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基于应用型人才培养的材料成型及控制工程专业互动式教学模式研究
2021-12-01 浏览量:543

基于应用型人才培养的材料成型及控制工程专业互动式教学模式研究

张学敏 袁战伟 郭亚杰 孙志平 田晓东 

(长安大学材料科学与工程学院  陕西西安  710061)

摘要:本文基于当前创新及应用型工科学生的培养趋势,结合长安大学材料成型及控制工程专业的培养要求,对应用型人才培养模式中的互动式教学模式进行探讨研究。调研分析了该专业学生的学习方式、互动交流模式、课程教学模式及考核标准建议等关键问题,设计和提出了遵循学生学习能力培养基本规律的互动式教学模式的实施及考核办法,为实现更高水平的“教、学、做”一体化发展,培养高素质应用型工程技术人才提供有用的方法和依据。

关键词:应用型人才培养,教学模式,互动式教学,教学改革

Research on the Interactive Teaching Mode of Material Forming and Control Engineering Specialty Based on the Application Personnel Training

Zhang Xuemin Yuan Zhanwei Guo Yajie Sun Zhiping Tian Xiaodong

(School of Materials Science and Engineering, Chang’an University, Xi’an 710064, China)

AbstractBased on the current innovative and training trend of applied engineering students, this paper discusses the interactive teaching mode in the training mode of application-oriented personnel in combination with the training requirements of Materials Forming and Control Engineering of Chang'an University. The key issues such as student's learning style, interactive communication mode, classroom teaching mode and the assessment standard recommendations, etc. are investigated and analyzed. The implementation and assessment method of an interactive teaching mode that follows the basic law of students' learning ability training are designed and proposed. The interactive teaching mode provides useful methods and basis for the high-level integrated development of "teaching, learning and doing" and cultivating high-quality applied engineering and technical personnel.

Keywords:nurture application-oriented personnel; teaching mode; interactive teaching;  teaching reform

中图分类号:      文献标识码:       文章编号:

引言

“应用型人才”是相对于“学术型人才”而言的,是习近平总书记在全国教育大会上强调的需要着重培养的人才之一,体现了国家战略需求和科技创新的需要[1]。在科学技术迅猛发展、知识更新日新月异的今天,新的技术领域和工程教育专业迅速增加,如何既能紧跟科技的发展又能保证给予学生足够广泛的知识、调动学生的积极性,是培养具有创新精神和创业能力的高素质应用型人才面临的一大难题。

目前,我国高等人才培养并没有明确的应用型人才培养模式,且因试验设备和工业实践基地条件的限制,本科生人才培养更倾向培养通识性人才。并且,由于部分专业培养目标不明确,培养模式单一,课程内容设置陈旧,学生学习积极性不高,不能培养出社会所需要的人才类型。从教学模式来看,教学方法多以常规的课堂灌输为主,形式呆板单一,实践内容严重不足,造成了培养出来的工科生实验动手能力不强,创新意识和创新能力较弱等等,很大程度上影响了应用型人才的培养质量。

材料成型及控制工程专业是材料科学与工程和机械工程两大领域的交叉学科,是工科院校重要的基础型制造类专业,也是现代工业最为重要的应用型学科之一,其对促进国民经济、国防领域及高端装备制造业的发展具有至关重要的作用。长安大学材料成型及控制工程专业致力于培养具有扎实的自然科学和工程基础知识、掌握系统的专业知识并能将其应用于工程实践、具有良好综合素质的工程技术人才[2]。基于这一培养目标,结合当前创新和应用型人才培养趋势,遵循学生学习能力培养的基本规律,长安大学材料成型及控制工程专业以本科生课堂为依托,力求探索一种以学生为主体、发挥其学习积极性和主动性、注重培养其发现和探索精神的互动式教学模式,为后期培养高素质应用型工程技术人才提供有用的方法和依据。

1.应用型人才的培养模式

随着全球经济发展及经济结构的调整,各行各业迫切需要大量应用型本科人才。发达国家工科院校在应用型人才培养目标设定中强调培养能力,包括专业综合能力和创新能力。通过能力的培养,学生将获得未来职业所需的综合技能,且具备良好的适应性和灵活性,这不仅是应用型人才培养模式的共同特征,也是人才培养的基本要求。在具体的实施方式上,英国于1903年最早开创了“三明治”模式,随后美国在此基础上将其本土化,称为“合作教育”(Cooperation Education)。前些年世界合作教育协会提出将合作教育改成“与工作相结合的学习”(Work-Integrated Learning)[3]。英国、美国、加拿大、德国、日本等发达国家均采用了这种模式,其实质是学校、学生和用人单位三方合作。鉴于人才培养的初衷,学生是十分重要的合作方,学生在用人单位经受完全真实的社会锻炼,有助于提高学生的综合素质和就业能力,加强学校和社会的联系。

我国高等教育源于“学术型”精英教育,但自1999年高等教育扩招以来,几年内就实现了从精英教育到大众教育的转化。参照联合国教科文组织《国际教育标准分类》的框架,高等学校可分为三种类型:(1)学术性研究型大学,培养拔尖创新学术型人才;(2)专业性应用型的多科性或单科性的大学或学院,培养应用型高级专门人才;(3)职业性技能型院校(高职高专),培养在生产、管理、服务第一线从事具体工作的职业技术人才[4]。相较于学术型人才培养所积累的丰富经验和技能型人才培养所获取的政策支持,我国在应用型人才培养方面还处于探索和改革阶段,需完善与改革我国高等应用型人才培养的相关政策、机制和模式[5]。目前我国的应用型人才培养体系中,在培养目标、课程设置、教学模式等环节存在诸多问题,如培养方案、课程设置等仍延用精英教育模式;教学组织与实施的主场与载体仍是课堂和书本;教学方法固化、教学内容陈旧庞杂、课程考核标准单一等等。因此,在现有的人才培养模式下,应从明确培养目标、优化教学模式、增强国际意识等方面对应用型人才培养模式进行改善,其中优化教学模式是最具操作性的。

传统的高校课堂教学模式中教师是主体,根据教学计划和教案,在课堂上讲解必要的知识点,知识体系由浅入深、循序渐进。这种教学模式由于知识传授的系统性强、效率高,在工科专业课的教学上基本处于主导地位。同时由于课时的限制,课堂上教师为了赶进度不停地讲,并尽可能地把相关疑问讲解清楚,而学生在短时间内被灌输了大量的信息,消化理解不了又不能及时和老师交流,长此以往,学生就会从最初的“听不懂”到后面的“不想听”,学习的积极性和主动性逐渐丧失。课程结束后,考核形式主要是考试(考查),用以评判学生是否全盘接受教师所教的知识,进一步恶化了学生“食而不化”、“死记硬背”“知其然不知其所以然”等现象。因此,必须对现有的教学模式进行改革,将单一化的讲授型教学模式转变为多样化的教学模式,优化师生互动形式,增加学生的课堂参与度,完善课程考核形式,充分发挥学生在教学过程中的主动性和积极性。

2.互动式教学对于应用型人才培养的积极作用

在传统的教学模式中,教师为主体,“教师主教,学生主学”,处于单向知识传输状态,师生间互动交流较少,互动形式也仅限于课堂上单纯的提问和回答,长此以往学生的参与度会逐渐降低,学习兴趣逐渐丧失。要培养高素质高水平应用型本科人才,就需要优化传统的讲授式教学模式,增加师生的互动性。

互动式教学模式是师生、生生之间传授和反馈、交流和实践的活动,老师和学生都积极参与教和学[6]。该模式摒弃了教师主动(嘴动、手动、脑动)、学生被动(嘴静、行静、神静)的传统讲授式教学模式[7],由“教师为中心”转变为“学生为中心”,增加学生的参与度,鼓励学生综合运用所具有的知识和技能,让学生在课堂上把所学知识、解决实际问题的思路和方法展现出来,教师可针对学生在展示过程中表现出的疑难和困惑进行及时地指导,并引导学生进行思考和判断,从而使学生在亲身体会和感受中获得知识的汲取和升华,提升学生的思维能力和创新素养。

互动式教学是应用型人才培养进程中的一种有效方法。通过互动式教学,实现“教、学、做”一体化,引导学生像研究者一样去发现知识,探究与教学内容密切相关的问题或专题。通过设计最合适的教学情境,将实际问题与理论知识有机结合,激发学生对于学科知识以及问题的思考,培养其基本的学术能力和研究方法

3.本专业互动式教学问卷调查及结果分析

为了设计和提出适用于材料成型及控制工程专业的互动式教学模式,本文对对长安大学材料成型及控制工程专业学生的学习特征与学习需求进行问卷调查,并进行认真统计和分析。此次问卷调查总人数97人,发放问卷97份,回收97份,有效问卷100%。问卷内容主要包括:学习方式、对互动式教学的认知评价、互动交流方式、对专业课教学模式及考核标准的建议等。调查结果如下:

在学习方式上,自主学习目前已经成为绝大部分学生的学习习惯。而在所倡导的学习方式选择上,有超过60%的学生希望能够以探究、合作的方式进行学习,并与老师亦师亦友,共同探索,共同学习,共同进步。因此教学过程中多采用研讨启发式教学,引导学生通过小组合作的方式探究问题的本质,才能满足大部分同学的学习诉求。

在互动式教学的认知评价方面,70%的学生认为互动教学非常重要,通过互动学习,能够加深对理论知识的理解,提升分析解决实际问题的能力。

对于互动交流,调查结果显示,课前预习大家都相对较为独立,大部分人认为最佳互动时间为遇到困难时,其次是课堂上和完成作业时。在传统教学模式下,课堂上的互动交流基本上处于师问生答的被动交流中,有约一半的同学面对课堂提问处于被动应付的状态。调查显示,学生希望的互动交流方式倾向于以小组合作学习为主,生问师答为辅。当小组合作学习出现意见分歧时,94%的学生愿意再次认真思考比较,来确定最优解,对于互动教学所体现出的价值,70%的人非常认可,认为老师在教学过程中应该多方面考虑学生的反应和需求,打破原来的思想束缚,根据学生的反馈不断改进教学模式和方法。

对于专业课教学模式,较多学生倾向于增加课堂互动,增加课堂的趣味性,如增加实例、展示视频等,让学生能够更加生动形象地了解所学知识;而对于考核标准,绝大多数学生希望能够侧重平时的课堂表现,增加讨论、个人展示等互动教学的考核形式,适当削减考试的分值比重等。

4. 互动教学方法及考核办法

针对长安大学材料成型及控制工程专业的工科特性,结合本专业的专业课教学内容,确保在课堂上能够有效完成专业知识的传递过程,并发挥学生学习的主动性,本文提出以下互动教学方法:

(1) 随机式互动

基于工科专业知识的复杂及抽象性,若没有理论知识的支撑,任何互动都将无意义。因此,传统的讲授法并不能完全摒弃。而在理论知识的讲授中,应根据课程内容由浅入深逐层递进,首先通过讲解基本概念、基础理论使学生掌握本专业的基础知识;其次通过实际复杂工程问题使学生深入理解和应用所学基础知识综合分析和解决问题;最后基于该知识点引出相关的学术动态和前沿性问题,引导学生查阅最新文献,学习和借鉴前人的研究思路和方法。在整个教学环节中,教师应关注课堂上学生的反应并及时调整进度,可依托某些重要知识点让学生展开讨论,查漏补缺,加深学生对理论知识的理解和掌握,增加学生学习的主动性和积极性。

(2) 主题式互动

在掌握一定理论知识的基础上,教师可设计几个主题引导学生分组讨论,鼓励学生先独自完成文献查阅、资料收集及分析总结过程,提出各自的思路,再通过小组协作完成主题方案。在此过程中教师只作为组织者出现,不参与评论,允许学生出错、持不同意见,允许学生挑战权威理论,从而调动学生学习的积极性和思维的主观能动性。然后作为引导者启发学生思考,引导学生运用学过的专业知识进行分析讨论,最后对各主题进行归纳总结,对不同意见进行分析梳理,提升学生在教学中主动交流、沟通与协调能力及综合运用知识的能力。

(3) 案例式互动

教学越有针对性,效果就越明显。教师可通过了解企业需求,结合专业知识,形成针对性强的教学案例,案例可以文档、模型或图纸的形式展示出来[8]。教师可充分挖掘其中的专业问题,鼓励学生自行思考分析并展开讨论,营造师生共同参与,共同思考,共同努力,共同解决问题的教学氛围,真正产生心理上的共鸣,观点上的共振,思维上的共享。这种实际案例因为有用,学生会更加关注,并能在分析实际复杂工程问题的过程中掌握知识综合运用的技巧和经验[8],巩固所学知识,充分调动学生的学习积极性[9]、拓展学生的知识面,从而锻炼学生的专业综合能力和创新能力,提高学生的表达、沟通与协调能力,增强学生的自信力。

互动式教学有助于让学生在教学中主动交流,在学习中及时反馈、及时调整、敢于创新[10],但互动式教学不可一蹴而就,教师需根据学生的认知情况循序渐进地设计互动形式,让学生逐渐适应参与互动的学习习惯,逐步提高互动式教学质量。

在考核方式上,期末一纸试卷这种简单的纸质评价方法主要集中在对教科书理论知识的考核上,学生仅凭记忆相应的知识点即可获得相应的分数,缺乏对其思维能力及综合分析能力的考核认定。通过互动式教学,学生的主体作用更能体现其对知识结构的掌握及相应的学术能力、语言交流、组织协作能力等。基于此,教师应坚持学习过程评价与教学目标管理评价相结合的原则,制定合理的考核机制及指标。考核方法由单一考试向课内教学、课外自主学习及知识和技能综合运用能力评价等相结合的全程评价组成,如专业课考核成绩可由:考勤(10%)+互动(40%)+考试(50%)三部分组成,互动部分可根据互动形式由学生互评、小组评价、师生共评等几部分组成。综合三部分成绩后,及时向学校、学生反馈课程考试总结状态,与学生建立良好的沟通交流,调动学生学习的积极性,认真听取学生的建议,并接受有效的建议,提高学生学习过程中的主动意识。

5.结语

随着我国高等教育的转型,高校也随之进行积极地探索和实践,越来越多的高校将建设应用型大学、培养高素质应用型人才作为自己学校的定位和目标。本文在深入分析本专业学生学习特点和需求的基础上,结合专业培养目标和课程改革的基本要求,设计和提出了互动式教学模式的实施方法及考核办法,对于引导学生积极思考,将实际问题与理论知识有机联系,对发挥其学习积极性和主动性具有重要意义。同时,也可为相近专业教学同仁提供参考。

参考文献

[1] 刘献君. 应用型人才培养的观念与路径[J]. 中国高教研究, 2018, (10): 6-10.

[2] 张凤英, 陈永楠, 袁战伟, 艾诚, 陈曦.“新工科”背景下材料类创新型人才培养模式探索--以长安大学材料科学与工程学院为例[J].大学教育, 2019, (6): 28-30.

[3] 陈解放. 应用型人才培养的国际经验借鉴[J]. 北京联合大学学报(自然科学版), 2005, 19(2): 30-34.

[4] 潘懋元, 周群英. 从高校分类的视角看应用型本科课程建设[J].中国大学教学, 2009, (3): 4-7.

[5] 吴玲, 纪元霞, 谢世清, 邹丰才, 高泉. 高等应用型人才培养创新研究[J].大学教育, 2019, (9): 162-164.

[6] 李森. 现代教学论纲要[M].人民教育出版社, 2005.

[7] 王要利, 肖宏滨, 张柯柯, 刘重喜. 开放焊接实验室探索与实践[J]. 实验室研究与探索, 2009, 28(2): 162-163+166.

[8] 段培永. 应用型创新人才培养的研究性教学模式探析[J]. 山东建筑大学学报, 2012, 27(4):440-443+450

[9] 曾凡. 互动式教学的意义、方法及要求论析[J].大学教育, 2017, (10): 180-182.

[10] 吕圣军, 赵建锋, 桂婷. 针对应用型人才培养的程序设计课程教学方法探索[J]. 计算机教育, 2019(07): 41-45.

项目资助:长安大学教学改革研究项目:《基于应用型人才培养的材料成型及控制工程专业互动式教学模式研究》

作者简介:张学敏(1982.5- ),女,陕西渭南人,工学博士,副教授,主要从事材料科学、高校课程改革研究。

 

 

 

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