交叉学科研究型课程设计与教学方法

交叉学科研究型课程设计与教学方法

摘要:

为有效地培养本科学生的创新意识,切实提高人才培养质量,本文提出了交叉学科研究型课程的教学方式。本文针对当前应用型本科院校在创新人才培养方面存在的主要问题,明确了相关的教学问题,进而从课程建设目标、教学内容、实施方式及评价方式等方面阐述了解决主要教学问题的途径与方法。实践表明:本文提出的教育模式有效地提高了教育教学质量和学生的创新意识,具有一定的示范性和很好的推广价值。

关键词:

创新人才培养;交叉学科;研究型课程

我国已经逐渐步入创新驱动的发展时代,这使得高等院校所肩负着的学术创新和培养创新型人才的任务有了新的时代内涵和更为迫切的需求[1]。在这样的背景之下,高等教育、教学体系面临着战略性变革的要求,其核心即是把创新意识贯穿于人才培养的全过程中[2]。作为高等教育的基础环节,如何在本科阶段的人才培养策略中体现创新驱动,日前越来越受到学者的关注。本科研究型课程的出现为解决这一问题提供了有效的途径[3][4]。然而单一学科的研究型课程开设有其弊端。首先,研究生阶段的创新型研究有大量灵活的时间做基础,可以通过文献深度研读和实际项目参与增加研究深度,利用大量不同学科的学术讲座和学术交流活动拓展宽度,为创新研究积累足够的土壤。而以课程教授为主的本科学习过程中,没有这么多灵活可用的时间可以支配。单一学科的研究型课程虽然为进行一定深度的研究提供了课上的时间,但并不能弥补广度上的不足。其次,本科阶段的公共选修课虽然为其提供了一定的知识广度,但对创新的针对性不强,也缺乏与本学科知识相融合的指导。在这样的背景下,本文提出一种新颖的创新人才培养方式,将交叉学科[5]与研究型课程相结合,通过合理的课程设置,以交叉学科应用背景为导向,以问题探究及在本学科内的创新解决方法为主体,为本科学生创新意识、创造型思维的培养提供了丰富的土壤。

1研究出发点

在充分调研国内外对交叉学科研究型课程开展情况和研究成果的基础上[6]~[9],作者对本专业本科学生围绕现有课程课堂教学的感受、评价以及实施研究型课程教学模式改革的认知度与期望度进行了抽样调查分析。结果表明,大多数课程的课堂教学内容偏重于对学生理论知识的传授,教学方式上缺乏对学生主动探究式学习的引导,针对运用理论分析解决实际问题能力的培养也有所欠缺。另外,由于学科、专业设置的限制,很多学生对本专业外的知识了解很少或对本专业与其他专业、学科的关系了解很少。在大一到大四的过程中,受到教育逐渐由通识教育转变为专业教育,由综合素质培养逐渐转变为以就业为导向的专业知识技能培养,反而在一定程度上压制了一部分同学的求知欲和好奇心,降低了他们的研究热情。对于面向就业的学生而言,除了专业知识之外,往往也需要思维方式的创新和转变;而对于面向研究的学生而言,保持好奇和研究热情、持续激发其想象力和创造力就显得更为重要。实施以交叉学科研究型课程为导向的人才培养方式,不仅有助于弥补现有教学模式的缺陷,同时也适应了高校培养创新型本科专业人才的时代要求,更能够受在最大程度上激发本科学生的创新意识和创新热情。

2交叉学科研究型课程设计总体思路

作者在深度调研广大应用型高等院校已实施的研究型课程的成功经验和存在不足的基础上,以所在信息类学科开设的本科研究型课程“复杂网络基础”为载体,对交叉学科研究型课程的建设展开了研究,总结了以下几点作为课程设计的总体思路。

(1)交叉学科研究型课程建设目标的设置

研究型课程旨在培养学习者的探究意识和探究能力,其重点在于改变学生的学习方式,即改变学生在原有的教育、教学条件下所形成的偏重于记忆和理解、立足于接受教师所传授知识的单纯的学习方式,使学生在体验、探究、合作、实践等活动中形成一种主动探求知识、重视解决实际问题的新型学习方式,进而形成科学探究能力,并在探究的过程中逐渐培养科学信念和创新精神。交叉学科研究型课程建设目标的设立比普通研究型课程更为复杂。除了主动探求、重视实际问题之外,增加了与其他专业、学科甚至其他门类不同思维方式和学习、研究方法的交流能力的培养。在有限的课程时间内,如何合理设置学习目标,使课程设置对学生能力的培养既全面又要层次分明、主次突出,还要兼顾因材施教、因人而异,通过不同侧重、不同顺序设置多维培养目标,是首先需要探讨和明确的问题。

(2)交叉学科研究型课程的内容设置

研究型课程在内容上涉及各类学科领域及学科间交叉的领域,本身就具有“交叉性”。如何基于我校的实际情况,根据现有的专业设置、各学科科研情况、综合利用已有的交叉学科研究资源设置合理的研究型课程内容,是对单一学科研究型课程进行改革的重中之重。

(3)交叉学科研究型课程实施方式的设计

要实现研究型课程的教学目标,其课程实施方式尤为重要。研究型课程在原则上主要通过组织一些探究性的项目研究活动来进行。交叉学科研究型课程的教学方式需要在此基础上进一步增强多样性、交互性和合作性,从而有效帮助学生从学习形式上作为切入点,逐步转变学习思维和学习习惯。

(4)交叉学科研究型课程评价方式的设计

研究型课程评价的目的是要检验课程目标达到的程度,引导学生不断努力去达到或趋近目标,以评价促进学生的不断发展。这决定了研究型课程的评价是多元化的发展性的、重视过程性的评价。交叉学科研究型课程的评价在此基础上还需增加对跨学科交流能力和解决其他学科问题结果的评价。如何根据教学实际设置有效的评价体系,是交叉学科研究型课程能否最终实现预期目标的关键所在。

3交叉学科研究型具体课程设计及教学方法

3.1课程目标设置

根据交叉学科研究型课程的特性,作者对其课程目标的设置过程相比目前传统的课程目标设置做了以下改革:(1)改变传统课程目标设置以教学大纲和授课教师为主体的设置方式,转而以学生、交叉学科导师及专业导师三者共同参与的设置方式;(2)改变传统课程目标设置以整个专业为对象的设置方式,而以学生各自特点分类制定多元的课程目标,最大限度体现出小班授课、因材施教的课程优势;(3)改变传统课程目标设置以知识掌握作为唯一衡量标准的一维目标,转而根据多元的不同设定,设置实践探究能力、理论学习能力、组织交流能力、交叉合作能力、总结表述能力等多维的课程目标;(4)改变传统课程目标设置以一个培养计划周期或一个课程周期为基本时间单元的设置方式,转而以一个“目标更新→内容调整→实施形式修改→评价方式修正”的课程循环单元为周期,及时对多元多维目标的具体参数指标进行动态调整。

3.2课程内容设置

作者组将交叉学科研究型课程的内容分为课程基础和主体内容两部分:(1)课程基础包括该课程所必须掌握的基本理论和基础知识,与传统课程不同之处在于,课程基础部分所占比例远小于主体内容部分,约占整个课程内容的20%—30%。(2)主体内容由学生通过与交叉学科导师的交流,以发现问题的方式提出,并通过专业导师指导下的分组开题的形式最终确定。此部分为交叉学科研究型课程的核心内容,课题选择以学生为核心,以解决问题为线索,以课程知识为理论支撑。

3.3课程教学方式设计

对交叉学科研究型课程围绕“发现问题→理论学习→建模求解→总结分析”四个子模块,分别设计相应的教学方式:(1)在学期开始前由专业导师负责联系交叉学科合作单位,每门课程确定3到4名合作导师,以合作指导不同分组的学生。(2)以组织学生与交叉学科团队开展研讨会、交流会的形式组织学生开始收集资料,并从所获得信息中找到问题,形成第一阶段的问题形成报告;根据该报告,以专业导师指导下的讨论课的形式,对问题进行分类、抽象,并以此明确课题的划分,由同学自愿参加相应课题组。(3)以课题组为单位,在专业导师的指导下,针对本课题学习相应的课程理论,对课题进行预研,形成预研报告。预研报告通过的课题允许进行开题,并以课题组为单位开展后续研究型学习。预研报告不通过的课题在课程导师和交叉学科合作者共同指导下重新选定课题进行开题和后续研究型学习。(4)研究学习过程通过文献阅读汇报、平台及仿真工具使用学习、模型设计实践和问题求解讨论等多种形式开展,其中专业导师以指导为主。在学期中邀请相关专家或科研团队对较难的部分以专家座谈的方式进行交流,协助攻关。(5)每个阶段分组开展阶段总结和分析,不断修正课题方案,必要时对课题目标进行小范围的调整。

3.4课程评价方式设定

与传统课程单纯以教师评价的方式不同,交叉学科研究型课程在评价环节做出以下改变:(1)在评价主体上,由学生、专业导师和交叉学科导师三者共同给出评价,具体包括以下五种形式:a.自评,即同学的自我评定;b.互评,即组内成员的相互评定,其中课题组长的评定所占比重最大;c.团评,即以课题组为单位,有专业导师参与的团队之间的相互评定;d.师评,即专业导师对各个课题组进行评定;e.专评,即交叉学科合作导师对各课题组最终方案的有效度、实际价值等给出评判。(2)在评价周期上,以过程评价为主,即以每一个“目标更新→内容调整→实施形式修改→评价方式修正”的课程循环单元为周期,以过程评价的结果促进方法的改进或目标的修正,整个评价过程以档案的方式保存。

4成果推广与应用效果

青岛理工大学通信与电子工程学院积极探索和实践信息类学科创新型人才培养模式,取得了一定的成果。自2015年以来,得到其他学科专业的教师及相关从业人员的高度评价;学院先后获得多项相关教学研究及专业建设项目资助。学生在“全国大学生电子设计大赛”、“全国大学生创新创业项目”等部级学科竞赛和培养项目中获奖人数、获批项目不断增加、档次不断提高。本科生参与科研项目人数也逐年增加,与合作导师联合发表学术论文、申请发明专利及软件著作权等自主知识产权数量、质量都较从前有大幅度提升。此外,该成果在电子信息工程、通信工程等多个信息类学科专业中进行了推广,推广效果良好,受到相关地市级媒体关注,相关成果被包括《半岛新闻网》等多家媒体的报道,为本文研究成果在其他学科中进一步推广打下了良好基础。

参考文献:

[1]王阳,宋金泽,程江华.工科研究生自主创新实践能力培养初探[J].电子技术,2015(10).

[2]程望斌,李武,彭鑫,等.基于CDIO的创新型人才培养模式研究[J].电子技术,2016,45(11).

[3]李庆灵,黄海波.研究型课程对法学本科生"四种能力"的提升作用——"内涵式发展理念下法学类本科生'四种能力'的培养模式研究与实践"系列论文之三[J].高教论坛,2016(10).

[4]陈煜,李树奎,姜春凤,等.先进复合材料研究型课程体系的探索与实践[J].化工高等教育,2015,32(6):40-43.

[5]罗鹏程,程志君,蒋平.在交叉学科课程教学中塑造大学生人格[J].高等教育研究学报,2015,38(3):18-21.

[6]白天,李玉,黄岚,等.交叉学科课程本体构建——以电子商务为例[J].计算机教育,2014(15):43-46.

[7]马筱聪,陈雷,黄华贵,等.基于CDIO理念的卓越工程师试点班交叉学科课程教学改革与实践[J].教育教学论坛,2014(44):122-123.

[8]王文娟.小班型交叉学科课程的主题式教学效果评价研究[J].中国管理信息化,2015,18(13):255-257.

[9]陆虎.面向计算机专业增加交叉学科课程培养的思考[J].中国电力教育,2014(27):45-45.

作者:赵锟 吉爱国 张冬梅 周立俭 宋传旺 王绪虎 单位:青岛理工大学