淺談課堂教學方法改革與實踐

秦學斌 昝宏洋 汪梅 王湃

摘要：本文借鑒翻轉課堂的教學理念，采用互動式教學法，與企業相結合的導學模式，并應用于西安科技大學選修課《過程控制與儀器儀表》的教學實踐中。對所出現的問題進行總結，并給出解決意見。

關鍵詞：微課；選修課；翻轉課堂

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）37-0088-02

一、引言

《過程控制與儀表》是檢測控制和自動化專業的一門重要專業課。過程控制在化工、水力、電力等許多領域占據著重要的地位。隨著工業不斷地發展，控制對象復雜，控制要求多樣，傳統的過程控制教學方式相對地較落后。為了使其更好地適應新技術和新應用的發展，真正實現實踐型與創新型人才培養的需求，從教學內容、教學理念、教學方法和教學手段等方面，對過程控制及儀表課程進行了教學改革探索。同時在本課程的教學實踐中進行應用，從而提高了學生的學習興趣，培養了學生的自學能力、思維能力和創新能力，提升了教學質量和教學效果。隨著國家對高校教育投入力度不斷加大，過程控制實驗室有了明顯的改觀。過程控制的理論教學和實踐教學也有了很大的進步。然而，隨著國家提出的“工業4.0”高科技戰略計劃和“中國制造2025”的號召，當前的教學方式和實驗條件已經滿足不了時代的發展和要求，在新時代的需求下對現有的《過程控制與儀表》的教學方法進行改革顯得尤為重要。

從國際形勢來看，中國成為《華盛頓協議》第18個正式成員，這是我國科技組織在國際舞臺上取得重要話語權的標志，是中國的高等教育受到世界認可的標志。《華盛頓協議》是一項工程教育本科專業認證的國際互認協議，是推進我國工程師資格國際互認的基礎和關鍵，對于我國工程技術領域應對國際競爭、走向世界具有重要現實意義，所以教學思想、教學觀念和教學結構、教學模式的轉變要適應社會的發展。

從國際國內形勢來看，《過程控制與儀表》這門課程的改革和探索急需加強，這正是本項改革要探討的問題。

二、研究的目的和意義

本研究的目的是讓該課程更加具有系統性、合理性；提高學生對該課程的興趣，使其積極主動地去學習和探索，用學習的理論知識指導生產實踐，學以致用；開闊學生的視野、了解國內外在該領域的最新動態，提高本專業學生的理論水平和工程實踐能力。本課題的研究具有如下意義：

1.提高教師的理論水平和實踐能力。教師在教學中起到關鍵的作用，教師的教學水平時直接影響學生接受知識的重要因素之一。在教學中要讓高校教師既精通專業理論知識，又要熟練掌握有關操作技術，在實驗、實習及工作現場教學生操作技能，這對教師來說無疑增加了任職難度，但這是時代的呼喚，高等教育要達到可持續發展的目的，就必須滿足社會用人的需要，勇于接受這一挑戰。

2.提高電子類專業學生的工程實踐能力與專業型培養高層次人才。提高學生的工程實踐能力在現代社會中具有重大意義，學生的綜合能力，尤其是工程實踐能力、工程意識與創新思維的培養是高等學校的一項重要任務。結合工程訓練實踐環節、教學改革以及課外創新活動的開展，從教學觀念的轉變、工程教育體系的完善和師資隊伍的建設等方面，如何培養出具有工程實踐能力強、專業性比較強的復合型人才具有重要的研究意義。

三、微課在選修課教學中的應用

1.選修課學習者的特征及存在的問題。筆者通過對西安科技大學選修課《過程控制與儀表》選課情況的調查發現：（1）選課學生的年級分布情況為：一、二、三、四個年級學生分別占0%、85%、12%、3%。這說明選修課學習者由不同年級的學生組成，使得課后學生之間的討論和交流缺失或弱化。（2）選課學生的專業包括：安全工程、漢語言文學、藝術設計等10個專業。這說明選修課學習者的專業背景和知識結構差異較大，使得教學目標、教學內容及教學進度的制定產生困難。（3）選修課采用大班教學，難以實現個性化指導以及促進每個學生積極思考、主動參與探究。（4）四年級學生面對就業與考研壓力，曠課次數增多。

2.教學模式設計。（1）在教學過程中教師的語言流暢、準確、精練，感染力強，教學基本功扎實，有較好的教學理論基礎和研究能力。運用了案例教學法積極鼓勵學生獨立思考。案例教學重視雙向交流。在案例教學中，學生拿到案例后，先要進行消化，然后查閱各種學生認為必要的理論知識。這無形中加深了對知識的理解。捕捉這些理論知識后，學生還要經過縝密的思考，提出解決問題的方案，這一步應視為能力上的升華。同時學生的答案隨時由教師給以引導，這也促使教師加深思考，根據不同學生的不同理解補充新的教學內容。同時，雙向的教學形式對教師也提出了更高的要求。讓學生觀看相關視頻講座，做好筆記，寫好心得，增強學生對這門課程的興趣，同時教師也要加強自身學習，不斷地充實自己、提高自己。（2）與大型企業進行合作的培養模式。高等院校與大型企業合作培養高層次專業型人才。具體實施方案如下：高校與相關企業關于過程控制相關內容簽署戰略合作協議，在制定卓越工程師教育培養計劃、企業導師合作、學生獎學金及助學金等方面開展深入合作，面向社會發展需求，共同優化人才培養模式，大力推動創新型人才培養。該模式是由學校和企業、科研院所合作，將理論學習與實踐訓練相結合，培養學生的實踐能力和創新精神，全面提高學生素質的一種新型的教育模式。①合理設計教學內容。以生產實踐環節為主掌握過程控制中基本概念，減少理論知識的講解，突出應用技能為教學重點。教學中要充分考慮到工程實踐中的實際需求。此外，在教學時還要充分結合電子類專業的專業特點，有針對性地增加學生的專業知識，為后面的學習打好基礎。②刪除不實用的陳舊內容。教學過程應該本著夠用、能用的原則，著重介紹過程控制中的基本概念、原理和主要分析方法，對于一些煩瑣的數學公式推導能避免則避免。盡量減少或刪除當前工業控制中已經不再使用的儀器儀表部分，采用當前比較常用的儀器儀表進行講解。③增加新興的科學知識。隨著科學技術的不斷發展，過程控制中涌現了新的知識，因此教學內容應該增加過程控制中的一些前沿知識和新興技術，對于原有的、脫離實際的理論知識要及時剔除。教師在教學過程中及時引入這些先進的內容，不斷擴充學生的知識面。④互動式教學法。在過程控制教學過程中，采用“以學生為主體”的教學方式，教師根據學生遇到的問題進行設疑，集思廣益，共同探討找出問題的答案。使學生能夠獨立思考并解決問題，由被動接受者轉變成主動研究問題、解決問題的探究者，由此培養學生思考問題的能力，繼而提高學生主動探索問題的能力。⑤與大型企業相結合的教學模式。如艾默生電氣公司等大型跨國企業，結合這些大型企業中過程控制的先進技術和管理模式及市場導向等反饋到教學中，實現教學和企業相結合的模式培養學生的國際化視野和實踐能力。

3.教學目標的設計與教學重點的確定。由于選修課面對學生的專業、知識結構存在很大差異，使得教學目標的設計與教學重點的確定變得困難。以筆者在《過程控制與儀器儀表》中的粒子群算法為例，從學生所提問題可以看出：計算機、自動化專業的學生更關心粒子群算法的改進方法和最新的理論進展；工商管理、電子商務等專業的學生更關心基本粒子群算法的應用問題；藝術設計、語言學的學生對粒子群算法的起源與產生背景更感興趣。這說明如果教學目標定得過低，像計算機、自動化專業的學生會覺得課程過于簡單，學不到東西。如果目標定得過高，又會使大多數專業的同學感覺艱澀難懂。如何解決這一問題，筆者認為應該對微課進行分類創建。不同需求的同學根據自己的實際情況選擇適合自己的微課分類，真正達到個性導學的教學目的。

4.對學生的學習成果進行有效的評估。雖然筆者在《智能算法智能控制》的教學實踐中，設置了學生成果展示這個環節，但是由于課堂時間有限，成果展示以小組完成。是否每個小組成員均得到確實的鍛煉，不得而知。而且如果所布置作業統一命題，又會造成大量雷同的成果出現。針對這一問題，筆者認為一是在作業布置時避免統一命題，建立題庫使得各小組根據本組特點選擇不同題目。二是進行一定形式的隨堂測試。

本文為提高選修課教學質量，設計新的翻轉課堂導學模式。基于新的導學模式，將微課引入選修課《過程控制與儀器儀表》的教學實踐，對微課在選修課中的應用進行了有益的探索。