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基于新工科的工程类高质量课程创新教学法

张宪红 吴长伟 王姝音
  
卷宗
2023年25期
黑龙江工程学院 计算机科学与技术学院

摘要:针对知识量大且杂,学习内容抽象,能力目标与课程教学有鸿沟的工程类课程,本方法分析教学痛点,提出六元深度联动的高质量课程教学法。通过对产、学、教、研、创和用六个方面的融会贯通,组织探索活动,提高创新意识,切实做到以学生为中心的高质量课程教学。

关键词:新工科;教学方法;教学理念;工程类

基金项目:2022年度学校教育教学改革研究项目(项目编号:JG202223)

一、引言

在工程类课程教学过程中,存在两个主要问题:第一,实际教学课程知识点杂,课时有限,算法偏于理论,不易理解;第二,传统课程注重传授理论知识,以理论讲述为主,脱离工程实践,实际教学课程中难以实现培养学生解决复杂工程问题的能力[1,2]。针对这两个问题,提出新工科背景下课程的教改探索,旨在解决重理论轻实践、学生无法达成处理复杂工程问题和方案设计能力目标的问题。让这门课与实际应用结合,提高教学质量。使学生在本课程学习之后,能够实现从理论知识到实践能力,从验证到探索创新,从单一培养到多元发展的三大转变[3]。

通过痛点分析,可以从两个方面进行突破。针对实际教学课程内容杂,课时有限,算法偏于理论,不易理解的问题,可以通过课程设计提高学生的系统思维能力来解决[4]。针对实际教学课程中难以实现培养学生解决复杂工程问题的能力的问题,可以通过将复杂工程问题分解成可以评价的多个子学习目标,结构化匹配学习目标来解决。

二、创新实践

本教学方法针对教学中存在的这些典型问题展开创新教学改革,注重体现“以学生为中心”的教学理念,以“四新”为育人目标,提出产、学、教、研、创、用的六元深度联动的高质量课程教学法。

1、以学生为中心,探索高质量课程教学方法

为了更好地以学生学习为中心,构建教学质量有效供给体系,本课程在课程开始之前,通过线上沟通交流群,向学生下发《数据挖掘学生背景知识调查问卷》,通过调查问卷可以更好地了解学生的程度以及学生在学习此类课程的问题。

2、六元深度联动的高质量课程教学法

按照毕业要求标准,将复杂工程问题这个大的培养目标,分解成知识目标、能力目标和素养目标,同时又将这三种目标分解成数据知识挖掘、自主学习、团队合作、问题分析、解决方案、社会责任和背景知识七个学习子目标。对应学习子目标设计相应的教学活动与之对应的企业案例导课、课程讲授、独立学习、小组讨论、师生对话、翻转课程、习题反馈、创新大赛和项目化学习九项学习活动,并将其分成产、教、学、研、创和用六元模块。

(1)产

在“产”这个模块中,紧密结合应用型本科高校的办学定位,寻找和课程相关,并符合企业实际发展需要的项目案例进行导课,立足满足学生对课程知识背景的掌握。本模块教学活动的设计是进行企业案例导课,主要对应的学习目标是掌握数据挖掘知识和专业背景,获得问题分析的能力和社会责任感。使学生在接触新的领域知识时,能按照发现问题,分析问题,提出假设和验证假设这样的思考模式进行理解。

(2)教

本课程主要采用讲授教学法、混合式教学法、讨论教学法等,并在课程教学设计上通入课程思政,提高学生素养能力。

(3)学

“学”模块教学活动的设计是独立学习和自主讨论,主要对应的学习目标是获得解决问题分析能力和自主学习能力,通过学习和锻炼逐渐掌握团队合作意识和系统思维能力。这里为了提高学生的系统思维能力,在教学设计中安排绘制思维导图笔记。同时,安排平时作业,培养学生独立思考和学习的能力。

(4)研

“研”模块教学活动的设计是师生对话、翻转课程和习题反馈,主要对应的学习目标除了掌握数据挖掘的知识外,还可以获得自主学习能力、问题分析和解决方案的能力,通过学习和锻炼逐渐掌握团队合作意识,提高教师科研能力,及学生在仿真场景中解决实际复杂工程问题的能力。

(5)创

“创”模块教学活动的设计是各类创新大赛,主要对应的学习目标是掌握专业背景知识,获得解决方案的能力,培养团队合作和社会责任意识。鼓励学生参加各种大学生计算机竞赛,提高学生创新能力。

(6)用

“用”模块教学活动的设计是项目化学习,主要对应的学习目标同样是掌握专业背景知识,获得解决方案的能力,培养团队合作和社会责任意识。鼓励学生参加各种大学生计算机竞赛,提高学生创新能力。

三、总结

六元深度联动高质量课程教学法虽然依托工程类课程而提出,但其参照标准是工程专业认证,因此,所采用的教学方法对于工程类课程都具有一定应用和借鉴价值,并具有以下几方面的普适性:

1、教学理论普适性

通过拆分小目标,设计教学活动,持续改进的教学评价,为工程类课程的结构化调整提供私立,具有一定普适性。

2、系统思维普适性

通过设计教学活动,提高学生的系统思维能力,对于需要解决复杂工程问题的课程有一定参考价值。

3、解决理论实践脱节普适性

通过六元联动教学设计可以更好地解决理论与实践脱节的问题,对于大学本科课程有一定推广价值。

参考文献

[1]陈洁.新工科背景下高校数学"金课"建设探究[J].新教育时代电子杂志(学生版),2019(33):1.

[2]牛云.新工科背景下智能移动机器人实践教学改革[J].2021.

[3]顾立志,高善平,陈思思,等.应用型本科问题求解三段式课程教学法研究与实践[J].佳木斯大学社会科学学报,2022,40(6):8.

[4]杨小婉,朱桂龙,吕凤雯,等.产学研合作如何提升高校科研团队学者的学术绩效?——基于行为视角的多案例研究[J].管理评论,2021(2):15.

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