浅议大学本科专业课程教学模式的改革与创新
刘军 高宏伟（等）
[摘 要]为适应当前大学生就业形势的发展，实现大学本科生的培养目标，破除传统教学模式存在的种种弊端，改革和创新专业课程教学模式势在必行。传统教学模式具有“填鸭式”的弊端。根据测控技术与仪器专业本科生培养目标要求，可以设计并实施专业课程理论教学的“创新培养五步结构法”，使专业课程理论教学变“教”为“学”，令学生回归教学活动的中心地位，增强学生学习的积极性和主动性，从而提高学生的学用结合能力和创新思维能力。
[关键词]专业课程 教学模式 大学本科教育 创新培养五步结构法 创新能力
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）16-0018-02
近年来，随着制造业中心向新兴发展中国家转移，对测控技术与仪器专业领域的创新型人才的需求不断增加。针对社会对测控技术与仪器专业本科生创新型人才需求现状和本专业本科生的知识基础，我们制订了测控技术与仪器专业本科生的培养目标，即培养测控技术与仪器专业领域具备深厚理论基础知识、特殊专业技能、仪器仪表企业工程设计、项目实施及生产管理能力的高级专业人才。本科专业课程教学模式的创新是学术型和技能型人才创新教育的着力点。[1]多年来的“填鸭式”、“满堂灌”的教学模式导致了学生“成绩高、能力差”、“毕业率高、成才率低”的种种弊端。因此我们必须更新高等专业人才的教育和教学理念，彻底抛弃传统的“填鸭式”教学模式，通过创新专业课程教学模式来保证专业课程教学质量和专业人才培养质量的不断提高。
一、传统教学模式是提高测控专业人才创新能力和主动学习能力的主要障碍
传统的专业课程教学模式主要是教师利用板书或多媒体课件向学生传授专业知识。这种模式的好处是课堂传达的知识量丰富，学生对理论知识能理解得比较透彻，并且通过课堂提问等方式，教师能够及时地了解学生对掌握知识的程度。教师在整个教学过程中占主导地位，对于教学的组织管理和教学过程的调控比较容易，操作方法简单，教学效率高。但是，这种教学模式对于创新型人才的培养却存在着很大缺陷，主要表现在以下几个方面：
首先，在传统的教学模式中，教师始终扮演着知识的传授者，而学生只是知识的被动接受者，教师“一言堂”式的表演使“教”与“学”失去了应有的平衡，也就是说，“整个教学活动和教学结构都是围着教师转的”。[2]而随着社会对知识型、技能型和创新型人才需求的增长，迫切要求学生学会积极主动学习专业知识、快速掌握专业技能、充分发挥个人的创新性思维。
其次，在传统的教学模式中，教师对知识的讲授大多以教科书为蓝本，而对专业的学科拓展、延伸及与交叉学科的联系互补都没有涉及。更重要的是专业理论知识如何在实际工作中应用，如何指导实际的工程实践或产品研发，学生得不到相关的指导和引领。这也是目前大学生重视考试课不重视考查课的根本原因。
再次，在传统的教学模式中，教学计划大多注重专业理论课的安排，实践类课程设置不多；而专业课程教学大纲中理论讲授学时过多而实验学时过少。同时实验教学内容与实际科研或工程项目需求严重脱节，导致学生感觉学无所用，对专业课程教学内容厌烦，对听课没有兴趣。
二、创新教学理念，增加工程实践内容，尝试基于“创新培养五步结构法”的专业课程教学模式
（一）提出项目需求
授课前，教师根据学生的不同特点，将学生分成若干小组并指定一人担任组长，然后提出若干相似的、规模适中的项目需求，并组织学生提出问题，提炼重点，明确要解决的问题。在此，教师可以事先讲解需求分析的方法，提供必要的项目资料，介绍必备的专业背景知识。这样既让学生领会了课程的知识重点和应用领域，也充分提起了学生的学习兴趣。
（二）问题分解与知识映射
在学生明确了要解决的问题之后，教师指导学生对项目需求进行详细的分解，同时列出要用到的专业知识点，然后鼓励学生寻找每个小问题的答案，将问题与知识点进行映射。这里，项目需求的分解，需要由教师指导完成，当然，学生也可以突破传统思维，利用自己的方法进行；知识点内容的学习可以采取学生自学-教师答疑或者学生自学与教师讲解相结合的方法，从而使学生深刻理解专业知识在解决实际问题中的真正作用。
（三）自主设计
学生根据细化后的问题与知识点的映射关系，边学习边设计，从无到有、从少到多地实现整个项目的各项功能。教师可以以一带多地边讲解边指导设计，即教师先以一个项目为例，实践性地讲解设计过程，然后由学生根据自己的需求独立完成设计，教师对每个学生的操作过程予以指导，也可以采取互帮互助的方式完成设计。这样不仅提高了学生的自主创新能力，而且也锻炼了学生的团队合作能力。
（四）实验验证与分析
对于学生的设计成果，需要利用实验进行验证其正确性和可靠性。首先由教师介绍可选的实验方法及实验步骤，并举例演示，然后指导学生完成自己项目的实验验证和分析工作。其中包括实验环境的搭建、相关软件的安装、实验内容的设计与执行、实验结果的分析与总结等，这些都交由学生自主完成。
（五）总结反馈
在学生学习专业知识和实现整个项目的过程中，每个阶段都是一个小的项目，教师必须对此做出总结，以便及时地发现学生学习中存在的问题，对学习与工作中遇到的难点予以指导与点拨。同时，学生也可以讲自己的心得体会与同学和教师进行分享，从而营造一种共同学习、共同进步的良好氛围。在项目结束之后，课程结束之前，教师要将教学大纲要求的内容进行系统梳理、归纳，总结教学目标实现的情况，同时对每个小组的完成情况予以评价，为学生今后的学习提供有益的建议。
以上五个步骤模拟了实际测控项目的开发过程，有利于学生理解课程的学习目的和专业知识的作用。在给学生布置题目时，可以先分配一个大的题目，然后进行初步的功能分解，再按功能模块螺旋式地逐一实现；也可以将一个大的项目分解成若干小项目，分配给不同的小组，最后小组之间再进行整合。两种方法需要根据课时的设置灵活安排。需要指出的是，上述“创新培养五步结构法”比较适用于实践性很强的专业课程，如嵌入式仪表设计基础，而对于理论性偏重的课程，如信号与系统使用起来较难。
这种“创新培养五步结构法”的教学模式，还只是初步尝试，适合于小班教学，对于合班上课的情况，容易出现“滥竽充数”的现象，因此还有待改进和完善。但其好处是显而易见的。首先，它增加了工程实践教学内容，增强了学生创新能力的培养。其次，采用“创新培养五步结构法”教学，经过几个学期的试验，教学效果明显提高。2012年笔者在本校2008级测控技术与仪器专业的嵌入式仪表设计基础专业选修课上，试用了“创新培养五步结构法”的教学模式，课程结束后，经过调查统计，真正掌握内容重点的学生只有30%。2013年笔者再次讲授这门课，并试用了该教学模式，经课后检验，有80%的学生掌握了重点内容和设计应用方法，而且学生普遍反映“学到了真东西”。最后，这种“创新培养五步结构法”的教学模式，真正激发了学生学习的主动性和创造性。由于彻底改革了专业课程的教学模式，从项目实际需求出发，学生由“为学知识而学知识”变为“为实现项目目标而学知识”，从而由被动学习变为主动学习。
三、结束语
总之，大学本科专业课程教学模式的改革与创新是一项复杂而艰巨的系统工程，它不仅要求教师具备创新意识和积极进取精神，还要求教师具有很强的工程实践能力。教师不仅要能够就项目实践过程中的各种技术问题对学生予以指导，而且要能够对以项目为依托的整个教学过程的进度、人员、质量等适度把握。因此，“创新培养五步结构法”的教学模式，对高校教师提出了很高的要求。教师不仅要有对本专业的热爱及提高自身专业技能和创新能力的决心和信心，而且还要有教学工作热情和强烈的事业心和责任感。另外，学校努力营造热爱学习、积极进取的学习环境和求知氛围，也是促使学生积极主动学习的一个重要因素，这样才能有效地实现教学模式改革和创新的最终目的。
致谢
上述教学改革研究工作得到辽宁省教育厅教改课题（辽教发[2012]130号）以及辽宁省研究生培养机制改革研究项目（辽教发[2012]259号）联合资助。此外，作者的教学改革研究工作得到沈阳理工大学测控技术教研室全体教师的大力支持，在此一并表示衷心感谢！
[ 参 考 文 献 ]
[1] 冯艳君，刘军.浅议大学教学模式的改革与创新[J].辽宁行政学院学报，2008.
[2] 李旭.创新教学模式初探[J].辽宁行政学院学报，2001（6）.
[3] 赵艳林.培养创新人才：大学教学模式的传统与变革[J].中国高等教育，2003（15）.
[4] 岳晓东.大学生创新能力培养之我见[J].高等教育研究（武昌），2004（1）.
[5] 江擒虎.高校的创新教育和学生创新能力的培养[J].合肥工业大学学报，2000（6）.
[责任编辑：陈 明]
[摘 要]为适应当前大学生就业形势的发展，实现大学本科生的培养目标，破除传统教学模式存在的种种弊端，改革和创新专业课程教学模式势在必行。传统教学模式具有“填鸭式”的弊端。根据测控技术与仪器专业本科生培养目标要求，可以设计并实施专业课程理论教学的“创新培养五步结构法”，使专业课程理论教学变“教”为“学”，令学生回归教学活动的中心地位，增强学生学习的积极性和主动性，从而提高学生的学用结合能力和创新思维能力。
[关键词]专业课程 教学模式 大学本科教育 创新培养五步结构法 创新能力
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）16-0018-02
近年来，随着制造业中心向新兴发展中国家转移，对测控技术与仪器专业领域的创新型人才的需求不断增加。针对社会对测控技术与仪器专业本科生创新型人才需求现状和本专业本科生的知识基础，我们制订了测控技术与仪器专业本科生的培养目标，即培养测控技术与仪器专业领域具备深厚理论基础知识、特殊专业技能、仪器仪表企业工程设计、项目实施及生产管理能力的高级专业人才。本科专业课程教学模式的创新是学术型和技能型人才创新教育的着力点。[1]多年来的“填鸭式”、“满堂灌”的教学模式导致了学生“成绩高、能力差”、“毕业率高、成才率低”的种种弊端。因此我们必须更新高等专业人才的教育和教学理念，彻底抛弃传统的“填鸭式”教学模式，通过创新专业课程教学模式来保证专业课程教学质量和专业人才培养质量的不断提高。
一、传统教学模式是提高测控专业人才创新能力和主动学习能力的主要障碍
传统的专业课程教学模式主要是教师利用板书或多媒体课件向学生传授专业知识。这种模式的好处是课堂传达的知识量丰富，学生对理论知识能理解得比较透彻，并且通过课堂提问等方式，教师能够及时地了解学生对掌握知识的程度。教师在整个教学过程中占主导地位，对于教学的组织管理和教学过程的调控比较容易，操作方法简单，教学效率高。但是，这种教学模式对于创新型人才的培养却存在着很大缺陷，主要表现在以下几个方面：
首先，在传统的教学模式中，教师始终扮演着知识的传授者，而学生只是知识的被动接受者，教师“一言堂”式的表演使“教”与“学”失去了应有的平衡，也就是说，“整个教学活动和教学结构都是围着教师转的”。[2]而随着社会对知识型、技能型和创新型人才需求的增长，迫切要求学生学会积极主动学习专业知识、快速掌握专业技能、充分发挥个人的创新性思维。
其次，在传统的教学模式中，教师对知识的讲授大多以教科书为蓝本，而对专业的学科拓展、延伸及与交叉学科的联系互补都没有涉及。更重要的是专业理论知识如何在实际工作中应用，如何指导实际的工程实践或产品研发，学生得不到相关的指导和引领。这也是目前大学生重视考试课不重视考查课的根本原因。
再次，在传统的教学模式中，教学计划大多注重专业理论课的安排，实践类课程设置不多；而专业课程教学大纲中理论讲授学时过多而实验学时过少。同时实验教学内容与实际科研或工程项目需求严重脱节，导致学生感觉学无所用，对专业课程教学内容厌烦，对听课没有兴趣。
二、创新教学理念，增加工程实践内容，尝试基于“创新培养五步结构法”的专业课程教学模式
（一）提出项目需求
授课前，教师根据学生的不同特点，将学生分成若干小组并指定一人担任组长，然后提出若干相似的、规模适中的项目需求，并组织学生提出问题，提炼重点，明确要解决的问题。在此，教师可以事先讲解需求分析的方法，提供必要的项目资料，介绍必备的专业背景知识。这样既让学生领会了课程的知识重点和应用领域，也充分提起了学生的学习兴趣。
（二）问题分解与知识映射
在学生明确了要解决的问题之后，教师指导学生对项目需求进行详细的分解，同时列出要用到的专业知识点，然后鼓励学生寻找每个小问题的答案，将问题与知识点进行映射。这里，项目需求的分解，需要由教师指导完成，当然，学生也可以突破传统思维，利用自己的方法进行；知识点内容的学习可以采取学生自学-教师答疑或者学生自学与教师讲解相结合的方法，从而使学生深刻理解专业知识在解决实际问题中的真正作用。
（三）自主设计
学生根据细化后的问题与知识点的映射关系，边学习边设计，从无到有、从少到多地实现整个项目的各项功能。教师可以以一带多地边讲解边指导设计，即教师先以一个项目为例，实践性地讲解设计过程，然后由学生根据自己的需求独立完成设计，教师对每个学生的操作过程予以指导，也可以采取互帮互助的方式完成设计。这样不仅提高了学生的自主创新能力，而且也锻炼了学生的团队合作能力。
（四）实验验证与分析
对于学生的设计成果，需要利用实验进行验证其正确性和可靠性。首先由教师介绍可选的实验方法及实验步骤，并举例演示，然后指导学生完成自己项目的实验验证和分析工作。其中包括实验环境的搭建、相关软件的安装、实验内容的设计与执行、实验结果的分析与总结等，这些都交由学生自主完成。
（五）总结反馈
在学生学习专业知识和实现整个项目的过程中，每个阶段都是一个小的项目，教师必须对此做出总结，以便及时地发现学生学习中存在的问题，对学习与工作中遇到的难点予以指导与点拨。同时，学生也可以讲自己的心得体会与同学和教师进行分享，从而营造一种共同学习、共同进步的良好氛围。在项目结束之后，课程结束之前，教师要将教学大纲要求的内容进行系统梳理、归纳，总结教学目标实现的情况，同时对每个小组的完成情况予以评价，为学生今后的学习提供有益的建议。
以上五个步骤模拟了实际测控项目的开发过程，有利于学生理解课程的学习目的和专业知识的作用。在给学生布置题目时，可以先分配一个大的题目，然后进行初步的功能分解，再按功能模块螺旋式地逐一实现；也可以将一个大的项目分解成若干小项目，分配给不同的小组，最后小组之间再进行整合。两种方法需要根据课时的设置灵活安排。需要指出的是，上述“创新培养五步结构法”比较适用于实践性很强的专业课程，如嵌入式仪表设计基础，而对于理论性偏重的课程，如信号与系统使用起来较难。
这种“创新培养五步结构法”的教学模式，还只是初步尝试，适合于小班教学，对于合班上课的情况，容易出现“滥竽充数”的现象，因此还有待改进和完善。但其好处是显而易见的。首先，它增加了工程实践教学内容，增强了学生创新能力的培养。其次，采用“创新培养五步结构法”教学，经过几个学期的试验，教学效果明显提高。2012年笔者在本校2008级测控技术与仪器专业的嵌入式仪表设计基础专业选修课上，试用了“创新培养五步结构法”的教学模式，课程结束后，经过调查统计，真正掌握内容重点的学生只有30%。2013年笔者再次讲授这门课，并试用了该教学模式，经课后检验，有80%的学生掌握了重点内容和设计应用方法，而且学生普遍反映“学到了真东西”。最后，这种“创新培养五步结构法”的教学模式，真正激发了学生学习的主动性和创造性。由于彻底改革了专业课程的教学模式，从项目实际需求出发，学生由“为学知识而学知识”变为“为实现项目目标而学知识”，从而由被动学习变为主动学习。
三、结束语
总之，大学本科专业课程教学模式的改革与创新是一项复杂而艰巨的系统工程，它不仅要求教师具备创新意识和积极进取精神，还要求教师具有很强的工程实践能力。教师不仅要能够就项目实践过程中的各种技术问题对学生予以指导，而且要能够对以项目为依托的整个教学过程的进度、人员、质量等适度把握。因此，“创新培养五步结构法”的教学模式，对高校教师提出了很高的要求。教师不仅要有对本专业的热爱及提高自身专业技能和创新能力的决心和信心，而且还要有教学工作热情和强烈的事业心和责任感。另外，学校努力营造热爱学习、积极进取的学习环境和求知氛围，也是促使学生积极主动学习的一个重要因素，这样才能有效地实现教学模式改革和创新的最终目的。
致谢
上述教学改革研究工作得到辽宁省教育厅教改课题（辽教发[2012]130号）以及辽宁省研究生培养机制改革研究项目（辽教发[2012]259号）联合资助。此外，作者的教学改革研究工作得到沈阳理工大学测控技术教研室全体教师的大力支持，在此一并表示衷心感谢！
[ 参 考 文 献 ]
[1] 冯艳君，刘军.浅议大学教学模式的改革与创新[J].辽宁行政学院学报，2008.
[2] 李旭.创新教学模式初探[J].辽宁行政学院学报，2001（6）.
[3] 赵艳林.培养创新人才：大学教学模式的传统与变革[J].中国高等教育，2003（15）.
[4] 岳晓东.大学生创新能力培养之我见[J].高等教育研究（武昌），2004（1）.
[5] 江擒虎.高校的创新教育和学生创新能力的培养[J].合肥工业大学学报，2000（6）.
[责任编辑：陈 明]
