課題式教學方法在專業創新模塊中的應用案例分析*

陳智娟 吳啟斌 趙向陽 王蒙蒙

1.河南工學院車輛與交通工程學院，河南 新鄉 453003；2.河南工學院機械工程學院，河南 新鄉 453003

為適應工業革命4.0的快速發展，2017年以來，教育部積極推進“新工科”建設［1］，要求高校重實踐、跨學科，把創新創業教育貫穿人才培養的全過程，持續改進創新人才的培養目標、培養方案、課程體系和教學要求，以工程教育的中國模式，應對新一輪科技革命與產業變革。據此，部分高校在人才培養方案中增加了專業創新模塊，旨在激發學生對專業知識的學習興趣，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，引導學生創新實踐，提升學生的工程實踐能力和創新能力。

一、課題式教學方法實施的必要性和可行性

課題式教學方法是一種研究學習型教學方式，是指教師以課程學習重點和難點為基礎，以實際生產需求為依托，設計出某一研究課題作為教學內容，組織學生以團隊合作的形式，開展自主探索式學習，以期在綜合應用知識的基礎上創新解決實際問題的教學活動［2］。

（一）課題式教學方法實施的必要性

就教師教學而言，課題式教學方法為“以研促教”夯實了基礎。高校教師的科研課題來源于實際生產的需求和對行業發展趨勢的研判，開展科研活動需利用科學的方法和理論分析問題、解決問題。科研過程中采用的新方法、實驗新成果、行業領域發展新趨勢均能夠指導教學過程，真正實現理論與實踐的結合，開闊學生對專業的認知，培養學生善于觀察生活、敏銳洞察事物發展原理的能力。

就學生學習而言，課題式教學方法提升了其綜合應用能力和創新能力。某一課題的研究融合了多學科的方法與理論并進行創新，迎合了“新工科”對學科的實用性、交叉性與綜合性的強調［3］。同時，鼓勵學生參與到課題研究，能夠督促學生全面掌握專業理論知識，提升其查閱文獻、探求真理的品質［2］，符合新時代對高素質復合型人才培養的要求。

（二）課題式教學方法實施的可行性

“新工科”背景下，高校人才培養方案中專業創新模塊的設置，其一是為了檢測學生對專業知識綜合應用的能力，其二是為了培養學生基于專業知識的創新意識和創新能力。在專業創新模塊開展課題式教學，讓學生參與到科研課題中，能夠激發學生主動學習的積極性，輔助學生建立知識構架，發散思維。

汽車行業涉及領域較廣，可分為汽車前服務、汽車生產制造和汽車后服務，每一部分都有較為廣泛的研究課題設計范圍，且具有較強的綜合性和實踐性，與課題式教學方法理論相統一；汽車行業是各種先進科技成果的集中營，以“安全、環保、共享、智能”為主題的發展方向，有待更多的創新技術的支持，為開展課題式教學創造了更廣闊的空間。

圖1 汽車行業領域劃分

以汽車服務工程專業人才培養方案為例，專業創新模塊的先修課程包括《大學生創新基礎》、《創新思維訓練》、《數學邏輯思維創新》、《機械設計創新》等創新基礎課程和學科創新課程，初步培養了學生的創新意識；專業創新模塊安排在第6學期，學生已具備了必要的專業知識素養，能夠達到專業課題研究的認知水平，為開展課題式教學奠定了基礎。

二、課題式教學方法實施思路與方案

依據一般科研課題的推進步驟，以汽車服務工程專業學生為研究對象，在其專業創新模塊中，將課題式教學過程劃分為“確定研究課題、管理研究過程、評價研究成果”三大階段。

（一）研究課題的確定

汽車后服務是汽車服務工程專業人才主要的研究領域，新時代共享經濟背景下的“共享汽車”屬于汽車租賃服務中的一種，為人們的出行帶來了方便與快捷。隨著各平臺紛紛加入共享汽車潮流，運營過程中呈現出了網點布局、車輛投放數量、借還車點、車輛調度等問題。在課題式教學過程中，考慮到學生出行的安全和獲取數據的方便性，將區域內共享汽車問題簡化為校園內共享單車問題，即研究課題確定為“校園內共享單車使用特征分析及調度方案設計”，旨在解決實際問題的過程中培養學生分析問題、收集和分析數據及綜合應用的能力，提升學生團隊合作意識、創新創業能力。

（二）研究過程的管理

在實施課題式教學過程中，要充分發揮教師的指導和引領作用。按照科研課題組完成科研項目的過程，教師需完成以下課題研究過程管理：一是組建“科研團隊”。基于對學生學情的全面分析，結合學生自身特點，將不同特長、不同知識經驗背景的同學組成一個團隊，以期通過小組討論與交流，實現能力差異互補。二是聯系實際，剖析問題，培養學生追溯問題源頭的品質。本案例是在對校園內共享單車使用特征分析的基礎上，給出科學合理的調度方案，其中使用特征包括個人屬性特征及出行特征；設計調度方案需考慮區域劃分、供需不平衡度和區域間調度效率等因素。三是查閱文獻，優化確定解決方案。針對問題剖析結果，教師應根據課題領域研究成果，要求團隊分類查找查閱并整理必要的文獻；全程跟蹤團隊進展，定期參與小組討論，把握研究課題進展方向，確保方法方案的可行性。最終確定為利用SPSS分析使用特征，并將調度問題轉化為運輸問題，構建產銷平衡模型，使用伏格爾法進行求解。四是構建技術路線圖，確定研究框架和研究方法，框定研究內容。五是實施研究過程，定期檢查與匯報研究進展。督促團隊按照規定的時間節點完成對應的課題研究工作，培養學生守規則和時間的理念。

（三）研究成果的評價

課題研究成果的評價包括“科研團隊”成員的自我評價和教師對課題研究過程的綜合評價。

自我評價過程是團隊成員對課題研究過程綜合反思、歸納和演繹的過程，有利于評價者全面了解自己獲取信息的能力、綜合應用知識的能力以及溝通能力，提升對自我的認知；有利于評價者構建和梳理知識架構，鞏固專業知識理論，激發新的創新點；有利于評價者發現自身不足，為后續學習指明方向；有利于激發評價者全面掌握專業知識的興趣，同時也是教師進行綜合評價的參考。

綜合評價是教師對“科研團隊”成員在課題研究過程中的表現給予的肯定或質疑。課題研究任務的完成，需投入大量的精力和非課堂時間，因此，教師在對課題研究過程進行綜合評價時有必要通過物質獎勵或榮譽獎勵，提升學生參與課題研究的積極性，從而為順利推行課題式教學方法夯實基礎，提升教育教學質量；研究成果的匯報在一定程度上考察了學生對問題的歸納總結能力和語言表達能力，亦是綜合評價指標之一。

三、課題式教學方法實施效果分析

（一）激發學習興趣，增強自主學習意識

課題式教學過程摒棄了傳統的“填鴨式”教學模式，采用師生互動、生生互動等多元互動形式，將科研課題研究思路與方法、學科前沿動態、行業領域最新成果滲透到課堂教學中，強烈激發了學生的學習興趣。在課程伊始便提出與實際生產需求相關的實際問題，明確了學習目標，為學生進行自主探索式學習指明了方向，增強了其主動學習意識。

（二）增強綜合應用能力，提升綜合素質

科研課題的研究不僅需要融合多學科專業知識，構建新的知識架構，還需要“科研團隊”按照分工合作的方式，完成文獻查閱與整理、數據調查與分析、研究方法論證、撰寫研究報告、課題答辯與評價等工作。以課題為導向的教學過程，既鍛煉了學生對理論知識的綜合應用能力，也為學生之間進行有效溝通、協同組織與配合搭建了平臺，促進其綜合素質的提升。

（三）以研促教，以教帶研，增強教科研水平

課題式教學方法的應用要求教師要緊跟行業發展趨勢，及時掌握學科發展動態，這樣才能夠提出有價值的科研課題；實施過程中，才能夠指導并確保研究方向的準確性，以科研促進教學，提升教育教學水平。課題式教學過程中，教師全程跟蹤并參與小組討論，思維碰撞過程中就有產生新的科研課題的可能，以教學帶動科研，增強教師科研能力。

四、結語

綜上所述，基于專業創新模塊課程的重點和難點，以實際生產需求為依托，采用課題式教學方法，改變了傳統教學模式中以教師為主體，以學生為客體的灌輸式教學方法，激發了學生的學習興趣，提高了其主動學習的積極性；課題式教學過程中，實現了學生小組分工協作、深度探討、發散創新的學習模式，促進了學生的全面發展，綜合素質的提高。

本文僅以一項研究課題為例，分析了課題式教學方法在專業創新模塊中的應用。實際實施過程中應提出多個研究課題供不同“科研團隊”選擇，且研究成果形式不限，可以為科技論文、專利發明、調研報告、實施方案等，盡可能的為學生提供更廣闊的創新空間。