黃影平,胡 興,居 超

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院,上海 200093)

我國教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃[1]提出要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力,強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。然而,當(dāng)前我國的高校教育模式仍然主要以老師講,學(xué)生聽的“灌輸式”授課方式為主。這樣的方式不利于大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、思考能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)以及創(chuàng)新意識(shí)的養(yǎng)成,尤其是對于工程學(xué)科。因此,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,嘗試使用先進(jìn)的教學(xué)手段建立更有效的教學(xué)模式具有十分重要的意義。本文在“汽車電子與仿真測試”這門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程教學(xué)中,探索采用活動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)過程中,提高學(xué)習(xí)興趣、認(rèn)知能力和實(shí)踐動(dòng)手能力,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

一、課程介紹及教學(xué)存在的問題

“汽車電子與仿真測試”是上海理工大學(xué)與德國科堡應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(CUASA)碩士學(xué)位聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目(Analytical Instruments,Measurement and Sensor Technology——分析儀器,測量與傳感器專業(yè))的核心課程。此聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目旨在培養(yǎng)儀器與測試領(lǐng)域的高級(jí)工程專業(yè)技術(shù)人才。汽車作為儀器與測試技術(shù)的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域,大量地運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和測試。本課程是應(yīng)德方要求設(shè)計(jì)開設(shè),目的是讓學(xué)生了解掌握現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí),以及基于計(jì)算機(jī)仿真的汽車電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測試方法——這一汽車電子領(lǐng)域的最新技術(shù)。

“汽車電子與仿真測試”是一門理論與實(shí)踐結(jié)合性很強(qiáng)的課程?；A(chǔ)理論跨學(xué)科,知識(shí)量大,內(nèi)容復(fù)雜。學(xué)生需要在理解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行建模仿真,通過實(shí)踐來進(jìn)一步掌握理論知識(shí)和基于仿真的汽車電子設(shè)計(jì)測試方法。傳統(tǒng)的教學(xué)方法只重視講授理論知識(shí),實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)不夠,而且往往把理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)分開。這樣的方式是以教師為主的單向傳授,難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,課堂效果也不好。合理的教學(xué)模式應(yīng)該是通過多種活動(dòng),師生互動(dòng)交流、共同探討,教師的角色由傳統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)活動(dòng)的引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),更多地成為教學(xué)過程的主體。

二、活動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)介紹

現(xiàn)代教育理論認(rèn)為有效地學(xué)習(xí)應(yīng)該是要讓學(xué)習(xí)者成為教學(xué)過程中積極的參與者而不是一個(gè)被動(dòng)的接受者。McCowan和Knapper[2]指出:被動(dòng)的學(xué)習(xí)對知識(shí)的理解是膚淺的,并且較容易遺忘。積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生發(fā)展自我學(xué)習(xí)的技能,同時(shí)有助于對知識(shí)有更深入、更長久的了解。主動(dòng)的學(xué)習(xí)是發(fā)展專業(yè)技能和整合不同來源的理論知識(shí)的唯一有效途徑。

(一)定義與基本思想

依據(jù)Wilson-Medhurst等[3]的理論,活動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)是指通過多種精心設(shè)計(jì)的活動(dòng),教師作為引導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的教學(xué)方法?；顒?dòng)可以是課堂上的問題討論、案例分析、場景、研究項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)等等?；顒?dòng)引導(dǎo)教學(xué)要求教師精心設(shè)計(jì)服務(wù)于教學(xué)目的的活動(dòng),讓學(xué)生參與其中,學(xué)生通過自主探尋、自主研究等方式以獲取對課程知識(shí)的深入理解以及對實(shí)際技能的掌握。

活動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)的基本思想就是以學(xué)生為中心,以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為目標(biāo),在教師的引導(dǎo)下,通過多種活動(dòng)形式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱和興趣,使學(xué)生主動(dòng)地使用腦、心、手進(jìn)行學(xué)習(xí)?；顒?dòng)引導(dǎo)教學(xué)類似于行為引導(dǎo)式教學(xué)法,以“行動(dòng)研究模式”和“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)[4]。該思想注重教學(xué)過程中的應(yīng)用性和實(shí)踐性,認(rèn)為教學(xué)不能單單講授理論知識(shí),而且需要將實(shí)踐性問題貫穿各個(gè)重要部分,從而培養(yǎng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

(二)特點(diǎn)

1.通過多樣的教學(xué)活動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性

在活動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)中,教師不是課堂教學(xué)中的唯一主體,而是要發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,通過教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè),讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過程中。這樣的好處是可以讓枯燥的課堂變得生動(dòng)有趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;利用具體實(shí)踐活動(dòng),增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的實(shí)踐性并提高其實(shí)踐能力;利用學(xué)生與老師、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng),保證學(xué)生主題意識(shí)的有效發(fā)揮。讓學(xué)生從多種活動(dòng)中理解理論內(nèi)容及其內(nèi)涵,形成知識(shí)體系,加深對理論知識(shí)的印象。

2.采用教學(xué)任務(wù)驅(qū)動(dòng)

活動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)依據(jù)各部分教學(xué)內(nèi)容的要求設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng),并利用實(shí)踐環(huán)節(jié),將課程理論知識(shí)與工業(yè)界的應(yīng)用情況聯(lián)系起來,重點(diǎn)加強(qiáng)對實(shí)際應(yīng)用有價(jià)值的基本知識(shí)、理論與方法的訓(xùn)練。通過設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)的方式,讓學(xué)生在具體的活動(dòng)中進(jìn)行知識(shí)的應(yīng)用和總結(jié),最終提高其總體知識(shí)水平和知識(shí)應(yīng)用能力。

3.實(shí)行多元性教學(xué)評價(jià)方式

在活動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)過程中,對學(xué)生的評價(jià)既包括對學(xué)生學(xué)到的知識(shí)的定量分析,也包含對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能獲得能力的定性分析。因此,教師在制定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),既要關(guān)注學(xué)生理論知識(shí)的掌握程度,也要考核學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新性思維。

三、活動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)在課程中的應(yīng)用與實(shí)踐

根據(jù)“汽車電子與仿真測試”課程教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)大綱的要求,在應(yīng)用活動(dòng)引導(dǎo)教學(xué)的實(shí)踐中做了如下幾點(diǎn)。

(一)課堂教學(xué)中將實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論講授融合在一起

主要的教學(xué)模塊對應(yīng)的學(xué)時(shí)安排及授課方式如表1所示。

表1 教學(xué)模塊學(xué)時(shí)安排及授課方式Tab.1 Class hours,teaching method of lecture modules

根據(jù)教學(xué)模塊內(nèi)容的不同,在總共9個(gè)教學(xué)模塊34個(gè)學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)中,模塊5～7占據(jù)16個(gè)學(xué)時(shí),安排在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。其他5個(gè)教學(xué)模塊占據(jù)18個(gè)學(xué)時(shí),安排在普通教室進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的模塊采用教師講授與學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐穿插進(jìn)行的方式,也就是教師先講授原理與理論知識(shí),然后學(xué)生按照教師設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手進(jìn)行建模和仿真。這樣的方式改變了理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)分離的方式,將教師講授與學(xué)生實(shí)踐無縫連接在一起。在普通教室進(jìn)行的模塊,主要以教師講授為主,但不是完全由教師講,而是通過各種方式,例如提問、課題討論、案例分析等,讓學(xué)生積極參與到教學(xué)過程,提高課堂教學(xué)的趣味性,吸引學(xué)生注意力,加深理解。

(二)教學(xué)活動(dòng)貫穿教學(xué)的始終

課堂教學(xué)過程中,在理論知識(shí)講解之后,適當(dāng)?shù)丶尤胂嚓P(guān)的實(shí)踐、討論等,可以使得學(xué)生更好地理解理論知識(shí)。在教學(xué)的過程中設(shè)計(jì)了大量的活動(dòng)(包括仿真實(shí)驗(yàn))讓學(xué)生參與并動(dòng)手實(shí)踐,使學(xué)生也成為教學(xué)過程的主體。表2列舉出一些主要的活動(dòng):其中活動(dòng)2～8是學(xué)生在課堂中進(jìn)行的活動(dòng),活動(dòng)1和9是學(xué)生課后開展的活動(dòng),活動(dòng)1要求學(xué)生自學(xué),貫穿課程學(xué)習(xí)的整個(gè)過程,并且與學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)。

(三)課程項(xiàng)目作為考核方式

實(shí)行靈活考核方法,發(fā)揮學(xué)生的潛能。課程考核采用課程項(xiàng)目、提交報(bào)告的形式。課程項(xiàng)目包含兩方面的內(nèi)容:第一部分是電動(dòng)馬達(dá)與電動(dòng)卡丁車的建模與仿真。這一部分的內(nèi)容重點(diǎn)考核學(xué)生對課程講授的控制理論、建模方法、仿真技術(shù)的掌握與理解,學(xué)生需提交理論分析、仿真模型與仿真結(jié)果分析。第二部分是課程開始時(shí)布置的自學(xué)內(nèi)容,即表1中的模塊1,要求學(xué)生自己找尋資料,了解電動(dòng)汽車的原理及結(jié)構(gòu),描述各個(gè)子系統(tǒng)的功能及工作原理。這一部分的內(nèi)容重點(diǎn)考核學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。

表2 課程教學(xué)過程中設(shè)計(jì)的主要活動(dòng)Tab.2 Activities developed in the teaching process

(四)注重傳授最新的技術(shù)和研究成果

汽車電子學(xué)發(fā)展非常迅速,知識(shí)更新快,在教學(xué)內(nèi)容的選擇上注意追蹤學(xué)科領(lǐng)域前沿發(fā)展變化,將新的研究成果和技術(shù)及時(shí)吸納并且融入到教學(xué)中來。例如:用兩個(gè)學(xué)時(shí)介紹汽車電子系統(tǒng)領(lǐng)域的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的最新成果;講解汽車電子總線的時(shí)候,不僅介紹目前普遍使用的CAN、LIN、MOST總線,也介紹代表未來方向的正在研發(fā)中的FLEXRAY總線。

(五)教學(xué)內(nèi)容與科研項(xiàng)目結(jié)合

將課程的教學(xué)與課程負(fù)責(zé)人的科研工作結(jié)合起來,課程的一些內(nèi)容也是課程負(fù)責(zé)人科研工作的成果。例如:高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的內(nèi)容中講授課程負(fù)責(zé)人的研究成果——基于立體視覺的障礙物檢測方法;表1中的模塊8是參觀課程負(fù)責(zé)人建立的汽車電子仿真實(shí)驗(yàn)室,并了解實(shí)際汽車制造企業(yè)如何使用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行汽車電子系統(tǒng)的開發(fā)與測試。

四、結(jié)束語

“汽車電子與仿真測試”是一門理論與實(shí)踐并重的研究生課程,教學(xué)需要注重技巧,才能夠提高教學(xué)效率,獲得更好的教學(xué)效果?；顒?dòng)引導(dǎo)式教學(xué)方法作為“知行合一”教育理念的體現(xiàn),強(qiáng)調(diào)教師引導(dǎo),學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),積極參與到教學(xué)環(huán)節(jié),適合于本課程的教學(xué),也獲得了比較好的效果。本課程已經(jīng)開設(shè)了5輪,教學(xué)效果良好。學(xué)生、同行以及德方專家共同的評價(jià)是:課程設(shè)置合理實(shí)用,教授方法靈活,互動(dòng)頻繁,實(shí)踐環(huán)節(jié)所占比例重。

活動(dòng)引導(dǎo)式教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué)模式,這種教學(xué)模式能夠很好地啟發(fā)學(xué)生思維,突顯以學(xué)生為中心的教學(xué)理念,對現(xiàn)階段我國全方位進(jìn)行的教學(xué)改革具有重要意義。在倡導(dǎo)素質(zhì)教育、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)大形勢下,應(yīng)該給以足夠的重視,并加以推廣。

活動(dòng)引導(dǎo)型教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式有著較大的差異,但不能完全排斥傳統(tǒng)教學(xué)模式,而應(yīng)該將活動(dòng)引導(dǎo)型教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式有機(jī)地結(jié)合,借鑒其優(yōu)勢,結(jié)合課程內(nèi)容以及課程特點(diǎn)靈活使用,才能獲得最佳的教學(xué)效果。