专业课程群下问题导向项目驱动协同教学模式的实践与研究.docx

专业课程群下问题导向项目驱动协同教学模式的实践与研究韩立强;谢平;童凯;杜义浩;孔德明【摘 要】 围绕课程群渐进式多层次展开问题导向项目驱动协同教学模式,构建了特 色的专业课程群体系.以问题为导向,探寻课程群项目驱动协同教学模式的实施策略, 实现了课程、教师、学生之间相互沟通协调,调动了学生学习的积极性,实现了多课 程知识的迁移和灵活运用,培养了学生分析问题、解决问题的能力和创新实践能力, 探索了具有专业特色的创新人才培养模式.【期刊名称】 教学研究【年(卷),期】 2017(040)005【总页数】 5 页(P90-94)【关键词】 问题导向;项目驱动;协同教学;课程群【作 者】 韩立强;谢平;童凯;杜义浩;孔德明【作者单位】 燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004;燕山大学 电气工程学 院,河北 秦皇岛 066004;燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004;燕山大学 电 气工程学院,河北 秦皇岛 066004;燕山大学 电气工程学院,河北 秦皇岛 066004【正文语种】 中 文【中图分类】 G420本科教育在人才培养工作中占据着基础地位，是大学教育的主体组成部分。一流的 本科教育是一流大学的重要基础和基本保障，是解决我国高水平大学发展中突出问 题的现实需要1。建设一流本科教育，必须深化教学改革，改革教学方法。尽管高校教学方法是师生公认、影响教学质量的重要因素之一，政府和高校一直高度重 视教学改革，广大教师也做了一些尝试，但问题仍比较严重。因此，积极探索教学 方法，深化教育理念，是保障一流本科教育的迫切需要。目前，大学专业课程体系在教学内容、方法手段等方面尚存一些问题。例如，课程 间缺乏配合、衔接不够合理，内容重复或割裂，教师间缺乏沟通；教学内容、教学 方法和评价方式相对陈旧单一，教师教育理念方法尚需更新；缺少项目依托，实践 环节相对薄弱，学生创新意识和实践能力还有待提高；师生沟通不畅，学生参与度 不高，难以激发学习兴趣，责任意识有待加强等等2。课程体系以课程群建设为教学改革的突破口。课程群是围绕专业人才培养的目标, 为完善专业学生的知识、能力、素质结构,将培养方案中的知识和方法以及内容等 密切相关、相承、渗透、互补性的几门系列课程重新规划，整合构建而成的有机整 体。可围绕问题和项目展开教学。问题导向教学法，以问题性原则为基础，通过问 题来激发学生求知欲，系统地学习分析和解决问题。在解决问题中发展学生的创造 性思维，把学生被动的学习状态变为积极主动的学习模式，强调“思考中学习、学 习中思考”。项目驱动教学模式是通过以项目为载体，将学生的学习过程与工程问 题相结合，通过项目的实施，实现探究问题和解决问题，本质上与问题导向教学法 是一样的，只不过项目驱动以实践为导向的，强调“做中学、学中做”，更加适合 偏重实践类课程的学习3-7。本文以燕山大学测控技术与仪器专业自动化仪表专业方向为例，根据社会需要确立 培养目标与分解毕业要求指标点。以培养目标为引导，构建整合专业课程群体系， 探讨多层次渐进式问题导向项目驱动协同教学模式，聚集各个教师的智慧，调动学 生学习的积极性，培养学生分析问题、解决问题的能力和创新实践能力，探索具有 专业特色的创新人才培养模式。课程群建设应以学生培养为主线，以课程逻辑关系为纽带，以教师团队协作为基础，以培养质量为目标，以 OBE 为现代教育理念，基于专业特色方向和培养目标，整 合教学资源，优化教学团队，进行专业课程群建设，对相关方向课程的教学内容、 实践环节等进行整合优化和深层次建设，实现课程结构设置、相关课程内容、应用 实践等环节的有机统一和衔接整合，为构建基于课程群多层次问题导向的教学模式 建立基础。以燕山大学自动化仪表专业为例，本专业以学科内涵为基础，以国家发展战略和社 会经济发展需要为主要方向，依据企业、用人单位需求和学校培养定位，确定本专 业培养目标为培养信息技术领域测量控制与仪器仪表类应用型高级工程技术人才。 根据培养目标分解毕业要求指标点，把内容上具有密切相关、相承、渗透、互补性 的几门系列课程组合成有机整体，整合构建为过程控制仪表与系统课程群、信号测 试与分析课程群、光学仪器与系统课程群、嵌入式智能仪表课程群四大课程群体系， 每个课程群下由三门以上专业课组成，如图 1 所示。以“过程控制仪表与系统课程群”为例，自动控制理论课程 (包括反馈控制理论 和现代控制理论 )侧重于理论，为控制系统的分析和综合提供理论基础，对工 程实践提供指导作用。电气控制及 PLC课程侧重于实践，以 PLC 控制装置为 核心，其为控制系统的重要实现装置。过程控制系统及仪表是控制理论及仪表 在过程生产中的具体应用。同时，还可把选修课智能控制现场总线工控 软件等课程扩展到过程控制仪表与系统课程群中。以课程群为纽带，将课程有机 地结合在一起，既注意课程各自的特点，又强调其内在联系，增强了学科的系统性、 完整性和科学性，使学生更容易掌握本专业的精髓。协同教学是多个教师一起合作，共同确定培养目标方案、教学大纲、实验大纲、项 目方案等，设计整个教学过程，共同指导学生学习相关课程知识。合作的教学团队 和多元化的教学内容、形式与手段是协作教学的两个基本特征。其中，教师之间的 合作是协同教学的核心基础7。教师以专业课程群为基础，以问题为导向。每门课程由理论授课、讨论、实验、三 级项目等环节组成。课程群下多门课程以培养目标和毕业要求为基础，设计二级项 目(课程设计或实习实训) ，最后形成一级项目(毕业设计) ，构建“课程群课程 课程设计实习实训毕业设计”的多层次渐进式课程群协同教学体系，如图 2 所示。以课程群中各门任课教师为基础成立了“过程控制仪表与系统教研组”“信号测试 与分析教研组”“光学仪器与系统教研组”“嵌入式智能仪表教研组”四个教学团 队，优化整合教学资源，定期研讨沟通实现协同教学。教学团队协商设计和指导所 在课程群的三级项目、二级项目、一级项目，注意专业课程群、课程、教师、学生 四者间的关系，确立培养目标，理顺课程间逻辑体系，规范教学内容，实现教学内 容有效衔接，确定符合专业课程群体系的教学方法和教学理念，增强学生的知识综 合运用、实践和团队协作及创新思维能力。问题导向项目驱动多课程协同教学是一种研究性教学。研究始于问题，把学生置于 项目环境中，以项目为驱动，在实施项目过程中会遇到大量的与课程有关的问题， 由课程群下各个课程教师组成教学团队，共同组织、计划，指导学生开展讨论 5,6。学生在完成项目的过程中，分析问题、解决解决，实现多门课程知识的迁 移和灵活运用。根据课程群多层次协同教学体系(图2) ，逐层设置不同问题，不同 环节提出针对性的实施方法，最终以项目驱动解决复杂工程问题。问题导向教学过程来看，师生主要经历了“设计问题呈现问题理解问题探 究问题解决问题成果展示评价反馈总结反思”几个环节，具体如图 3 所 示。通过问题导向教学策略，突出课程间知识的衔接和系统架构，培养学生的逻辑 思维能力，分析问题、解决问题的能力。设计问题是问题导向教学实施的关键，因 为教师是以课程群为基础进行协同教学，问题要有启发性，课程问题间有关联性、 逻辑性，问题要有递进性，要联系实际专业工程问题。问题设计后，教师应该创设问题情境，设法将问题与学生的实际生活相联系，使学生产生兴趣，沉浸于问题情 境之中，愿意投入精力解决问题。问题的解决包括理解问题、探究问题、解决问题， 学生分成小组，查阅资料，小组讨论，表达问题的看法，教师辅导答疑，分析问题， 实现问题的理解，然后小组合理分工，协商讨论，制定研究计划，给出几个初步方 案，协商确定最佳方案。由于探究过程可能出现新的问题或者未找到解决方案，这 三个环节可能会有交叉反复情况。成果是评价问题是否有效解决、是否能够达到预 定教学目标的依据。成果展示可采用多种方式，如可以课程报告、实际项目演示、 答辩提问，甚至通过竞赛方式展示，以激发学生的求知欲，加深问题的理解，加强 学生综合能力的培养。评价阶段采用多元化方法，不仅有教师评价，还要学生自评互评相结合，过程性评 价和结果性评价相结合。教师既要关注问题的成果展示，又要关注学生解决问题的 过程。可以通过评价表对学生的成果打分，不仅考察各个课程的知识点和技能，还 要涉及团队合作交流能力、项目管理能力、工程问题方案对社会的影响。总结反思 阶段，学生和教师通过提问和自问的方式对整个教学过程回顾、反思如何通 过问题实现知识的迁移应用？通过解决问题收获了什么？还有什么地方需要改进？ 通过对整个阶段知识技能的梳理，最后用问卷调查总结经验，反思教学过程，完善 教学计划，提出改进方案。具体实施时，各个环节的侧重点应有所不同。理论授课环节以教师讲授为主。讲课 过程中，教师提出问题，学生思考问题、理解问题；讨论环节中，教师以引导为主， 以学生探讨问题、解决问题为中心；项目环节中，以教师辅导、学生自主设计为主， 以成果为导向，结束后进行学生成果的展示、评价与反馈，最后师生共同总结反思。 教学团队在设计问题时，要注意课程群体系下课程之间问题设置的衔接性，课程间 的问题要覆盖整个二级项目和一级项目。另外，问题深度(见图 2)要通过课程群自 上而下的三级项目、二级项目、一级项目实现逐级递进，通过项目驱动实现工程问题的解决过程。过程控制仪表与系统课程群中，教学研究组共同商定设计群下各门课程的教学过程， 以工业过程控制工程问题作为课程群的教学导向目标，在自动控制理论侧重于 基础理论，以教师讲授、学生研讨为主，侧重控制基础理论，问题围绕控制模型建 立、性能分析等展开，着重学生思考思维方式的培养。电气控制及 PLC侧重 实践，讲述为辅，问题围绕 PLC 的硬件原理及使用、软件编程展开，以项目载体 实现实践动手和软件逻辑编程的培养。过程控制系统及仪表是控制在过程生产 中的具体应用，问题以典型工业过程控制系统设计为主。这样以自动控制理论提供 理论分析，以 PLC 为实现装置，以过程控制系统及仪表课程作为系统设计指导， 课程群最终以二级项目来模拟实际过程控制工程问题 (例如双容水箱的液位、流量、 温度等参数的测量及控制) ，通过课程群逐级实现问题的深度广度递进。根据社会需要确立培养目标，分解毕业要求指标点，以培养能够适应和支撑产业发 展的信息技术领域中测量控制与仪器仪表类应用创新性型高级工程技术人才为目标， 以培养目标为引导，修订完善了专业培养目标，并结合修订后的专业培养目标全面 修订了燕山大学测控技术与仪器仪表专业方向专业课程教学大纲和教学内容，构建 了本专业方向的知识体系和能力矩阵，形成了一套完整的教学文件和人才培养方案。 以问题为导向，结合测控技术与仪器专业自动化仪表方向的教学现状，面向考虑人 才培养需求，整合构建了四个特色鲜明的专业课程群，以课程群为单位的教学团队 建设，开展协同教学模式，设计了符合学科培养目标的教学改革目标和体系。建立 了各课程群内专业主干课程间的知识体系和系统架构，构建了基于各门课程教学知 识点与专业培养能力目标间的专业能力矩阵，理论教学以问题为导向实现研讨式学 习。最终以项目为驱动实现工程问题的解决，实现了课程“理论授课课堂讨论 实验三级项目”的改革，实现了课程设计以及生产实习的整合，实现了课程 结构设置、课程内容、应用实践等环节的有机统一和衔接整合，实现了理论教学和实践教学体系的有机统一。通过以上教学模式的实施，构建了体现专业特色的课程群，并以教学团队为基础， 探索了课程群下多层次问题导向项目驱动的协同教学模式，理顺了课程体系，完善 了相关教学内容和教学方法，加强了师师互通、师生互动，为探索一流本科教育， 培养创新人才，提高人才培养质量，以及相关专业的教改工作提供了可借鉴经验。【相关文献】1 林蕙青.一流大学要办好一流本科教育N.光明日报,2016-05-17(13).2 龙春阳.课程群建设:高校课程教学改革的路径选择J.现代教育科学,2010(3):139-141.3 崔贯勋,王勇,潘瑜,等.基于任务驱动的实践课程教学改革与探索J.实验技术与管理,2010(6):164- 1664 姚利民,段文彧.高校教学方法改革探讨J.中国大学教学,2013(8):60-64.5 赵明仁,李保臻.论问题导向的教学设计J.教育理论与实践,2013(23):50-52.6 刘斐.论问题导向教学D.武汉：华中师范大学,2014.7 吕萍,慕芬芳.基于项目的多课程协同教学理念和实践J.高等工程教育研究,2012(4):171-175.