新型應(yīng)用技術(shù)大學(xué)建設(shè)的教學(xué)思考
時間:2022-01-11 09:34:26
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摘要:隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,建立新型的應(yīng)用技術(shù)大學(xué),培養(yǎng)高級應(yīng)用型技術(shù)人才已日益重要。德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的成功為我們提供了培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的、具有國際視野的、一線工程師為主的高層次應(yīng)用技術(shù)人才的寶貴經(jīng)驗。圍繞計算機控制系統(tǒng)(ComputerControlSystems)這一課程的教學(xué),從課程內(nèi)容、教學(xué)方法以及課程評價方法等方面,對建立及發(fā)展新型應(yīng)用技術(shù)大學(xué)提出幾點教學(xué)思考,以期為業(yè)內(nèi)的研究者和應(yīng)用者提供一些初步資料。
關(guān)鍵詞:德國經(jīng)驗;應(yīng)用技術(shù)大學(xué);計算機控制系統(tǒng)
德國的工程教育處于世界領(lǐng)先水平。自上世紀(jì)六、七十年代以來,德國的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(UniversitiesofAppliedSci-ences,德文原文Fachhochschulen,簡稱FH,也譯作“應(yīng)用科學(xué)大學(xué)”,“應(yīng)用科技大學(xué)”),例如:科隆應(yīng)用技術(shù)大學(xué),亞琛應(yīng)用技術(shù)大學(xué)等等,作為德國高等教育系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分,為工業(yè)界培養(yǎng)了大量高級應(yīng)用型技術(shù)、管理人才。他們的優(yōu)質(zhì)辦學(xué)成果吸引了其他國家的注目及肯定,成為許多國家應(yīng)用技術(shù)大學(xué)學(xué)習(xí)的典范[1-5]。近來,我們國家啟動了相關(guān)計劃,《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》中提出,要重點擴大“應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型”人才培養(yǎng)規(guī)模[6],建立、發(fā)展新型的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)。為此,在借鑒、學(xué)習(xí)德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合我校(上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院)現(xiàn)有特色,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的、具有國際視野的、一線工程師為主的高層次應(yīng)用技術(shù)人才為目標(biāo),我們在課程的教學(xué)上也相應(yīng)進行了改進嘗試。同時,這個過程也促使我們對教學(xué)作進一步思考。在此過程中,德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)課程教學(xué)展開的相關(guān)經(jīng)驗,從課程內(nèi)容、教學(xué)方法到課程評價方法等,都給了我們較大的啟發(fā),實踐應(yīng)用中效果也較明顯。本文以計算機控制系統(tǒng)(ComputerControlSystems)這一課程的教學(xué)為例,圍繞以上幾個教學(xué)方面展開,對建立新型應(yīng)用技術(shù)大學(xué)提出幾點教學(xué)思考及教學(xué)實施,以期為業(yè)內(nèi)的研究者和應(yīng)用者拋磚引玉,提供一些初步資料。
一、課程內(nèi)容
德國的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)在課程內(nèi)容的設(shè)置與教學(xué)計劃制定方面具有重視基礎(chǔ)理論教學(xué)、突出專業(yè)教育、注重校企合作教育等鮮明特色,完全不同于傳統(tǒng)大學(xué),所培養(yǎng)的應(yīng)用型人才得到社會的高度認可,成為推動德國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可缺少的重要力量[7]。以此為參考,目前,我們對于課程內(nèi)容從三個方面作了改進的嘗試:加強基礎(chǔ)理論、加強應(yīng)用結(jié)合以及加強國際化。同時,這幾方面的改進也不同程度提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深了理解程度,拓展了學(xué)生視野。
(一)強調(diào)基礎(chǔ)知識,夯實理論根基
計算機控制系統(tǒng)綜合了計算機控制系統(tǒng)的控制理論和先進的應(yīng)用技術(shù),是一門理論與實踐密切聯(lián)系的課程。目前,國際上幾乎所有研究型院校在本科高年級或者研究生學(xué)習(xí)階段都開設(shè)有這一課程。相應(yīng)的,本課程較偏重理論內(nèi)容。近年來,石油、化工、能源、動力、環(huán)保、生物工程等各行業(yè)都在向大型化、聯(lián)合化、自動化、高效化、節(jié)能化、環(huán)保化的方向加快發(fā)展,相關(guān)的控制工程要求越來越復(fù)雜。向這些行業(yè)輸送高層次專業(yè)技術(shù)人才的自動化專業(yè)在面臨培養(yǎng)要求越來越高的同時,對計算機控制先進應(yīng)用技術(shù)的掌握需求也更為迫切。因此,作為專業(yè)主干課程及核心課程,我校為電氣工程及其自動化、自動化類專業(yè)學(xué)生在四年級上學(xué)期開設(shè)了計算機控制系統(tǒng)課程。作為應(yīng)用技術(shù)型大學(xué),我校開設(shè)的這門課程一向偏向技術(shù)應(yīng)用,理論部分比較淺顯,即使是有些重要的課程基礎(chǔ)理論,例如采樣定理,也只是點到即止,這對于學(xué)生對課程內(nèi)容的理解及技術(shù)的應(yīng)用,其實是不利的。在與德國一些應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的交流、合作過程中,我們發(fā)現(xiàn),即使是應(yīng)用技術(shù)大學(xué),實際上對于基礎(chǔ)理論的教學(xué)是十分看重與強調(diào)的。掌握基礎(chǔ)的理論,學(xué)習(xí)不浮于表面,不僅是知其然,更知其所以然,就會有更扎實的效果,進而促進對技術(shù)的更好應(yīng)用,同時保證學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展能力。為幫助學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容,我們適當(dāng)增加基礎(chǔ)理論的講解,對于原理性理論性內(nèi)容的解釋,盡量做到淺顯易懂,讓學(xué)生了解來龍去脈從而扎實掌握理論知識。同樣是采樣定理,通過深入淺出講解隱匿震蕩、頻率混疊等背景知識,輔以實例演示,使學(xué)生有更好的理解。同時學(xué)生對于綜合考慮被控對象、干擾噪聲等各方面因素下計算機控制所用采樣周期的選擇依據(jù),也有了更深刻的印象及切實的掌握。
(二)理論聯(lián)系實際,加強校企合作
德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的教師根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)、對專業(yè)的理解等來組織和選擇教學(xué)內(nèi)容,可以自編講義,自定進度,同時,根據(jù)企業(yè)的實際需要不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容[8]。新型的應(yīng)用技術(shù)大學(xué),培養(yǎng)的是新時代一線工程師。因此,在實踐、實驗之外,課程講授內(nèi)容的組織也需要著力推進理論、實踐和能力培養(yǎng)相結(jié)合。以此為指導(dǎo)思想,在教學(xué)過程中,一方面需要密切關(guān)注國際院校、行業(yè)新趨勢,追蹤前沿技術(shù),以增加、調(diào)整與實踐結(jié)合的內(nèi)容和實例。一個例子是在講完計算機控制一大重要控制算法———PID控制的改進方法后,可以進一步分析汽車巡航模式不同情形下應(yīng)用這些方法的速度控制實例并展示相應(yīng)效果。對于一些重要的知識點,進一步采用相關(guān)軟件(這方面,同目前的許多德國高校一樣,我們向?qū)W生介紹并使用開源軟件SCILAB及SCI-COS)進行仿真演示或驗證,取得了較好的效果。另一方面,為提高學(xué)生的實際應(yīng)用能力,有必要積極展開與企業(yè)的合作。計算機控制技術(shù)在不斷進化,從軟件到硬件、從元件到系統(tǒng)都在快速地發(fā)展和更新。在這個過程中,企業(yè)是一大推動者———他們不但是日新月異更新技術(shù)的使用者,還往往是研發(fā)者。與企業(yè)建立直接的合作,不但有助于加強學(xué)生對課堂知識的掌握,還能加強他們實際的工作能力,積累經(jīng)驗。目前,我們與RockwellAutomation公司簽署全面戰(zhàn)略合作協(xié)議,已建立有“集散控制實驗室”,雙方正在共同建設(shè)“上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院--羅克韋爾自動化技術(shù)應(yīng)用研究工程中心”。多方面的合作為學(xué)生對課程知識的深化應(yīng)用提供了良好的平臺。同時,通過校企合作,對部分課時,我們直接請企業(yè)里有豐富工程經(jīng)驗的一線工程師進課堂,將RockwellAutomation公司自動控制領(lǐng)域的新技術(shù)融入到課程的知識體系結(jié)構(gòu)中,不但解決了課程教材的知識體系與現(xiàn)有的自動化產(chǎn)品技術(shù)資料明顯脫節(jié)的問題,還能把工程師的現(xiàn)場經(jīng)驗傳授給學(xué)生。這些不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,利于學(xué)生更生動直觀地理解相關(guān)知識,同時促進他們對技術(shù)的應(yīng)用能力。
(三)引進英語教學(xué),培養(yǎng)國際視野
在現(xiàn)代科技的促進支持下,世界已經(jīng)是一個地球村,國際間的合作日益重要,國際化的企業(yè)數(shù)不勝數(shù)。對能勝任國際化背景中工作的人才需求,無論在哪個國家,都越來越普遍。加強國際化,正是德國的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)目前的一個發(fā)展方向。這一點除了加強國際交流與合作[9],還體現(xiàn)在一些課程的授課語言使用的是較為通用的國際語言:英語。這些措施有益于培養(yǎng)具有國際視野工程師的措施,也與我們新型應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)相符合,值得借鑒。在相當(dāng)長時期內(nèi),主流的計算機控制技術(shù)都來自發(fā)達國家。同時,計算機控制系統(tǒng)中的大量專業(yè)詞匯、知識點是自動化類專業(yè)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。況且計算機控制系統(tǒng)涉及多方面大量的前沿科學(xué),在知識信息呈爆炸性速度增長的時代,必須跟上甚至超越先進國家的研究步伐。因此,與德國以及我國其他一些高校一樣,我們將英語教學(xué)引進計算機控制系統(tǒng)這門課程。使用英文教材,制作英文PPT,課堂上引進英語教學(xué),有助于進一步培養(yǎng)具有國際化背景工作能力的一線工程師。課程的英語教學(xué),除了在一定程度上能提高學(xué)生的英語運用能力外,更重要的是能幫助學(xué)生進行專業(yè)層面的國際交流,使他們熟練掌握計算機控制系統(tǒng)中的英文專業(yè)詞匯、專業(yè)術(shù)語,不至于在學(xué)了積分飽和PID的改進后,在國際化企業(yè)的工作交流中不知道integratorwindup這類專用術(shù)語的含義。另一方面,英語教學(xué)也能促進對課程內(nèi)容的更好掌握。例如,在講解間接的計算機控制連續(xù)域設(shè)計方法的時候,提出emulation的概念,在促進學(xué)生理解理論方法的同時,對于連續(xù)域間接設(shè)計及離散域直接設(shè)計兩種控制設(shè)計方法的效果也進一步加深印象。
二、教學(xué)方法
不管是中國還是德國,啟發(fā)式的教學(xué)方法都是較為有效的一種教學(xué)手段。相比較而言,德國的教學(xué)中課堂交流討論更多一些。在啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)上,強調(diào)課堂互動,多種教學(xué)方法靈活使用,以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新素養(yǎng)。為此,我們采取以下措施:
(一)問題驅(qū)動
進一步注重以問題驅(qū)動的教學(xué)展開,在講解每個知識點時,注意提出問題,強化學(xué)生的問題意識,培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力。同時,引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生向解決問題的方向主動積極思考。例如,講解積分分離PID改進控制的閾值設(shè)置問題,采用由教師先講解基本知識,并提出2-3個思考點,由學(xué)生進行討論并進行陳述,之后由教師分析點評。通過這種方法,有效地實現(xiàn)了學(xué)生的深入思考和積極參與,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生分析問題和解決問題的能力得到了提高。
(二)課堂互動
增加課程討論與課堂互動。同時,課堂上隨時注意學(xué)生的了解程度,并鼓勵學(xué)生發(fā)散思維,尤其鼓勵學(xué)生積極提問。對于一些看似需要記憶的內(nèi)容,例如,計算機控制系統(tǒng)設(shè)計原則這部分內(nèi)容,乍一看較為枯燥,因此我們采用課堂討論的形式,讓學(xué)生先討論設(shè)計出的系統(tǒng)應(yīng)該具有什么樣的性能,經(jīng)過大家的思考及積極討論之后,六大設(shè)計原則基本都有同學(xué)提出,最后進行總結(jié)歸納。通過討論,加深了學(xué)生的印象,不再有枯燥的感覺。
(三)課堂練習(xí)
增加課堂練習(xí),部分內(nèi)容改講為練,讓學(xué)生當(dāng)場加深印象,扎實掌握每節(jié)課所學(xué)知識。理論后緊接實例,一兩個實例講解后,再舉實例讓學(xué)生練習(xí)。典型的例子如模擬量輸入通道接口設(shè)計的講解,在學(xué)過AD574芯片各引腳功能之后,立即舉一個接線圖例子,針對其接線進一步講解相應(yīng)具有的工作狀態(tài)及功能,接著再給出一張新的接線圖,讓學(xué)生練結(jié)。當(dāng)場練習(xí)往往能激發(fā)學(xué)生的興趣、注意力及主動性,比單純講授有效。
三、課程評價方法
德國包括應(yīng)用技術(shù)大學(xué)在內(nèi)的高校,往往比較注重對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的評價,最終的期末考試有時候可以進行三次:兩次考試不通過,還有一次口試機會。對于學(xué)生學(xué)習(xí)的評價考核,過去我們采用平時成績30%,期末考試70%的比例進行評價,過于看重期末考試。針對這個問題,我們加大了平時學(xué)習(xí)過程評價的比例。具體采用的過程評價包括平時的上課出勤情況,課上討論問題、回答問題的表現(xiàn),實驗的成功完成與否等因素。
(一)平時的上課考勤
這部分一般不計入成績,僅在必要時作為平時成績的一個參考,其主要作用是激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺主動性,鼓勵學(xué)生積極出席課堂教學(xué),畢竟對多數(shù)學(xué)生來說,有老師教可起到事半功倍的效果。
(二)課上討論問題、回答問題的表現(xiàn)
對于一些問題或討論主題,不追求標(biāo)準(zhǔn)答案,學(xué)生可以開放式思考,暢所欲言。這部分與平時的作業(yè)完成情況一起作為平時成績的主要來源,一方面衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,同時引導(dǎo)學(xué)生積極思考,主動學(xué)習(xí),主動創(chuàng)新。
(三)實驗的成功完成與否
實驗的成功完成是參加期末筆試的必要前提,主要目的是培養(yǎng)并提高學(xué)生實踐動手能力、實際解決問題的能力。具體的要求即,若實驗部分沒有成功完成,則課程總成績?yōu)椴患案瘛T诔晒ν瓿蓪嶒灢糠值臈l件下:課程總成績=平時成績×50%+期末筆試成績×50%。同樣,期末筆試僅提供參考答案,而非標(biāo)準(zhǔn)答案,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新思維。通過采用上述過程評價方法,一方面更真實的反應(yīng)學(xué)生的綜合能力、對課程的掌握程度與學(xué)習(xí)情況,另一方面不再是一考定乾坤,有助于激勵學(xué)生平時加強主動學(xué)習(xí)。總的來看,采用過程評價對培養(yǎng)學(xué)生良好的獨立學(xué)習(xí)能力及分析、解決問題的能力,促進學(xué)生對課程知識的深入理解都有裨益。
四、結(jié)束語
借鑒德國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的成功經(jīng)驗,建設(shè)我國新型應(yīng)用技術(shù)大學(xué),培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的、具有國際視野的、一線工程師為主的高層次應(yīng)用技術(shù)人才,依然需要重視基礎(chǔ)理論,加強理論應(yīng)用實踐,配合校企合作,引入英語教學(xué),加強國際化,同時在啟發(fā)式教學(xué)的基礎(chǔ)上,多種教學(xué)方法靈活使用,展開過程評價機制,對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)、學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)、專業(yè)技術(shù)能力培養(yǎng)、素質(zhì)提升均有一定促進作用。
作者:李丹菁 王建華 陳 嵐 萬 衡 單位:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
參考文獻:
[1]李好好,卡爾-維爾海姆.德國的應(yīng)用科技大學(xué)(Fachhochschule)研究[J].外國教育研究,2002(12):32-36.
[2]張慶久.德國應(yīng)用科技大學(xué)與我國應(yīng)用型本科的比較研究[J].黑龍江高教研究,2004(8):31-33.
[3]張翠琴,周誼.德國應(yīng)用科技大學(xué)探析[J].世界教育信息,2007(10):56-58.
[4]徐理勤,杜衛(wèi),馮軍,等.借鑒德國經(jīng)驗培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才[J].高等工程教育研究,2008(2):96-99.
[5]丁彥,張偉.國外應(yīng)用科技大學(xué)的發(fā)展研究綜述———以德、荷、芬、瑞為例[J].中國校外教育,2014(3):47.
[6]郭靜,邢玉升.美、德應(yīng)用型大學(xué)教育模式及對我國的啟示[J].黑龍江教育學(xué)院學(xué)報,2014(10):51-53.
[7]張鳴放,竇立軍,于雷,等.中德應(yīng)用型大學(xué)課程設(shè)置比較分析[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2011(11):50-55.
[8]尹寧偉.德國應(yīng)用科技大學(xué)實踐教學(xué)模式及其啟示[J].煤炭高等教育,2012(1):65-67.
[9]董大奎.德國FH教育及其在中國的實踐研究[J].職業(yè)技術(shù)教育,2007(1):19-25.