工科院校教学模式改革探析

摘要:高等院校教育逐渐呈现出了多元化、国际化的发展趋势，传统的教学模式已经不能满足高等教育要求。尤其对于工科院校来说，面对着复杂的市场竞争形势，应当与时俱进，加快对教学模式的改革，促进课程教育与创新创业教育的对接，以此来培养具备创新创业精神和能力的优秀人才。本文从创新创业内涵分析着手，明确了创新创业教育下工科院校教学模式改革的必要性，从教学内容、教学方法及考核方式等三个方面探讨了工科院校教学模式的改革方案，并进行了具体的实例分析，旨在为相关工科院校教学模式改革实践提供参考，从而进一步促进我国工科院校课程教学与创新创业教育的对接。

关键词:创新创业;工科院校;教与学模式;改革创新

0前言

科技创新是国家发展的必由之路，创新创业教育是我国高等教育人才培养理论研究和实践探索的热点。作为创新创业教育体系的主干，高校在创新创业教育培育体系中发挥着关键作用。[1-2]工科院校作为高等院校的重要组成部分，在创新创业教育背景下，应当积极改革传统的教学模式，培养学生利用相关工程技术知识来进行产品创新和产品研发设计能力，并能够在一定条件下实现产品向商品的转化，从而实现自主创业。基于以上，本文结合实例，简要探讨了创新创业教育下工科院校教学模式改革的相关问题。

1创新创业教育的内涵

世界各国积极注重对大学生创新创业能力的培养，美国哈佛大学早在1947年就开设了面向大学生创新创业的课程，政府、高校及社会机构联合建立了三位一体的创新创业体系；英国牛津大学和剑桥大学则实行“导师制”教学模式来实现差异化教学，以此来培养创新型人才。相较于国外来说，我国高校创新创业教育起步较晚，但发展较快，为了促进经济转型和发展，在大学生创新创业教育上做出了重要努力。2002年，教育部对清华大学、中国人民大学等进行了创新创业教育试点，2008年，教育部建设了多个创新创业人才培养试验区，2012年，教育部和财政部联合下发了《关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》，2015年，“大众创业、万众创新”被提升到了国家战略高度。[3]在这样的背景下，高校创新创业教育得到了前所未有的重视。创新创业教育包含了创新教育和创业教育两个层面，其主要目的是培养当代大学生的创新意识、创新精神、创新能力和创业素质、创业实践能力。创新创业教育不仅仅是举办一些创业参观活动，更重要的是教学理念和教学模式的一种转变和革新，将高校教学模式与创新创业教育实现无缝对接。工科院校肩负着培养应用型专业人才的重任，是促进社会主义现代化建设的主力军。在创新创业教育下，工科院校应当积极探索创新创业教育新形势，从教学模式的改革着手，促进教学与创新创业教育的对接，融入创新创业教育理念，积极提升工科院校学生的创新创业意识和能力，这对于扩大大学生在就业、促进社会经济创新发展等方面有着积极的意义。

2创新创业下工科院校开展教学模式改革的必要性分析

（1）适应时代经济发展和变革诉求。着眼于世界经济结构不断调整和社会产业链条不断变化，我国提出了建设创新型国家的战略。[4]社会经济发展是教育事业的领航器，建设创新型国家必然需要大量创新型人才，创新创业教育应运而生。因此，工科院校需要积极改革传统的教学模式，创新教学理念，以此来将工科院校打造成为教学、科研、生产的一体化基地，实现创新创业教育的目标，为创新型国家建设输送更多的人才。（2）凸显工科院校竞争力的契机。在创新创业教育下，工科院校对传统教学模式的改革是必然趋势，能够有效提升教学效果，实现特色化教学，避免办学趋同性，有助于提升院校的竞争力，打造特色院校品牌。（3）实现学生个体发展的重要路径。在大众创业、万众创新背景下，每个人都面临着巨大的就业压力，而创新创业教育着眼于学生创新创业素养的培养，目标在于促进学生自我价值的实现。工科院校为了缓解就业压力，需要积极改革传统的教学模式，实现与创新创业教育的对接，促进学生创新创业素养的发展，以此来实现学生个体发展。

3工科院校教学理念和教学特征分析

3.1工科院校教学理念CDIO是国际工程教育改革的最新研究成果，是工科院校教学理念的基础，CDIO主要表现为Conceive(构思)、Design（设计）、Implement（实现）和Operate（运作）。即以产品从研发到运行的整个生命周期为基础，对产品进行系统性的设计，以此来对学生职业能力、交流能力及团队配合能力进行培养，同时提升学生产品构思、设计及实施运行等综合素质能力。[5]对于工科类院校来说，其课程有着显著的技术特色，实践性与综合性较强，要求学生不仅要对相关理论知识进行掌握，同时要具备实践动手能力。在教学过程中，应积极推进CDIO理念，重新构建教育模式，主要包括人才培养方案、教学体系、课程体系、评价机制及实习实训等诸多方面。提升学生的创新能力和创业素质，将知识传授、能力培养及素质提升等教学目标融合在一起，真正实现与创新创业教育的有效对接。3.2工科院校教学特征在创新创业教育下工科院校的教学特征通过教学内容、教学方式、教师及学生互动等方面体现，具体特征总结如下：工科院校涉及到的专业课程大多理论性较强，给教师的教学和学生的学习带来了一定的难度；[6]从课程内容上来看，工科院校涉及到的课程知识面广泛，且知识更新快速，尤其在创新创业教育大力开展的背景下，许多工科院校各个专业的培养方案都融入了创新创业专业课程，这也无形之中增加了工科院校相关课程的教学难度；工科院校相关专业课程还有着实践性较强的特点，教学目标不仅要让学生掌握扎实的理论基础，同时更注重对学生实践能力的培养，这在创新创业教育下显得尤为重要，此外，在课程体系构建上，不仅涉及到理论课程，还涉及到实验教学、项目教学及实践实习等实践性较强的课程，这就要求在教学改革的过程中应当遵循理论与实践结合的原则，以此来更好地实现创新创业教育目标。

4创新创业教育下工科院校教学模式改革

4.1教学内容上文中提到，工科院校学生有着基础知识丰富但实际动手能力较弱的特点，因此，有必要在教学内容上进行改革，应当以教学大纲为基础，结合当前社会发展的实际需求，保证教学内容与时俱进，同时注意各个专业学科之间内容的交叉和联系，以此来提升学生的知识综合应用能力。在知识讲授的过程中，教师不仅要注重基础理论和原理的讲授，同时应当融入领域中的新技术，并将专业领域内最新的科研成果和前沿创新知识搭载到教学内容中。[7]此外，工科院校专业课程涉及到的知识相对庞杂，不仅涉及到理论分析与计算、工程建模等抽象性和理论性较强的知识，同时由于相关知识更新快速，涉及到众多前沿技术，许多专业教学模式中都融入了创新创业教育。针对这个问题，教师应当有效梳理教学内容，以知识难易程度、重要程度及学生接受能力等实际情况为根据，对教学内容进行层次性划分。在基础层阶段，主要进行理论知识、基本实验及参观实习等方面的教学，积极培养学生发现问题和解决问题的能力；在提高阶段主要以专项训练、科研项目、专题讲座及案例训练为主，积极培养学生的知识应用能力和探索能力，树立学生的创新意识，提升学生的科研创新和创业能力。4.2教学方法教学方法的合理选择不仅是一门学问，也是一门艺术，兼具科学性和艺术性的教学方法不仅能够激发学生的学习兴趣，调动学生的学习的自主性和创造性，同时也是连接教与学的重要纽带。教师应当综合考虑课程资源、教学内容、教学手段及实际学情等多方面因素，合理的选择制定行之有效的教学方法。在教学活动中灵活应用启发式教学、讨论式教学、合作探究式教学等多种教学方式和手段，打破传统灌输式教学方法的局限性，让学生在掌握扎实理论知识的基础上提升实践动手能力、创新能力和创业素质。工科院校不同专业课有着不同的特点，教师应当以此为依据，结合学生创新创业能力培养需求，采用“课堂教学+实验实习+项目设计+创业训练”的一体化教学模式。对于核心专业课教学来说，教师应当改变传统的灌输式教学方式，灵活采用网络、多媒体等学生喜闻乐见的形式进行教学内容讲授，同时将创业训练、创新竞赛等针对创新创业教育的活动融入到课堂教学中；对于偏重于工程实践的专业课来说，应当适当增加项目实训、参观实践、实验教学等学时的比重，以案例教学法、项目教学法及探究教学法为主，将理论知识教学与实习实践有机结合到一起，以此来深化教学效果，提升学生的创新能力和创业素质。4.3考核方式对工科院校课程教学考核方式的改革有利于发挥引导学生学习主动性的导向作用，注重对学生创新能力的提升和创业素质的培养。在考核方式上要打破传统以试卷考试为主的考核的局限性，坚持以学习过程为主导、终结性评价与过程性评价相结合的原则，灵活采用技能考试、小组团队测评等多种考核方式，考核重点集中在学生对知识技能的掌握和应用能力上。考核内容要增加实践性、拓展性及涉及到创新能力、创新创业意识、团队配合和技能应用等方面的内容。

5实例分析

自2013年起，辽宁工程技术大学全面开展“教学模式改革”，“自动控制原理”作为主要专业基础课赫然在列。本文以“自动控制原理”教学模式改革为例，从教学内容、教学方法与手段及考核方式等三个方面探讨了具体的改革方案。5.1教学内容改革“自动控制原理”是自动化及电气工程等专业的重要专业基础课，主要从时域、频域和复频域的角度对系统进行分析与设计，并探讨非线性系统的分析方法。要求学生逐步掌握“定性、定量分析、仿真实验和实践应用”的研究思路，提升学生的理论研究和创新实践能力。课程总学时为80学时，改革前理论教学72学时，实验教学8学时，教学内容过于注重理论教学，不符合创新创业教育课程教学的要求。本文以模块化思想为基础，结合创新创业教育下工科院校教学需求和教学特点，将整个课程教学细分为四个模块。（1）理论讲授模块（56学时，占总学时70%）：主要包含六方面内容：①自动控制的一般概念：让学生了解自动控制的基本原理与方式，掌握自动控制系统稳态和动态性能要求；②自动控制系统的数学模型：讲述复频域数学模型的建立方法和求取方法、梅森增益公式的正确理解和应用，奠定学生学习的理论基础；③线性系统的时域分析法：从整体上介绍线性系统的稳态与动态性能指标，典型系统的时域分析法，重点掌握二阶欠阻尼系统的分析方法；④线性系统的根轨迹分析法：重点讲述根轨迹的绘制法则及利用根轨迹分析系统性能；⑤线性系统的频域分析：重点掌握频域特性的绘制方法，利用频域法分析系统的性能，组织学生进行专题探讨，探讨BODE图和NYQUIST图在实际系统的应用，并引导学生拓展思路，提出关于频域法分析的新想法。⑥线性系统的校正方法：探讨校正环节对系统性能改善的作用。理论讲授内容学时虽然有所减少，但内容更加精炼，重点突出，为后续实践教学奠定扎实理论基础的同时，融入了学生探索的相关内容，有利于对学生创新思维的开发和创新创业意识的培养。（2）案例分析与综合训练项目模块（12学时，占总学时15%）：选取一级和二级倒立摆、智能寻迹小车等先进性案例分析，让学生了解系统数学模型建立的过程和方法，以及控制理论在实践中的具有应用；综合训练项目主要以“自选被控对象数学建模”、“控制系统设计与实现”、“撰写研究论文”为主。通过综合训练项目让学生了解如何从工程背景下提取系统的数学模型，以及先进控制理论的应用是提升系统控制质量的关键。通过案例分析与项目综合训练可以有效提升学生的知识应用能力，并引导学生进行思维拓展，此外，综合项目训练可以与工科院校相关创业项目结合起来，培养学生的创业素质。（3）实验模块（8学时，占总学时约10%）：实验模块主要包括二阶系统过渡过程研究、控制系统的校正、控制系统的半实物仿真等，实验的选取要有着典型性和创新性，通过实验来提升学生的动手能力，并设计实验讨论和探究，引导学生展开思维进行工艺创新等。（4）实习与实践模块（4学时，占总学时约5%）：与当地企业进行合作和交流，到实际企业观察控制系统的具体构成和操作流程，将理论与实践结合。5.2教学方法和手段改革在教学的过程中，结合“自动控制原理”课程特点，对传统偏重于讲授的教学方法进行改革，灵活使用启发式、探究式及讨论式等多种教学手段和方法。举例来说，线性系统频域法、非线性系统分析等是课程中的重难点，涉及到的知识相对抽象，不便于学生的内化吸收，此时教师可以采用启发式教学方法，通过合理的引导与启发来发散学生思维；在讲解频域分析法的过程中，教师可以采用案例教学法，以工程实例对频域法的详细过程进行讲解，通过多媒体课件、微视频等学生喜闻乐见的形式将频域分析方法的特点呈现在学生面前，最后对频域法在实践中的具体应用进行总结和探讨。5.3考核内容及方式改革考核方式遵循过程性评价和终结性评价相结合的原则，考核内容适当增加实践动手能力、创新能力、项目设计等与创新创业教育息息相关的内容，最终设计考核方案如下：①平时成绩（10%）：主要对学生上课出勤率、听课认真程度、思维拓展能力、创新能力等进行考核；②项目设计（20%）：主要对学生知识应用能力、项目设计能力及创业素质等进行考核；③实践动手能力（20%）：主要对学生实践应用能力、理论与实践结合能力等进行考核；④考试成绩（50%）：在试卷中增加实际应用试题，考核学生的创新思维。6结论综上所述，创新创业教育下，工科院校进行教学模式改革是十分必要的。而工科院校教学有着知识更新快速、基础理论繁杂及学生动手能力较弱的特点，基于此，本文从教学内容、教学方法及考核方式等三个方面提出了工科院校教学模式的改革方案，实例分析表明，此方案能够与创新创业教育良好对接，有助于创新创业教育目标的实现。

作者:任志玲 李巍 单位:辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

参考文献

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