基于“卓越工程師人才培養”的專業課開放式教學方法探討

摘要：對于開放式教學，在實施過程中其實是沒有固定程式的，應當根據教師的個性以及學生的情況等多種因素決定具體的施教措施。開放式教學是相對于傳統的“封閉式”靜態而言的，其核心在于“變”，因而開放式教學具有全方位、多角度、動態的特點，它具體體現在教學過程、教學內容、拓展空間等幾個方面。

關鍵詞：開放式教學；創新；多元化；評價

“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》和《國家中長期人才發展規劃綱要》的重大改革項目，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，其核心是創新性與適應性。當今世界，知識創新成為國家競爭力的核心要素。各國為掌握國際競爭主動，紛紛把深度開發人力資源、實現創新驅動發展作為戰略選擇。中國社會對創新人才的渴望幾乎到了瘋狂的程度，但在現實中天天講創新、講創新人才培養的大學，卻對創新個性特質的包容十分有限，難以接受那些產生質疑、批判、獨立思考、堅守真理的人和事。因此，大學在創新人才培養中必須反思自身的傳統與文化、制度與精神，思考大學如何創造一個鼓勵、包容、發揚學生創新特質的新時代環境，無疑是一個巨大的現實挑戰。目前，“卓越工程師教育培養計劃”已在全國高校開始試點實施，武漢理工大學是全國第一批61所試點高校之一。機電工程學院機械制造工程及自動化專業2010年始已招收試點班，根據新的教學計劃，試點班的學生現在已進入專業課學習階段。筆者在2012年上半年承擔了2010級機械制造工程及自動化專業“卓越工程師”試點班的《控制工程基礎》授課及《專業實習》指導任務，其中，《控制工程基礎》是武漢理工大學課程改革項目中的試點課程之一。在教學過程中，筆者嘗試了開放式教學方法，并采用了較為開放的評價體系，取得了較好的效果。

一、采用啟發式等教學方式，注重教學過程的多方位和多角度

開放式教學不僅是一種教學方法和教學模式，它更應是一種教學理念。筆者認為：開放式教學是以學生為主體，以知識教學為載體，以人類社會的發展和進步作為首要目標，通過創造一個有利于學生思維自由、取舍自主的教學環境，提供充分發展的空間，促使學生在積極主動的探索過程中，全面提高和發展各方面素質（包括科學品質、創新意識和實踐能力等）。對于開放式教學，在實施過程中其實是沒有固定程式的，應當根據教師的個性以及學生的情況等多種因素決定具體的施教措施。特別是在“卓越工程師人才培養”試點階段，更應重視培養學生的創新精神與適應能力，那種所謂“規范化”、“統一化”的教學模式是不利于這些學生個性成長的。在教學過程中，啟發式教學方式是最基本的教學形式，特別是在知識點的講授中，更應采取多方位的教學形式。例如：“反饋”是控制理論中的一個重要知識點，也是控制理論的核心。對于這個知識點，筆者在教學過程中采用了多種教學形式：首先將生活中常見的實例（恒溫箱溫度控制、液位控制、汽車駕駛、穩壓電源等）用多媒體形式展示出來，組織討論這些控制系統的控制回路是如何構成并起控制作用的，并在討論總結中引伸反饋的定義和含義。爾后又鼓勵學生下實驗室，操作液位控制裝置，并對該裝置中的反饋環節和作用作出解釋。為了更進一步提升學生的學習興趣，要求學生在“專業實習”環節中，找出企業在生產裝備及生產過程中應用控制理論的實例，繪制其職能框圖，并以論文形式論述其控制原理、控制過程及應用特點，指出其不足的地方并提出自己的見解及改進方案。

二、結合科學研究，提升學生的學習興趣

興趣是最好的老師。對于機械類專業的學生來講，學習專業課會感覺比較枯燥，因此，如何使學生對專業課有興趣，并形成自主參與的教學情境是每個專業課教師所面臨的難題。教師應掌握課程內容在實際中的應用情況和科學科學前沿，引起學生對科學研究的探索欲望和興趣。筆者曾結合學生的“大學生機械創新大賽”項目，把課程中有關控制理論的內容作了原理分析，指出其實施過程中的不合理部分，引導學生改善其設計，使學生的大賽項目后續進行順利，也使其學習興趣倍增，課后討論熱情高漲。筆者與某企業簽訂了“微型電機軸臺肩面加工夾具設計”橫向課題，它涉及到《機械制造工藝學》的定位原理問題。筆者將該企業在加工過程中存在的主要問題向學生作了介紹，鼓勵學生找出問題的原因，并制定解決方案。很多學生參與了研究，并提出了較為合適的解決思路。有的學生甚至在課后繪制了夾具三維圖。筆者趁熱打鐵，首先肯定了這些學生的成績，爾后把定位問題作了小結，其教學效果良好。

三、營造和諧的教學氣氛，構建開放的師生關系

在教學過程中，師生關系應是互相尊重、互相影響、互相促進的平等關系。在教學活動中，教師以引導、參與為主，并與學生平等對話。學生可以在各教學環節中提出質疑、闡述自己的觀點。在平常的師生交流與溝通中，教師可以是“伙伴”，與學生共同探討不確定的問題，并共同分享查閱的資料和實踐中的證據材料；教師也可以是“顧問”，把握方向性和原則性問題，并加以指導。例如，在《控制工程基礎》中的頻域穩定性分析這一教學內容上，各種教材對此問題的闡述和分析不同，但其核心是“復角定理”。由于各學者的理解差異，導致該問題的分析繁雜晦澀，不易理解。筆者在對此問題的處理上，首先為學生介紹了復角定理，再要求學生查閱參考資料，分小組討論，把各自的理解相互交流，筆者也參加小組討論；其次，適時安排實驗，通過實驗來驗證理論，增強學生的理解；最后筆者作了指導性的總結，鼓勵學生提出不同意見，甚至走上講臺，發表自己的見解，并通過課后交流，使學生對該問題理解很透徹，且師生關系得到進一步的融洽。

四、做好充分的課前準備，提升教師的教學素質

要保證良好的教學效果，教師首先要做好充分的授課準備，包括教案、備課記錄及高質量的PPT演示電子檔。教案是教學組織計劃，備課記錄是根據課程教學大綱所需講授的具體內容，而PPT則是教學內容及教學組織計劃的實施載體，這三者應有機結合，并根據學生的學習情況作適當調整，同時還應根據當今科學技術的發展，更新教學內容。其次，授課教師的語言表達能力也是不可小視的一個方面，因此，教師應研究對授課內容的表述方式和習慣，盡量在語言表達上生動、風趣、通俗易懂，以增強對學生的吸引力。

五、構建多元化教學評價體系，鼓勵學生創新

在武漢理工大學，教學評價分兩部分，一是學生對教師的評價：教師的教學態度、備課是否充分、重點是否突出及是否采用啟發式教學等十個方面的量化指標；二是教師對學生的評價：考試卷面分數、平常作業及出勤情況（量化）、實驗成績等。顯然，這樣的評價體系比較僵化，不利于學生自主和創新學習。筆者嘗試的做法是：

1.對教師的評價。在平常的教學活動中，虛心聽取學生的建議，滿足學生的合理要求。學生可以在課堂、實驗室或實習現場表達自己的觀點，談出自己的理解。針對學校制定的評價指標，學生可直接或間接對老師評價（包括網上評價、輔導員及班主任反饋評價等），促進和諧的教學環境，爭取更好的教學效果；

2.對學生的課程學習評價。以學生對各教學活動的參與程度、能否勇于發表自己的觀點及準備工作的情況為主要評價依據。例如在討論過程中，能否將課堂內容作深層次的思考，能否有依據（或有思維邏輯）證實自己的觀點或理解；是否在實驗中理解了實驗內容，得到的結論是否有充分依據。此外學校對必修課有考試評價要求，因此，本次考試在命題上注重開放性試題的比例，評卷時也不設標準答案，考試卷面分數作為課程學習的參考評價；對學生參加諸如機械創新大賽等實際課題或制作小裝置等，只要能把課程內容應用于制作或設計中，都可納入評價體系中。針對上述評價項目，在歸納的基礎上進行分類與細化，既保證評價的客觀性，同時也注重靈活性和可操作性。

開放式教學是相對于傳統的“封閉式”靜態而言的，其核心在于“變”，因而開放式教學具有全方位、多角度、動態的特點，它具體體現在教學過程、教學內容、拓展空間等幾個方面。在開放的教學過程中，教師采用的教學基本形式為啟發式教學，同時組織討論、探究與互動，容許學生的質疑、爭論甚至批判，并通過信息搜集、邏輯推理與實驗來支持或者更正自己的觀點，形成科學的學習態度和主動的思維習慣。在教學內容上，不應刻意追求課程要求與教學內容的統一，鼓勵教師和學生面向實際、面向工程而自選內容，教師按需施教、靈活施教，學生對課程內容取舍自主。教學空間應不局限于本學校與課堂，更不應強調所謂“訓練規范性”。在學習區域上，可向社會多方位的傳媒延伸，向專業所依托的行業延伸。在思維訓練上，既重視邏輯思維、空間思維、形象思維的訓練，也重視形象與抽象、直覺與分析、想象與思考的結合，熟悉和掌握創新實踐的基本方法，了解科學研究的一般過程，同時，也不可忽視開放性和發散的思維訓練，啟發批判性、創造性思維，開啟創新之門。

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