基于PBL的課程學(xué)習(xí)改革與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合路徑研究

宋 琳 徐勝軍 李 喆

西安建筑科技大學(xué) 信息與控制工程學(xué)院 陜西 西安 710000

1 前言

習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中指出，創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系的戰(zhàn)略支撐。高等院校作為人才培養(yǎng)的主陣地，其重中之重便是創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，因此，推進專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的深度融合，提升大學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)，成為高校教師亟待解決的重要課題。

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，是一種以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新思想、創(chuàng)業(yè)意識、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為目標的教育模式，其內(nèi)容主要包括創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程教學(xué)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目等課題研究、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等學(xué)科競賽等。在大學(xué)生的日常學(xué)習(xí)中，創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)需要考慮的社會因素較多，如運營方式、人員配備等，開展真實的創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練其實并不容易；而對于創(chuàng)新能力，高校可以提供很多培育的“土壤”，例如參與教師的科研課題、參加學(xué)科競賽等，都可以為學(xué)生創(chuàng)新思想的形成提供有效途徑。目前，很多高校也相應(yīng)的開展了這部分工作，在一定程度上促進了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的發(fā)展。

課程學(xué)習(xí)是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的基礎(chǔ)，缺乏知識體系的支撐，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育就是“海市蜃樓”；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是課程學(xué)習(xí)的拓展、實踐與升華，離開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，學(xué)習(xí)還是停留在“課堂”，很難融入社會[1]。因此，課程學(xué)習(xí)改革與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，一直是高等教育改革中最為重點關(guān)注的兩方面內(nèi)容，這些改革措施都在將學(xué)生從傳統(tǒng)和枯燥的“書本”學(xué)習(xí)模式向“興趣”和“能力”培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)化，在一定程度上提升了大學(xué)生綜合素質(zhì)。然而目前，這兩面改革的開展，基本是分開進行的。針對課程學(xué)習(xí)改革，“翻轉(zhuǎn)課堂”、“慕課”、“雨課堂”等雖然成為教學(xué)過程中的常態(tài)化教學(xué)模式，然而仍舊解決不了學(xué)生動手能力差、知識理論化等問題；針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，學(xué)校積極開展和鼓勵學(xué)生參加各類學(xué)科(專業(yè))競賽、大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽、實踐技能大賽等活動，然而由于缺乏理論支撐和技術(shù)基礎(chǔ)，很多學(xué)生僅僅成功參賽，各類競賽成為學(xué)生獲取學(xué)分的“捷徑”。針對此類問題，本文以程序設(shè)計類課程為例，提出專業(yè)課程學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的深度融合

2 程序設(shè)計類課程學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

程序設(shè)計類課程，是信息類專業(yè)(如自動化、計算機、人工智能等)的必修課，包括C程序設(shè)計、Java程序設(shè)計、MATLAB程序設(shè)計、Python程序設(shè)計等眾多與編程實踐操作有關(guān)的課程，對實踐性要求很高，旨在系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力，能夠進行問題分析、問題抽象與建模、算法設(shè)計、編程解決問題的能力等。隨著人工智能驅(qū)動的智能化變革時代的到來，很多其他理工科專業(yè)(如冶金、機械、應(yīng)用數(shù)學(xué)等)也逐漸認識到程序設(shè)計類課程學(xué)習(xí)對于學(xué)生思維能力培養(yǎng)的重要性，愈加重視此類課程的教學(xué)。然而，很多高校的程序設(shè)計類課程教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)模式仍舊占有很大比重，主要采用教師為中心的“填鴨式”教學(xué)法，不去關(guān)注學(xué)生程序設(shè)計能力的培養(yǎng)；學(xué)生被動學(xué)習(xí)，參與度低，學(xué)習(xí)興趣不高，以作業(yè)和考試為主要任務(wù)，無法參與實際項目，更談不上得到高強度計算思維的訓(xùn)練了。

高校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育活動，尤其是與專業(yè)知識結(jié)合緊密的實踐或賽事，如大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、全國“挑戰(zhàn)者杯”大學(xué)生科技競賽、中國“互聯(lián)網(wǎng)＋”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，對于專業(yè)課程知識與實踐技能的要求的銜接、專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革具有重要的意義。然而，由于與課程教學(xué)脫節(jié)，很多學(xué)生在參加實踐或競賽時，基礎(chǔ)薄弱，缺乏專業(yè)技能，即使有好的創(chuàng)意，也很難落地實現(xiàn)，止步于“想”。這其中以程序設(shè)計能力差最為典型，例如在大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中，大部分同學(xué)即使學(xué)過編程類課程，也很難求解實際的數(shù)學(xué)模型，無法驗證建模的正確與否。

綜上，如何以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育為契機，促進課程教學(xué)方式改革，從而夯實學(xué)生的實踐能力，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，“反哺”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，實現(xiàn)課程學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的深度融合，一直高校面臨的一大難題。

3 基于項目式學(xué)習(xí)的深度融合

3.1 項目式學(xué)習(xí)

項目式學(xué)習(xí)(Project－Based Learning，PBL)是以項目案例為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，該理論方法在1969年由美國Barrows教授創(chuàng)立，該方法將學(xué)生作為教學(xué)中心，以項目為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和解決問題的能力。這里，項目泛指與真實需要有關(guān)的項目設(shè)計、產(chǎn)品研發(fā)、問題解決，是教學(xué)活動的起點，同時也是學(xué)生在其未來的專業(yè)領(lǐng)域可能遭遇的真實問題。這些問題中有一些是開放性的，需要學(xué)生不斷的去探索和發(fā)現(xiàn)，從而能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生在探索過程中應(yīng)用或者掌握本專業(yè)相關(guān)的概念、原理和知識。PBL在學(xué)習(xí)內(nèi)容的真實性、學(xué)習(xí)者的自主性、研究方法的多樣性、學(xué)習(xí)過程的建設(shè)性、學(xué)習(xí)形式的合作性等多方面都與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的要求不謀而合[]。同時，PBL以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式，與傳統(tǒng)以教師為中心的教學(xué)模式相結(jié)合，對于激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有重要作用。因此，本文以PBL為引導(dǎo)，探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與課程學(xué)習(xí)的融合路徑，實現(xiàn)學(xué)生知識體系構(gòu)建與能力培養(yǎng)的相互促進和同步發(fā)展。

3.2 深度融合路徑探索

程序設(shè)計類課程對實踐性要求強，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的目標高度契合，因此為改善程序設(shè)計類課程教學(xué)模式，夯實創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的專業(yè)基礎(chǔ)，設(shè)計基于PBL探索課程學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合路徑，如圖1所示，。

圖1 基于PBL探索課程學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合路徑

在這個融合過程中，教師和學(xué)生所擔負的責任和工作將發(fā)生很大改變，學(xué)生是教學(xué)過程中的中心，教師要圍繞學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提供資源，成為學(xué)生發(fā)展的促進者、推動者或輔導(dǎo)者。

(1)針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，要深挖程序設(shè)計類教學(xué)典型項目，整合與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容；

PBL的關(guān)鍵在于項目的質(zhì)量。程序設(shè)計類教學(xué)，包括基礎(chǔ)語法、程序控制結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法邏輯等內(nèi)容，項目提煉要充分考慮教學(xué)內(nèi)容的融入。因此，需要深入學(xué)科競賽和科研項目中，挖掘程序設(shè)計項目中的典型案例，如統(tǒng)計分析問題、邏輯控制問題、優(yōu)化求解問題等。項目中的案例需要進一步提煉，分別形成驗證性項目、綜合性項目以及開發(fā)性項目，為課程教學(xué)與實踐奠定基礎(chǔ)。

以項目成為線索，把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每個項目中。基礎(chǔ)語法、數(shù)據(jù)類型、變量定義、函數(shù)調(diào)用等程序設(shè)計類課程中的關(guān)鍵教學(xué)內(nèi)容，需要在每個項目中都有所體現(xiàn)，因此整合與優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，是教師開展項目式學(xué)習(xí)之前必須完成的工作。

(2)針對課程教學(xué)，指導(dǎo)項目學(xué)習(xí)，夯實開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的知識體系與基礎(chǔ)技能；

項目式學(xué)習(xí)中，學(xué)生是學(xué)習(xí)中心，教師在教學(xué)過程中的責任和任務(wù)是指導(dǎo)學(xué)生的認知學(xué)習(xí)。因此，教師要從學(xué)生角度去思考問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，基于自身的科研經(jīng)驗、知識架構(gòu)指導(dǎo)學(xué)生通過一個個項目案例的分析、思考與實踐，解決各種問題獲取知識、學(xué)會方法，完成自身知識體系的構(gòu)建與專業(yè)技能的培養(yǎng)。程序設(shè)計類課程涵蓋理論課、實驗課和設(shè)計課等，對應(yīng)于創(chuàng)新教育活動中的驗證性項目、綜合性項目和創(chuàng)新類項目，因此可將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入課程教學(xué)中，改革教學(xué)模式，具體實施方法如下:

1)課前自主學(xué)習(xí)。以項目為基礎(chǔ)，形成學(xué)習(xí)小組，通過學(xué)習(xí)小組內(nèi)或小組間交流和互相講解、操作演示的方法解決基礎(chǔ)理論問題。

2)課內(nèi)引導(dǎo)式答疑。針對自主學(xué)習(xí)中的共性問題，引導(dǎo)學(xué)生建立知識體系架構(gòu)，通過調(diào)閱文獻、教材等資料，完善知識點。

3)課后創(chuàng)新設(shè)計。教師以項目為基礎(chǔ)，提出復(fù)雜度較高的綜合性項目和創(chuàng)新性項目；給定時間期限，允許學(xué)生以匯報答辯形式，展開討論。

4 結(jié)論

本文以項目式學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，探索程序設(shè)計類課程學(xué)習(xí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的深度融合；針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育活動，提出深挖程序設(shè)計類教學(xué)典型項目改革方法，為整合與優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容奠定基礎(chǔ)；針對課程教學(xué)，以項目案例為基礎(chǔ)，夯實開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的知識體系與基礎(chǔ)技能。