专业课程群下问题导向项目驱动协同教学模式的实践与研究

第４０卷第５期教学研究Ｖｏｌ ４０Ｎｏ ５２０１７年９月ＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＴｅａｃｈｉｎｇＳｅｐ．２０１７专业课程群下问题导向项目驱动协同教学模式的实践与研究韩立强㊀谢㊀平㊀童㊀凯㊀杜义浩㊀孔德明（燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛０６６００４）㊀［收稿日期］㊀２０１７⁃０３⁃２９㊀㊀㊀［基金项目］㊀河北省高等教育教学改革研究与实践项目（２０１６ＧＪＪＧ０３６）㊀［作者简介］㊀韩立强（１９７６⁃），男，河北隆尧人㊂副教授，博士，主要研究方向为智能控制和空间光通信㊂㊀㊀［摘㊀要］㊀围绕课程群渐进式多层次展开问题导向项目驱动协同教学模式，构建了特色的专业课程群体系㊂以问题为导向，探寻课程群项目驱动协同教学模式的实施策略，实现了课程㊁教师㊁学生之间相互沟通协调，调动了学生学习的积极性，实现了多课程知识的迁移和灵活运用，培养了学生分析问题㊁解决问题的能力和创新实践能力，探索了具有专业特色的创新人才培养模式㊂㊀㊀［关键词］㊀问题导向；项目驱动；协同教学；课程群㊀㊀［中图分类号］㊀Ｇ４２０㊀㊀［文献标识码］㊀Ａ㊀㊀［文章编号］㊀１００５⁃４６３４（２０１７）０５⁃００９０⁃０５０㊀引言本科教育在人才培养工作中占据着基础地位，是大学教育的主体组成部分㊂一流的本科教育是一流大学的重要基础和基本保障，是解决我国高水平大学发展中突出问题的现实需要［１］㊂建设一流本科教育，必须深化教学改革，改革教学方法㊂尽管高校教学方法是师生公认㊁影响教学质量的重要因素之一，政府和高校一直高度重视教学改革，广大教师也做了一些尝试，但问题仍比较严重㊂因此，积极探索教学方法，深化教育理念，是保障一流本科教育的迫切需要㊂目前，大学专业课程体系在教学内容㊁方法手段等方面尚存一些问题㊂例如，课程间缺乏配合㊁衔接不够合理，内容重复或割裂，教师间缺乏沟通；教学内容㊁教学方法和评价方式相对陈旧单一，教师教育理念方法尚需更新；缺少项目依托，实践环节相对薄弱，学生创新意识和实践能力还有待提高；师生沟通不畅，学生参与度不高，难以激发学习兴趣，责任意识有待加强等等［２］㊂课程体系以课程群建设为教学改革的突破口㊂课程群是围绕专业人才培养的目标，为完善专业学生的知识㊁能力㊁素质结构，将培养方案中的知识和方法以及内容等密切相关㊁相承㊁渗透㊁互补性的几门系列课程重新规划，整合构建而成的有机整体㊂可围绕问题和项目展开教学㊂问题导向教学法，以问题性原则为基础，通过问题来激发学生求知欲，系统地学习分析和解决问题㊂在解决问题中发展学生的创造性思维，把学生被动的学习状态变为积极主动的学习模式，强调 思考中学习㊁学习中思考 ㊂项目驱动教学模式是通过以项目为载体，将学生的学习过程与工程问题相结合，通过项目的实施，实现探究问题和解决问题，本质上与问题导向教学法是一样的，只不过项目驱动以实践为导向的，强调 做中学㊁学中做 ，更加适合偏重实践类课程的学习［３⁃７］㊂本文以燕山大学测控技术与仪器专业自动化仪表专业方向为例，根据社会需要确立培养目标与分解毕业要求指标点㊂以培养目标为引导，构建整合专业课程群体系，探讨多层次渐进式问题导向项目驱动协同教学模式，聚集各个教师的智慧，调动学生学习的积极性，培养学生分析问题㊁解决问题的能力和创新实践能力，探索具有专业特色的创新人才培养模式㊂１㊀专业课程群的建设课程群建设应以学生培养为主线，以课程逻辑关系为纽带，以教师团队协作为基础，以培养质量为目标，以ＯＢＥ为现代教育理念，基于专业特色方向和培养目标，整合教学资源，优化教学团第５期韩立强㊀谢㊀平㊀童㊀凯㊀杜义浩㊀孔德明专业课程群下问题导向项目驱动协同教学模式的实践与研究９１㊀队，进行专业课程群建设，对相关方向课程的教学内容㊁实践环节等进行整合优化和深层次建设，实现课程结构设置㊁相关课程内容㊁应用实践等环节的有机统一和衔接整合，为构建基于课程群多层次问题导向的教学模式建立基础㊂以燕山大学自动化仪表专业为例，本专业以学科内涵为基础，以国家发展战略和社会经济发展需要为主要方向，依据企业㊁用人单位需求和学校培养定位，确定本专业培养目标为培养信息技术领域测量控制与仪器仪表类应用型高级工程技术人才㊂根据培养目标分解毕业要求指标点，把内容上具有密切相关㊁相承㊁渗透㊁互补性的几门系列课程组合成有机整体，整合构建为过程控制仪表与系统课程群㊁信号测试与分析课程群㊁光学仪器与系统课程群㊁嵌入式智能仪表课程群四大课程群体系，每个课程群下由三门以上专业课组成，如图１所示㊂以 过程控制仪表与系统课程群 为例，自动控制理论课程（包括‘反馈控制理论“和‘现代控制理论“）侧重于理论，为控制系统的分析和综合提供理论基础，对工程实践提供指导作用㊂‘电气控制及ＰＬＣ“课程侧重于实践，以ＰＬＣ控制装置为核心，其为控制系统的重要实现装置㊂‘过程控制系统及仪表“是控制理论及仪表在过程生产中的具体应用㊂同时，还可把选修课‘智能控制“‘现场总线“‘工控软件“等课程扩展到过程控制仪表与系统课程群中㊂以课程群为纽带，将课程有机地结合在一起，既注意课程各自的特点，又强调其内在联系，增强了学科的系统性㊁完整性和科学性，使学生更容易掌握本专业的精髓㊂图１㊀自动化仪表专业课程群２　课程群多层次协同教学体系协同教学是多个教师一起合作，共同确定培养目标方案㊁教学大纲㊁实验大纲㊁项目方案等，设计整个教学过程，共同指导学生学习相关课程知识㊂合作的教学团队和多元化的教学内容㊁形式与手段是协作教学的两个基本特征㊂其中，教师之间的合作是协同教学的核心基础［７］㊂教师以专业课程群为基础，以问题为导向㊂每门课程由理论授课㊁讨论㊁实验㊁三级项目等环节组成㊂课程群下多门课程以培养目标和毕业要求为基础，设计二级项目（课程设计或实习实训），最后形成一级项目（毕业设计），构建 课程群 课程 课程设计 实习实训 毕业设计 的多层次渐进式课程群协同教学体系，如图２所示㊂以课程群中各门任课教师为基础成立了 过程控制仪表与系统教研组 信号测试与分析教研组 光学仪器与系统教研组 嵌入式智能仪表教研组 四个教学团队，优化整合教学资源，定期研讨沟通实现协同教学㊂教学团队协商设计和指导所在课程群的三级项目㊁二级项目㊁一级项目，注意专业课程群㊁课程㊁教师㊁学生四者间的关系，确立培养目标，理顺课程间逻辑体系，规范教学内容，实现教学内容有效衔接，确定符合专业课程群体系的教学方法和教学理念，增强学生的知识综合运用㊁实践和团队协作及创新思维能力㊂９２㊀教学研究２０１７图２㊀课程群多层次协同教学体系３　多层次问题导向项目驱动教学方案问题导向项目驱动多课程协同教学是一种研究性教学㊂研究始于问题，把学生置于项目环境中，以项目为驱动，在实施项目过程中会遇到大量的与课程有关的问题，由课程群下各个课程教师组成教学团队，共同组织㊁计划，指导学生开展讨论［５，６］㊂学生在完成项目的过程中，分析问题㊁解决解决，实现多门课程知识的迁移和灵活运用㊂根据课程群多层次协同教学体系（图２），逐层设置不同问题，不同环节提出针对性的实施方法，最终以项目驱动解决复杂工程问题㊂问题导向教学过程来看，师生主要经历了 设计问题 呈现问题 理解问题 探究问题 解决问题 成果展示 评价反馈 总结反思 几个环节，具体如图３所示㊂通过问题导向教学策略，突出课程间知识的衔接和系统架构，培养学生的逻辑思维能力，分析问题㊁解决问题的能力㊂设计问题是问题导向教学实施的关键，因为教师是以课程群为基础进行协同教学，问题要有启发性，课程问题间有关联性㊁逻辑性，问题要有递进性，要联系实际专业工程问题㊂问题设计后，教师应该创设问题情境，设法将问题与学生的实际生活相联系，使学生产生兴趣，沉浸于问题情境之中，愿意投入精力解决问题㊂问题的解决包括理解问题㊁探究问题㊁解决问题，学生分成小组，查阅资料，小组讨论，表达问题的看法，教师辅导答疑，分析问题，实现问题的理解，然后小组合理分工，协商讨论，制定研究计划，给出几个初步方案，协商确定最佳方案㊂由于探究过程可能出现新的问题或者未找到解决方案，这三个环节可能会有交叉反复情况㊂成果是评价问题是否有效解决㊁是否能够达到预定教学目标的依据㊂成果展示可采用多种方式，如可以课程报告㊁实际项目演示㊁答辩提问，甚至通过竞赛方式展示，以激发学生的求知欲，加深问题的理解，加强学生综合能力的培养㊂评价阶段采用多元化方法，不仅有教师评价，还要学生自评互评相结合，过程性评价和结果性评价相结合㊂教师既要关注问题的成果展示，又要关注学生解决问题的过程㊂可以通过评价表对学生的成果打分，不仅考察各个课程的知识点和技能，还要涉及团队合作交流能力㊁项目管理能力㊁工程问题方案对社会的影响㊂总结反思阶段，学生和教师通过提问和自问的方式对整个教学过程回顾㊁反思 如何通过问题实现知识的迁移应用？通过解决问题收获了什么？还有什么地方第５期韩立强㊀谢㊀平㊀童㊀凯㊀杜义浩㊀孔德明专业课程群下问题导向项目驱动协同教学模式的实践与研究９３㊀需要改进？通过对整个阶段知识技能的梳理，最后用问卷调查总结经验，反思教学过程，完善教学计划，提出改进方案㊂具体实施时，各个环节的侧重点应有所不同㊂理论授课环节以教师讲授为主㊂讲课过程中，教师提出问题，学生思考问题㊁理解问题；讨论环节中，教师以引导为主，以学生探讨问题㊁解决问题为中心；项目环节中，以教师辅导㊁学生自主设计为主，以成果为导向，结束后进行学生成果的展示㊁评价与反馈，最后师生共同总结反思㊂教学团队在设计问题时，要注意课程群体系下课程之间问题设置的衔接性，课程间的问题要覆盖整个二级项目和一级项目㊂另外，问题深度（见图２）要通过课程群自上而下的三级项目㊁二级项目㊁一级项目实现逐级递进，通过项目驱动实现工程问题的解决过程㊂图３㊀问题导向项目驱动教学方案设计导向图㊀㊀过程控制仪表与系统课程群中，教学研究组共同商定设计群下各门课程的教学过程，以工业过程控制工程问题作为课程群的教学导向目标，在‘自动控制理论“侧重于基础理论，以教师讲授㊁学生研讨为主，侧重控制基础理论，问题围绕控制模型建立㊁性能分析等展开，着重学生思考思维方式的培养㊂‘电气控制及ＰＬＣ“侧重实践，讲述为辅，问题围绕ＰＬＣ的硬件原理及使用㊁软件编程展开，以项目载体实现实践动手和软件逻辑编程的培养㊂‘过程控制系统及仪表“是控制在过程生产中的具体应用，问题以典型工业过程控制系统设计为主㊂这样以自动控制理论提供理论分析，以９４㊀教学研究２０１７ＰＬＣ为实现装置，以过程控制系统及仪表课程作为系统设计指导，课程群最终以二级项目来模拟实际过程控制工程问题（例如双容水箱的液位㊁流量㊁温度等参数的测量及控制），通过课程群逐级实现问题的深度广度递进㊂４㊀结束语根据社会需要确立培养目标，分解毕业要求指标点，以培养能够适应和支撑产业发展的信息技术领域中测量控制与仪器仪表类应用创新性型高级工程技术人才为目标，以培养目标为引导，修订完善了专业培养目标，并结合修订后的专业培养目标全面修订了燕山大学测控技术与仪器仪表专业方向专业课程教学大纲和教学内容，构建了本专业方向的知识体系和能力矩阵，形成了一套完整的教学文件和人才培养方案㊂以问题为导向，结合测控技术与仪器专业自动化仪表方向的教学现状，面向考虑人才培养需求，整合构建了四个特色鲜明的专业课程群，以课程群为单位的教学团队建设，开展协同教学模式，设计了符合学科培养目标的教学改革目标和体系㊂建立了各课程群内专业主干课程间的知识体系和系统架构，构建了基于各门课程教学知识点与专业培养能力目标间的专业能力矩阵，理论教学以问题为导向实现研讨式学习㊂最终以项目为驱动实现工程问题的解决，实现了课程 理论授课 课堂讨论 实验 三级项目 的改革，实现了课程设计以及生产实习的整合，实现了课程结构设置㊁课程内容㊁应用实践等环节的有机统一和衔接整合，实现了理论教学和实践教学体系的有机统一㊂通过以上教学模式的实施，构建了体现专业特色的课程群，并以教学团队为基础，探索了课程群下多层次问题导向项目驱动的协同教学模式，理顺了课程体系，完善了相关教学内容和教学方法，加强了师师互通㊁师生互动，为探索一流本科教育，培养创新人才，提高人才培养质量，以及相关专业的教改工作提供了可借鉴经验㊂参考文献１ 林蕙青．一流大学要办好一流本科教育 Ｎ ．光明日报２０１６⁃０５⁃１７ １３ ．２ 龙春阳．课程群建设高校课程教学改革的路径选择 Ｊ ．现代教育科学２０１０ ３ １３９⁃１４１．３ 崔贯勋王勇潘瑜等．基于任务驱动的实践课程教学改革与探索 Ｊ ．实验技术与管理２０１０ ６ １６４⁃１６６４ 姚利民段文彧．高校教学方法改革探讨 Ｊ ．中国大学教学２０１３ ８ ６０⁃６４．５ 赵明仁李保臻．论问题导向的教学设计 Ｊ ．教育理论与实践２０１３ ２３ ５０⁃５２．６ 刘斐．论问题导向教学 Ｄ ．武汉华中师范大学２０１４．７ 吕萍慕芬芳．基于项目的多课程协同教学理念和实践 Ｊ ．高等工程教育研究２０１２ ４ １７１⁃１７５．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅｌｏｒｉｅｎｔｅｄｂｙｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｄｒｉｖｅｎｂｙｐｒｏｊｅｃｔｏｖｅｒｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｇｒｏｕｐＨａｎＬｉ⁃ｑｉａｎｇ ＸｉｅＰｉｎｇ ＴｏｎｇＫａｉ ＤｕＹｉ⁃ｈａｏ ＫｏｎｇＤｅ⁃ｍｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＹａｎｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ 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