課題式教學方法在專業(yè)創(chuàng)新模塊中的應用案例分析*

陳智娟 吳啟斌 趙向陽 王蒙蒙

1.河南工學院車輛與交通工程學院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.河南工學院機械工程學院，河南 新鄉(xiāng) 453003

為適應工業(yè)革命4.0的快速發(fā)展，2017年以來，教育部積極推進“新工科”建設［1］，要求高校重實踐、跨學科，把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)的全過程，持續(xù)改進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方案、課程體系和教學要求，以工程教育的中國模式，應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革。據(jù)此，部分高校在人才培養(yǎng)方案中增加了專業(yè)創(chuàng)新模塊，旨在激發(fā)學生對專業(yè)知識的學習興趣，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，引導學生創(chuàng)新實踐，提升學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

一、課題式教學方法實施的必要性和可行性

課題式教學方法是一種研究學習型教學方式，是指教師以課程學習重點和難點為基礎，以實際生產(chǎn)需求為依托，設計出某一研究課題作為教學內(nèi)容，組織學生以團隊合作的形式，開展自主探索式學習，以期在綜合應用知識的基礎上創(chuàng)新解決實際問題的教學活動［2］。

（一）課題式教學方法實施的必要性

就教師教學而言，課題式教學方法為“以研促教”夯實了基礎。高校教師的科研課題來源于實際生產(chǎn)的需求和對行業(yè)發(fā)展趨勢的研判，開展科研活動需利用科學的方法和理論分析問題、解決問題。科研過程中采用的新方法、實驗新成果、行業(yè)領域發(fā)展新趨勢均能夠指導教學過程，真正實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合，開闊學生對專業(yè)的認知，培養(yǎng)學生善于觀察生活、敏銳洞察事物發(fā)展原理的能力。

就學生學習而言，課題式教學方法提升了其綜合應用能力和創(chuàng)新能力。某一課題的研究融合了多學科的方法與理論并進行創(chuàng)新，迎合了“新工科”對學科的實用性、交叉性與綜合性的強調(diào)［3］。同時，鼓勵學生參與到課題研究，能夠督促學生全面掌握專業(yè)理論知識，提升其查閱文獻、探求真理的品質(zhì)［2］，符合新時代對高素質(zhì)復合型人才培養(yǎng)的要求。

（二）課題式教學方法實施的可行性

“新工科”背景下，高校人才培養(yǎng)方案中專業(yè)創(chuàng)新模塊的設置，其一是為了檢測學生對專業(yè)知識綜合應用的能力，其二是為了培養(yǎng)學生基于專業(yè)知識的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在專業(yè)創(chuàng)新模塊開展課題式教學，讓學生參與到科研課題中，能夠激發(fā)學生主動學習的積極性，輔助學生建立知識構(gòu)架，發(fā)散思維。

汽車行業(yè)涉及領域較廣，可分為汽車前服務、汽車生產(chǎn)制造和汽車后服務，每一部分都有較為廣泛的研究課題設計范圍，且具有較強的綜合性和實踐性，與課題式教學方法理論相統(tǒng)一；汽車行業(yè)是各種先進科技成果的集中營，以“安全、環(huán)保、共享、智能”為主題的發(fā)展方向，有待更多的創(chuàng)新技術(shù)的支持，為開展課題式教學創(chuàng)造了更廣闊的空間。

圖1 汽車行業(yè)領域劃分

以汽車服務工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案為例，專業(yè)創(chuàng)新模塊的先修課程包括《大學生創(chuàng)新基礎》、《創(chuàng)新思維訓練》、《數(shù)學邏輯思維創(chuàng)新》、《機械設計創(chuàng)新》等創(chuàng)新基礎課程和學科創(chuàng)新課程，初步培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識；專業(yè)創(chuàng)新模塊安排在第6學期，學生已具備了必要的專業(yè)知識素養(yǎng)，能夠達到專業(yè)課題研究的認知水平，為開展課題式教學奠定了基礎。

二、課題式教學方法實施思路與方案

依據(jù)一般科研課題的推進步驟，以汽車服務工程專業(yè)學生為研究對象，在其專業(yè)創(chuàng)新模塊中，將課題式教學過程劃分為“確定研究課題、管理研究過程、評價研究成果”三大階段。

（一）研究課題的確定

汽車后服務是汽車服務工程專業(yè)人才主要的研究領域，新時代共享經(jīng)濟背景下的“共享汽車”屬于汽車租賃服務中的一種，為人們的出行帶來了方便與快捷。隨著各平臺紛紛加入共享汽車潮流，運營過程中呈現(xiàn)出了網(wǎng)點布局、車輛投放數(shù)量、借還車點、車輛調(diào)度等問題。在課題式教學過程中，考慮到學生出行的安全和獲取數(shù)據(jù)的方便性，將區(qū)域內(nèi)共享汽車問題簡化為校園內(nèi)共享單車問題，即研究課題確定為“校園內(nèi)共享單車使用特征分析及調(diào)度方案設計”，旨在解決實際問題的過程中培養(yǎng)學生分析問題、收集和分析數(shù)據(jù)及綜合應用的能力，提升學生團隊合作意識、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

（二）研究過程的管理

在實施課題式教學過程中，要充分發(fā)揮教師的指導和引領作用。按照科研課題組完成科研項目的過程，教師需完成以下課題研究過程管理：一是組建“科研團隊”。基于對學生學情的全面分析，結(jié)合學生自身特點，將不同特長、不同知識經(jīng)驗背景的同學組成一個團隊，以期通過小組討論與交流，實現(xiàn)能力差異互補。二是聯(lián)系實際，剖析問題，培養(yǎng)學生追溯問題源頭的品質(zhì)。本案例是在對校園內(nèi)共享單車使用特征分析的基礎上，給出科學合理的調(diào)度方案，其中使用特征包括個人屬性特征及出行特征；設計調(diào)度方案需考慮區(qū)域劃分、供需不平衡度和區(qū)域間調(diào)度效率等因素。三是查閱文獻，優(yōu)化確定解決方案。針對問題剖析結(jié)果，教師應根據(jù)課題領域研究成果，要求團隊分類查找查閱并整理必要的文獻；全程跟蹤團隊進展，定期參與小組討論，把握研究課題進展方向，確保方法方案的可行性。最終確定為利用SPSS分析使用特征，并將調(diào)度問題轉(zhuǎn)化為運輸問題，構(gòu)建產(chǎn)銷平衡模型，使用伏格爾法進行求解。四是構(gòu)建技術(shù)路線圖，確定研究框架和研究方法，框定研究內(nèi)容。五是實施研究過程，定期檢查與匯報研究進展。督促團隊按照規(guī)定的時間節(jié)點完成對應的課題研究工作，培養(yǎng)學生守規(guī)則和時間的理念。

（三）研究成果的評價

課題研究成果的評價包括“科研團隊”成員的自我評價和教師對課題研究過程的綜合評價。

自我評價過程是團隊成員對課題研究過程綜合反思、歸納和演繹的過程，有利于評價者全面了解自己獲取信息的能力、綜合應用知識的能力以及溝通能力，提升對自我的認知；有利于評價者構(gòu)建和梳理知識架構(gòu)，鞏固專業(yè)知識理論，激發(fā)新的創(chuàng)新點；有利于評價者發(fā)現(xiàn)自身不足，為后續(xù)學習指明方向；有利于激發(fā)評價者全面掌握專業(yè)知識的興趣，同時也是教師進行綜合評價的參考。

綜合評價是教師對“科研團隊”成員在課題研究過程中的表現(xiàn)給予的肯定或質(zhì)疑。課題研究任務的完成，需投入大量的精力和非課堂時間，因此，教師在對課題研究過程進行綜合評價時有必要通過物質(zhì)獎勵或榮譽獎勵，提升學生參與課題研究的積極性，從而為順利推行課題式教學方法夯實基礎，提升教育教學質(zhì)量；研究成果的匯報在一定程度上考察了學生對問題的歸納總結(jié)能力和語言表達能力，亦是綜合評價指標之一。

三、課題式教學方法實施效果分析

（一）激發(fā)學習興趣，增強自主學習意識

課題式教學過程摒棄了傳統(tǒng)的“填鴨式”教學模式，采用師生互動、生生互動等多元互動形式，將科研課題研究思路與方法、學科前沿動態(tài)、行業(yè)領域最新成果滲透到課堂教學中，強烈激發(fā)了學生的學習興趣。在課程伊始便提出與實際生產(chǎn)需求相關(guān)的實際問題，明確了學習目標，為學生進行自主探索式學習指明了方向，增強了其主動學習意識。

（二）增強綜合應用能力，提升綜合素質(zhì)

科研課題的研究不僅需要融合多學科專業(yè)知識，構(gòu)建新的知識架構(gòu)，還需要“科研團隊”按照分工合作的方式，完成文獻查閱與整理、數(shù)據(jù)調(diào)查與分析、研究方法論證、撰寫研究報告、課題答辯與評價等工作。以課題為導向的教學過程，既鍛煉了學生對理論知識的綜合應用能力，也為學生之間進行有效溝通、協(xié)同組織與配合搭建了平臺，促進其綜合素質(zhì)的提升。

（三）以研促教，以教帶研，增強教科研水平

課題式教學方法的應用要求教師要緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢，及時掌握學科發(fā)展動態(tài)，這樣才能夠提出有價值的科研課題；實施過程中，才能夠指導并確保研究方向的準確性，以科研促進教學，提升教育教學水平。課題式教學過程中，教師全程跟蹤并參與小組討論，思維碰撞過程中就有產(chǎn)生新的科研課題的可能，以教學帶動科研，增強教師科研能力。

四、結(jié)語

綜上所述，基于專業(yè)創(chuàng)新模塊課程的重點和難點，以實際生產(chǎn)需求為依托，采用課題式教學方法，改變了傳統(tǒng)教學模式中以教師為主體，以學生為客體的灌輸式教學方法，激發(fā)了學生的學習興趣，提高了其主動學習的積極性；課題式教學過程中，實現(xiàn)了學生小組分工協(xié)作、深度探討、發(fā)散創(chuàng)新的學習模式，促進了學生的全面發(fā)展，綜合素質(zhì)的提高。

本文僅以一項研究課題為例，分析了課題式教學方法在專業(yè)創(chuàng)新模塊中的應用。實際實施過程中應提出多個研究課題供不同“科研團隊”選擇，且研究成果形式不限，可以為科技論文、專利發(fā)明、調(diào)研報告、實施方案等，盡可能的為學生提供更廣闊的創(chuàng)新空間。