黃影平,胡 興,居 超

(上海理工大學(xué) 光電信息與計算機工程學(xué)院,上海 200093)

我國教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃[1]提出要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力,強化學(xué)生實踐動手能力。然而,當(dāng)前我國的高校教育模式仍然主要以老師講,學(xué)生聽的“灌輸式”授課方式為主。這樣的方式不利于大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、思考能力、實踐能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新意識的養(yǎng)成,尤其是對于工程學(xué)科。因此,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,嘗試使用先進的教學(xué)手段建立更有效的教學(xué)模式具有十分重要的意義。本文在“汽車電子與仿真測試”這門實踐性較強的課程教學(xué)中,探索采用活動引導(dǎo)式教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)過程中,提高學(xué)習(xí)興趣、認知能力和實踐動手能力,促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

一、課程介紹及教學(xué)存在的問題

“汽車電子與仿真測試”是上海理工大學(xué)與德國科堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(CUASA)碩士學(xué)位聯(lián)合培養(yǎng)項目(Analytical Instruments,Measurement and Sensor Technology——分析儀器,測量與傳感器專業(yè))的核心課程。此聯(lián)合培養(yǎng)項目旨在培養(yǎng)儀器與測試領(lǐng)域的高級工程專業(yè)技術(shù)人才。汽車作為儀器與測試技術(shù)的一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域,大量地運用計算機仿真技術(shù)來進行設(shè)計和測試。本課程是應(yīng)德方要求設(shè)計開設(shè),目的是讓學(xué)生了解掌握現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)的相關(guān)知識,以及基于計算機仿真的汽車電子系統(tǒng)的設(shè)計和測試方法——這一汽車電子領(lǐng)域的最新技術(shù)。

“汽車電子與仿真測試”是一門理論與實踐結(jié)合性很強的課程?；A(chǔ)理論跨學(xué)科,知識量大,內(nèi)容復(fù)雜。學(xué)生需要在理解理論知識的基礎(chǔ)上,進行建模仿真,通過實踐來進一步掌握理論知識和基于仿真的汽車電子設(shè)計測試方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法只重視講授理論知識,實踐環(huán)節(jié)設(shè)計不夠,而且往往把理論教學(xué)與實驗教學(xué)分開。這樣的方式是以教師為主的單向傳授,難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,課堂效果也不好。合理的教學(xué)模式應(yīng)該是通過多種活動,師生互動交流、共同探討,教師的角色由傳統(tǒng)的教學(xué)活動的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動的引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí),更多地成為教學(xué)過程的主體。

二、活動引導(dǎo)教學(xué)介紹

現(xiàn)代教育理論認為有效地學(xué)習(xí)應(yīng)該是要讓學(xué)習(xí)者成為教學(xué)過程中積極的參與者而不是一個被動的接受者。McCowan和Knapper[2]指出:被動的學(xué)習(xí)對知識的理解是膚淺的,并且較容易遺忘。積極主動的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生發(fā)展自我學(xué)習(xí)的技能,同時有助于對知識有更深入、更長久的了解。主動的學(xué)習(xí)是發(fā)展專業(yè)技能和整合不同來源的理論知識的唯一有效途徑。

(一)定義與基本思想

依據(jù)Wilson-Medhurst等[3]的理論,活動引導(dǎo)教學(xué)是指通過多種精心設(shè)計的活動,教師作為引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)方法?；顒涌梢允钦n堂上的問題討論、案例分析、場景、研究項目、實驗等等?；顒右龑?dǎo)教學(xué)要求教師精心設(shè)計服務(wù)于教學(xué)目的的活動,讓學(xué)生參與其中,學(xué)生通過自主探尋、自主研究等方式以獲取對課程知識的深入理解以及對實際技能的掌握。

活動引導(dǎo)教學(xué)的基本思想就是以學(xué)生為中心,以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為目標,在教師的引導(dǎo)下,通過多種活動形式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱和興趣,使學(xué)生主動地使用腦、心、手進行學(xué)習(xí)?；顒右龑?dǎo)教學(xué)類似于行為引導(dǎo)式教學(xué)法,以“行動研究模式”和“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)[4]。該思想注重教學(xué)過程中的應(yīng)用性和實踐性,認為教學(xué)不能單單講授理論知識,而且需要將實踐性問題貫穿各個重要部分,從而培養(yǎng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

(二)特點

1.通過多樣的教學(xué)活動激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動性

在活動引導(dǎo)式教學(xué)中,教師不是課堂教學(xué)中的唯一主體,而是要發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,通過教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過程中。這樣的好處是可以讓枯燥的課堂變得生動有趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;利用具體實踐活動,增強學(xué)生學(xué)習(xí)過程的實踐性并提高其實踐能力;利用學(xué)生與老師、學(xué)生與學(xué)生之間的互動,保證學(xué)生主題意識的有效發(fā)揮。讓學(xué)生從多種活動中理解理論內(nèi)容及其內(nèi)涵,形成知識體系,加深對理論知識的印象。

2.采用教學(xué)任務(wù)驅(qū)動

活動引導(dǎo)式教學(xué)依據(jù)各部分教學(xué)內(nèi)容的要求設(shè)計教學(xué)活動,并利用實踐環(huán)節(jié),將課程理論知識與工業(yè)界的應(yīng)用情況聯(lián)系起來,重點加強對實際應(yīng)用有價值的基本知識、理論與方法的訓(xùn)練。通過設(shè)計教學(xué)任務(wù)的方式,讓學(xué)生在具體的活動中進行知識的應(yīng)用和總結(jié),最終提高其總體知識水平和知識應(yīng)用能力。

3.實行多元性教學(xué)評價方式

在活動引導(dǎo)式教學(xué)過程中,對學(xué)生的評價既包括對學(xué)生學(xué)到的知識的定量分析,也包含對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能獲得能力的定性分析。因此,教師在制定評價標準時,既要關(guān)注學(xué)生理論知識的掌握程度,也要考核學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新性思維。

三、活動引導(dǎo)式教學(xué)在課程中的應(yīng)用與實踐

根據(jù)“汽車電子與仿真測試”課程教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)大綱的要求,在應(yīng)用活動引導(dǎo)教學(xué)的實踐中做了如下幾點。

(一)課堂教學(xué)中將實踐環(huán)節(jié)與理論講授融合在一起

主要的教學(xué)模塊對應(yīng)的學(xué)時安排及授課方式如表1所示。

表1 教學(xué)模塊學(xué)時安排及授課方式Tab.1 Class hours,teaching method of lecture modules

根據(jù)教學(xué)模塊內(nèi)容的不同,在總共9個教學(xué)模塊34個學(xué)時的課堂教學(xué)中,模塊5～7占據(jù)16個學(xué)時,安排在計算機仿真實驗室進行。其他5個教學(xué)模塊占據(jù)18個學(xué)時,安排在普通教室進行。在實驗室進行的模塊采用教師講授與學(xué)生動手實踐穿插進行的方式,也就是教師先講授原理與理論知識,然后學(xué)生按照教師設(shè)計的實驗動手進行建模和仿真。這樣的方式改變了理論教學(xué)與實驗分離的方式,將教師講授與學(xué)生實踐無縫連接在一起。在普通教室進行的模塊,主要以教師講授為主,但不是完全由教師講,而是通過各種方式,例如提問、課題討論、案例分析等,讓學(xué)生積極參與到教學(xué)過程,提高課堂教學(xué)的趣味性,吸引學(xué)生注意力,加深理解。

(二)教學(xué)活動貫穿教學(xué)的始終

課堂教學(xué)過程中,在理論知識講解之后,適當(dāng)?shù)丶尤胂嚓P(guān)的實踐、討論等,可以使得學(xué)生更好地理解理論知識。在教學(xué)的過程中設(shè)計了大量的活動(包括仿真實驗)讓學(xué)生參與并動手實踐,使學(xué)生也成為教學(xué)過程的主體。表2列舉出一些主要的活動:其中活動2～8是學(xué)生在課堂中進行的活動,活動1和9是學(xué)生課后開展的活動,活動1要求學(xué)生自學(xué),貫穿課程學(xué)習(xí)的整個過程,并且與學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)。

(三)課程項目作為考核方式

實行靈活考核方法,發(fā)揮學(xué)生的潛能。課程考核采用課程項目、提交報告的形式。課程項目包含兩方面的內(nèi)容:第一部分是電動馬達與電動卡丁車的建模與仿真。這一部分的內(nèi)容重點考核學(xué)生對課程講授的控制理論、建模方法、仿真技術(shù)的掌握與理解,學(xué)生需提交理論分析、仿真模型與仿真結(jié)果分析。第二部分是課程開始時布置的自學(xué)內(nèi)容,即表1中的模塊1,要求學(xué)生自己找尋資料,了解電動汽車的原理及結(jié)構(gòu),描述各個子系統(tǒng)的功能及工作原理。這一部分的內(nèi)容重點考核學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力以及運用所學(xué)知識的能力。

表2 課程教學(xué)過程中設(shè)計的主要活動Tab.2 Activities developed in the teaching process

(四)注重傳授最新的技術(shù)和研究成果

汽車電子學(xué)發(fā)展非常迅速,知識更新快,在教學(xué)內(nèi)容的選擇上注意追蹤學(xué)科領(lǐng)域前沿發(fā)展變化,將新的研究成果和技術(shù)及時吸納并且融入到教學(xué)中來。例如:用兩個學(xué)時介紹汽車電子系統(tǒng)領(lǐng)域的高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的最新成果;講解汽車電子總線的時候,不僅介紹目前普遍使用的CAN、LIN、MOST總線,也介紹代表未來方向的正在研發(fā)中的FLEXRAY總線。

(五)教學(xué)內(nèi)容與科研項目結(jié)合

將課程的教學(xué)與課程負責(zé)人的科研工作結(jié)合起來,課程的一些內(nèi)容也是課程負責(zé)人科研工作的成果。例如:高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的內(nèi)容中講授課程負責(zé)人的研究成果——基于立體視覺的障礙物檢測方法;表1中的模塊8是參觀課程負責(zé)人建立的汽車電子仿真實驗室,并了解實際汽車制造企業(yè)如何使用計算機仿真技術(shù)進行汽車電子系統(tǒng)的開發(fā)與測試。

四、結(jié)束語

“汽車電子與仿真測試”是一門理論與實踐并重的研究生課程,教學(xué)需要注重技巧,才能夠提高教學(xué)效率,獲得更好的教學(xué)效果。活動引導(dǎo)式教學(xué)方法作為“知行合一”教育理念的體現(xiàn),強調(diào)教師引導(dǎo),學(xué)生主動學(xué)習(xí),積極參與到教學(xué)環(huán)節(jié),適合于本課程的教學(xué),也獲得了比較好的效果。本課程已經(jīng)開設(shè)了5輪,教學(xué)效果良好。學(xué)生、同行以及德方專家共同的評價是:課程設(shè)置合理實用,教授方法靈活,互動頻繁,實踐環(huán)節(jié)所占比例重。

活動引導(dǎo)式教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式,這種教學(xué)模式能夠很好地啟發(fā)學(xué)生思維,突顯以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,對現(xiàn)階段我國全方位進行的教學(xué)改革具有重要意義。在倡導(dǎo)素質(zhì)教育、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)大形勢下,應(yīng)該給以足夠的重視,并加以推廣。

活動引導(dǎo)型教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式有著較大的差異,但不能完全排斥傳統(tǒng)教學(xué)模式,而應(yīng)該將活動引導(dǎo)型教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式有機地結(jié)合,借鑒其優(yōu)勢,結(jié)合課程內(nèi)容以及課程特點靈活使用,才能獲得最佳的教學(xué)效果。