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        現(xiàn)代教學(xué)手段在工程類課程教學(xué)中的應(yīng)用

        2016-05-14 13:42:21齊祥明王俊玲毛相朝
        教書育人·高教論壇 2016年5期
        關(guān)鍵詞:現(xiàn)代工程課程

        齊祥明 王俊玲 毛相朝

        [摘 要] 工程人才,尤其是卓越工程人才的培養(yǎng)本身具有較高的難度。一方面增加大量的實踐機會,另一方面在理論教學(xué),尤其是工程類課程的理論教學(xué)過程中,采用各種現(xiàn)代教學(xué)手段對實踐場景進行展示,將理論和實踐更緊密地結(jié)合,將是突破卓越工程人才培養(yǎng)難關(guān)的關(guān)鍵所在。

        [關(guān)鍵詞] 現(xiàn)代;教學(xué);工程;課程

        [中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 1008-2549(2016) 05-0070-02

        自2008年全球經(jīng)濟危機以來,我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整勢在必行。 “人口紅利”消失以后,我國面臨著從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的機遇和挑戰(zhàn)。在此背景下,教育部于2010年啟動卓越工程師教育培養(yǎng)計劃,著重具有工程能力的卓越人才培養(yǎng)[1]。一方面增加大量的實踐機會,另一方面在理論教學(xué),尤其是工程類課程的理論教學(xué)過程中,采用各種現(xiàn)代教學(xué)手段對實踐場景進行展示,將理論和實踐更緊密的結(jié)合,將是突破卓越工程人才培養(yǎng)難關(guān)的關(guān)鍵所在[2]。

        一 現(xiàn)代教學(xué)手段的所指

        1 基于軟件的現(xiàn)代教學(xué)手段

        這類教學(xué)手段出現(xiàn)最早,早在上世紀90年代中期,Windows系統(tǒng)普及應(yīng)用時,Office Powerpoint軟件即出現(xiàn),并迅速得到大家認可。其后在配備有電腦的教室里,教師們開始越來越習慣使用Powerpoint軟件進行授課。該軟件可以非常方便地展示各種圖像文件,通過課件編輯還可以實現(xiàn)動畫、音頻、視頻等信息的展示[3]。

        對于工程類課程來說,一些計算機輔助教學(xué)(CAI)、仿真模擬和虛擬現(xiàn)實軟件也在不斷地應(yīng)運而生[4]。在這些軟件中,其中的圖片、動畫和視頻等不再是二維的、無法互動的文件。有些設(shè)備以三維模型進行虛擬制作,教學(xué)中使用時,老師和同學(xué)們還可以根據(jù)自己的需要對三維模型進行自主的剖切展示和虛擬運轉(zhuǎn),使得學(xué)生們在沒有親臨現(xiàn)場的情況下感受與現(xiàn)場幾近相同的實踐經(jīng)歷。

        2 基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代教學(xué)手段

        這類現(xiàn)代教學(xué)手段主要用于課程教學(xué)的課外輔導(dǎo)和自主學(xué)習。主要是一些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,包括網(wǎng)上發(fā)布作業(yè)和收交作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)試題庫的建立、網(wǎng)絡(luò)討論和答疑平臺等功能;注重網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)的一些老師甚至會收集一些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和視頻資料匯總到教學(xué)平臺上[5]。一些實踐操作過程,也可以通過網(wǎng)絡(luò)視頻形式進行發(fā)布。近年興起的慕課、微課等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻平臺則代表著這方面發(fā)展的前沿趨勢。

        3 基于硬件的現(xiàn)代教學(xué)手段

        隨著物聯(lián)網(wǎng)時代逐漸地逼近,近幾年各種電子設(shè)備的硬件操作環(huán)境也在不斷變化。各種個性化操作設(shè)施的出現(xiàn)也正在促生新的現(xiàn)代教學(xué)手段,目前這方面尚未得到教學(xué)工作者們的充分重視。

        代表性的硬件手段有:手寫輸入屏幕[6]。以Powerpoint軟件為主流的多媒體教學(xué)手段逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)板書教學(xué)手段過程中,一些有識之士已經(jīng)意識到,傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式仍然有其特有的優(yōu)點。如何將兩者在課堂教學(xué)中有機結(jié)合,一直是一個問題。手寫屏幕的出現(xiàn)使兩者有機、融洽地結(jié)合在一起成為了可能。

        二 現(xiàn)代教學(xué)手段的特點及適用性分析

        總體而言,目前應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)代教學(xué)手段主要是課堂上的Powerpoint軟件和課后的網(wǎng)絡(luò)平臺。下面對它們各自的特點和適用性作簡單的歸納和分析。

        1 Powerpoint軟件作為教學(xué)手段的特點

        Powerpoint軟件是目前被最廣泛采用的多媒體授課軟件。一定意義上來說,它改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式,具體體現(xiàn)在以下幾點:其一,課前備課方式有了極大的轉(zhuǎn)變。以前基于板書的授課過程,課前要進行講稿梳理、板書設(shè)計等環(huán)節(jié),現(xiàn)在幾乎只需集中精力準備好ppt。其二,課堂信息量出現(xiàn)了極大改變。以前基于板書的授課方式上,每個重要信息量的展示均需要板書來完成,這個過程占用了課堂大量時間,致使板書授課信息量大大降低。而ppt在信息展示過程中只需簡單一鍵就能展示大量信息。

        上述兩方面轉(zhuǎn)變均既有積極意義,也有消極意義。就備課方式而言,其積極意義在于,教師可以將更多的時間花費在課堂知識的甄選和呈列方式上,由于有大量提示性的信息在授課過程中可以即時展示,所以往往講稿也不需花過多時間準備。其消極意義在于,一旦ppt已經(jīng)存在,有些責任心不強的教師就失去了備課的動力,甚至通過網(wǎng)絡(luò)直接下載別人ppt使用的情況也非常多見。

        課堂信息量的加大,如果沒有輔之以更高效的講解方式,同樣可能出現(xiàn)問題。比如在講解過程中沒有用恰當?shù)姆绞近c明關(guān)鍵知識點,反而會讓學(xué)生出現(xiàn)注意力無法集中的問題。甚至有些教師害怕自己講解不熟練,將大量文字粘貼到ppt中,然后當堂念讀,授課效果奇差。

        2 其他可以采用的現(xiàn)代課堂教學(xué)手段的特點

        各種視頻、音頻文件在課堂上同樣可以播放,用以展示一些很難用語言描述的實際教學(xué)案例。在過去傳統(tǒng)教學(xué)中,這類案例往往只能依靠簡陋的教學(xué)模具來實現(xiàn)。

        從直觀性角度來講,如果有高度仿真的教學(xué)模具,盡管它存在攜帶不方便的可能性,但在展示度上無疑還是超過視頻文件的。尤其近年來,面向高等教育的各種教學(xué)模具企業(yè)正不斷發(fā)育壯大。

        此外,如前文所述,ppt授課方式固然有很多優(yōu)點,但在講課靈活性和重難點強調(diào)方面授課教師和聽課學(xué)生普遍反映不如板書效果好。如果有可以應(yīng)用屏幕手寫輸入的硬件環(huán)境,則ppt和板書兩種授課模式的優(yōu)點則可以統(tǒng)一起來。隨著電子信息技術(shù)不斷更新,近年手寫筆記本,甚至手寫大屏幕正被不斷推向市場,使得上述教學(xué)技術(shù)設(shè)想已經(jīng)成為可能。

        3 基于互聯(lián)網(wǎng)的課外教學(xué)手段的特點

        互聯(lián)網(wǎng)作為對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的補充,其重要作用正越來越多地引起高校教師們的注意。其作用主要體現(xiàn)為以下幾點:資料共享;收發(fā)作業(yè)和建立網(wǎng)絡(luò)題庫;網(wǎng)絡(luò)答疑。此外,網(wǎng)絡(luò)討論平臺中,還會出現(xiàn)學(xué)生問學(xué)生答的現(xiàn)象,這無疑提高了學(xué)生自己解決問題的能力。

        4 CAI教學(xué)輔助軟件和仿真模擬的教學(xué)輔助的特點

        CAI教學(xué)輔助軟件和仿真模擬既可以用于課堂教學(xué)展示,也可以用于課外教學(xué)訓(xùn)練。其教學(xué)功能與仿真模具類似,比仿真教學(xué)模具更好的特點在于,它可以實現(xiàn)虛擬的分解、局部解剖、模擬運轉(zhuǎn)等更多、功能全面的功能,且展示度比視頻文件更高、更全面、清晰。此外,該類軟件還可以針對一個成套系統(tǒng)進行設(shè)計,比如工廠設(shè)計系統(tǒng)等。

        其局限性在于,目前這方面軟件開發(fā)的投資力度相對較低,因而企業(yè)開發(fā)欲望不高,目前已有的軟件,展示功能設(shè)置非常有限。

        三 現(xiàn)代教學(xué)手段在工程類課程教學(xué)中的應(yīng)用

        1 現(xiàn)代課堂教學(xué)手段在工程類課程教學(xué)中的應(yīng)用

        現(xiàn)代課堂教學(xué)手段主要是基于Powerpoint軟件實現(xiàn)的多媒體教學(xué)手段。前文所述的是該手段的通用特點。就工程類課程而言,其獨有的特點在于可以充分地展示圖片、動畫等各種信息。工程類課程往往涉及很多設(shè)備和實際結(jié)構(gòu),這些設(shè)備和結(jié)構(gòu)在沒有實物參比的情況下往往很難用語言清晰描述,通過實物圖片甚至動畫的展示,則可以達到讓學(xué)生一看就會,且學(xué)習后遺忘率較低。

        然而對許多需要進行運行原理講解的設(shè)備和系統(tǒng),僅有靜態(tài)的圖片或是簡單的動畫往往是不夠的。因此必要的視頻文件對這類教學(xué)來說是非常重要的,尤其在目前工廠、企業(yè)實習越來越難安排的現(xiàn)狀下,這些視頻文件可以使學(xué)生在課堂上達到熟悉現(xiàn)場的目的。

        視頻文件的不足在于,視頻制作的技術(shù)條件對展示效果將有至關(guān)重要的影響,其中包括擺設(shè)角度、光線分布條件、圖像清晰度等各種因素。往往非常清晰到位的視頻文件非常難找。此外,視頻文件無法呈現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造,尤其是內(nèi)部運轉(zhuǎn)過程。此時,CAI輔助教學(xué)軟件和仿真模擬軟件則具有了非常有益的補充作用。如前文所述,通過適當?shù)能浖O(shè)計,學(xué)生甚至可以實現(xiàn)虛擬操作、虛擬設(shè)計等各種需要實踐鍛煉但又無法在現(xiàn)場進行的實踐鍛煉環(huán)節(jié)。

        2 現(xiàn)代課外教學(xué)手段在工程類課程教學(xué)中的應(yīng)用

        如前文所述,當代正處于知識、信息爆炸時期。同時,相應(yīng)的工程、設(shè)備種類也正不斷翻新、變更。然而課堂學(xué)時始終有限,對于許多工程類課程來說,課堂只能有時間指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會如何認識和學(xué)習各類設(shè)備和工程系統(tǒng),無法涉及過多的外延。然而隨著時代的變遷,工程類對象的外延正日新月異。信息化學(xué)習環(huán)境是信息技術(shù)對學(xué)習環(huán)境充分影響的產(chǎn)物,體現(xiàn)了信息時代的時代特點。[7]因而在課外給學(xué)生提供足夠的補充案例,引導(dǎo)他們按自己興趣自主學(xué)習和認識課堂之外設(shè)備或工程案例、對象即成為了目前工程類課程授課的一種必須?;ヂ?lián)網(wǎng)等課外輔助教學(xué)手段則使這個過程有了充分實施的平臺。

        參考文獻

        [1]張安富,劉興鳳.實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的思考[J].高等工程教育研究, 2010 (4): 56-59.

        [2]樓應(yīng)侯, 賈志欣, 華順明, 吳紅兵. 高校工程類課程課堂教學(xué)問題思考[J].現(xiàn)代企業(yè)教育, 2014 (2): 169-170.

        [3]周菲菲, 莫偉鋒. 多媒體教學(xué)手段在理工科課程中的應(yīng)用[J].教育理論與實踐, 2013(15): 44-46.

        [4]宋煒光. 高校計算機輔助教學(xué)的現(xiàn)狀及對策[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備, 2014(15):76-78.

        [5]劉敏, 劉志鵬, 雷蕾,等. 探析基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂[J]. 中國教育信息化·基礎(chǔ)教育, 2015(1):14-15.

        [6]胡一然, 郭飛飛, 楊元珂. 基于手寫教學(xué)系統(tǒng)觸摸顯示屏的設(shè)計[J]. 軟件, 2014(4):033.

        [7]吳瓊,張養(yǎng)力.云計算視野下的信息化學(xué)習環(huán)境建構(gòu)[J].繼續(xù)教育研究,2014(6):135-137.

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