周軍++佟紹成++張興++佟玉軍



摘 要:針對地方應用型本科院校學生的工程實踐、創新創業能力培養等問題,提出知識傳授與能力素質培養深度融合的多維度教學體系設計模型,給出一體化的教學體系構建方法,并說明如何將創新創業教育融入專業教育的全過程。
關鍵詞:深度融合;創新創業教育;專業教育;CDIO;整體知識觀
1 背 景
在“大眾創業,萬眾創新”隊伍中,大學畢業生是最重要的力量和生力軍?!叭绾闻囵B適應時代形勢的具有創新精神和創業能力的優秀人才?”是高等院校目前面臨的重要任務和歷史使命。創新創業教育體系是培養創新創業型人才的制度保障,而課程體系是教育體系的具體體現。應用型本科教育在高等教育中占據重要的位置,建立應用型本科的創新創業教育教學體系關乎高等教育改革的成敗,關乎高等教育能否適應國家和民族發展的需要[1-2]。如何科學合理地建立創新創業課程體系?如何構筑實踐能力、創新精神和創業能力培養框架?這是我們多年來努力探究和實踐的課題。改在深處是教學,改在難處是教學[3-5]。
2 應用型工科大學生的創新創業型人才培養目標與CDIO
當我們大聲呼喚要培養大學生成為創新創業型人才的時候,我們并不明晰什么樣的人才是創新創業型人才,他們應該具有什么樣的能力和素質?事實上,只有明晰了“創新創業型人才所要具備的主要能力和素質”,才能有的放矢地制定人才培養目標、課程體系和教學方法等。直觀上,創新創業型人才應具備相關行業的專業知識、較強的學習能力、高尚的道德品質、良好的心態、堅強的意志、敏銳的洞察力、良好的溝通能力及人際交往能力等各方面指標。
正當我們在苦苦分析創新創業型人才所應具備的能力和素質時,近年來國際工程教育改革的最新成果——CDIO工程教育模型的出現,尤其是CDIO能力大綱對工程人才所應具備的能力描述,明確了創新創業型工程人才所應具備的能力和素質[8]。
CDIO是麻省理工學院、瑞典皇家工學院、查爾摩斯工業大學、林雪平大學這四所大學在Knut and Alice Wallenberg 基金會資助下,利用從2000年到2004年的5年時間,通過共同的探索研究而創立的工程教育模式。CDIO大綱和標準是它的兩個重要文件,CDIO大綱描述了現代工程師應具有的科學和技術知識、能力和素質,CDIO標準則是一個對實施CDIO工程教育模式的指引和評價系統。
CDIO大綱從四個方面對當代工程師的能力和素質進行刻畫:①技術知識和推理;②個人能力、職業能力和態度;③人際交往能力,團隊工作和交流;④在企業和社會環境下構思、設計、實施、運行系統。 “①技術知識和推理”與具體專業有關,沒有具體描述,其他3個方面采用自頂向下的方式對每種能力和素質進行細化。大綱又分為四個層次進行描述,頂層包括三方面描述,第二層共有14個能力描述,第三層共有70個能力描述,第四層有近300個能力描述(能力描述的最小單位,我們稱之為元能力)。
CDIO大綱中,除了由具體專業確定的“技術知識和推理”之外,對于另外三方面的能力的描述是具體而豐富的,有些能力從能力的角度去總結是不同的,但從能力培養的角度去看,它們又是相關的。因此,可以從能力培養的角度將能力之間的關系分為相對獨立關系和相關關系,按照相關性可以對能力進行分組,顯然,這構成相似關系。有的能力培養可以通過一門課程去重點實現,如大綱中2.5.2職業行為中的“討論職業禮儀”和“解釋職業禮儀”等可以通過職業行為課程實現;有的能力不是孤立存在的,它與另一些能力一同構成一個能力培養組,可以將它們組織在一門課程或一個教學環節中實施,如大綱中“2.1.1發現問題和表述問題”“2.3系統思維”提到的一組能力培養可以在畢業設計環節中進行重點培養。
學生能力素質培養目標的確定既要參考CDIO能力大綱,又要結合專業特點和社會、行業領域的特定要求,如國內高校結合CDIO提出OBE的工程教育模式、TOPCARES-CDIO 的一體化人才培養模式等[6-7]。針對不同的學科專業,對于創新創業起到重要作用的能力素質需要重點培養和強化訓練,可以在多門課程和多個教學環節中去設計和實施,逐步提高相應的素質和能力。
3 多維度的教學體系設計模型
人的能力和素質培養不是一朝一夕能夠實現的,但又必須通過一朝一夕點滴積累完成。CDIO提倡的是將學科的課程體系與能力素質培養融和的一體化課程體系設計,在傳授知識的同時進行能力和素質的培養。應用層次網絡的特色專業建設模型,面向企業和社會環境,以實現完整的本科教育為目的,以培養學生的創新創業能力為核心,進行教學體系建設,主要內容包括課程體系和實驗實踐教學體系的設計方法、多維度教學體系建設模型、教學方法的選擇原則等。
3.1 課程體系和實踐教學體系的整體設計方法
課程體系和實踐教學體系采用層次網絡模型的設計方法,自頂向下進行專業規劃,自底向上提煉專業教育教學體系。課程體系和實踐教學體系分為四個層次,即應用方向層、專業技術層、專業課程層和知識點層。從增強社會服務能力出發,選擇學科領域內的2~3個應用方向,進一步規劃出相關應用方向的關鍵支撐技術,進而提煉作為專業技術支撐的理論基礎,即課程。課程又是由知識點構成的,知識點是課程內容的基本構成元素。因此,以知識點為單位,整合課程內容;以課程為單位規劃課程體系,以能力培養為目的設計教學方法及手段;以掌握技術為目標設計實踐實驗教學環節內容,以鍛煉學生的實踐創新能力為目的規劃實踐教學環節的實施方法;以企業和社會環境的工程項目或實際生產為背景設計綜合實踐教學環節,以鍛煉學生構思、設計、實施和運行系統能力為目的規劃綜合實踐性教學環節的實施[9-10]。
3.2 多維度的教學體系建設模型
當工程創新創業能力要求明確和課程體系確立之后,需要找到它們深度融合的方式。知識來源于實踐,是對實踐經驗和技術的歸納和總結,不同的課程和不同的知識點應該對應相應的能力和素質的培養。作為教育工作者,要提高能力素質教育水平,要首先盡量明晰知識和能力素質培養之間的內在聯系,進而設計相應的教學方法和實施相應的教學環節,達到提高學生能力和素質的目的,建立能力培養與課程體系之間的關系。endprint
多維度的教學體系建設模型從三個方面建立教學體系,包括課程體系、實驗實踐教學體系和能力素質描述,如圖1所示。課程體系采用基于整體知識觀的層次網絡模型建立;實驗實踐教學體系采用四層結構,并與課程體系建設進行同步規劃;能力素質描述是應用結合專業特點的CDIO能力大綱描述。首先,課程體系與能力素質培養之間通過知識點建立聯系,建立知識點與第四層能力之間的對應關系,如圖1下部所示,一個知識點對應于一個或多個能力,一個能力也可能對應一個或多個知識點。課程由知識點構成,在課程層面一般對應高一級的能力描述(第三級),這樣就形成相關課程的教學大綱,進而根據大綱選擇合適的教學方法。其次,類似的建立實驗實踐教學體系與能力大綱描述之間的聯系,四層結構的實驗實踐教學體系與四層的能力大綱描述建立相應層級的對應關系,由于實驗實踐教學環節的工程實踐特殊性,專業技術層和應用方向層對應的是各類型綜合實踐性教學環節,一般是在課程基礎實驗能力培養的基礎上開展的綜合實踐教學環節,對應能力層的第二層。
這樣就將課程體系、實踐教學環節與能力素質培養之間建立起對應關系,這是一種以知識點和元能力(能力描述中第四層的能力)為基礎、以培養優秀的具有較強工程實踐能力的創新創業人才為目標的一體化教學體系建設的多維度立體模型。
3.3 教學體系的建立
教學體系采用魚骨圖進行課程教學體系、實踐教學體系和工程能力培養體系的設計。魚頭以“培養優秀人才”為目標,以“知識與技術”和“能力素質”作為上下魚骨的設計準線,軟件工程專業教學體系魚骨圖如圖2所示。課程體系包括基礎課模塊、專業課程模塊、綜合課程模塊和項目實訓模塊;實驗實踐教學體系包括基本實踐能力、綜合實踐能力、工程實踐能力和職業素養與職業能力四個層次,分別對應驗證綜合實驗、課程設計、實習實訓和畢業設計;能力素質描述對應課程體系和實驗實踐教學體系也分為四個層次,分別是知識驗證發現與系統思維、個人能力和態度、工程實踐與團隊協同和企業環境下構思設計實施運行系統。教學體系既有整體設計,又有教學細節的詳細刻畫,能夠直接指導具體教學過程[11]。
3.4 選擇以學生為中心的課程和實踐教學環節實施的教學方法
選擇合適的教學方法是教學目標實現的關鍵,選擇以學生為中心的教育是當前高等教育的一個重要戰略轉變[12]。課程體系設計的無論有多么完美,能力素質描述的無論有多么明晰,若沒有合適的教學方法去實施,就等同于空中樓閣。選擇什么樣的教學方法開展教育教學活動?這需要承擔各個教學環節的每個教師去研究,根據每門課程的特點,選擇教學方法,設計教學過程和考核方式。教學方法的選擇要以學生為本,根據培養能力素質的目標設計教學過程,積極探索“翻轉課堂”。遼寧工業大學電子與信息工程學院先后在《人工智能》等課程中開展了類似“翻轉課堂”的實驗和實踐,很受學生歡迎,教學反饋很好。
考核方式也隨著教學方法和方式的不同而采取不同的模式,打破常規一卷定成績的考試方法。考核方式可以分為行為過程性考核、成果答辯式考核、綜合考核等幾類考核方式,當然也包括試卷考核。行為過程性考核是指以教學過程為主線,以學生的行為表現為考核指標,對學生的行為目的性、行為選擇、行為效果以及在行為過程中所表現出來的品質和行為邏輯進行評定,給出相應的考核成績,一般應用于單項技術考核;成果答辯式考核是指以項目作品為驅動,放開時間和形式的要求,對學生相應技術的掌握和應用情況、學生主動學習效果進行評價,給出相應的成績,一般應用于課程設計或設計型實驗實踐性環境考核;綜合考核是指對學生在企業和社會環境下構思、設計、實施和運行系統的能力的進行全面考核,對學生發現現實問題的能力、構思的悟性、設計的靈性、運用和獲取相關知識和技術等能力進行全面的評價,通過教師組的綜合考核給出相應的成績,一般應用于綜合實踐性教學環節,如生產實習和畢業設計等。
4 教學體系建設初步實施的效果
遼寧工業大學2007年開始在電子與信息工程學院專業改革試點工作,經過幾年的研究、探索和實踐,提出以能力培養為目標,將能力培養與知識傳授密切結合的教學體系建設模式,建立了較為完善的計算機類的培養學生創新創業能力的課程體系,將創新創業能力的培養與知識的傳授深度融合,學生培養質量提升到新的高度。學生參加各類大學生創新創業活動積極,2015年電子與信息工程學院在大學生創新創業競賽中獲得國家級獎勵8項、省級以上獎勵84項,這在地方普通工科院校中無論是數量還是質量都名列前茅。學生的就業質量連年攀升,學生的協議就業率已經超過70%,就業質量明顯提升。電子與信息工程學院近六年的協議就業情況如圖3所示。從圖3可以看出,雖然各個專業會有小幅波動,但總體情況是明顯上升的。
學生能力和素質的培養不是一蹴而就的事情,它需要長期和潛移默化的培養和實踐鍛煉。在教學體系設計中,還有許多問題需要解決和優化,許多教學方法需要進一步研究、探討和實踐。尤其對于像電子與信息這樣技術更新快、發展迅速的學科,課程體系、實驗實踐教學體系需要跟蹤新技術新方法。教學體系要有一個持續改進過程,方能適應社會和行業的需求。
參考文獻:
[1] 王樹國. 面向創新創業教育深化工程教育改革[J]. 中國高教研究, 2016(1): 48-49.
[2] 王占仁. 高校創新創業教育觀念變革的整體構想[J]. 中國高教研究, 2015(7): 75-78.
[3] 浩歌. 再談改到深處是教學[J]. 中國高等教育, 2009(5): 1.
[4] 王義遒. 教學方法改革: 改什么,怎么改?[J]. 中國高等教育,2009(6): 8-10.
[5] 潘懋元, 周群英. 從高校分類的視角看應用型本科課程建設[J]. 中國大學教學, 2009(3): 4-7.
[6] 顧佩華, 胡文龍,林鵬,等. 基于“學習產出”(OBE)的工程教育模式: 汕頭大學的實踐與探索[J]. 高等工程教育研究, 2014(1): 27-37.
[7] 溫濤. 基于TOPCARES-CDIO的一體化人才培養模式探索與實踐[J]. 計算機教育, 2010(11): 23-29.
[8] 顧佩華, 陸小華, 等. CDIO大綱與標準[M]. 汕頭: 汕頭大學出版社, 2008: 3-17.
[9] 周軍, 佟紹成, 謝文閣, 等. 基于層次網絡模型的應用型本科院校特色專業建設[J]. 現代教育科學, 2012(3): 138-139.
[10] 佟紹成, 于自強, 李昕. 構建工科院校學生實踐與創新能力培養體系的探索與實踐[J]. 中國大學教學, 2012(3): 28-30.
[11] 佟玉軍, 周軍, 謝文閣, 等. 軟件工程專業創新教育平臺研究[J]. 計算機教育,2015(2): 77-79, 98.
[12] 李培根. 以學生為中心的教育: 一個重要的戰略轉變[J]. 中國高等教育,2011(Z2):8-9.
(編輯:史志偉)endprint