于英飛凌單片機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì);⑥基于英飛凌單片機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)底層軟件設(shè)計(jì);⑦柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)控制策略;⑧柴油機(jī)電控燃油噴射MAP標(biāo)定;⑨柴油機(jī)電控燃油噴射ECU硬件在還仿真;⑩柴油機(jī)電控燃油噴射ECU故障;⑾ECU軟件開發(fā)變量命名規(guī)則與編程規(guī)范。
3.基于CDIO工程教育理念改革教學(xué)方法和手段。基于CDIO注重綜合素質(zhì)培養(yǎng)理念,結(jié)合課程內(nèi)容優(yōu)化,改革課程教學(xué)方法。①在課堂上注重啟發(fā)式教學(xué),給予學(xué)生思考空間;②采用實(shí)物教學(xué),實(shí)物教學(xué)是最直接的教學(xué)方法,在使學(xué)生認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、理解系統(tǒng)工作原理上具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì);③進(jìn)行課堂外的非直接教學(xué),通過課外調(diào)研作業(yè)的布置,讓學(xué)生開展市場(chǎng)調(diào)研、科研調(diào)研,促使學(xué)生對(duì)社會(huì)和市場(chǎng)的進(jìn)一步熟悉,同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的信息獲取能力、對(duì)知識(shí)和信息的組織能力;④項(xiàng)目式教學(xué),在課程教學(xué)過程中增加發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)節(jié),以項(xiàng)目形式,布置給學(xué)生完成,項(xiàng)目可設(shè)計(jì)多種類型,學(xué)生多人一組,選定一個(gè)項(xiàng)目,在教師指導(dǎo)下共同完成,達(dá)到對(duì)學(xué)生溝通協(xié)調(diào)、解決問題、自主學(xué)習(xí)、工程實(shí)踐等能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。
4.基于CDIO工程教育理念建設(shè)具工程背景高素質(zhì)師資隊(duì)伍。具工程背景的高素質(zhì)師資隊(duì)伍是實(shí)現(xiàn)“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)目標(biāo)、開展CDIO模式教學(xué)改革的基本保證。教師工程能力培養(yǎng),綜合素質(zhì)提高可從以下幾方面進(jìn)行:①開展企業(yè)掛職鍛煉,根據(jù)教師教授課程和研究方向,選擇相應(yīng)企業(yè),深入體驗(yàn)企業(yè)生產(chǎn),掌握企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程及各過程的關(guān)鍵知識(shí)和技術(shù),提高教師產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力;②建立科研團(tuán)隊(duì),開展縱、橫向項(xiàng)目,通過團(tuán)隊(duì)中經(jīng)驗(yàn)豐富教師對(duì)青年教師指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的傳授,通過縱、橫向項(xiàng)目開發(fā),與企業(yè)生產(chǎn)接軌,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)等工程實(shí)踐能力;③通過企業(yè)掛職鍛煉和項(xiàng)目開展,使教師熟悉企業(yè)規(guī)范、國(guó)家政策環(huán)境、市場(chǎng)需求狀況,進(jìn)行多方面能力培養(yǎng);④開展訪問學(xué)者培訓(xùn)計(jì)劃,讓教師加入到高校高水平科研團(tuán)隊(duì)中,通過與這些團(tuán)隊(duì)的合作,達(dá)到綜合能力的培養(yǎng)和提高。
5.基于CDIO工程教育理念靈活考核方法。結(jié)合課程教學(xué)方法和手段的改革,設(shè)計(jì)更靈活實(shí)際的考核方法:①通過調(diào)研作業(yè)考核,考核學(xué)生信息獲取能力、信息敏感度、對(duì)信息的重組能力和文字功底;②以項(xiàng)目進(jìn)行考核,考核學(xué)生的溝通交流能力、項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)能力、組織協(xié)調(diào)能力以及職業(yè)倫理道德等綜合素質(zhì)和能力;③閉卷考試考核,考核學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握狀況。實(shí)際考核結(jié)合以上3種方法,達(dá)到對(duì)學(xué)生的全面考核和客觀評(píng)價(jià)。
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的目標(biāo)是促進(jìn)工程教育改革和創(chuàng)新,培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程人才,其理念和目標(biāo)與CDIO工程教育理念不謀而合。“卓越計(jì)劃”目標(biāo)需要通過先進(jìn)工程教育模式來實(shí)現(xiàn),“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專業(yè)中的課程要達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo),采用CDIO工程教育模式非常適合。因此,針對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)課程教學(xué)的特點(diǎn)和原有不足,本文將CDIO工程教育理念引入課程改革中,實(shí)現(xiàn)對(duì)課程內(nèi)容的優(yōu)化、教材的建設(shè)、教學(xué)方法和手段的改革、考核方式的設(shè)計(jì),使課程對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的培養(yǎng)達(dá)到“卓越計(jì)劃”要求。
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Abstract: Curriculum reform is the characteristics of vocational education. The engineering education concept of "learning by doing" based on CDIO is applied in curriculum reform. The importance of reform, concept of course design, organization mode of the teaching content and suggestions of teaching reform were expounded.
關(guān)鍵詞:工程教育;課程設(shè)計(jì);情景;案例
Key words: engineering education;curriculum design;scene;case
中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2011)24-0199-02
0引言
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,各種新技術(shù)、新材料、新工藝在實(shí)踐中的運(yùn)用,對(duì)職業(yè)技術(shù)人才也顯現(xiàn)出高要求。高職教育面對(duì)新形勢(shì)下的要求,提出基于CDIO“做中學(xué)”工程教育理念,以施工過程為導(dǎo)向,打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式勢(shì)在必行。專職教師和企業(yè)兼職教師共同參與專業(yè)技術(shù)課程的課堂教學(xué),將理論性和技術(shù)實(shí)用性教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理搭配,把典型工程項(xiàng)目引入課堂,進(jìn)行課程的教學(xué)改革。
1課程設(shè)計(jì)改革的必要性
傳統(tǒng)教學(xué)以教材為主線,課堂教學(xué)教師唱主角,按理論知識(shí)點(diǎn)劃分授課章節(jié),學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí),獲取的知識(shí)散列、抽象,學(xué)生僅憑自身能力難以將所學(xué)知識(shí)與橋涵實(shí)際施工過程、施工工藝流程一一對(duì)應(yīng)理解,不能適應(yīng)快速上崗的要求。隨著橋涵施工技術(shù)的發(fā)展,僅有基礎(chǔ)理論知識(shí)的高等職業(yè)院校畢業(yè)生已經(jīng)無法滿足職業(yè)崗位能力的要求,高科技時(shí)代的橋涵施工技術(shù)人員不僅應(yīng)具備基礎(chǔ)知識(shí)和技能,更應(yīng)具備在生產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)和技術(shù)、積累施工和管理經(jīng)驗(yàn)、提高解決問題的決策能力和效率,真正滿足“懂施工、會(huì)管理”的職業(yè)崗位能力要求。
2課程設(shè)計(jì)的理念
本課程基于CDIO“做中學(xué)”工程教育理念,以施工過程為導(dǎo)向,打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,專職教師和企業(yè)兼職教師共同參與課堂教學(xué),將理論性和技術(shù)實(shí)用性教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理搭配,把工程實(shí)例引入課堂。在教學(xué)過程中以項(xiàng)目為載體根據(jù)CDIO的工程教育理念:按照項(xiàng)目準(zhǔn)備、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等步驟完成某一學(xué)習(xí)項(xiàng)目的教學(xué),通過做中學(xué)的教學(xué)模式從而實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通的人際技能的培養(yǎng)。
本課程設(shè)計(jì)遵從基于CDIO教育模式的課程設(shè)計(jì)理念,以“能力為目標(biāo)、項(xiàng)目為載體”進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。根據(jù)不同的學(xué)習(xí)情境要求給學(xué)生設(shè)計(jì)工學(xué)任務(wù),明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),組織學(xué)生以學(xué)習(xí)小組的形式參與教學(xué),讓學(xué)生真正成為教學(xué)的主體。以“就業(yè)為導(dǎo)向”以及未來職業(yè)的工作需要和高職學(xué)生的特質(zhì),建立能力培養(yǎng)的項(xiàng)目資源庫(kù),培養(yǎng)學(xué)生具備職業(yè)市場(chǎng)所需的職業(yè)能力,職業(yè)生涯發(fā)展所需的能力和終身學(xué)習(xí)的能力。將“知識(shí)理論實(shí)踐一體化”的做中學(xué)教學(xué)理念融入到課程教學(xué)的整體設(shè)計(jì)之中,實(shí)現(xiàn)“做”與“學(xué)”并行的開放式工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式。
3課程設(shè)計(jì)基本思路
3.1 通過對(duì)區(qū)內(nèi)多家施工企業(yè)的進(jìn)行調(diào)研,對(duì)市政工程技術(shù)和道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)所涵蓋的崗位群進(jìn)行任務(wù)和職業(yè)能力分析,確定橋梁和涵洞工程施工的典型工作任務(wù)。
3.2 成立專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì),校企共建專業(yè)課程,以橋梁和涵洞工程施工的典型工作任務(wù)為依據(jù),結(jié)合教學(xué)規(guī)律進(jìn)行工作任務(wù)過程的教學(xué)轉(zhuǎn)化,確定學(xué)習(xí)情境。
3.3 以項(xiàng)目訓(xùn)練的為載體,以橋梁和涵洞分部分項(xiàng)工程為依據(jù),進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目及學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。
3.4 以培養(yǎng)學(xué)生具備橋梁工程、涵洞工程施工能力為目標(biāo),制訂《橋涵施工技術(shù)》的課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(包括教材編寫、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、教學(xué)資源、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)方法與手段、課程考核評(píng)價(jià)等內(nèi)容)。
3.5 以項(xiàng)目為載體,以真實(shí)或模擬的橋梁和施工工作任務(wù)和職場(chǎng)情境展開學(xué)生的職業(yè)能力訓(xùn)練。根據(jù)CDIO的理念按照項(xiàng)目準(zhǔn)備、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等步驟完成某一學(xué)習(xí)項(xiàng)目的教學(xué),通過“做中學(xué)”的教學(xué)模式同時(shí)實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通的人際技能的培養(yǎng)(如圖1)。
4教學(xué)內(nèi)容的組織與安排
本課程以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為主線,以橋梁和涵洞項(xiàng)目施工為載體,以橋梁和涵洞項(xiàng)目施工過程為導(dǎo)向,以施工階段任務(wù)為途徑,依照“施工員”的崗位要求,選擇典型工作任務(wù),遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和職業(yè)能力的培養(yǎng)規(guī)律,進(jìn)行課程內(nèi)容的組織與安排。(表1)
每一項(xiàng)目的實(shí)施,均融入CDIO“做中學(xué)”工程教育理念,采用“項(xiàng)目準(zhǔn)備―項(xiàng)目研討―分組實(shí)做―現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)”四步法(見圖2),采用做中學(xué)教學(xué)模式,充分運(yùn)用校內(nèi)模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)等手段,組織和實(shí)施教學(xué),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。
5教學(xué)內(nèi)容的具體表現(xiàn)形式
本課程教學(xué)內(nèi)容通過教材、相關(guān)教學(xué)資源及課程網(wǎng)站具體表現(xiàn)出來。
5.1 教材
5.1.1 統(tǒng)編教材和素材以課程團(tuán)隊(duì)教師參編,科學(xué)出版社2005年出版的《橋梁工程》和《橋梁工程施工技術(shù)》素材庫(kù)。
5.1.2 校本教材本課程目前使用的教材是由行業(yè)、企業(yè)人員與課程組教師共同編寫的校本教材《橋梁實(shí)訓(xùn)》指導(dǎo)書,該教材按工作過程導(dǎo)向,任務(wù)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行內(nèi)容的構(gòu)建與排序,共分為課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)表、教學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)三大部分,包含職業(yè)能力所需的知識(shí)點(diǎn)與能力要求,以任務(wù)驅(qū)動(dòng)組織教學(xué),以完成任務(wù)的全過程進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià),滿足職業(yè)崗位的需要,體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的特色。
5.1.3 相關(guān)教學(xué)資源在“做、中、學(xué)”一體化的實(shí)訓(xùn)基地內(nèi)給學(xué)生提供大量的與課程相關(guān)的教學(xué)資源,如參考書、標(biāo)準(zhǔn)圖集、施工規(guī)范、操作規(guī)程、產(chǎn)品樣本、施工錄像、施工安裝好的樣板工程、教學(xué)工具等,開放的實(shí)訓(xùn)基地、豐富的教學(xué)資源,為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了便利的條件,如圖3所示。
6教學(xué)建議
6.1 將典型案例引入教學(xué)工程案例千差萬別,教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重選取具有典型代表的工程項(xiàng)目作為教學(xué)主案例,案例難度適中,能涵蓋一定的知識(shí)面,滿足教學(xué)要求。
關(guān)鍵詞:基因工程;技術(shù)流程;教學(xué)改革;轉(zhuǎn)型發(fā)展
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2017)04-0149-02
隨著地方普通本科高校應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展的深入推進(jìn),培養(yǎng)生產(chǎn)服務(wù)一線的高層次技術(shù)技能人才成為地方本科院校的主要任務(wù),專業(yè)及課程設(shè)置“對(duì)接行業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈、對(duì)接職業(yè)崗位需求”已成為共識(shí)。以職業(yè)需求為導(dǎo)向、以實(shí)踐能力培養(yǎng)為重點(diǎn)、以產(chǎn)學(xué)結(jié)合為途徑的人才培養(yǎng)模式正逐步形成。因此,對(duì)于課程體系的設(shè)計(jì)需要按照工學(xué)結(jié)合、知行合一的要求,根據(jù)生產(chǎn)、服務(wù)的真實(shí)技術(shù)和流程構(gòu)建知識(shí)教育和技術(shù)技能體系。
基因工程是在分子水平上進(jìn)行DNA體外重組,通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)生物體進(jìn)行遺傳改良的一門新興學(xué)科,是當(dāng)代生命科學(xué)研究領(lǐng)域最具生命力、最引人關(guān)注的前沿學(xué)科之一,已發(fā)展成為現(xiàn)代分子生物學(xué)的核心內(nèi)容[1]。基因工程在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)保、能源等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,已經(jīng)滲入到我們生活的各個(gè)方面,并具有良好的應(yīng)用前景。基因工程作為高校生物學(xué)相關(guān)專業(yè)的主干課程之一,其課程質(zhì)量的好壞直接關(guān)系學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力培養(yǎng),直接影響大學(xué)生畢業(yè)后在相關(guān)領(lǐng)域的就業(yè)質(zhì)量[2,3]。基因工程與生物化學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科知識(shí)內(nèi)容交叉,涉及的知識(shí)面廣且比較抽象,因而相對(duì)復(fù)雜難懂。為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,提高基因工程課程的教學(xué)水平,本文針對(duì)基因工程課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考核評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行了探索式的教學(xué)改革,旨在提高課堂教學(xué)質(zhì)量,提升學(xué)生的就業(yè)適應(yīng)能力,使畢業(yè)生與崗位需求“零距離”。
一、課程設(shè)計(jì)基于技術(shù)流程,對(duì)接行業(yè)和職業(yè)崗位需求
在高校轉(zhuǎn)型突出應(yīng)用性和實(shí)用性的背景下,壓縮理論學(xué)時(shí),增加實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課時(shí)是普遍的做法。基因工程課程與多門生物學(xué)課程知識(shí)交叉,理論內(nèi)容龐雜,實(shí)踐性很強(qiáng),但目前出版的基因工程相關(guān)參考書為保證知識(shí)體系的完整,有不少內(nèi)容與學(xué)生前期掌握的生物學(xué)基礎(chǔ)課程知識(shí)重復(fù)。我校在應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展后對(duì)基因工程教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行了調(diào)整,理論課由50學(xué)時(shí)壓縮至30學(xué)時(shí),因而必須對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行重構(gòu),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。筆者以袁婺洲主編的國(guó)家精品課程教材《基因工程》為主要參考書,同時(shí)結(jié)合吳乃虎主編的《基因工程原理》第2版、樓士林等編著的國(guó)家理科基地教材《基因工程》、何水林主編的普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材《基因工程》、T.A.Brown主編的《Gene Cloning DNA Analysis》第6版、J.E. Krebs等主編的《Lewin基因X(中文版)》2013版以及鄭振宇、王秀利主編的生命科學(xué)類“十二五”規(guī)劃教材《基因工程》等,打破了傳統(tǒng)的知識(shí)內(nèi)容體系,圍繞基因工程行業(yè)和企業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的基本技術(shù)流程“分、切、接、轉(zhuǎn)、增、檢”進(jìn)行課程設(shè)計(jì),將課程內(nèi)容按照六字技術(shù)流程進(jìn)行分解教學(xué),對(duì)每個(gè)流程輔以應(yīng)用案例,如將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、轉(zhuǎn)基因熒光魚的培育融入教學(xué)過程中,讓學(xué)生既能從總體上把握課程內(nèi)容體系,又能在自己感興趣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)突破。同時(shí)在教學(xué)過程中緊密聯(lián)系最新的相關(guān)研究技術(shù)成果,緊跟基因工程學(xué)科前沿,以開闊學(xué)生視野,激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。
二、改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)效果
高等教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一是教學(xué)方法的改革,教學(xué)方法必須結(jié)合課程特征進(jìn)行相應(yīng)的改革。對(duì)于基因工程基礎(chǔ)知識(shí)的講授,主要采用問題引導(dǎo)式教學(xué),讓學(xué)生跟著設(shè)置的問題,依靠自主學(xué)習(xí)掌握基本的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí),基因工程技術(shù)的應(yīng)用已深入到人們的日常生活之中,有許多內(nèi)容都是人們經(jīng)常關(guān)注的重點(diǎn),例如轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、基因工程食品的安全性、基因治療等。學(xué)生通過各種方式接觸到基因工程相關(guān)知識(shí)和信息時(shí),也能夠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并針對(duì)問題提出個(gè)人見解。鑒于此,在教學(xué)過程中結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)流程環(huán)節(jié)開展“小組討論式”教學(xué)。一是針對(duì)基因工程技術(shù)流程的理論講解,在教學(xué)活動(dòng)中留給學(xué)生一定的時(shí)間,鼓勵(lì)學(xué)生分組討論,并選出一名組長(zhǎng)上講臺(tái)以PPT的形式匯報(bào)本小組的學(xué)習(xí)心得,提出疑惑,再由教師給予解答,活躍課堂氣氛,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和積極性。另一方面,針對(duì)基因工程中的社會(huì)熱點(diǎn)問題,如轉(zhuǎn)基因安全性分組開展辯論賽,教師提前兩周布置任務(wù),讓學(xué)生廣泛查閱資料,在辯論交鋒中收獲更多書本上沒有的知識(shí),豐富學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備。這樣既可以培養(yǎng)學(xué)生查閱、整合資料的能力,又能鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力,為以后考研或者工作積累經(jīng)驗(yàn)。
三、實(shí)驗(yàn)與理論配套,提升學(xué)生的動(dòng)手能力
基因工程課程本身實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng),因而要將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相統(tǒng)一,才有利于學(xué)生鞏固理論知識(shí),同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的全局思維、獨(dú)立解決問題的能力。這正符合現(xiàn)代教育學(xué)派代表杜威主張的“從做中學(xué),從做中求進(jìn)步”、“理論不能脫離于實(shí)踐,理論是關(guān)于實(shí)踐、為了實(shí)踐和通過實(shí)踐”的觀點(diǎn)。然而,在傳統(tǒng)基因工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,因?qū)嶒?yàn)條件和課時(shí)的限制,往往只選擇一些容易開展的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),如DNA和RNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳、質(zhì)粒DNA的限制性酶切、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞制備與轉(zhuǎn)化等,學(xué)生只是簡(jiǎn)單機(jī)械性地掌握一些具體的實(shí)驗(yàn)技術(shù),對(duì)整個(gè)技術(shù)流程缺乏全面的認(rèn)識(shí),不能將理論與實(shí)踐相聯(lián)系。為此,課程組在基因工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)上,與理論教學(xué)的“分、切、接、轉(zhuǎn)、增、檢”六字技術(shù)流程相配套,結(jié)合本學(xué)院科研工作的實(shí)際情況,依托省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)平臺(tái),以富含多糖的轉(zhuǎn)基因鐵皮石斛獲得為目標(biāo),在每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)開設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn),從分離獲得鐵皮石斛尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(UGPase)開始,到構(gòu)建表達(dá)載體,農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化鐵皮石斛原球莖與分子檢測(cè),構(gòu)建一體式連貫性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,上一個(gè)流程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的材料,因此學(xué)生必須在每個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)掌握相關(guān)技術(shù),拿到下一流程所需的材料,才能順利進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn),并最終形成產(chǎn)品。
四、完善考評(píng)體系,提高綜合素質(zhì)
單純的卷面考試往往會(huì)讓學(xué)生依賴復(fù)習(xí)資料死記硬背,并未真正理解和掌握相關(guān)理論知識(shí)與技術(shù),更不利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)思維與實(shí)踐能力的培養(yǎng),很難準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生對(duì)課程的綜合學(xué)習(xí)情況,而合理的課程考核體系有助于激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。為了更科學(xué)有效地衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,從多個(gè)角度考察學(xué)生思考問題、解決問題和串聯(lián)知識(shí)的能力,我們分別對(duì)基因工程理論課程和實(shí)驗(yàn)課程的考核方式進(jìn)行了改革,理論課程由平時(shí)成績(jī)(40%)和期末試卷(60%)兩部分組成。其中40%的平時(shí)成績(jī)包括出勤10%、作業(yè)10%、課堂表現(xiàn)10%以及加分項(xiàng)10%。尤其是加分項(xiàng)目,主要綜合考慮學(xué)生的創(chuàng)新思維、小組討論參與度、組織與口頭表達(dá)能力等,提升了學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)和積極性。期末試題的設(shè)置加重主觀命題分?jǐn)?shù),避免學(xué)生死記硬背,注重檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基因工程相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用能力,考查學(xué)生對(duì)課程的真正理解和掌握。實(shí)驗(yàn)課程的總成績(jī)由4部分組成,其中實(shí)驗(yàn)相關(guān)理論考試占50%、出勤率占10%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告占10%、實(shí)驗(yàn)操作占30%,在實(shí)驗(yàn)操作中主要檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣與科研素養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與嚴(yán)謹(jǐn)性。通過建立多元化的課程考核體系,既能考核學(xué)生的綜合能力,又能“以考帶學(xué)”,促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐技術(shù)的掌握。
五、結(jié)語
基因工程技術(shù)在飛速發(fā)展,相關(guān)研究成果日新月異,對(duì)該課程的改革需要緊跟學(xué)科技術(shù)前沿,更新觀念、不斷探索、不斷調(diào)整。注重以學(xué)生為中心,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和對(duì)知識(shí)掌握的靈活性,讓學(xué)生在“做中學(xué)”、“做中進(jìn)步”。通過近兩年在基因工程課程教學(xué)中的探索,我們基于技術(shù)流程在基因工程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、考核評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了初步的改革,并取得了較好的效果。
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Research on the Teaching Reform of Gene Engineering Based on the Concept of Technological Process
ZHANG Zhi-yong,QI Ze-min,XU Dan-dan,ZHANG Nan
(College of Life Sciences,Neijiang Normal University,Neijiang,Sichuan 641112,China)