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關(guān)鍵詞:開放實踐教學;教學改革;數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計;教學實施
培養(yǎng)和提高學生綜合運用理論知識能力和實踐能力是建設(shè)應(yīng)用性大學的指導(dǎo)思想,是教學實施和教學效果評價的重要指標。數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計是計算機本科專業(yè)集中實踐環(huán)節(jié)的必修課,是數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程的后續(xù)實踐課程。實踐教學的目的是加深學生對數(shù)據(jù)庫理論、方法和技術(shù)等內(nèi)容的理解,讓學生通過參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計和實現(xiàn)的完整過程,增強學習的應(yīng)用性和趣味性,掌握設(shè)計一個應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的實用技能,從而達到能夠開發(fā)小型信息系統(tǒng)的初步能力,提升完成任務(wù)的成就感。教師如何充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計的作用并達到預(yù)期的教學效果,是教學改革不斷追求的目標。傳統(tǒng)的教學模式出現(xiàn)很多弊端和問題,缺乏培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和主動學習的動力,而開放教學強調(diào)學生的自主性學習和個性化學習,能充分發(fā)揮學生的主體作用和創(chuàng)新潛能,因此我們將開放教學模式逐步引入數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計。我們經(jīng)過精心的開放教學準備和近2年的教學實施,發(fā)現(xiàn)開放教學是數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計一個很好的改革方向。
1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計的教學實施方式及問題
數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計一般是2周(48學時)的集中實踐課程,在數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用課程結(jié)束后的學期末進行。傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學集中在一個固定的計算機機房,由教師給出3-5個選題,然后學生分組選題并完成設(shè)計和開發(fā),課程結(jié)束時學生上交報告,教師進行驗收。經(jīng)過多年的教學實踐,我們發(fā)現(xiàn)這種課程實施方式雖然在一定程度上能完成基本的教學目標,但是對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才卻缺乏動力,逐步暴露出很多問題。
1)選題局限性大,學生缺少創(chuàng)新性動力。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛,在現(xiàn)實社會中有很多優(yōu)秀案例。傳統(tǒng)的課程設(shè)計選題僅局限于3~5個固定的題目,如圖書管理系統(tǒng)和學籍管理系統(tǒng)等。教師通常會向?qū)W生描述系統(tǒng)的功能,學生按照功能描述進行設(shè)計和開發(fā),因此教師在描述系統(tǒng)功能的過程中就代替學生完成了系統(tǒng)需求分析和功能設(shè)計的工作。然而,這是一個真實系統(tǒng)設(shè)計中非常重要的兩個階段,學生在被動的環(huán)境中完成課程設(shè)計,導(dǎo)致學生積極性不高,缺少創(chuàng)新性動力。
2)考核方式不夠科學。
傳統(tǒng)教學中,教師在對學生進行考核時只注重學生設(shè)計完成系統(tǒng)功能的情況,而沒有對設(shè)計的質(zhì)量進行有效的評估和對完成的過程進行監(jiān)控,導(dǎo)致有些學生在相同的時間內(nèi)對設(shè)計過程考慮較周到,但忽略對系統(tǒng)前臺的完善,致使成績不理想。例如,同樣是完成圖書管理系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā),有的學生設(shè)計5張表,有的學生卻設(shè)計10張表,有的學生將有些功能做成存儲過程或觸發(fā)器,有的學生用前臺開發(fā)語言完成開發(fā)等,然而沒有具體的考核方式對這種設(shè)計上的差異進行評估。另外,學生對知識的掌握情況和對設(shè)計完成情況存在差異,而考核中沒有與之相對應(yīng)的分層次和分類型考核評價標準。
3)缺少對數(shù)據(jù)庫的性能優(yōu)化的考慮。
選題的功能由教師給出,一般為系統(tǒng)的基本功能,卻很少有對系統(tǒng)優(yōu)化的要求,如并發(fā)問題、安全控制、容錯能力、海量數(shù)據(jù)存儲等。因此,很多學生僅就功能描述進行設(shè)計和開發(fā),而不知道在實際的應(yīng)用中,系統(tǒng)性能的穩(wěn)定和優(yōu)化有時比系統(tǒng)功能本身更為重要。后果就是很多學生覺得完成一個軟件系統(tǒng)并不是很復(fù)雜,但在就業(yè)和以后的工作中卻缺少真正進行系統(tǒng)分析和設(shè)計的能力。在教學中,教師應(yīng)引導(dǎo)學生意識到系統(tǒng)優(yōu)化的重要性并教給學生對數(shù)據(jù)庫優(yōu)化處理的方法。
4)教學反饋少,學生得不到真正的提高。
由于課程設(shè)計主要由學生自主完成,課程結(jié)束驗收時時間較緊,大多數(shù)教師只能指出學生系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)中的不足,卻很少有時間與學生探討和分析產(chǎn)生這些具體問題的原因和解決的方法。因此,學生完成課程設(shè)計之后的感受是自己有不足,但是對于如何更好地改進和提高卻無從下手。
2 數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計開放教學
2.1 開放實踐教學的思想
開放實踐教學指的是利用現(xiàn)有的實驗室資源和師資隊伍,將實踐時間、實踐內(nèi)容、實踐地點等對學生開放,拓展學生的學習空間和時間,最大限度地發(fā)揮學生學習自主性和創(chuàng)新性的教育模式。開放實踐教學是一個系統(tǒng)工程,是教育思想、教學內(nèi)容、教學方法、師資隊伍、教學保障條件等方面的轉(zhuǎn)變和全方位開放。通過全開放式實踐教學,教師能夠為學生提供挖掘?qū)W習潛能和發(fā)展個性的場所,激發(fā)學生對實驗的興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和應(yīng)用能力。
與傳統(tǒng)的時間固定、地點固定、內(nèi)容固定的實踐教學模式相比,開放實踐教學更注重培養(yǎng)學生應(yīng)用理論知識解決實際問題的能力,培養(yǎng)學生進行資料查閱、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)的能力。開放教學鼓勵學生自主思考并自主設(shè)計。被規(guī)定的內(nèi)容少了,可選擇的空間大了,學生的創(chuàng)造性和積極性就能夠被激發(fā)出來。
2.2 課程設(shè)計開放教學的條件準備
開放式的課程設(shè)計教學并不是對學生放任不管,任由學生發(fā)揮,而是在經(jīng)過精心設(shè)計和準備的前提下,為學生提供盡可能自由的空間。因此,實行開放式的實踐教學,對教師和實驗室提出了更高的要求,需要教師做好充分的準備。
1)實驗室開放。
開放實踐教學首先需要開放實驗室,即實驗室不是只有學生在固定上課時間內(nèi)才能使用,而是在保證實驗教學正常運行的前提下提供預(yù)約開放。學生可以根據(jù)自己的情況和實驗室安排跟實驗室管理員預(yù)約實驗時間,然后在預(yù)約時間內(nèi)做實驗。實驗室的開放為學生提供了實驗環(huán)境保證。
2)時間開放準備。
傳統(tǒng)的課程設(shè)計集中在2周時間內(nèi)并且大多在學期末進行,學生面臨期末考試,復(fù)習課程壓力大,對課程設(shè)計中碰到的很多問題想深入思考和解決卻沒有足夠的時間和精力。因此,教師可以放寬課程設(shè)計時間限制,在學期中期就將課程設(shè)計的要求發(fā)給學生,學生自己到實驗室操作,教師在課程設(shè)計期間設(shè)置3-4次中期檢查和答疑,向?qū)W生明確項目檢查要求并進行答疑,指出學生在前一階段工作中的問題。課程設(shè)計結(jié)束時教師安排驗收和學生討論環(huán)節(jié),整個課程設(shè)計時間跨度為6周左右,從時間上為學生提供保證,同時重視過程監(jiān)控。
2.3 課程設(shè)計開放教學設(shè)計
1)總體思想。
數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計開放教學要求教師通過案例進行教學,引導(dǎo)學生從調(diào)研和學習人手,通過分析調(diào)研資料確定自己的選題,然后進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計,最終完成系統(tǒng)實現(xiàn)。在這個過程中,教師要一直追蹤每個學生的階段進展,及時指出問題和提出指導(dǎo)建議,在最后驗收時組織一次全班研討,對學生完成系統(tǒng)的情況分別進行評價并指出不足,引導(dǎo)學生提出完善建議,使學生真正掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計和實現(xiàn)的方法。
2)內(nèi)容要求及評分標準設(shè)計。
課程設(shè)計分為兩部分,第一部分為調(diào)研和設(shè)計任務(wù),占總成績的70%;第二部分為撰寫報告和演示驗收任務(wù),占總成績的30%。其中,第一部分任務(wù)分解為6個小項目,第二部分任務(wù)分解為2個項目。具體任務(wù)分解要求如表1所示。
從以上分解的任務(wù)中可以看出,課程設(shè)計不是要求學生閉門造車,而是鼓勵學生走出去,讓學生通過調(diào)研對自己的選題提出想法并針對需要進行數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)設(shè)計,在合理的范圍內(nèi)給學生充分的自由。
對于評分標準,我們盡量做到量化和細化,針對以上每一個項目都列出詳細的評分標準。我們以第一部分的第4項任務(wù)為例介紹評分標準,評分標準如表2所示。
3)時間節(jié)點設(shè)計。
開放的課程設(shè)計時間跨度大,學生完成情況靈活多樣。為了加強過程監(jiān)控,及時糾正學生在設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題,教師在整個課程設(shè)計過程中設(shè)計了6個檢查和答疑時間點。在這些時間點上,學生和教師必須在指定的實驗室進行工作。在課程設(shè)計結(jié)束時,教師不只是對學生的作品進行檢查,還要對學生作品中的優(yōu)點和不足進行點評,提出進一步完善的方向和建議,讓學生得到真正的提高。檢查和答疑的時間點設(shè)置如表3所示。
3 教學實施與評價
課程設(shè)計的開放教學已經(jīng)實施了3個學期,授課對象分別是2008級、2009級和2010級本科生。從實施過程和效果上看,課程設(shè)計的開放教學跟傳統(tǒng)的課程設(shè)計有以下幾點不同。
1)由于時間和地點的開放,學生可以結(jié)合檢查和答疑時間點機制,更加靈活地安排自己的時間,不至于太散漫而耽誤進度。
2)課程設(shè)計內(nèi)容上的開放,激發(fā)了學生的學習興趣和積極性。學生為了調(diào)研,上網(wǎng)查閱很多網(wǎng)站和資料,有的還跑到超市、訂票點、飯店等機構(gòu)觀察取證,基于自己的調(diào)研和分析對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有更加全面的認識。然后,學生開始考慮系統(tǒng)的安全性、優(yōu)化性、交互友好性等方面的解決方案,寫出的調(diào)研報告內(nèi)容翔實豐富。學生選題的思路廣了,選題和設(shè)計的系統(tǒng)更多地考慮了實際應(yīng)用和需求,使得課程設(shè)計幾乎不再出現(xiàn)雷同作品。
對教學對象的調(diào)查結(jié)果顯示超過80%的學生贊同這種開放式教學模式,這種教學模式不僅能夠發(fā)揮學生學習的自主性,而且體現(xiàn)出對學生的信任和寬容,大大提高學生的學習積極性;30%左右的學生表示在課程設(shè)計之后,會繼續(xù)完善自己的作品;也有15%左右的學生習慣于完成既定題目,認為通過自己調(diào)研、選題、設(shè)計而實現(xiàn)任務(wù)的難度較大,教師對這部分學生應(yīng)加強鼓勵和引導(dǎo),因為學生步入社會也需要自主和創(chuàng)新的能力。
關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;教學模式改革;電子線路;實踐課程
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)31-0161-02
一、前言
電子線路實踐教學是電子信息類工科專業(yè)課中重要的組成部分,是培養(yǎng)學生技術(shù)應(yīng)用能力和操作動手能力的重要環(huán)節(jié)。為提高學生的實踐創(chuàng)新能力,需要不斷改革教學內(nèi)容,改善教學方法,增加實驗教學時間。與傳統(tǒng)的電子線路實踐教學相比較,開放式的綜合設(shè)計實踐教學得到了廣泛認同,在培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)方面取得了顯著的效果。但綜合設(shè)計性實踐的授課時間長,課程學時量大,對實驗室場地、實驗室的使用時間、實驗授課人員的需求倍增。翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式是把傳統(tǒng)的學習過程翻轉(zhuǎn)過來,將知識傳授通過信息技術(shù)的輔助在課前完成;實踐的過程,即知識內(nèi)化在教師的指導(dǎo)和同伴的協(xié)助下在課堂上完成。因此,我們將翻轉(zhuǎn)課堂的教學手段運用到開放式課程中,結(jié)合兩者的優(yōu)勢,提出了一種基于翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的電子線路開放式課程設(shè)計。
二、電子線路實踐課程的開放式教學模式設(shè)計
首先,對電子線路實踐教學的課程進行分層設(shè)計,結(jié)合基礎(chǔ)性驗證實驗、開放性綜合實驗、創(chuàng)新設(shè)計三種實踐模式,使得不同難度的內(nèi)容銜接交錯,實現(xiàn)“基礎(chǔ)”、“設(shè)計”與“創(chuàng)新”的有機統(tǒng)一。依據(jù)實驗內(nèi)容的難度和課時數(shù)將電子線路實踐的教學內(nèi)容分成三個層次:一是“基礎(chǔ)驗證”,內(nèi)容相對基礎(chǔ),覆蓋面寬泛,完成難度相對簡單。其教學目標是使學生全面掌握常用器件、常用工具,為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)。二是“設(shè)計實踐”,給定設(shè)計目標和必要的電子器件,由學生自主設(shè)計完成一個內(nèi)容相對綜合、難度適中的設(shè)計任務(wù)。其教學目標是使學生通過查找資料、比較和驗證,完善設(shè)計方案,完成理論報告和實物制作。三是“創(chuàng)新項目”,只提供設(shè)計目標、功能指標和性能指標,由學生個人或組隊完成一件實物作品。其教學目標是使學生初步掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)。這三種難易程度不同的課程設(shè)計,不但可以完成基本的教學目標,還能充分發(fā)揮學生的主觀能動性,讓學有所長的學生得到更大程度的提升。
其次,創(chuàng)新電子線路實踐課程的教學模式,建立開放的教學氛圍、開放的教學過程,改革教學考核方式,從而突破實驗場地不足、器件資源不充足等局限,充分發(fā)揮學生的主觀能動性。傳統(tǒng)的電子線路實踐教學,要求實踐的全過程集中在特定實踐、特定地點和特定內(nèi)容上。我們在“基礎(chǔ)驗證”的基礎(chǔ)上提出了“設(shè)計實踐”和“創(chuàng)新項目”這兩種教學模式,模糊課內(nèi)與課外的界限,拓展了實踐過程中“教”與“學”的概念和內(nèi)涵。實施新的教學模式的關(guān)鍵在于開放的實踐過程,即不再將課程的全過程都集中在特定的時間、特定的地點和特定的內(nèi)容上。
三、電子線路開放式課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式
翻轉(zhuǎn)課堂的本質(zhì)是一種整合化的主動學習工具,其組織形式包括項目驅(qū)動法、問題解決式學習、案例教學、在線觀看視頻、在線測試等教學元素。參照美國翻轉(zhuǎn)課堂教學先驅(qū)Robert Talbert教授所總結(jié)的翻轉(zhuǎn)課堂的實施模型,我們提出了更適用于電子線路開放式課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。
翻轉(zhuǎn)課堂教學模式在電子線路開放式課程中的應(yīng)用,包括課前、課內(nèi)和課后三個階段。
(一)課前
教師根據(jù)教學目標制作教程材料,供學生自學,其形式包括教學視頻、在線測試以及實物模型等。教師借助在線統(tǒng)計工具,評估學生對知識點的認知程度,有針對性地調(diào)整課堂活動。以基礎(chǔ)驗證部分的教學環(huán)節(jié)為例,其教學目標是向?qū)W生介紹常用工具、常用元器件的外形特征和選型。我們將每節(jié)課分解為2~3個知識點,為每個知識點錄制5分鐘左右的視頻,學生觀摩后在線答題,然后進入下一個知識點的學習,由此完成課前的知識傳遞。
(二)課內(nèi)
知識的傳遞在課前完成,而知識的內(nèi)化則是在教師的指導(dǎo)和同伴的協(xié)助下在課堂上完成。翻轉(zhuǎn)課堂對教師最大的挑戰(zhàn)在于如何使課堂上的學習活動促進學生更深層次的學習,加速知識的內(nèi)化。我們設(shè)定的教學目標是讓學生利用所學知識,通過查找資料、比較和驗證,完成理論報告和實物制作。這一階段,通過項目驅(qū)動、學習小組等,組織學生進行互學、互助、互評。由于前期的認知結(jié)構(gòu)、先備知識、學習經(jīng)驗存在差異,學生間的交流與合作更易于查漏補缺。
(三)課后
通過課堂上的互動和討論,學生明確了知識點的疏漏,利用教師提供的學習資源進行鞏固和補救,整理和完善各組的項目成果,由教師進行總結(jié)性評價,從而完成翻轉(zhuǎn)課堂的過程。
基于翻轉(zhuǎn)課堂的開放式教學模式,不僅突破了實驗場地不足、課時數(shù)不充足的局限,還能提高教學效率,充分發(fā)揮學生的主觀能動性。不過要普遍應(yīng)用這種新的教學模式也存在一些難題:教師需要花費更多精力制訂明確可達的學習目標,設(shè)計清晰簡練的學習路線,精心組織課堂活動調(diào)動學生的學習積極性;要求教師具備更高要求的職業(yè)技能,加大了教師的工作量,從而增加了教學難度。
四、翻轉(zhuǎn)課堂的開放式實踐教學案例
下文以“帶記憶調(diào)光臺燈電路制作”這一教學項目為例,介紹翻轉(zhuǎn)課堂在開放式實踐教學中的應(yīng)用。
(一)教學目標
實施分層教學,允許學生根據(jù)個人情況選修不同程度的項目,分別設(shè)置學習目標如下:①基礎(chǔ)驗證部分。掌握帶記憶調(diào)光臺燈設(shè)計原理,熟練掌握焊接技術(shù),可以通過測試、分析排除故障。②設(shè)計實踐部分。掌握用Protel DXP軟件繪制原理圖的技術(shù),獨立完成帶記憶調(diào)光臺燈設(shè)計原理圖繪制,掌握印制電路板制作過程,熟練掌握焊接技術(shù),通過測試、分析等排除故障。③創(chuàng)新項目部分。根據(jù)項目提供的功能和性能指標,自主設(shè)計一種調(diào)光臺燈,自主完成器件選型,繪制原理圖,運用軟件仿真,制作實物,進行焊接、調(diào)試,測試并分析故障原因。
(二)教學設(shè)計
在以往的教學中,“帶記憶調(diào)光臺燈電路制作”需要8周課時完成,課堂上講授電路原理、繪圖軟件的使用等陳述性知識以及焊接技術(shù)等程序性知識著力頗多,而學生在實際操作中,因個體程度差異較大,教師無法給予及時有效的反饋。這違反了電子線路課程設(shè)置的初衷,消耗了學生的求知欲,嚴重影響了實踐教學的效果。而小組中的學習同伴間的協(xié)作、互助和分享,更有易于學生對知識點的掌握;在實踐中的互動與溝通,更容易發(fā)掘?qū)W生在學習上的困難與盲點。
因此,我們對“帶記憶調(diào)光臺燈電路制作”這一教學項目進行重新設(shè)計,在課前為學生提供學習資源、在線小測試等,完成陳述序知識的學習;通過錄制教學視頻,讓學生自主學習專業(yè)軟件的使用及焊接技術(shù)等程序性知識;課堂時間則允許學生根據(jù)知識點的掌握情況以及個人興趣自由組合,選擇不同難度的教學任務(wù),組成項目小組。通過“學生自評―小組互評―教師驗收”形成最終課程評價,完成知識的查漏補缺,深化學習效果。
(三)教學評價
通常,電子線路的課程考核模式是“報告成績+實物驗收成績”。該考核模式單一,不能體現(xiàn)學生的綜合水平。在實施開放式“翻轉(zhuǎn)課堂”進行分層教學時,為使教學評價適應(yīng)多元化教學模式,我們?yōu)椴煌y度的課程設(shè)計設(shè)置了不同的權(quán)重,當學生選擇不同項目的同時也選擇了課程的難易系數(shù)。同時,根據(jù)作品的功能和性能指標,結(jié)合每個學生對項目組貢獻度的互評指標對教學效果進行評價,彌補了以往平時成績記錄的模糊性,大大激發(fā)了學生對課程的參與程度。
(四)成效反饋
本課程的學生反饋渠道是匿名的調(diào)查問卷,主要從課程總體評價、教學模式的喜歡程度、課程影響力、學生學習模式等幾個維度進行調(diào)查,有助于后續(xù)課堂教學模式的改進。學生反饋了學習感想并提出了不少建議,如增加本科生助教、調(diào)整實驗室開放時間、制訂小組考評方式等。從統(tǒng)計結(jié)果得到如下反饋。
1.課程的總體滿意度達到90%以上。
2.分層教學模式(基礎(chǔ)驗證、設(shè)計實踐、創(chuàng)新項目等)的滿意度為86.7%~96.7%。
3.學習模式、互動形式、學習效果檢查形式的調(diào)查。
實踐表明:基礎(chǔ)薄弱或不努力的學生產(chǎn)生了學習困難,而到課率高的學生成績相對較高;自主學習和交流討論能夠提高學習效率;平時成績與期末成績高度相關(guān)。
五、展望
翻轉(zhuǎn)課堂對于實踐教學類課程是一個巨大的挑戰(zhàn),利用好豐富的教學資源,是開展好翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的基礎(chǔ)。在這樣的環(huán)境下,教師需要不斷更新知識儲備,跟蹤科技發(fā)展的趨勢,把課程資源建設(shè)、教學活動設(shè)計等作為重點,不斷提升自己的實踐技能和教學水平,進而更好地指導(dǎo)學生的主動學習,這也是翻轉(zhuǎn)課堂的最終目的。
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[2]賴錦輝.強調(diào)“競賽標準+競賽獎勵”的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式[J].計算機教育,2013,(16).
關(guān)鍵詞:開放課程;知識本體;認知結(jié)構(gòu);認知順序;學習對象;學習資源
一、國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)開放課程的發(fā)展現(xiàn)狀
網(wǎng)絡(luò)開放課程是指在網(wǎng)絡(luò)上傳播的國內(nèi)外優(yōu)秀的大學視頻課程,又名公開課。開放課程最早起源于英國,為英國遠距離教學服務(wù),該教學方式可追溯至1969年英國成立的開放大學。1990年,英國BBC電視臺開播開放大學節(jié)目。
1999年,由William & Flora Hewlett基金會、Andrew W. Mellon基金會和MIT共同發(fā)起實施開放式課程項目(Open Course Ware,簡稱OCW)。OCW開放課件項目的使命是:(1)將MIT所有課程材料通過互聯(lián)網(wǎng),供全世界教育工作者、學生和自學者免費使用;(2)為在線學習建立一個高效的、基于標準的典范,促進有興趣提供在線課程的院校效仿,幫助公開、共享各自學校課程材料,共同推動課程創(chuàng)新。MIT的OCW項目可以看作是現(xiàn)代意義上網(wǎng)絡(luò)開放課程的開始。
2006年,孟加拉裔美國人麻省理工學院及哈佛大學商學院畢業(yè)生薩爾曼·可汗創(chuàng)立可汗學院(Khan Academy)。可汗的初衷是要幫助住在遠處的親戚的孩子學習,他試著把自己的教學影片放上網(wǎng)絡(luò),主要是在YouTube網(wǎng)站。由于受到廣泛好評,受到鼓勵的可汗于2009年辭去工作,全職從事相關(guān)課程的錄制,并建立了自己網(wǎng)站??珊褂捌奶攸c是每段課程影片長度約十分鐘,不出現(xiàn)主講人,制作簡單,從而降低成本。目前,可汗學院擁有4000多個教學視頻,內(nèi)容包括數(shù)學、歷史、醫(yī)療衛(wèi)生及醫(yī)學、金融、物理、化學、生物、天文學、經(jīng)濟學、宇宙學、有機化學、美術(shù)史、宏觀經(jīng)濟學、微觀經(jīng)濟學及計算機科學等,在冊學生超過1000萬人。
2012年,美國的多所頂尖大學陸續(xù)設(shè)立網(wǎng)絡(luò)學習平臺,在網(wǎng)上提供免費課程,被稱為MOOC(Massive Open Online Courses,大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程)。與此同時,美國Coursera、Udacity、edX三大課程提供商興起,課程全部針對高等教育。在線教育公司 Coursera(意為“課程的時代”),由美國斯坦福大學兩名計算機科學教授安德魯·恩格(Andrew Ng)和達芙妮·科勒(Daphne Koller)創(chuàng)辦,旨在同世界頂尖大學合作,在線提供免費的網(wǎng)絡(luò)公開課程。首批合作院校包括斯坦福大學、密歇根大學、普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學等美國名校。在線大學Udacity是由Sebastian Thrun, David Stavens和Mike Sokolsky注資的一個私立教育組織,課程免費,但學生可選擇參加一些收費的認證考試。同時,Udacity還通過畢業(yè)生找工作賺取介紹費。edX是麻省理工和哈佛大學于2012年5月聯(lián)手的一個網(wǎng)絡(luò)在線教學計劃,主要目的是配合校內(nèi)教學,提高教學質(zhì)量和推廣網(wǎng)絡(luò)在線教育。
在我國,2003年啟動國家精品課程建設(shè),截至2010年,先后完成了4000多門國家精品課程建設(shè)。精品課程建設(shè)在帶動、引導(dǎo)、促進高等學校教學內(nèi)涵建設(shè),推動廣大教師深化課程教學改革,加強課程建設(shè)的規(guī)范化,形成不同學校、專業(yè)、課程和教師之間的有序競爭,為教師優(yōu)質(zhì)教學資源提供一個更廣泛的展示平臺等諸多方面發(fā)揮了積極的作用。但是,也暴露出了一些問題,例如重申報、輕建設(shè)現(xiàn)象;課程設(shè)計缺乏針對不同層次、不同類型學校的教學設(shè)計,課程難于共享;網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)缺乏統(tǒng)一標準,知識產(chǎn)權(quán)不明晰等。
針對精品課程建設(shè)中遇到的問題以及國際上開放課程的發(fā)展現(xiàn)狀,2011年教育部出臺了《關(guān)于國家精品開放課程建設(shè)的實施意見》(教高〔2011〕8號),提出了建設(shè)國家精品開放課程的構(gòu)想,明確指出國家精品開放課程是以普及共享國家精品課程優(yōu)質(zhì)課程資源為目的、體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想和教育教學規(guī)律、展示教師先進教學理念和方法、服務(wù)學習者自主學習、通過網(wǎng)絡(luò)傳播的開放課程。
國家精品開放課程分為精品視頻公開課與精品資源共享課兩種形式。精品視頻公開課主要以高校學生為服務(wù)主體,同時面向社會公眾免費開放的科學、文化素質(zhì)教育網(wǎng)絡(luò)視頻課程與學術(shù)講座。精品資源共享課則是以高校教師和學生為服務(wù)主體,同時面向社會學習者的基礎(chǔ)課和專業(yè)課等各類網(wǎng)絡(luò)共享課程。國家精品開放課程采用國家、省、校三級建設(shè),建設(shè)原則是轉(zhuǎn)型升級,協(xié)同創(chuàng)新,共建共享。對于國家級精品開放課程,可以通過“愛課程”網(wǎng)站、中央網(wǎng)絡(luò)電視臺、網(wǎng)易網(wǎng)站等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)渠道。目前已經(jīng)有多門課程上線,涵蓋了理學、工學、文學、法學、經(jīng)濟學、教育學等多個學科門類。
二、網(wǎng)絡(luò)開放課程結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)課程論等教育教學理論,良好的課程設(shè)計可以有效地促進教學[1,2]。課程作為相關(guān)知識的組織形式,有其相應(yīng)的課程屬性,這通常包括以下幾個方面:
(1)課程名稱,即課程的名字。
(2)課程定位,闡述開設(shè)本門課程的意義,課程在人才培養(yǎng)中的定位及作用等。例如,專業(yè)基礎(chǔ)課,專業(yè)課,公共基礎(chǔ)課,通識課等。
(3)課程目標,一般指課程的教學目標,即學習該課程應(yīng)該達到的目標,通常用了解、理解、掌握等概念來描述。還可以進一步按照程度細分,例如:基本掌握、初步掌握、熟練掌握等。
(4)課程內(nèi)容,這是課程的主體,通常按照知識模塊(章)、知識單元(節(jié))、小節(jié)三個層次來組織。
對于每一個知識模塊,通常還需要進一步定義模塊的屬性,包括:知識點、教學要求、重點難點、教學設(shè)計、評價考核、教學單元(節(jié))等部分。
(5)教學大綱,是按照課程的定位和課程教學目標制訂的課程內(nèi)容教學的指導(dǎo)性文件,通常包括以下幾個部分。①說明,說明部分闡述開設(shè)本門課程的意義及課程定位,教學內(nèi)容選編的原則和依據(jù),教學理念和指導(dǎo)思想。②教學內(nèi)容,按照知識模塊,分別說明教學要求、課堂教學、實習、實驗、作業(yè)等學時分配,重點難點等。③教學方法與手段,針對課程特點,說明課程教學的一些好的方法和手段。④課程考核,說明課程考核的方式和具體辦法。⑤附錄,列舉課程相關(guān)的參考書目、網(wǎng)絡(luò)學習資源等。
教學大綱是編寫教科書和教師進行教學的主要依據(jù),也是檢查和評定學生學業(yè)成績和衡量教師教學質(zhì)量的重要依據(jù)。
(6)教學日歷,即教學過程實施的時間計劃和教學進度安排。
網(wǎng)絡(luò)開放課程就是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Web技術(shù)和多媒體技術(shù),將傳統(tǒng)課程數(shù)字化,將教學形式網(wǎng)絡(luò)化,并為學習過程提供技術(shù)支持手段[3]。因此,可以對網(wǎng)絡(luò)課程進行形式化定義如下:
WebCourse={Title, Position, LearningObjective, Contents, Syllabus, Calendar, LearningObjects}
Contents={KModulei|i=1, 2, …}
KModule={KUniti|i=1, 2, …}
KUnit={Topici, LearningObjectj|i, j=1, 2, …}
LearningObjects={ppt, video, flash, webpage, …}
上述網(wǎng)絡(luò)開放課程定義是目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)開放課程的結(jié)構(gòu)定義形式,它很好地表達了傳統(tǒng)課程的章節(jié)目錄結(jié)構(gòu),所不同的是在知識單元KUnit中增加了學習對象,即學習資源的素材,而傳統(tǒng)課程通常是紙質(zhì)的教科書或資料。
如果從一門課程來看,上述網(wǎng)絡(luò)課程的結(jié)構(gòu)定義是嚴謹和科學的。但是,如果從一個課程體系來看,上述課程結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷:
(1)學習資源和知識單元是固定的,當增加新的學習對象時,該對象無法自動出現(xiàn)在相關(guān)的知識單元中。
(2)不同人員開發(fā)的課程,難以實現(xiàn)課程之間學習資源的共建共享。
(3)知識點缺少認知結(jié)構(gòu)和認知順序的定義,無法保證知識點闡述的系統(tǒng)性和完整性,無法支持自主學習。
根據(jù)認知發(fā)展學習理論,在任何學科領(lǐng)域,知識點的學習都存在著順序關(guān)系。一個知識點的學習可能需要其他知識點做先導(dǎo)知識,同時一個知識點的習得又可能成為學習其他知識點的基礎(chǔ)。
隨著網(wǎng)絡(luò)開放課程建設(shè)數(shù)量的逐步增多,上述課程結(jié)構(gòu)的不足將愈發(fā)明顯,不僅會造成學習資源建設(shè)的大量重復(fù),且已有學習資源也不能很好地充分利用。此外,由于缺少知識點認知順序的定義,學習者難以實現(xiàn)個性化學習和自主學習,不能充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)開放課程的技術(shù)優(yōu)勢。
三、學科知識本體庫設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)開放課程越來越受到人們的歡迎,使得任何人都可以不用走進大學校園,就能聆聽著名學府教授們精彩的講課。這也進一步推動了高校網(wǎng)絡(luò)開放課程的建設(shè),由過去以人文社科為主的通識類課程建設(shè)向各種專業(yè)課程的建設(shè)延伸和擴展。專業(yè)課程的特點是課程內(nèi)容有著強烈的學科知識,課程之間在內(nèi)容上既緊密銜接,又有重復(fù)和交叉,若干門課程構(gòu)成一個特定的專業(yè)培養(yǎng)方案。
為了打通一個學科各門課程之間的聯(lián)系,保證各課程內(nèi)容知識體系的完整性、系統(tǒng)性,避免課程之間的內(nèi)容重復(fù)甚至不一致,同時為學習者提供個性化學習和自主學習支持,可以建立學科知識本體庫,作為網(wǎng)絡(luò)開放課程開發(fā)、學習資源建設(shè)的基礎(chǔ),并通過知識本體在課程和學習對象(學習資源)之間建立一種動態(tài)的多對多的映射關(guān)系,從而解決單門課程建設(shè)中遇到的問題。
1.知識本體
知識本體(Knowledge Ontology)是對知識點(Topic)所承載的學科知識以及知識之間關(guān)系的形式化表達,每個知識點用一個知識本體來描述[4]。知識點之間的關(guān)系可以分成兩個方面:(1)知識點之間的包含或引用關(guān)系。例如:一個抽象概念可能包含或應(yīng)用了多個相關(guān)的名詞或術(shù)語,反過來,一些簡單的名詞、術(shù)語和概念經(jīng)常被相對復(fù)雜的知識所引用。知識點之間的包含和引用關(guān)系與知識點定義的粒度有關(guān),同時,也影響知識點認知結(jié)構(gòu)的定義。(2)知識點的認知順序關(guān)系。根據(jù)認知發(fā)展學習理論,知識點的學習存在著順序關(guān)系,一個知識點的學習可能需要其他知識點做為先導(dǎo)知識,同時一個知識點的習得又可能成為其他知識點學習的基礎(chǔ)。我們把知識點之間的認知順序關(guān)系分為前導(dǎo)、后繼和相關(guān)三種類型,每一個知識點都有相應(yīng)的前導(dǎo)知識點集合、后繼知識點集合和相關(guān)知識點集合。
例如:在計算機學科中,查找和排序是兩個重要的知識點,排序又分為選擇排序算法、插入排序算法、交換排序算法、歸并排序算法和基數(shù)排序算法,他們都屬于排序算法,可以定義為不同的知識點。在這些知識點之間,就存在著特定的認知順序問題,其中,查找和排序是相關(guān)知識點,排序的后繼知識點是五類不同的排序算法。
根據(jù)上述分析,我們可以將知識點通過知識本體進行形式化定義,從而表達一個學科中不同知識點之間的認知關(guān)系。知識本體可定為一個八元組,定義如下:
Ontology={title, alias, group, ktype, cites, leads, succs, relas}
各元素含義如下:(1)元素,知識本體名稱,即知識點名稱。(2)元素,表示該知識點別名的集合。(3)元素,表示本體所對應(yīng)知識點所屬的知識分組。在一個學科中,建立知識分組的主要目的是為了知識本體庫管理的方便,與知識點的學習認知沒有直接聯(lián)系。(4)元素,標示知識點所屬的知識分類,按照教學理論中有關(guān)知識分類的研究,將知識分成陳述性知識和程序性知識,然后再根據(jù)各學科的特點,對知識分類進行進一步的細分,不同的知識分類對應(yīng)不同的認知結(jié)構(gòu)。(5)元素,該知識點包含的知識點,或者說引用的知識點集合,屬于該知識點的下位知識點。屬性表達了知識點之間的包含和引用關(guān)系,可以方便知識的編碼,反映了知識的層次結(jié)構(gòu)。(6)元素,為該知識點的前導(dǎo)知識點(Leading topics)集合。(7)元素,為該知識點的后繼知識點(Succeeding topics)集合。(8)元素,為該知識點的相關(guān)知識點(Related topics)集合。
在上述知識本體元數(shù)據(jù)模型中,元素表達了知識點之間的引用關(guān)系,該關(guān)系建立了知識點之間的層次,同時也反應(yīng)了知識點定義的粒度。例如,在計算機學科中,對于知識點“計算機網(wǎng)絡(luò)”、“局域網(wǎng)”、“廣域網(wǎng)”、“城域網(wǎng)”可以定義為4個知識點,也可以將“計算機網(wǎng)絡(luò)”知識點再細分,再定義“計算機網(wǎng)絡(luò)的概念”、“計算機網(wǎng)絡(luò)的功能”和“計算機網(wǎng)絡(luò)的分類”,這樣知識點定義的粒度更細,但知識點之間的關(guān)系也相對復(fù)雜了。
知識本體定義中的元素、元素和元素共同表達知識點之間的認知順序關(guān)系和知識相關(guān)性,可以實現(xiàn)知識點之間的導(dǎo)航,充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程的技術(shù)優(yōu)勢,更好地支持自主學習。
2.知識類型與認知結(jié)構(gòu)
無論是認知主義學習理論、建構(gòu)主義學習理論還是人本主義學習理論,都認為學習是一個認知發(fā)展的過程,學習的結(jié)果就是導(dǎo)致學習者認知結(jié)構(gòu)的變化[1,5,6]。所謂“認知結(jié)構(gòu)”就是學習者頭腦里的知識結(jié)構(gòu),它是學習者在某一知識領(lǐng)域內(nèi)觀念的內(nèi)容和組織。
現(xiàn)代認知心理學研究表明,可以對知識進行分類,不同類型的知識有不同的認知規(guī)律和特點[7]。對知識分類的研究使我們在有關(guān)人類學習的研究和知識認知規(guī)律的研究方面能夠進一步深入,也促使我們的教學設(shè)計進一步細化。
對于每一個學科,應(yīng)該根據(jù)學科知識進行知識分類研究,將那些知識認知屬性和方法相同的知識進行聚類,建立知識類,最終建立本學科的知識分類體系。然后根據(jù)不同的知識類型,研究其獨特的認知屬性,建立其相應(yīng)的認知結(jié)構(gòu)。例如:計算機學科中的有大量的知識涉及算法問題,因此,我們可以定義一種知識類,即“算法”類知識。對于算法類的知識,不管是哪種具體的算法,學習每個算法都應(yīng)該包括算法本身、算法的正確性、算法時間復(fù)雜度等,這些是學習每一個算法都應(yīng)該掌握的知識,它們構(gòu)成了“算法類”知識點的認知結(jié)構(gòu)。
在學科知識分類體系中,每一個知識分類包含相同的認知屬性,這些認知屬性構(gòu)成相應(yīng)知識分類的認知結(jié)構(gòu),認知結(jié)構(gòu)確定了學習某個知識點應(yīng)該掌握的知識的各個方面。對于每一個知識點,在認知結(jié)構(gòu)框架下,對知識點進行編輯,可以保證知識的系統(tǒng)性、完整性。同時,根據(jù)學習的信息加工理論,知識點的認知結(jié)構(gòu)還便于知識的編碼、聯(lián)想和記憶,可以有效地促進學習。
在有關(guān)知識分類的研究中,一般將知識分為陳述性知識和程序性知識兩大類。具體到某一個具體的學科,需要進一步細分,以建立恰當?shù)恼J知結(jié)構(gòu)。例如,在計算機科學與技術(shù)學科,我們可以將學科知識進行如下分類:
(1)陳述性知識,又可以分為:事實,名詞,術(shù)語,概念,定理,設(shè)備等。
(2)程序性知識,又可以分為:操作技能,算法設(shè)計,程序設(shè)計等。
對于每一種知識分類,設(shè)計特定的認知結(jié)構(gòu),從而保證知識的完整性。
3.知識分組
在一個學科中,知識點數(shù)量很多,知識點的查找和管理工作將非常麻煩。為了更好地管理知識點,我們將知識點劃分為不同的組。知識分組的方法可以多種多樣,可以選擇一種習慣的、易于理解的和管理方便的分組原則。例如:按照知識的應(yīng)用領(lǐng)域進行分組,將那些屬于同一應(yīng)用領(lǐng)域的知識分成一組,每一個知識分組往往對應(yīng)于某個學科中的一些專業(yè)課程,如果一個組包含的知識點還較多,可以進一步細分。最終建立本學科的知識分組體系,每個知識點可以隸屬于一個或多個知識分組。
根據(jù)上述知識本體的定義,我們可以建立一個學科的知識本體庫。建設(shè)學科知識本體庫是一項浩大的工程,類似一個學科的百科全書。既要保證知識點定義的科學性、準確性和權(quán)威性,還要兼顧知識點的粒度,不同的粒度,不僅影響知識點的數(shù)量,還關(guān)系到知識點認知結(jié)構(gòu)的設(shè)計和具體內(nèi)容。此外,不同的課程,對同一知識點闡述的角度也不完全相同,如何協(xié)調(diào)也是非常重要的。
四、學習對象元數(shù)據(jù)描述
網(wǎng)絡(luò)開放課程最大的特點是每一個知識單元中都包含了若干的學習資源,如教師授課視頻、教學課件、動畫演示、例題、習題、單元測試等內(nèi)容。我們可以把這些學習資源稱為學習對象。具體地講,學習對象是任何具有可重用特性并用來支持學習的數(shù)字化資源。
在網(wǎng)絡(luò)開放課程的開發(fā)中,雖然強調(diào)資源的共享,但是在學習資源的應(yīng)用上,通常只是簡單地將一個個的學習對象附加到不同的教學單元中,對學習對象沒有進行結(jié)構(gòu)化的描述,這導(dǎo)致了無法按照學習資源承載的知識對學習資源進行查詢和引用,加大了課程維護的難度。
在領(lǐng)域知識本體庫基礎(chǔ)上,我們可以建立基于知識點的學習對象元數(shù)據(jù)模型,通過知識點來表達學習對象的學習性特征。從而使知識和承載相應(yīng)知識的學習資源更加緊密地聯(lián)系在一起,為學習資源的語義描述、應(yīng)用和評估提供支持?;谥R點的學習對象(LearningObject)元數(shù)據(jù)模型定義如下:
LObj={Title, OriginalTitle, MediaType, Topics, FileID}
各元數(shù)據(jù)及功能說明如下:
(1)屬性,學習對象名,學習對象可以重名。
(2)屬性,學習對象原始(Original)文件名,即該學習對象注冊時的文件名,是一個有意義的能夠表明文件內(nèi)容的文本串。
(3)屬性,該屬性標示學習對象的媒體文件類型,取值集合為:文本(htm、xml、pdf、ppt等)、圖形圖像(jpg、gif)、動畫(swf、gif)、視頻(mpeg、mov、wmv、rm等)、音頻(wav)等類型。這些媒體文件可以在瀏覽器中,或通過特定的插件進行展示,以支持網(wǎng)絡(luò)學習。
(4)屬性,學習對象所承載的知識點集合,topics集合列出了該學習對象能夠講解的知識點。其中,列表中的第一個知識點為主知識點,即該學習對象要講解的主要知識點,其他知識點可能在該學習對象中涉及,但不是該學習對象主要的講解內(nèi)容。知識點來自于領(lǐng)域知識本體庫(Knowledge Ontology Base,KOB),是學習對象學習性特征表達的主要數(shù)據(jù)。
(5)屬性,學習對象的物理文件標志,該屬性在學習對象注冊時根據(jù)知識點集合中主知識點所屬知識分組自動編碼完成。
基于知識點的學習對象元數(shù)據(jù)模型具有如下特點:
(1)具有語義層描述。學習對象的語義,即所承載的知識,通過屬性所表達,集合中的每一個知識點都屬于領(lǐng)域知識本體庫KOB。
(2)通過學習對象中的知識點集合,可以按照知識點對所有的學習資源(學習對象)進行分類統(tǒng)計和管理,統(tǒng)計學習對象的利用情況、用戶評價以及分析學習對象之間的聯(lián)系,進一步對學習資源進行優(yōu)化。
(3)通過知識點,在課程知識單元(學習內(nèi)容)和學習對象(學習資源)之間建立了一種多對多的映射關(guān)系,實現(xiàn)了學習資源使用的自動化,保證了學習對象和學習內(nèi)容更新、維護的相對獨立性,提高了課程的可維護性。
五、基于知識本體的網(wǎng)絡(luò)開放課程模型
通過建立學科知識本體庫,我們可以修改傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)開放課程的結(jié)構(gòu),在知識單元和學習對象之間建立動態(tài)的映射關(guān)系。同時,學習資源將打破隸屬于一門課程的約束,實現(xiàn)多門課程之間學習資源的共享和重用。為此,我們可以建立一種基于知識本體的網(wǎng)絡(luò)開放課程,課程模型如下圖所示。
基于知識本體的網(wǎng)絡(luò)開放課程模型圖
在上圖所示的網(wǎng)絡(luò)開放課程模型中,每一個知識單元都定義了要講解的知識點。知識點和學習對象之間隱含著一種多對多的映射關(guān)系。也就是說,一個知識點可能在多個學習對象中講到,一個學習對象又可能講到了多個知識點。這樣,通過學科知識本體庫,知識單元和學習資源(學習對象)之間即可建立一種動態(tài)的映射關(guān)系,而不是課程和學習資源之間直接建立靜態(tài)連接,這樣就保證了課程內(nèi)容更新和學習資源開發(fā)的相對獨立性,也打通了課程之間學習資源的共享和重用。
網(wǎng)絡(luò)開放課程建設(shè)是一項復(fù)雜的工程,隨著課程的不斷增多,課程之間的聯(lián)系,資源的重用將變得越來越重要。通過建立學科知識本體庫,可以順利打通課程之間的孤島,同時還能夠保證知識的科學性、準確性和一致性。建立一個科學、完善的學科知識本體庫更是一項龐大的工程,需要學科各個方面的專家和教師的廣泛參與。同時,這些工作也不是一蹴而就的,它還應(yīng)該是開放的,需要在應(yīng)用的實踐和發(fā)展中不斷完善,從而成為網(wǎng)絡(luò)開放課程建設(shè)的基石,成為該學科的電子百科全書。
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關(guān)鍵詞:課程體系;質(zhì)量功能展開;質(zhì)量屋;方法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)34-0159-05
一、引言
在本科教育中如何對課程體系進行設(shè)計并有效實施是一切的重中之重,但是目前此領(lǐng)域內(nèi)的研究與實踐都遇到了很多的問題。從如何確定培養(yǎng)的目標,到課程設(shè)置,再到課程實施的每一個過程都是各自規(guī)劃,不能夠很好地將各個部分進行系統(tǒng)的整合,這就導(dǎo)致在教學的各環(huán)節(jié)又會無法和目標相對應(yīng),本來應(yīng)當是一個結(jié)構(gòu)嚴謹?shù)耐暾w系,結(jié)果卻成了各自為戰(zhàn),這站在全面質(zhì)量管理的視角來看無疑是非常糟糕的。
出現(xiàn)這些問題的原因就是缺乏一整套系統(tǒng)的方法對此進行規(guī)劃,在構(gòu)建這樣一套方法之前,首先需要對本科教育的性質(zhì)進行重新的認識。本科教育從實質(zhì)上來講是一個產(chǎn)品,根據(jù)國際標準化組織ISO9000:2008對產(chǎn)品的分類包括:硬件、流程性材料、軟件和服務(wù),大學教育當屬于其中的服務(wù)類,其屬性上是無形的,是服務(wù)提供方和顧客接觸面上需要完成一項活動的結(jié)果。ISO9000中對于產(chǎn)品的界定是“過程的結(jié)果”[1],那么對于大學教育而言就是將輸入的具有一定認知和知識水平的中學畢業(yè)生,通過大學自身所提供的一組相互關(guān)聯(lián)或相互作用的一組活動(過程)使得最終通過教育學習的學生得到一個價值的提升。在對大學教育性質(zhì)新的認識基礎(chǔ)上,認為大學教育的課程體系設(shè)計與實施的實質(zhì)就是產(chǎn)品的系統(tǒng)性開發(fā),那么就必須使用產(chǎn)品開發(fā)的工具和方法來解決這一問題,本文的研究采用質(zhì)量功能展來設(shè)計這一系統(tǒng)性的方法。
二、質(zhì)量功能展開的理論回顧
1.質(zhì)量功能展開的原理。質(zhì)量功能展開(Quality Function Deployment,QFD)是一種系統(tǒng)性的方法,將產(chǎn)品的開發(fā)、制造與質(zhì)量控制等與顧客需求緊密相連。根據(jù)COHEN的界定其是一種結(jié)構(gòu)化的產(chǎn)品規(guī)劃與開發(fā)方法,該方法能夠使產(chǎn)品開發(fā)準確地確定顧客需求,并能根據(jù)所開發(fā)的產(chǎn)品與服務(wù)的性能對顧客需求的滿足程度進行系統(tǒng)的評價[2]。而水野滋站在企業(yè)系統(tǒng)性管理的角度認為質(zhì)量功能展開是利用一系列的目的和手段,把形成產(chǎn)品質(zhì)量的功能和業(yè)務(wù)按各個階段和步驟進行具體展開[3]。這一方法建立在將顧客對產(chǎn)品的需求進行多層次的演繹分析的基礎(chǔ)上,將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的設(shè)計要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的工具,也就是將顧客的需求變成可以進行和實施產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量特性,把需求落實到研發(fā)和生產(chǎn)的每一個過程中。從廣義來理解這一方法也是一種采用矩陣的形式量化評估目的和手段之間相互關(guān)系的工具,已經(jīng)成為了先進生產(chǎn)模式及并行工程(Concurrent Engineering,CE)環(huán)境下的熱門研究領(lǐng)域,應(yīng)用中更要求各職能部門的配合。方法強調(diào)了從產(chǎn)品設(shè)計開始就考慮質(zhì)量保證的要求以實施質(zhì)量保證的措施,是CE環(huán)境下面向質(zhì)量設(shè)計的最有力工具對企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本和增加顧客滿意度有極大的幫助[4][5]。這一技術(shù)首先是日本三菱重工株式會社的神戶造船廠在1966年進行了初步的使用,隨后日本質(zhì)量管理專家赤尾洋二和水野滋對此進行了擴展及深化。這些工作又推動了在日本企業(yè)的應(yīng)用,從制造業(yè)擴展到建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)、軟件業(yè)和醫(yī)院等領(lǐng)域,在應(yīng)用中大量減少了設(shè)計變更次數(shù),將產(chǎn)品的研發(fā)周期縮短了1/3,成本降低1/2,后來在更廣的范圍內(nèi)為歐美企業(yè)所接受[6]。
2.QFD瀑布式分解模型。調(diào)查和分析顧客需求是QFD的最初輸入,而產(chǎn)品是最終的輸出。在通過科學的方法獲得顧客的需求后,必須要將顧客的需求一步步地分解展開,分別轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品的技術(shù)需求等,并最終確定出產(chǎn)品質(zhì)量控制辦法。相關(guān)矩陣(質(zhì)量屋)是實施QFD展開的基本工具,瀑布分解模式則是QFD展開方式和整體實施思想的描述。圖1是由四個質(zhì)量屋矩陣組成的典型QFD瀑布式分布模型。瀑布分解模式其基本原理是一個“什么如何”的轉(zhuǎn)換過程,每一步的展開與轉(zhuǎn)換都是基于將解決問題的“如何”變成“什么”,然后到下一層面提出新的“如何”來解決。但是,針對具體的產(chǎn)品和實例,可以根據(jù)不同目的按照不同路線、模式和分解模型進行分解和配置。下面是幾種常見的QFD瀑布式分解模型:
(1)按顧客需求產(chǎn)品技術(shù)需求關(guān)鍵零件特
性關(guān)鍵工序關(guān)鍵工藝及質(zhì)量控制參數(shù)將顧客需求,分解為四個質(zhì)量屋矩陣,圖1即是這種方式的示例,本文研究即基于此模式。
(2)按顧客需求供應(yīng)商詳細技術(shù)要求系統(tǒng)詳細技術(shù)要求子系統(tǒng)詳細技術(shù)要求制造過程詳細技術(shù)要求零件詳細技術(shù)要求,分解為五個質(zhì)量屋矩陣。
(3)按顧客需求技術(shù)需求(重要、困難和新的產(chǎn)品性能技術(shù)要求)子系統(tǒng)/零部件特性(重要、困難和新的子系統(tǒng)/零部件技術(shù)要求)制造過程需求(重要、困難和新的制造過程技術(shù)要求)統(tǒng)計過程控制(重要、困難和新的過程控制參數(shù)),分解為五個質(zhì)量屋矩陣。(4)按顧客需求工程技術(shù)特性應(yīng)用技術(shù)制造過程步驟制造過程質(zhì)量控制步驟在線統(tǒng)計過程控制成品的技術(shù)特性,分解為六個質(zhì)量屋矩陣[7]。
3.質(zhì)量屋。質(zhì)量功能展開將顧客的需求進行逐步的展開中,所用的基本工具是質(zhì)量屋,此工具由J.R.HAUSER和D.CLAUSING于1988年提出,基本形式如圖2。圖的左側(cè)是對顧客需求的描述,同時還包括了各項需求的權(quán)重,是質(zhì)量屋的“什么”;上部的產(chǎn)品技術(shù)需求是對產(chǎn)品工程技術(shù)特征的描述,是質(zhì)量屋的“如何”,作用是從產(chǎn)品的技術(shù)特征上滿足顧客需求的手段;中間位置是顧客需求和工程技術(shù)特征之間的關(guān)系矩陣,描述了它們之間的相互關(guān)系;右側(cè)是產(chǎn)品競爭性分析,從顧客需求的滿足角度來評價產(chǎn)品在市場的競爭力;下側(cè)是技術(shù)評估是用來測量技術(shù)的競爭性、特點和目標值;上部的三角形屋頂是產(chǎn)品技術(shù)特征之間的相關(guān)或相互沖突的關(guān)系矩陣。對于關(guān)系矩陣中的關(guān)系,可以采用諸如“、和”這樣一些符號來表示關(guān)系程度,也可以采用9-1的數(shù)字來表示[8]。
三、基于質(zhì)量功能展開的課程體系設(shè)計與實施的過程分析
從產(chǎn)品開發(fā)的視角來審視,高校向社會提供的教育是產(chǎn)品,是一種服務(wù)型的產(chǎn)品。對于這樣一個產(chǎn)品的開發(fā),就必須基于產(chǎn)品開發(fā)的專業(yè)工具來對此進行規(guī)劃。在前述理論回顧的基礎(chǔ)上,先進行基于質(zhì)量功能展開的課程體系設(shè)計與實施的過程分析,這一過程是根據(jù)瀑布式分解模式來展開的。
第1階段是構(gòu)建產(chǎn)品規(guī)劃矩陣,首先需要明確大學本科教育的顧客是誰。應(yīng)當說這個問題比較復(fù)雜,根據(jù)ISO9000的界定顧客是接受產(chǎn)品的組織或個人[9]。大學通過大學自身所提供的一組相互關(guān)聯(lián)或相互作用的一組活動(過程)使得最終通過教育學習的學生得到一個價值的提升,而這一切結(jié)果的接受者(顧客)包含面較廣:學生自身、用人單位、學生父母乃至于整個社會,可以說這些對象都會接受到學校教學活動的影響。學生的學習結(jié)果都會對他們造成影響,并且他們通過使用而受益。作為基于質(zhì)量功能展開第一步就需要用一定的方法從這些顧客這里來提取他們的需求,同時為了滿足這些需求,作為學校就需要提出自身的產(chǎn)品技術(shù)需求。這兩方面的對應(yīng)關(guān)系就形成了相關(guān)矩陣也就是形成了產(chǎn)品規(guī)劃矩陣,這也是第1個質(zhì)量屋。這個產(chǎn)品規(guī)劃矩陣是將顧客的需求轉(zhuǎn)換成了通過高校所提供的課程體系的教育所能滿足這些需求的服務(wù)結(jié)果特性,將顧客需求轉(zhuǎn)化成為服務(wù)最終的技術(shù)需求特性,同時通過顧客需求的競爭性評估和技術(shù)需求的競爭性評估,確定各個技術(shù)需求的目標值。
第2階段是構(gòu)建零件規(guī)劃矩陣,在進行此項工作之前,先需完成產(chǎn)品整體設(shè)計方案,這個工作在常見的有形產(chǎn)品中,一般體現(xiàn)為產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)與主要組成部件的設(shè)計與選擇。在本科教育這樣一個服務(wù)產(chǎn)品中,主要體現(xiàn)為針對專業(yè)教育的課程群的規(guī)劃。這些課程群構(gòu)成了整個大學對學生所提供的教育服務(wù)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),以課程群的組合來實現(xiàn)教育服務(wù)的功能。
第3階段是構(gòu)建工藝規(guī)劃矩陣,工作就是從前述的零件規(guī)劃矩陣中選擇關(guān)鍵的特性配置到工藝規(guī)劃矩陣中,成為工藝規(guī)劃矩陣的輸入,然后根據(jù)生產(chǎn)要求布局針對關(guān)鍵零部件的工藝規(guī)劃,這些工藝過程是否合理,工藝路線中的關(guān)鍵步驟是否正確,相應(yīng)參數(shù)選取是否得當,這些都是實現(xiàn)相應(yīng)輸入的保證。這個過程體現(xiàn)在課程體系設(shè)計與實施中表現(xiàn)就是在確定關(guān)鍵課程群的課程設(shè)置基礎(chǔ)上,規(guī)劃相應(yīng)課程的教學活動各個環(huán)節(jié)的設(shè)計,這些課程的邏輯程序安排,各個環(huán)節(jié)活動的合理性分析,完善性分析、各環(huán)節(jié)活動的功能實現(xiàn)分析都是需要在此階段考慮的。這些活動中包含的內(nèi)容是非常廣泛的,可能會包含不同課程的課程設(shè)計、模擬訓(xùn)練、參觀實習、見習實習等內(nèi)容。同時還要在矩陣中確定這些內(nèi)容所達到的相應(yīng)要求。
第4階段是構(gòu)建工藝控制矩陣,由工藝規(guī)劃矩陣確定的關(guān)鍵工藝布局,在隨后的工作中都需要進一步對每個環(huán)節(jié)進行工藝控制規(guī)劃,如對工藝參數(shù)、控制點、控制方法、檢驗方法等進行確定。這些工作體現(xiàn)在課程體系設(shè)計與實施中就會表現(xiàn)為對教學設(shè)計、教學方法安排、案例設(shè)計、作業(yè)布置以及考試方法等眾多內(nèi)容對各個環(huán)節(jié)、關(guān)鍵點、方法與技術(shù)手段等進行確定來保證每個活動的有效性,同時對這些內(nèi)容的相關(guān)參數(shù)進行分析,檢查是否存在問題以及隱患,同時通過質(zhì)量工具查找原因,應(yīng)用專業(yè)知識來提出相應(yīng)應(yīng)對措施。在理論回顧的基礎(chǔ)上,根據(jù)高等院校提供的教育服務(wù)的特征,提出了基于質(zhì)量功能展開的本科課程體系設(shè)計與實施的系統(tǒng)性方法的過程分析,這一過程遵循了瀑布式分解模式,按照規(guī)劃分為了4個相應(yīng)的階段。通過這一過程規(guī)劃將最初的顧客需求一步一步逐漸轉(zhuǎn)化到了課程教學的實施的每一環(huán)節(jié),使得本科課程體系設(shè)計與實施有了一個完備的理論框架為基礎(chǔ)的系統(tǒng)方法,使教學工作所做的一切工作都有了非常明確的目的性,每一個環(huán)節(jié)的每一項工作都是指向了顧客的需求,而每一項工作都是為了明確的顧客需求來服務(wù)的,這樣的框架使得本科教學工作成為一個嚴謹?shù)南到y(tǒng)過程,不再像以前每項工作的開展沒有一個目標性,同時所有工作的開展無法呈現(xiàn)出系統(tǒng)性,更沒有辦法把高等院校的所有部門的工作進行整合。
四、課程體系設(shè)計與實施的質(zhì)量屋構(gòu)建與規(guī)劃
在上述對課程體系設(shè)計與實施的系統(tǒng)性方法的過程分析基礎(chǔ)上,就需要將瀑布分解模式的每一個階段的質(zhì)量屋在課程體系設(shè)計與實施中具體落實,也就是對每個階段質(zhì)量屋的構(gòu)建與規(guī)劃進行研究,這是這一方法得以實施的關(guān)鍵。下面以理論分析結(jié)合實例示范的方式對此進行分析。
1.第1階段。第1階段是構(gòu)建產(chǎn)品規(guī)劃質(zhì)量屋,這一工作先從大范圍的調(diào)研開始。需要獲得用人單位、學生自身、學生父母乃至于整個社會的相關(guān)需求。采用的形式可以是面對面的訪談、小組討論、觀察法或者問卷等,采用的方法可以是自顯性(Self-explicated Methods)表述、聯(lián)合分析法(Conjoint Analysis)、KJ法、層次分析法(AHP)、功能分析法(Function Analysis,F(xiàn)A)等。對于用人單位的需求主要是針對未來對此專業(yè)人員在工作中承擔的責任與任務(wù)來分析;對于學生自身需求調(diào)查可以從服務(wù)質(zhì)量評價評價模型如SERVQUAL等涉及到的有形要素、可靠性、響應(yīng)性、信任性和移情性等緯度來獲??;對與父母與社會的需求可以從學生所體現(xiàn)出的品行等方面來考察。而高等院校所能提供的教育服務(wù)最終體現(xiàn)出的技術(shù)需求是通過其提供的教育活動所能在學生處體現(xiàn)出的相應(yīng)能力、素質(zhì)和知識的特征,也就是對通過教學所達到的效果的要求,同時也是將顧客需求轉(zhuǎn)化為了通過教學過程而滿足這些需求的特征。質(zhì)量屋形式如圖3。其中關(guān)系矩陣中rji可以用符號“、和”表示,也可用數(shù)字9~1來表示,用數(shù)字表示的形式下,可以對相應(yīng)數(shù)據(jù)采用聚類分析、因子分析等方法繼續(xù)進行分析。
矩陣的右側(cè)是競爭分析區(qū)域,這里可以從顧客需求角度,將本校在需求滿足方面的能力可以與國內(nèi)乃至于世界上優(yōu)秀學校,以及同檔次的不同學校進行比較,并基于自身基礎(chǔ)提出改進計劃,再來判斷相關(guān)改進后情況。矩陣下側(cè)是技術(shù)評估區(qū)域,用來評價本校和其他學校在最終教學效果所體現(xiàn)出的在學生能力、知識和素質(zhì)塑造方面的比較。
2.第2階段。第2階段是構(gòu)建是零件規(guī)劃矩陣,在進行此矩陣的工作之前,首先需要完成產(chǎn)品整體設(shè)計方案,從產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)上完成其概念設(shè)計,在前述分析中,這個環(huán)節(jié)對于高校就體現(xiàn)為專業(yè)教育課程群的設(shè)計與規(guī)劃,這個規(guī)劃實質(zhì)就是完成了教育產(chǎn)品主要功能結(jié)構(gòu)組成部件的設(shè)計與選擇。這個過程需要高校各專業(yè)教研室、學院、學校教務(wù)、招生就業(yè)處等各環(huán)節(jié)、各部門的人共同參與完成,這是全面質(zhì)量管理的核心之所在。以市場營銷為例說明此矩陣的設(shè)計如圖4,在產(chǎn)品規(guī)劃矩陣中先確定了為了符合顧客需求所提出的技術(shù)需求內(nèi)容,如市場信息的獲取與分析能力,營銷活動的策劃組織能力,人際交往、團隊配合能力,有關(guān)方針、政策和法規(guī),以及營銷管理的慣例知識的掌握,和誠實、守信等多方面的技術(shù)需求特征,而為了實現(xiàn)這些技術(shù)需求特征,就需要完成整體課程結(jié)構(gòu)的規(guī)劃,也就是完成總的課程群的規(guī)劃,在此例中就設(shè)置了市場運營與維護課程群、信息采集與分析課程群、市場拓展課程群、人文社會科學課程群等多個課程群,而這些課程群的設(shè)置則會和前述的技術(shù)需求特征相關(guān)聯(lián),其中的關(guān)系即可以用相應(yīng)的關(guān)系矩陣所表示,同樣可以采用符號或數(shù)字的方式。同時根據(jù)實現(xiàn)技術(shù)需求特征的要求與不同課程性質(zhì)可以做出不同課程群下相應(yīng)課程的規(guī)劃。
3.第3階段。第3階段是構(gòu)建工藝規(guī)劃矩陣,在本科教育的課程體系設(shè)計與實施中,其體現(xiàn)形式就是通過教學活動各環(huán)節(jié)的設(shè)計,從而實現(xiàn)課程設(shè)置的目標,也就是說通常在硬件產(chǎn)品生產(chǎn)中的工藝過程在本科教育中就體現(xiàn)成為教學活動各環(huán)節(jié)的設(shè)計。每一個環(huán)節(jié)設(shè)計是否合理,關(guān)鍵步驟是否合理,內(nèi)容是否和目標相匹配,采用的形式是否能促進目標的實現(xiàn)就成為這個階段的重點。這個環(huán)節(jié)中首先將相應(yīng)課程群下的特定課程拿出,將其轉(zhuǎn)化為此矩陣中的“什么”,為了實現(xiàn)此目標就需要規(guī)劃教學活動,從大綱制定、課前準備、課堂授課,一直到課后輔導(dǎo)、考試和實踐環(huán)節(jié)都需要進行規(guī)劃設(shè)計,同時還需要將各個環(huán)節(jié)的要求進行嚴格的規(guī)劃才能達到相應(yīng)的目的。以商務(wù)談判課程為例,進行相應(yīng)的規(guī)劃構(gòu)建,如圖5。
4.第4階段。第4階段是構(gòu)建工藝控制矩陣,在本科的課程體系設(shè)計與實施中,其體現(xiàn)出來就是必須要規(guī)劃出前述的工藝規(guī)劃矩陣中所提出的各個教學活動不同環(huán)節(jié)所有控制規(guī)劃。每一個教學活動的環(huán)節(jié),都需要用不同的方法在不同的點進行控制,只有這些關(guān)鍵的點把控住了,才能有效地保證教學活動的質(zhì)量。同時在相應(yīng)的環(huán)節(jié)需要收集大量的數(shù)據(jù)進行對比分析,在專業(yè)知識的基礎(chǔ)上應(yīng)用故障模式影響分析(Failure Mode and Effects Analysis,F(xiàn)MEA)或故障樹分析(Fault Tree Analysis,F(xiàn)TA)等工具對相應(yīng)過程與環(huán)節(jié)進行分析,不斷對過程質(zhì)量進行改進。圖6是針對商務(wù)談判課程的模擬談判活動進行的分析矩陣。
五、結(jié)論與建議
以往高校本科教育中對課程體系的設(shè)計、教學活動的安排以及實施等都是站在各自孤立的環(huán)境中來進行分析,由此帶來每一項工作的開展都缺乏相應(yīng)的目的性和整體的安排。本論文的研究站在產(chǎn)品開發(fā)的角度,基于質(zhì)量功能展開理論針對此問題提出一整套系統(tǒng)性的方法設(shè)計,按照瀑布式分解模式將課程體系的設(shè)計與實施分為4個相應(yīng)的階段,并為每個階段構(gòu)建了相應(yīng)的質(zhì)量屋的規(guī)劃方法。這一系統(tǒng)化方法的提出,使得課程體系設(shè)計與實施可以有總體的規(guī)劃指導(dǎo),同時使每一項教學活動的安排與進行都會有明確的目標與導(dǎo)向,具有較強的實踐指導(dǎo)意義。
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關(guān)鍵詞:工程訓(xùn)練;課程設(shè)計;考核辦法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)17-0138-02
隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,我國已成為僅次于美國的全球第二大經(jīng)濟體。在經(jīng)濟全球一體化的大背景下,我國不僅面臨著自然資源的逐漸匱乏,更面臨著工程設(shè)計人才的嚴重短缺。而綜合設(shè)計性工程訓(xùn)練課程的教學目的更偏重于培養(yǎng)學生的工程實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力。因此,這類課程就成為高等院校實踐課程體系中的重要一環(huán)。而在學生參與工程訓(xùn)練課程的過程中,恰當?shù)恼n程考核方式可以激發(fā)學生參與課程的積極性、督促學生按時按要求完成課程進度,提升課程的實際教學效果。
一、“電子工程設(shè)計”課程概況
北京工業(yè)大學“電子工程設(shè)計”課程2009年被評為北京市精品課程。該課程以完整的閉環(huán)溫度采集和控制系統(tǒng)為核心,通過180學時、6學分、2個學期的工程訓(xùn)練教學過程,為電子類專業(yè)學生開展工程實踐教育。課程結(jié)合了模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子測量、微機原理、單片機、信號處理、通信工程、高級語言程序設(shè)計等多門課程的知識。電子信息工程(實驗班)、通信工程、自動化、電子科學與技術(shù)專業(yè)的學生在第5、6兩個學期連續(xù)參加該工程訓(xùn)練課程。為了遵循由淺入深、循序漸進的教學規(guī)律,該課程按模塊分為1、2、3三個階段,分別對應(yīng)為設(shè)計基礎(chǔ)、系統(tǒng)搭建和高級功能三個層次。三個階段被劃分為相對獨立的子課程,三門子課程的學生成績獨立并分別設(shè)置為1.5學分、2.5學分和2學分。
二、原有考核方式存在的問題
“電子工程設(shè)計”課程自2000年開始正式運行以來一直沿用著“設(shè)計作品”+“設(shè)計報告”+“答辯”的考核方式。其中,設(shè)計作品是指學生在該課程中完成的硬件電路和軟件程序設(shè)計成果?!霸O(shè)計報告”是指學生撰寫的完整的設(shè)計書?!按疝q”是為個別作品特別突出的小組設(shè)置的,單獨給全體老師和學生陳述設(shè)計過程并接受提問的環(huán)節(jié)。而隨著近年學生學習特點的變化,原來設(shè)計的考核方法中存在的一些問題也逐漸顯現(xiàn)。
1.按組進行成績評定,影響學習積極性?!半娮庸こ淘O(shè)計”課程采取二人一組的組織形式,二人共做一件作品,共寫一份報告,因此除答辯考核之外,無法對二人學習成績作出客觀的差別評價,因此同組二人通常成績相同。設(shè)置為二人一組的初衷是考慮到設(shè)計題目的難度與工作量較大,單人操作難以完成。另外,二人配合也是為了培養(yǎng)學生團隊合作能力,更好地完成設(shè)計作品。然而,近幾年,在課程開展的過程中發(fā)現(xiàn)這種按組評定成績的做法無法體現(xiàn)工作中貢獻量的差異,嚴重影響到工作多、貢獻大的學生的學習積極性。
2.考核項目與教學內(nèi)容匹配度低,缺乏對學習的導(dǎo)向作用。原有考核方式重成果、輕過程,不能完全覆蓋全部的教學要求。一方面,由于考核硬件條件的限制,諸如儀器操作方法、硬件操作步驟、原理分析能力等很多內(nèi)容無法進行一一考核,甚至電路測試和故障診斷等核心教學內(nèi)容也不在考核范圍之內(nèi);另一方面,由于學生二人小組中的分工不同,每個成員做好自己的工作,不需要具備完成整個項目所需的其他知識、方法和技能,就可以圓滿地完成整個設(shè)計任務(wù)。這些問題的存在,使得學生學習一些有難度的關(guān)鍵知識點的時候,缺乏應(yīng)有的動力。而教師也無法通過現(xiàn)有考核方式驗證所有的教學環(huán)節(jié),優(yōu)化教學過程。
3.缺少獨創(chuàng)性鑒別手段、成果抄襲的現(xiàn)象嚴重降低教學成效?!半娮庸こ淘O(shè)計”將第1、2階段主要定位于“教設(shè)計”、“練實現(xiàn)”,給學生講解如何進行項目的頂層設(shè)計和底層設(shè)計,這兩個階段重點鍛煉學生電路與系統(tǒng)的調(diào)試能力和故障診斷能力。目前,第1階段的考核包括印刷電路板EDA設(shè)計繪圖作業(yè)、電路模塊設(shè)計作品、設(shè)計報告三部分,各分值分別占總分的30%、30%、40%。第2階段的考核項目,包括硬件和軟件設(shè)計、設(shè)計報告部分,各分值分別占總分的60%、30%,另有10%是答辯考核,但由于近些年能夠完成全部設(shè)計任務(wù),符合這個參與答辯環(huán)節(jié)條件的學生越來越少,答辯考核已經(jīng)名存實亡,而這10%的分數(shù)基本轉(zhuǎn)變?yōu)槿握n教師根據(jù)課堂表現(xiàn)的主觀印象分。第3階段的情況與第2階段的情況類似。
但是,從以上考核項目構(gòu)成分析可以看到,這些項目都無法保證學生的獨創(chuàng),無法反映學生是否真實獨立完成,只能通過教師隨堂觀察各組表現(xiàn)來側(cè)面判斷。部分學生通過簡單拷貝往屆學生的設(shè)計圖和報告就能輕松獲得30分,再請其他同學幫忙調(diào)通電路,然后拷貝和運行別人的程序幾乎就能完成全部設(shè)計要求,再獲得50分。而保證各實踐環(huán)節(jié)獨立完成不能僅僅依靠學生各自的學習態(tài)度和個人的道德修養(yǎng)。如果這一問題不解決,就不能做到公平客觀評價,不但不能發(fā)揮該課程最大的培養(yǎng)作用,不能完成教學目標,也會造成教學資源的嚴重浪費。
三、考核方式的改革和探索
為了解決上述問題,通過仔細分析問題的成因,試圖找出有針對性的解決對策。根據(jù)“電子工程設(shè)計”課程自身的特點以及短期內(nèi)可以具備的軟硬件條件,借鑒其他同類課程的考核方式和方法,對考核方式、考核內(nèi)容進行了如下的改革。
1.調(diào)整設(shè)計報告在考核項目中所占分值比例。設(shè)置設(shè)計報告的考核內(nèi)容的目的是使學生將設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計過程進行梳理和總結(jié)。通過設(shè)計報告反映學生的設(shè)計思想、方案內(nèi)容、電路原理的分析與計算、問題分析與解決的經(jīng)驗。電子工程設(shè)計第1階段的電路設(shè)計內(nèi)容主要包括功能相對獨立、設(shè)計實現(xiàn)相對簡單的獨立模塊電路設(shè)計,撰寫設(shè)計報告的必要性不大。因此,在第1階段的考核中取消設(shè)計報告的環(huán)節(jié)。第2階段的教學內(nèi)容主要涉及電路系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計與實現(xiàn),但由于在教學過程中教師向?qū)W生提供了大量的設(shè)計參考資料,教學側(cè)重于設(shè)計方案的實現(xiàn)。因此,適當降低設(shè)計報告的分值,同時簡化了設(shè)計報告的要求。第3階段則提供十幾個設(shè)計題目,由學生自己安排工作進度、自己查找資料、獨立完成設(shè)計方案,教師只提供資料來源,對學生的設(shè)計和實現(xiàn)過程進行必要的引導(dǎo)、監(jiān)督,教學偏重于獨立完成某個自選設(shè)計題目的研發(fā)能力訓(xùn)練。由于項目題目自選結(jié)果相對分散,使得項目成果的獨創(chuàng)性便于鑒別。因此,將電子工程設(shè)計第3階段的報告分值占總分的比例仍保持為30%,同時教師需要加大設(shè)計報告撰寫的指導(dǎo)力度。
2.增加筆試環(huán)節(jié)。在電子工程設(shè)計的三個階段中,第1階段包含的內(nèi)容是最為廣泛的。為了使考核內(nèi)容能夠全面涵蓋第1階段的教學內(nèi)容,借鑒其他實踐環(huán)節(jié)考核的方式,利用取消設(shè)計報告考核環(huán)節(jié)后留出的40分的分值缺口,增加筆試環(huán)節(jié)。第1階段的筆試題目中包括元器件常識、印刷電路板EDA軟件操作、系統(tǒng)整體方案設(shè)計、電路模塊的調(diào)試等內(nèi)容。這些內(nèi)容在改革前的考核項目中均無法體現(xiàn)。只能通過繪圖作業(yè)、電路模塊的硬件實現(xiàn)電路間接判斷學生是否掌握了這些知識或方法。但由于原有的缺陷,所有學生是否都獨立完成了這些考核項目,是否同組二人都掌握了這些知識與方法均無法判別。而改革后的筆試環(huán)節(jié),不僅豐富了考核內(nèi)容,還要求學生必須掌握所講授的知識和方法,而且可以對每一名學生的掌握情況加以檢驗,從而對教學效果做出真實、客觀的評價,也可以在一定程度上避免同組二人獲得相同成績。
3.在第2階段中增加實操考核環(huán)節(jié)。電子工程設(shè)計第2階段的教學側(cè)重點是系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的電路調(diào)試與故障診斷訓(xùn)練,原有的考核方式無法體現(xiàn)這方面訓(xùn)練的成果。為了解決這個問題,在第2階段的考核中增加了實操考核環(huán)節(jié),主要考核學生對電路測試方法的掌握情況以及對電路故障的診斷、分析和排除能力。原有的考核方式下,學生在調(diào)試電路時可以找別的同學代勞或遇到困難時請別的學生幫助解決,軟件程序也可通過拷貝的方式獲得。而增加的實操考核要求學生必須掌握電路測試與故障診斷的基本方法和儀器設(shè)備、開發(fā)裝置的使用方法才能獲得滿意的分數(shù)。為此,我們設(shè)計了專門的實操考核硬件裝置。該硬件裝置允許通過教師設(shè)置,自動使電路出現(xiàn)各種故障。學生在參加單人實操考核過程中,需要使用儀表,對故障點進行排查,再經(jīng)過對原理的分析、結(jié)合對故障原因的判斷,通過焊接修改電路的連接、更換元器件、改變程序的流程等操作才能使電路恢復(fù)原有功能。同組的每名學生都需要對系統(tǒng)中大多數(shù)電路的原理了如指掌。實操考核除了具有豐富的考核內(nèi)容、明確學習導(dǎo)向、提高考核的客觀與公平性的特點之外,更重要的是不同于筆試偏重于知識的理論考核,它更偏重于解決實際問題的真實能力的實踐考核。
綜合設(shè)計性工程訓(xùn)練課程的考核一直是實踐環(huán)節(jié)教學中既重要又艱巨的任務(wù)。“電子工程設(shè)計”課程改革后的考核形式不僅彌補了之前考核形式中出現(xiàn)的各種不足,更可以使工程設(shè)計課程發(fā)揮更大的作用。盡管課程改革的效果需要通過今后多年的教學實踐進一步驗證,但通過第一輪筆試卷面的測試結(jié)果,已經(jīng)印證學生掌握知識的程度比改革前有明顯的長進。實踐考核形式的改革最終目的是促進實踐教學成效的進一步落實,增加對學生專業(yè)培養(yǎng)目標達成度。
參考文獻:
摘 要:針對目前大部分課程各自為陣、互不往來,且部分課程內(nèi)容陳舊的情況,本文提出了一種目標驅(qū)動的核心課程和實踐體系設(shè)計的系統(tǒng)化方法,從具體的核心培養(yǎng)目標(對學生而言,應(yīng)該是可操作可考核的綜合能力指標)推出學生應(yīng)該掌握的知識和能力,對其進行系統(tǒng)的分析,分解層次,形成系統(tǒng)的知識和能力體系;從而細化設(shè)計每年的培養(yǎng)目標,進而落實到課程的設(shè)計。該方法內(nèi)容具體,系統(tǒng)性強,可操作性、可跟蹤性好。
關(guān)鍵詞:目標驅(qū)動;核心;課程;設(shè)計
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
1 問題的提出
隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,課程內(nèi)容更新的需求越來越強烈,事實上,這種需求一直沒有間斷。社會需要什么樣的人才?隨著計算機應(yīng)用技術(shù)的普及,各個非計算機專業(yè)學生編程能力的提高,到底具備哪些知識、何種能力的計算機專業(yè)人才更具有競爭力,也是多年來困擾大家的問題。
我們不斷地更新我們的教學計劃、課程體系、課程內(nèi)容,但是我們的更新合理嗎?系統(tǒng)嗎?滿足目標嗎?更多的時候,我們在頭疼醫(yī)頭,我們在打補丁,結(jié)果讓我們的課程體系補丁不少、漏洞也不少。更重要的是各門課程各自為陣,部分知識重復(fù)講,而又因存在“知識縫隙(gap)”不能很好地銜接。面對這樣的問題,我們提出了目標驅(qū)動的核心課程和實驗體系設(shè)計方法,并在北航計算機學院新一輪核心課程與實驗課程體系設(shè)計中進行了初步實踐,有一些體會,和大家共享切磋。
2 目標驅(qū)動的核心課程和實驗體系設(shè)計模型
總體思路:目標驅(qū)動的設(shè)計方法,從具體的核心培養(yǎng)目標(落實到可實現(xiàn)的指標),推出學生應(yīng)該掌握的知識和能力,對其進行系統(tǒng)的分析,分解層次,形成系統(tǒng)的知識和能力體系;細化設(shè)計每年的培養(yǎng)目標,進而落實到課程的設(shè)計。
設(shè)計原則:
1) 和目標緊密結(jié)合,目標動,課程動。保持良好的可跟蹤性,從而使該方法有很好的適應(yīng)性,能適應(yīng)計算機技術(shù)的快速發(fā)展;
2) 先考慮知識和能力體系,不考慮課程,有利于知識和能力設(shè)計的系統(tǒng)性,避免目前各門課程之間缺乏銜接、或者互相重復(fù)等問題。
3) 課程間銜接好,互相補充,完成同一個目標;
4) 強調(diào)能力的培養(yǎng),重視實踐環(huán)節(jié)。
5) 強調(diào)集成,重視綜合能力的培養(yǎng)。
內(nèi)容:本方法分解為幾個階段:
1) 具體核心培養(yǎng)目標的選擇及其選擇方法;
2) 面向培養(yǎng)目標的計算機專業(yè)核心知識和能力體系的設(shè)計;
3) 基于計算機專業(yè)核心知識和能力體系的核心課程體系、實踐體系的設(shè)計和設(shè)計方法;
4) 分層次的綜合能力實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計。
我們將結(jié)合我們的實踐對該方法的應(yīng)用做一個詳細的闡述。
3 方法的使用:在北航計算機學院的實踐
(1) 核心培養(yǎng)目標的選擇和設(shè)計
核心培養(yǎng)目標的選擇
根據(jù)北航本科生的培養(yǎng)要求和計算機學院的培養(yǎng)定位,我們考慮應(yīng)滿足如下原則:
1) 體現(xiàn)計算機專業(yè)學生的核心能力需求;對計算機的工作原理(軟硬件)有深刻理解,并理解現(xiàn)有計算原理的局限;
2) 體現(xiàn)當前最新的、成熟的技術(shù)(目前產(chǎn)品的主流技術(shù));
3) 具備綜合能力:系統(tǒng)的觀點、工程的觀點。
結(jié)果:基于MIPS指令系統(tǒng),使學生有能力設(shè)計一臺功能型計算機、一套操作系統(tǒng)和研發(fā)一套編譯器,最終形成一個相對完整的功能型計算機系統(tǒng)。
細化核心培養(yǎng)目標
如何細化培養(yǎng)目標?最好的辦法是實踐。我們組織骨干教師設(shè)計了一臺滿足以上目標的功能型計算機,命名為MiniComputer?;舅悸肥牵阂詳?shù)理邏輯為理論基礎(chǔ),設(shè)計和開發(fā)數(shù)字邏輯部件;以MIPS指令系統(tǒng)為基礎(chǔ),設(shè)計和開發(fā)計算機核心系統(tǒng);以MIPS指令系統(tǒng)為目標語言,設(shè)計和開發(fā)編譯系統(tǒng);以自己研發(fā)計算機為環(huán)境,設(shè)計和開發(fā)操作系統(tǒng)。
之后,我們組織2-3年級的本科生在教師的指導(dǎo)下,分組進行培訓(xùn)和實驗,在這個過程中發(fā)現(xiàn)學生已掌握知識是否充分,還有哪些欠缺,還需要補充哪些知識點,學生在這個過程中接收知識的難易程度(發(fā)現(xiàn)有時和老師的預(yù)期有差異)。教師的任務(wù)是要關(guān)注整個過程,記錄整個過程,并給予學生適當?shù)妮o導(dǎo)和協(xié)調(diào)。實際實施過程對教師也是一個很大的挑戰(zhàn),尤其是硬件部分的調(diào)試、整個系統(tǒng)的集成。
幾個關(guān)鍵問題:
1) 首先定義MiniComputer需要支持的高級程序設(shè)計語言,從而決定了該機器需要提供的支持能力,也在相當程度上決定了本項目的難易程度;
2) 根據(jù)語言的要求,考慮對操作系統(tǒng)的要求;根據(jù)語言的要求設(shè)計該機器應(yīng)能支持的指令集合;
3) 得到指令系統(tǒng)的定義和硬件系統(tǒng)的需求定義;
4) 實驗過程的記錄和分析,了解學生在整個過程的學習和實驗進展情況;
5) 開發(fā)相應(yīng)的仿真軟件,支持硬件、操作系統(tǒng)等的調(diào)試。
(2) 面向培養(yǎng)目標的計算機專業(yè)核心知識和能力體系設(shè)計方法
1) 通過對以上實驗結(jié)果的分析,抽取計算機專業(yè)核心知識點及其關(guān)系、核心實驗?zāi)芰捌潢P(guān)系。
分析結(jié)果(粗略):
(a) 計算機工作原理的充分理解:掌握系統(tǒng)的觀念、協(xié)作的原理和方法。
(b) 較強的軟件實現(xiàn)能力(實現(xiàn)編譯器、操作系統(tǒng)、硬件仿真器-調(diào)試器等),包括對高級程序設(shè)計語言的理解、高級語言程序設(shè)計能力、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法(算法的分析能力)、基礎(chǔ)的工程訓(xùn)練(軟件工程基礎(chǔ)知識);
(c) 硬件系統(tǒng)的理解和設(shè)計、實踐能力:對數(shù)字邏輯、計算機部件的設(shè)計、計算機系統(tǒng)的設(shè)計、匯編語言的理解等。對系統(tǒng)的調(diào)試和集成、工程實踐能力;
(d) 對數(shù)理邏輯的要求。
2) 對知識點和能力進行分析,分解能力的階段和層次,獲得計算機專業(yè)學生應(yīng)具備的核心知識和能力體系(系統(tǒng)的知識和能力體系)。
注:這一階段不涉及課程,不考慮課程。避免內(nèi)容分散、缺乏系統(tǒng)性。
這部分的成果:整理出系統(tǒng)的知識點和路線圖(前后關(guān)系圖)(略)。
分解為各年級的培養(yǎng)目標
一年級的培養(yǎng)目標:計算機思維模式的培養(yǎng),邏輯思維的培養(yǎng),基本程序設(shè)計能力的培養(yǎng)。
二年級的培養(yǎng)目標:提高的程序設(shè)計能力、復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運用能力、算法分析能力。數(shù)字邏輯、計算機部件的設(shè)計,完成硬件設(shè)計的需求。
三年級要達到的目標:編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)。軟件工程等知識和實踐。
綜合集成目標:軟硬件的集成、應(yīng)用程序的運行―系統(tǒng)測試,團隊訓(xùn)練。
(3) 基于核心知識和能力體系的課程體系設(shè)計
根據(jù)知識體系和能力體系設(shè)計課程體系,并將知識點分解到理論課程。將能力培養(yǎng)落實到實驗課程。從而得到課程體系和實驗課程體系的藍圖,包括課程定位和銜接關(guān)系。
如《數(shù)理邏輯》:側(cè)重布爾代數(shù)課堂教學,通過實驗環(huán)節(jié)使得學生掌握根據(jù)需求建立邏輯描述的方法和能力,包括布爾邏輯及其變換、真值表的邏輯表示以及邏輯范式表示。
《數(shù)字邏輯與數(shù)字部件設(shè)計》:使得學生基于《數(shù)理邏輯》所建立邏輯描述,借助于硬件描述語言和EDA軟件工具,完成包括寄存器、加法器、狀態(tài)機等在內(nèi)的一系列計算機基礎(chǔ)硬件組件的設(shè)計和開發(fā),為構(gòu)造更加復(fù)雜的計算機硬件功能部件打下良好的基礎(chǔ)。
《計算機組成原理》:在《數(shù)字邏輯與數(shù)字部件設(shè)計》實驗環(huán)境所完成的各類硬件基礎(chǔ)組件的基礎(chǔ)上,同時利用軟件模擬器和HDL作為主要的實驗手段,使得學生深入理解處理器內(nèi)部工作機理,掌握匯編級程序設(shè)計技術(shù)及技巧,并以此為基礎(chǔ)利用HDL實現(xiàn)指令系統(tǒng)的子集及部分相應(yīng)的計算機功能部件,完成一個功能型計算機硬件的核心部分,并能在其上運行簡單的匯編程序。
《操作系統(tǒng)》:通過實驗環(huán)節(jié),一方面進一步豐富和完善該功能型計算機的硬件功能,另一方面學習系統(tǒng)軟件開發(fā)方法和工具鏈,開發(fā)和移植一個簡化的操作系統(tǒng),最終構(gòu)造出一個相對完整的計算機系統(tǒng)。
《編譯技術(shù)》:通過實驗環(huán)節(jié),一方面豐富《計算機組成原理》中所完成功能型計算機硬件的指令系統(tǒng),進一步完善該計算機硬件功能,另一方面為讓學生了解編譯器的構(gòu)造技術(shù),以及如何在一個裸機上實現(xiàn)對高級語言的支持,最終能在自己的機器上運行一個高級語言的程序。
(4) 進一步設(shè)計完善各門核心理論課程的培養(yǎng)大綱
(5) 進一步設(shè)計完善各門核心實驗課程的實驗大綱和手冊
由于涉及到眾多課程和知識點,將不在本文列出?;剡^來對照教學計劃,我們發(fā)現(xiàn)幾個大的變化:1)課程之間更加系統(tǒng)化,任課教師之間能更好的理解,尤其通過共同參與實驗、共同的討論,較好地解決了以前各門核心課程各自為陣、相互獨立、知識不連貫同時有互相重復(fù)的現(xiàn)象; 2)課程之間的貫穿性得以體現(xiàn),并獲得深刻理解,如邏輯在后續(xù)課程的應(yīng)用等;3)硬件類課程成體系,內(nèi)容得到很好的更新,采用了MIPS指令集,硬件描述語言貫穿整個課程和實驗體系;4)軟硬件得到較好的集成,問題變得更加真實,不再是抽象的理論,如操作系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的接口、編譯技術(shù)中面向特定體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等,打通了軟硬件之間的一個“Gap”;5)學生真正理解計算機系統(tǒng),而不再是一個個的片段,從而深刻理解計算機的工作原理和局限。同時培養(yǎng)了學生較強的工程實踐能力。滿足北航計算機學院關(guān)于科學型和工程型相結(jié)合的人才培養(yǎng)定位。
4 一點體會和進一步的工作
通過這個項目,我們有一些體會。對目標系統(tǒng)的分析,必須做實驗,而且需要學生的參與,即在教師的指導(dǎo)下由學生自己來完成,這樣我們才能:1)深入細節(jié);2)了解學生掌握知識的難易程度。通過實驗,我們發(fā)現(xiàn)了很多預(yù)先沒有考慮到的細節(jié),而且發(fā)現(xiàn)一些我們認為簡單的問題,學生理解起來可能很困難;而一些我們以為困難的地方,學生卻很容易的掌握了。真正的深入實踐可以讓我們發(fā)現(xiàn)問題,從而調(diào)整課程內(nèi)容的設(shè)置、課程講解的方式以及深入的程度。當然,本方法還有很多地方需要進一步細化和總結(jié),尤其在可跟蹤性方面,希望有工具可以支持。
致謝:感謝北京市教學改革項目、北京航空航天大學教學改革項目的資助。感謝參與該項目的所有教師,他們是劉旭東、龍翔、高小鵬、王雷、史曉華、艾明晶等。
參考文獻
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高職藝術(shù)設(shè)計教育要著重反映藝術(shù)設(shè)計的社會分工,最新職業(yè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷以及經(jīng)濟制度變革所需的專門人才的規(guī)格和要求,以培養(yǎng)學生能夠具備勞動力市場與現(xiàn)代社會所需要的能力。高職藝術(shù)設(shè)計專業(yè)實施開放型項目教學模式與當今社會和現(xiàn)代企業(yè)對人才的職業(yè)能力要求是一致的,對職業(yè)教育改革具有一定的啟示意義。
1.有利于培養(yǎng)學生綜合技能,提高職業(yè)能力
對學生而言,傳統(tǒng)的教學模式與行業(yè)需求以及學術(shù)導(dǎo)向與職業(yè)導(dǎo)向之間的分裂格局,無法滿足工作崗位對職業(yè)技能的要求,課堂環(huán)境中的項目教學存在學習社群狹窄、資源有限、項目評價效果不佳、學生缺乏必要的技能和參與的動機等問題。同時,藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的學生與其他學科學生在智能上存在著一定的差異性,其一般具有思想活躍、參與熱情高、社會活動能力強的優(yōu)勢,這些表明他們更具應(yīng)用性人才的智能優(yōu)勢,所以要根據(jù)他們的認知特點和智能特征,實施開放型項目教學模式,這有利于藝術(shù)類學生智能特點的揚長避短。
2.有利于整合資源形成聚合效應(yīng)
開放型項目教學采取理論與實踐相結(jié)合、學校與學校相結(jié)合、學校與企業(yè)相結(jié)合的方式,引進各類項目,拆除圍墻、相互溝通,將各種教學優(yōu)勢集中起來,包括信息、人員、資料、設(shè)備和技術(shù)等形成聚合效應(yīng)。通過共享項目,在校際間或校企間,減少因重復(fù)或低效造成的各方面的支出,降低成本;通過各方面資源的整合與共享,在一定程度上使資源增值,提高利用率和使用水平。開放型項目教學構(gòu)建了一個學生自主學習協(xié)作的平臺,讓學生有更大的自主性、能獲得更多的項目資源,并為一些拓展性項目提供了除教科書外的其它資源,創(chuàng)造了一種開放和相互激勵的氛圍,形成了整體力量,從而為開展一些各自力量難以實施的項目提供了保障。
二、開放型項目教學的項目的選擇與開發(fā)
開放型教學項目的選擇與開發(fā)要綜合考慮學生的知識水平、學習能力和教學目標三個因素,并且能負載足夠的實踐和理論知識,同時項目的容量又必須適當,其教學的目的是要讓更優(yōu)質(zhì)更有創(chuàng)意的項目進入到學生的視野中。
1.項目的選擇與開發(fā)要具有開放性
開放型項目教學的特點在于其教學的靈活性與自主性,項目的開發(fā)以學生自定主題、教師設(shè)定以及企業(yè)需求為主要項目來源。首先,學生可以根據(jù)學科競賽、技能大賽或社會上的各類設(shè)計競賽等要求自定主題,也可由教師的課題中分離出子課題,甚至是校企合作的實際工作項目或?qū)W校自身的一些外包項目及工藝規(guī)范與技術(shù)標準,選擇具有明確主題和活動內(nèi)容的項目。其次,學生可以自主選擇指導(dǎo)教師、合作伙伴、學習環(huán)境。例如,擁有一個優(yōu)質(zhì)課題的學生可以在網(wǎng)絡(luò)平臺上選擇指導(dǎo)教師以及合作伙伴,甚至是完成項目的實驗條件,學生在開放型項目的學習中,能提高學習主動性以及綜合能力。
2.項目的選擇與開發(fā)要具有典型性
開放型項目的選擇與開發(fā)要具有典型性,即所選的項目要體現(xiàn)工作過程系統(tǒng)化的知識與技能,并且最好是來源于行業(yè)、企業(yè)或者社會中的實際項目,項目要具有應(yīng)用性、技術(shù)性、直觀性的特征。以我校包裝設(shè)計課程為例,以典型產(chǎn)品或任務(wù)為載體,把課程分為多個項目,如食品包裝項目、酒包裝項目、茶葉包裝項目、系列包裝項目等企業(yè)提供的真實任務(wù)或課題,或者以典型項目為基礎(chǔ)進行二次開發(fā),學生個人也可以自主地到企業(yè)尋求項目,指導(dǎo)則由校內(nèi)教師與廣告公司專職設(shè)計師共同承擔,并按照企業(yè)的技術(shù)標準、工藝規(guī)范和驗收要求來評價學生完成的作品。
3.項目的選擇與開發(fā)要具有綜合性
綜合性即項目內(nèi)容圍繞某個專題涉及多學科知識與技能,要通過項目將理論知識與實踐操作有機結(jié)合,將知識的學習與能力的生成有機融合。例如我校學生的自主項目--創(chuàng)意微產(chǎn)品設(shè)計項目,是一項能夠促進各課程甚至是多專業(yè)之間良好合作的綜合性項目。在項目實施中,涉及到裝飾畫、廣告設(shè)計、包裝設(shè)計、書籍裝幀、標志、VI形象設(shè)計等多門藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的主干課程的知識與技能。學生自主研發(fā)的創(chuàng)意微產(chǎn)品要從源頭開始從事一次真實的創(chuàng)業(yè)活動,自主開發(fā)原創(chuàng)品牌需要尋找市場缺乏的創(chuàng)意產(chǎn)品或需要改進的產(chǎn)品,并運用專業(yè)的手段策劃、設(shè)計、制作、銷售。在前期品牌推廣,中期制作并銷售,后期品牌的維護、改進、發(fā)展等流程中,了解產(chǎn)品的定位與策劃、前期宣傳、開發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制作、品牌維護以及產(chǎn)品的改進與深化發(fā)展等綜合知識,這有利于培養(yǎng)學生多角度、多層面地分析判斷和解決問題的綜合能力,增加了學生就業(yè)、擇業(yè)的主動性。
三、開放型項目教學模式在藝術(shù)設(shè)計專業(yè)中的運用
1.制訂項目計劃
開放型項目計劃的制定比起課堂項目在難度上有所增加,由于項目的開放型、自主性等特點,所以制定計劃時要從專業(yè)到課程再到項目進行全面、具體、準確的分析,分析項目的典型性、完整性,說明項目所能負載的實踐和理論知識以及所能達成的目的。同時,要把握項目全局,統(tǒng)籌思考、安排各項工作,以項目活動展開的邏輯為主線,以完成具體工作為重點,對每個步驟的學習問題進行科學設(shè)計,并在此基礎(chǔ)上選擇和組織相關(guān)知識、技能。制訂項目計劃是非常重要的職業(yè)能力,它不僅為實施整個項目理清了思路,理出了主線,還能綜合體現(xiàn)一個勞動者的專業(yè)能力、方法能力和社會能力。
2.開放型項目的實施
開放型項目教學的整個實施過程是開放的,教師或企業(yè)設(shè)計師在實施過程中主要是營造學習氛圍、創(chuàng)設(shè)學習情景,組織和引導(dǎo)教學過程,控制各小組項目質(zhì)量。學生在教師或企業(yè)設(shè)計師的指導(dǎo)下以小組合作的形式,根據(jù)項目的教學目標,綜合運用知識、技能、方法,按照已經(jīng)確立的項目計劃,將項目教學中需要制作的產(chǎn)品、解決的問題及其所要達到的要求,詳細科學地分解成若干個工作任務(wù)。如包裝設(shè)計項目任務(wù)可以細化為搜集資料、對資料的分析與研究、市場調(diào)查研究、確定設(shè)計定位、設(shè)計方案的具體化、設(shè)計的表現(xiàn)、設(shè)計定稿、制版打樣、成品出廠等,這些工作任務(wù)之間可以是遞進式、并列式、流程式的,通過這些序列任務(wù)來完成整個項目。項目任務(wù)要能體現(xiàn)實際要做的事情,而且要使用符合工作崗位技能規(guī)范的術(shù)語,通過操作和體驗,建構(gòu)新的知識技能(專業(yè)能力),從而使學生形成創(chuàng)新精神和實踐能力等。
3.開放型項目教學的評價
開放型項目教學的開展對原有的考核評價體系提出了更高的要求。其實施評價的主體既包括教師、企業(yè)和社會,也包括學習者自身及學習同伴,評價可以從客觀評價和主觀評價兩個方面進行設(shè)計。例如,對包裝設(shè)計項目的評價,客觀評價,一般應(yīng)根據(jù)包裝行業(yè)規(guī)范和標準,并結(jié)合本項目的實際內(nèi)容進行設(shè)計,評分項既要能體現(xiàn)包裝規(guī)范和標準,又要適當考慮本項目中的重點知識與技能在評分表中所占的比重,如設(shè)計定位、設(shè)計表現(xiàn)中的各視覺傳達要素、印刷工藝的評分比重等。主觀評價,則要按照觀察與評價、反思與探究、修正與完善等方面進行評價,要通過合理設(shè)計觀察點,讓學生在評價的過程中得到提升和發(fā)展。另外,評價的實施具有多元性,行動過程和結(jié)果具有開放性,因此,可根據(jù)不同的評價內(nèi)容或安排在項目完成之后集中進行評價或穿插在學生完成任務(wù)過程中分散進行評價,最終評價也由成品的獲獎等級、企事業(yè)單位能否直接將該成品投入到生產(chǎn)實踐中以及成品的具體指標來判斷。通過評價讓學生在批判與自我批判中提升,而這種批判能力、反思能力本來就是重要的職業(yè)能力。
四、結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】礦石分析課程 服務(wù)地方經(jīng)濟建設(shè) 探索
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)04C-0054-02
“以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向,走產(chǎn)學結(jié)合發(fā)展道路”已成為高等職業(yè)教育的辦學方向。廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院堅持為地方經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展服務(wù),培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展需要、面向生產(chǎn)一線的高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才。該學院工業(yè)分析與檢測專業(yè)面向地方經(jīng)濟支柱礦業(yè)產(chǎn)業(yè),進行礦石分析課程建設(shè)的探索與實踐,為地方礦業(yè)企業(yè)提供了急需的分析專業(yè)技術(shù)人才,實現(xiàn)了與區(qū)域經(jīng)濟良性互動。
一、礦石分析課程開設(shè)背景
工業(yè)分析與檢驗專業(yè)是一個傳統(tǒng)專業(yè),其應(yīng)用非常廣泛,化工、冶金、石油、藥物、材料、環(huán)保、食品、生物等許多行業(yè)都需要工業(yè)分析人才。不同行業(yè)的原材料、產(chǎn)品等物料不同,其分析方法、標準等存在著較大的差異,各行業(yè)根據(jù)其生產(chǎn)特點、產(chǎn)品特性等多種因素有針對性地制定了相應(yīng)的分析方法和標準。工業(yè)分析與檢驗專業(yè)的主要專業(yè)課程——工業(yè)分析,由于版面篇幅有限等原因,難以將眾多的各種分析方法和標準都編入教材,內(nèi)容不能做到兼顧各行各業(yè),傳統(tǒng)的《工業(yè)分析》教材內(nèi)容主要涉及水質(zhì)、鋼鐵、煤炭、化工、硅酸鹽、農(nóng)藥、石油化工等行業(yè),而礦業(yè)的礦石分析等內(nèi)容未編入教材。河池市是全國著名的“有色金屬之鄉(xiāng)”,礦產(chǎn)資源十分豐富,錫金屬儲量居全國之首;銦金屬儲量名列世界前茅;銻和鉛金屬儲量居全國第二。有色金屬產(chǎn)業(yè)已成為河池市的經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),當?shù)氐V業(yè)企業(yè)需求的工業(yè)分析人才是能熟練掌握礦石分析技能的專業(yè)技術(shù)人才。廣西“十二五”規(guī)劃提出加快發(fā)展有色產(chǎn)業(yè)成為千億元產(chǎn)業(yè),隨著這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,市場對礦業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的需求量將會增多。為培養(yǎng)適應(yīng)地方經(jīng)濟建設(shè)的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才,提高畢業(yè)生的就業(yè)能力,廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院在工業(yè)分析與檢測專業(yè)中開設(shè)了礦石分析課程。
二、服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的礦石分析課程建設(shè)
(一)《礦石分析》教材編寫
教材是教學的基礎(chǔ)資源,是學生獲得信息的主要源頭,沒有教材,就難以進行相應(yīng)的教學。在沒有現(xiàn)成適用的《礦石分析》教材的情況下,廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院自編教材。對于《礦石分析》教材的編寫,該學院通過深入廠礦進行調(diào)研,廣泛征求企業(yè)對人才培養(yǎng)的意見,在了解企業(yè)對人才規(guī)格需求等的基礎(chǔ)上,根據(jù)地方礦業(yè)企業(yè)實際結(jié)合專業(yè)特點制定該課程的教學大綱。編寫教材力求突出高職教育的應(yīng)用特色和以能力為本位特色,教材主要內(nèi)容是以地方采選冶礦業(yè)企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中分析測定各種礦石主要元素的含量等,通過查閱大量的相關(guān)技術(shù)資料、與企業(yè)技術(shù)人員共同探討研究,在選取的分析方法上注重實用性、可靠性和先進性。對于理論知識遵循“適度、夠用”的原則,注重崗位職業(yè)能力的培養(yǎng),如教材編入的分析方法具體實用,簡明扼要地闡述分析方法的基本原理,重點介紹實際操作方法和技巧等,較為詳細地討論了在實際應(yīng)用中易出現(xiàn)的問題和分析判斷及解決問題的方法,拓寬了學生的知識面、靈活應(yīng)用知識和技能的能力。該教材編寫得到了地方礦業(yè)企業(yè)等單位的大力支持和幫助,本著編寫出真正管用、與企業(yè)相對接的地方教材的目的,編寫過程中充分吸取多年來教學改革取得的成功經(jīng)驗和企業(yè)實踐應(yīng)用的經(jīng)驗,經(jīng)過認真研究和反復(fù)修改,完成了《礦石分析》教材的編寫。
(二)師資隊伍建設(shè)
《教育部關(guān)于推進高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新引領(lǐng)職業(yè)教育科學發(fā)展的若干意見》明確指出,高等職業(yè)教育“以培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理第一線的高端技能型專門人才為主要任務(wù)”。這就要求專業(yè)教師不僅應(yīng)具有一定的專業(yè)理論基礎(chǔ),而且應(yīng)具有豐富的實踐經(jīng)驗?!半p師型”教師隊伍建設(shè)是高職院校師資隊伍建設(shè)的方向和著力點,是提高高職院校辦學水平、實現(xiàn)高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標的關(guān)鍵。礦石分析課程是一門實踐性很強的專業(yè)課程,不具備“雙師”素質(zhì)的教師難以勝任該課程的教學工作。在加強“雙師”素質(zhì)教師隊伍建設(shè)上,采取的主要措施有:一是從企業(yè)調(diào)入有多年崗位工作實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員到校任教。通過嚴格考核,廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院先后引進了3位該專業(yè)的工程師。二是安排專業(yè)教師下廠學習、調(diào)研、參與企業(yè)的相關(guān)技術(shù)工作等。河池市有色行業(yè)發(fā)展較快,有不少的產(chǎn)品已達到國際先進水平,成為國際知名品牌,企業(yè)在生產(chǎn)過程中對原材料、產(chǎn)品等的分析檢測均采用了可靠的方法和先進的儀器設(shè)備,有的儀器設(shè)備許多教師未使用過。專業(yè)技術(shù)的不斷更新,專業(yè)教師如不繼續(xù)學習知識將會“老化”,因此下廠學習不僅可提高教師的實踐能力,還能及時了解和掌握本專業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向,更新專業(yè)知識,使自身的專業(yè)知識水平和專業(yè)技能與時代同步發(fā)展。通過下廠調(diào)研,教師可深入和全面地了解企業(yè)對專業(yè)人才規(guī)格的需求,有利于課程的教學改革和應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。專業(yè)教師在下廠學習與調(diào)研過程中,可根據(jù)企業(yè)的實際和自身的能力參與企業(yè)的技術(shù)開發(fā)等工作,為企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)。三是聘請經(jīng)驗豐富的企業(yè)技術(shù)人員擔任兼職教師,學生下廠實習時,實習指導(dǎo)教師主要由企業(yè)技術(shù)人員擔任。四是組織教師積極開展教研活動,通過學習教育理論、探討和交流教學經(jīng)驗和教學方法等,不斷提高教師的教學水平。
(三)實驗室和實訓(xùn)基地建設(shè)
礦石分析的工作任務(wù)是分析測定礦石中各主要元素等組分的含量及礦物物相組成等,分析測定的結(jié)果都是以實驗數(shù)據(jù)為依據(jù),因此實踐教學至關(guān)重要。礦石分析課程實踐教學學時占總學時的60%,為搞好該課程的實踐教學,廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院有計劃、有針對性地建設(shè)實驗室和實訓(xùn)基地。一是在校內(nèi)原有的儀器分析實驗室、分析化學實驗室、天平室等多個相關(guān)實驗室的基礎(chǔ)上,針對礦石分析的特點,從實用性和先進性等多方面綜合考慮,新建了礦石分析實驗室,使建設(shè)的實驗室不僅能滿足實踐教學的需要,還具備開展科研工作的條件,更好地為教學、科研服務(wù)。二是與河池市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,以及本市內(nèi)分析化驗技術(shù)裝備先進、管理科學規(guī)范、人員素質(zhì)較高的企業(yè)等簽訂合作協(xié)議,建立校外實訓(xùn)基地,為學生提供一個與崗位工作條件相一致的實訓(xùn)場所,實現(xiàn)學生培養(yǎng)與企業(yè)需求的“零距離”對接。
(四)課程教學
在礦石分析課程教學中,注意把握好理論教學和實踐教學的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,避免過分強調(diào)實踐教學而輕視理論教學。理論教學突出以能力為本位,注重理論聯(lián)系實際,用專業(yè)理論來指導(dǎo)崗位工作,分析和解決實際問題。理論教學內(nèi)容應(yīng)適度、簡明,以夠用為前提,兼顧學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如在教學中將復(fù)雜而繁瑣的礦石各組分分析操作過程分解為試樣分解、溶液處理、分析等三個模塊進行教學,通過學習并分析比較,使學生了解礦石各組分的各個分析操作過程中的相似之處與差異,掌握礦石分析的原理和規(guī)律,以達到觸類旁通、靈活運用、融會貫通的目的,有利于學生職業(yè)能力可持續(xù)發(fā)展,適應(yīng)將來工作中新技術(shù)變化。實踐教學加強崗位動手能力的培養(yǎng),一是強化分析操作技能的培訓(xùn)與練習,打牢基礎(chǔ),使學生掌握正確的分析操作基本技能。二是在技能培訓(xùn)中提高“智能”含量,實踐教學不僅僅是肢體操作的練習,學生在實驗過程不僅要動手還要動腦,礦石分析過程是由稱量、試樣分解、溶液處理、分析等多個操作步驟構(gòu)成,每一個環(huán)節(jié)的操作都直接影響到分析結(jié)果的準確性,為此應(yīng)引導(dǎo)學生從觀察實驗過程的現(xiàn)象及變化等思考其內(nèi)在的原因,理解每一操作步驟的作用、原理等,學會和掌握操作要領(lǐng)。三是加強生產(chǎn)實踐的實訓(xùn)教學,在完成本課程的理論教學和校內(nèi)實踐教學后,安排學生下廠頂崗實習,使學生進一步提高實際應(yīng)用能力和職業(yè)技能,同時為學生就業(yè)提供一個較好的平臺。
三、課程教學效果
通過不斷探索與實踐,礦石分析課程建設(shè)成效顯著。一是課程建設(shè)立足本地,為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù),定位準,效果好。針對地方礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)需要而開設(shè)的礦石分析課程教學,使學生較好地掌握了礦石分析的職業(yè)技能,為學生的就業(yè)打下了良好的基礎(chǔ),廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院已為企業(yè)培養(yǎng)了一批“下得去、用得上、留得住”的分析專業(yè)高技能人才,大多數(shù)學生很快成為企業(yè)生產(chǎn)一線的中堅力量,有的學生現(xiàn)已成為單位質(zhì)檢部門的負責人。二是礦石分析課程自編教材根據(jù)地方礦業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的特點進行編寫,針對性和實用性強。課程教學理論與實踐緊密結(jié)合,注重學生能力的培養(yǎng),使學生到廠就業(yè)能很快適應(yīng)崗位技術(shù)工作的要求,學生具備的素質(zhì)和能力受到了企業(yè)的普遍歡迎。三是礦石分析課程建設(shè)的目的是為企業(yè)培養(yǎng)急需的專業(yè)技術(shù)人才,促進學生順利就業(yè),有利于企業(yè)的發(fā)展。企業(yè)對工作的開展給予大力支持,不少企業(yè)與廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院簽訂了“訂單培養(yǎng)”、校外實訓(xùn)基地等合作協(xié)議,進一步加強了校企合作,實現(xiàn)了學校、企業(yè)和學生的“共贏”。
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【基金項目】新世紀廣西高等教育教學改革工程項目(2010JGB205)
[關(guān)鍵詞]《機械原理》;機械運動;教學設(shè)計;學生能力
1 前 言
中職機械專業(yè)教學的現(xiàn)狀不容樂觀,主要是其專業(yè)自身存在不足,但為了促進機械專業(yè)的發(fā)展,使其教學質(zhì)量得到可靠的保障,中職機械專業(yè)在教學方法等均展開了研究。
《機械原理》課程是機械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課,其任務(wù)之一就是為后續(xù)的專業(yè)課打好基礎(chǔ),因此在教學計劃中占有重要地位。而機械運動方案設(shè)計是整個機械設(shè)計工作的第一步,它對于機械性能的優(yōu)劣及其在市場上的競爭能力都具有決定性的作用。在機械類各專業(yè)學生的整個教學計劃中,只有《機械原理》這門課講授機構(gòu)運動方案設(shè)計的內(nèi)容。因此,在教學過程中注重培養(yǎng)學生運動方案設(shè)計的能力,使學生得到這方面的鍛煉,是《機械原理》課程的一項重要任務(wù)。
在以往的《機械原理》教學過程中,機構(gòu)運動方案的設(shè)計是一個比較薄弱的環(huán)節(jié),為了使學生及早地樹立工程設(shè)計觀點,培養(yǎng)學生獨立工作能力,近年來,我們在教學過程中采取了若干措施,力圖加強這一環(huán)節(jié),取得了可喜的成果。
2 提高學生對機構(gòu)運動方案設(shè)計重要性的認識及學習興趣
課程開始,除了介紹本課程的研究對象、內(nèi)容,它在教學及國民經(jīng)濟中的地位和本課程的學習方法外,有意識地強調(diào)以下兩方面的內(nèi)容:
(1)本課程除了講解各種機構(gòu)進行分析以外,最主要的任務(wù)是設(shè)計,而分析是設(shè)計的第一步,也是設(shè)計的基礎(chǔ)。
(2)本課程是與工程密切聯(lián)系的一門技術(shù)基礎(chǔ)課,在學習本課程的過程中,對日常生活中司空見慣的東西要注意觀察,注意用所學的知識對其加以分析,不僅能達到對所學知識的加深理解,靈活運用,舉一反三的目的,而且可以啟發(fā)創(chuàng)造靈感。例如,我們通過公共汽車車門和小轎車車門開、閉方法的對比以及載重汽車和人力平板三輪車實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎方法的對比,使學生對運動方案設(shè)計和工程實際應(yīng)用背景間的密切關(guān)系以及運動方案設(shè)計的重要性有了較初步的認識,所有這些都激發(fā)了對機構(gòu)運動方案設(shè)計的興趣。
3 通過“機構(gòu)方案小設(shè)計”的教學環(huán)節(jié),使學生得到運動方案設(shè)計的初步鍛煉
在本課程開始2~3周后,等學生對機械原理課程有了初步的了解后,開始這一教學環(huán)節(jié)。向?qū)W生提出幾個日常生活中司空見慣的用具,如:能自動打開而不能自動合攏的二折傘;只能用雙手打開而不能自動打開的三折傘;普通的用鏈條鏈輪傳動的自行車;只能在固定角度范圍內(nèi)搖頭的電風扇等。要求學生在學習本課程的過程中,結(jié)合所學知識對他們的優(yōu)缺點進行分析,研究做進一步改進設(shè)計。要求學期末每個學生交一張在A4圖紙上按比例繪制的、改進了的、用具的機構(gòu)運動簡圖和一份簡單說明書,在課程進行過程中,組織適當?shù)妮o導(dǎo)、討論。實踐結(jié)果表明,雖然有些改進設(shè)計還比較粗糙,存在一些缺點,但也確有一些設(shè)計構(gòu)思巧妙,有一定的獨創(chuàng)性和實用價值。
由于這個教學環(huán)節(jié)是在機械原理講課過程中進行的,教學內(nèi)容與改進設(shè)計有密切聯(lián)系,需要改進的用具既是學生們?nèi)粘I钪兴究找姂T的,又具有實用價值,因此是一次密切聯(lián)系實際的實踐性教學環(huán)節(jié),大大激發(fā)了學生們的學習興趣。課堂設(shè)計是學生將所學知識轉(zhuǎn)化為能力的重要實踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計為中心,以培養(yǎng)能力為目的,安排教學內(nèi)容,按設(shè)計的順序安排教學順序,目的是使學生通過課程學習,提出問題和解決問題的能力得到很好的鍛煉??梢哉f這一教學環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學生運動方案設(shè)計的能力打下了一定的基礎(chǔ)。
4 開闊學生視野,幫助學生較系統(tǒng)地了解和掌握機構(gòu)運動方案設(shè)計的知識
在講述各種常用機構(gòu)的分析和設(shè)計后,安排了一章“機構(gòu)的組合及機構(gòu)總體方案設(shè)計”的教學,目的在于使學生較系統(tǒng)地了解和掌握機構(gòu)運動方案設(shè)計的知識。這一章的內(nèi)容從基本機構(gòu)固有的局限性講起,講述了機構(gòu)的組合方式,通過工程實際中的若干實例,介紹了常用組合機構(gòu)的類型及應(yīng)用,使學生們開闊了視野,明白了機構(gòu)的組合是發(fā)展新機構(gòu)的重要方法,在此基礎(chǔ)上介紹了各種常用組合機構(gòu)的設(shè)計方法。
在機構(gòu)總體方案設(shè)計一節(jié)中,我們結(jié)合具體實例從工藝動作的分解講到機械運動方案的選擇,機構(gòu)選型應(yīng)遵循的原則及注意事項。如盡量簡化和縮短運動鏈;盡可能選擇較簡單的機構(gòu);盡量減少機構(gòu)尺寸,選擇合適的運動副形式;選擇合理的動力源形式;合理安排傳動機構(gòu)的順序;合理分配傳動比;使機械具有有利的傳力條件和良好的動力特性;使機械具有調(diào)節(jié)運動參數(shù)的能力,保證機械安全運轉(zhuǎn),等等。此外,還介紹了機械中各執(zhí)行構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)配合和機械運動循環(huán)圖,并舉例說明了機械總體運動方案設(shè)計的步驟。
如果說“機構(gòu)方案小設(shè)計”這一教學環(huán)節(jié)還只是一個單一機構(gòu)運動方案設(shè)計的鍛煉的話,那么這一步就是為向綜合性的機械運動方案設(shè)計打基礎(chǔ),為進一步在機械原理課程設(shè)計中進行機械總體運動方案設(shè)計作準備。
5 在課程設(shè)計中進一步加強對機械運動方案設(shè)計能力的培養(yǎng)