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摘要:研究生教育处于整个教育的金字塔塔尖,是高等教育的最高层次,也是高校办学水平,办学能力,教学科研水平的重要标志。科教兴国,人才强国,高质量、创新型人才离不开研究生教育的优质培养。在明确研究生课堂教学的目标定位,并分析该校研究生《机电系统建模、分析及仿真》课程的特点及学生目前存在问题的基础上,分别从教学内容,教学方法,高校考核机制等多个方面对研究生教学质量提升策略进行了初探。教学实践表明,这些措施既激发了学生的学习主动性,又提高了学生解决实际工程问题的能力。
关键词:研究生;课堂教学;教学质量提升;机电系统建模;主动学习
本文引用格式:许向荣,等.《机电系统建模、分析及仿真》研究生课程教学质量提升策略初探[J].教育现代化,2020,7(56):20-23.
Research on Improving Teaching Quality of Postgraduate Course"Modeling,Analysis and Simulation of Electromechanical System"
XU Xiang-rong,SONG Xian-chun,YU Jun-ping
(School of Mechanical and Electronic Engineering of Shandong Jianzhu University,Jinan Shandong)
Abstract:On the basis of making clear the goal orientation of postgraduate classroom teaching and analyzing the characteristics of the postgraduate course Modeling,Analysis and Simulation of Electromechanical System and the existing problems of the students at present,promotion strategies for the quality of graduate education were discussed separately from the following aspects:the teaching contents,teaching methods and assessment mechanism in colleges and universities,etc.By teaching practice,it shows that not only students’learning initiative is stimulated,but also students’ability to solve practical engineering problems is improved.
Key words:Graduate students;Classroom teaching;Teaching quality improvement;Electromechanical system modeling;Active learning
一 课程与教学改革是提高我国高等教育质量的重中之重
战后发达国家的高等教育在数量上得到了快速发展,并相继实现了高等教育的大众化和普及化。在世纪之交教育改革运动的兴起标志着世界高等教育进入了以提高质量为主旋律的时代,像法国“高等教育现代化的核心是提高教育质量”,美国“高等学校要全力以赴地提高教育质量”等[1]。联合国科教文也曾多次组织世界高等教育大会,呼吁提高高等教育质量,建立多元化的保障体系,打造质量文化。由此可见,提升人才培养质量已成为高等教育改革与发展的世界性趋势。
人才培养作为高等学校的固有和根本职能,其质量的提高是高等教育质量提高的核心内涵。而人才培养的根本途径是课程与教学,因而深化课程与教学改革就成为了提高人才培养质量的重中之重。研究生教育作为高等教育的最高层次,其教育质量的优质与否直接关系着一个国家高质量、创新型人才的数量。可以说,“功以才成,业以才广”,未来科技竞争和国家竞争的关键是高层次人才竞争。
虽然近年来我国硕士研究生人数不断增长,但我国在衡量高层次人才聚集水平和国家创新能力的关键指标方面,如人口基数大,千人注册研究生数、就业人口中受过研究生教育的比例等,与欧美等国家相比仍然较低,因此,我国要想跻身创新性国家前列,亟需更多的高层次专门人才[2]。本文旨在响应国家对高层次人才需求的号召,对本校《机电系统建模、分析及仿真》的研究生课程教学质量提升策略进行初探。
二 研究生课堂教学的目标定位
课堂教学始终是研究生能力培养的重要平台和研究生培养中的重要环节。研究生教育,不应再是本科阶段的通识教育,而是更加偏重于专业研究,因而具有较高的教育层次。这就要求研究生课程教学不仅要有高水平,更要有专业性。所以,研究生的课堂教学目标是培养研究性人才,要求学生以如何做研究为主要学习方向,而不是仅仅停留在传授专业知识的层面上。
三《机电系统建模、分析及仿真》课程特点及教学过程中存在的问题
《机电系统建模、分析及仿真》这门课是该校研究生的专业选修课,要求学生能够阅读和掌握科研学习中的有关参考书、期刊和图书资料内容,并将其熟练地运用到科研和工作中,同时能够对机电系统问题建立数学模型,并使用计算机技术进行仿真和分析。因此,要求该课程的学习,要以研究性教学为导向,注重理论与实践相结合,注重培养学生的分析问题,解决问题的能力和思维方式[3,4]。
(一)课程内容多学科交叉,课时少
《机电系统建模、分析及仿真》的主要内容包括机电系统的数学模型及其建立方法,机电系统的特性及组成,典型机电系统的Simulink建模、仿真及分析等。其内容多学科交叉,涉及电子电路技术,控制工程基础,机械动力学理论,MATLAB程序设计以及Simulink仿真等学科的相关知识,比如,电气电子系统的建模与仿真部分,涉及到电路分析基础及控制工程中的拉氏变换等;而机械系统的建模与仿真部分,涉及到机械动力学,运动微分方程的建立等方面的知识点,因而是一门综合,实践性较强的课程[5]。而且近年来,随着教育培养计划的不断修订,使得课程学时不断减少。如何在有限的学时内,将课程的主要内容高效传授给学生,对教师来说无疑是一种新的挑战。
(二)课程内容陈旧,不能与时俱进
为课程选定符合教学大纲的经典教材,是保障课程正常进行,提高课程教学效果,并改善课程教学质量的前提。但是经过长时间地查阅当当,京东等相关图书网站,发现目前可以作为《机电系统建模、分析及仿真》这门研究生课程的教材,少之又少;而且出版时间多为5年前,内容相对陈旧,不能做到与时俱进;内容要么偏理论,不符合工科课程理论与实践并重的要求,要么偏Simulink软件程序的应用,理论基础薄弱,因而教材内容的综合性不强,不能够满足既注重理论知识的传授,又能加强实践,提高学生的创新能力的目的。
(三)研究生参与课堂交流的积极性不足,功利心较强
由于中小学教育中以分数为导向的教育模式,使得目前的工科学生普遍缺乏人文素养,存在口头表达能力欠缺,表达欲望不强烈等问题,因而不能积极参与课堂交流,促进教学进程[6]。而且随着近年来社会媒体的不良导向,就业压力的增加以及学校评优制度的不完善,使得很多研究生读研的动机不纯,要么目的不明确,要么为了缓解就业压力,要么为了评奖学金,导致他们缺乏学习动力和激情,不能够积极主动地参与教学课堂。
(四)教学方法单一,“照本宣科”问题严重
目前在研究生课堂教学中,更多地是“教师讲,学生听”的单一方向传统讲授法,忽视了学生的主体地位,缺乏学生的主动参与,因而教学方法单一,“照本宣科”现象严重。尤其在现阶段,互联网和多媒体技术的发展,使得“照本宣科”演变为“照屏宣科”。教师不能做到与时俱进,以学定教,而是以教材定教,以己定教,只讲自己认为合适的教学内容,而不顾及学生的知识诉求,同时教师更多地注重学生成才(即知识技能)的培养,而忽视了学生成长成人的要求。
(五)高校教师考评机制不完善,研究生导师只关注科研忽视课堂教育
现阶段高校在职称评审制度上,重科研,轻教学,不仅严重挫伤了许多教学方面表现显著的教师的教学积极性,而且导致很多研究生导师功利心太强,为了个人的职业发展把更多的时间精力都投入到了科研当中,而忽视了国家和社会赋予的重要责任——教书育人;再加上高校的教学管理比较松散,使得部分教师仅把教学工作是职业发展必要但不充分的工作任务,因而导致了教学科研的严重分离,起不到教学科研相互促进,相互融合的作用。
四 创新教学方法,提高研究生教学质量
基于上述研究生课程教学过程中存在的主要问题,本文提出了以下有针对性的改革措施,以提升研究生的课堂教学质量。
(一)精选课堂教学内容
由于研究生阶段学生的自学能力,分析问题、解决问题的能力都比本科阶段有了较大的提高,因此教师在教学过程中,应该着重于专业领域知识的产生背景,问题研究的进展情况以及与专业领域相关研究的热点问题上,使学生能够接触到该学科研究的最前沿,并根据情况组织讨论。在此基础上,并结合本校学生的专业基础,紧扣课程大纲,从现有的教材及近几年的文献中,精选适合学生专业水平的教学内容和教学实例,保证教学内容与时俱进,同时使学生能够在学时有限的情况下真正学到相关的知识。
(二)最好的学习就是教会别人
根据学习金字塔理论[7],不同的学习方式,学习者平均效率是完全不同的,见图1所示。从图中可以看出最好的学习就是教会别人。而且随着教育趋于全球化,网络化,逐渐呈现出如图2所示的网状结构,该网络结构体现了当代世界在丰富信息和交流方面提供的便利,因而能够更加灵活地以更具有拓展性和生成性的方式接纳各种机会[8]。因此,为了适应21世纪对人才需求的要求,需要教师给予学生更多交流锻炼的机会,以教师为主导,学生为主体,留出足够的时间和空间,让学生参与课堂进程。教学过程中,精心挑选了与机电系统相关的课程案例(如汽车PID控制,交直流电机和数控机床进给系统等),布置给学生,让他们分别以个人或分组的多种形式,对课程案例进行课前预习准备,然后课堂分享,讨论交流总结。与此同时,将批判性思维,系统思维和创新思维等21世纪必备的一些综合能力逐渐渗透到学生的学习过程中。
(三)注重教学反馈,积极调动学生参与课堂交流的积极性
教学过程实际上是一个动力学反馈系统(如图3所示),如果缺少了学生作为主体环节的反馈信息,教育其实并没有真正发生。因此,在课堂教学中,教师要做到“课课反思”,“期期反思”,就是每堂课后,每一学期后都要有学生的信息反馈,这样才能及时调整教学内容,尊重学生的主体性,以学定教。在《机电系统建模、分析及仿真》的课程教学中,加入了“时间胶囊”环节(如图4所示),广泛征询学生对课程的建议,及时调整教学内容,真正做到以学促教,教学相长。
(四)教师要树立“终身学习”的理念,不断提高教学业务水平,使教学方法多样化
高等学校的人才培养目标经历了从通才、专才、全才,再到创新型人才的转变过程,如图5所示,因此高校教师应该积极做到与时俱进,跟上世界高等教育发展的步伐,树立“终身学习”的理念,不断提高自身教学业务水平,多方面、多渠道学习各种教学方法,使课堂教学方法多样化。尤其是探究性学习,如苏格拉底教学法、案例教学法等,以培养学生的创新能力和创新精神。在《机电系统建模、分析及仿真》的课程教学中,加入了案例教学法,从CNKI数据库里精选了机电系统的典型案例,提前布置给学生,由学生分组讨论完成相关PPT及实例建模、分析及仿真。在完成相关任务过程中,并不局限于论文中的实例再现,而是在此基础上加入自己的理解和创新,使学生的自主学习能力、合作能力以及创新能力等都得到了提高。
(五)健全教师考评制度,教学科研相结合,以科研反哺教学
虽然研究生教育的最显著特征是“研究”,但并不意味着研究生教育的目的就是“研究”,研究生教育的根本目的是培养高素质人才。因此,研究生教育首先要回归“人”,回归学生,兼顾成人和成才两个方面的发展;其次,要回归课程,以专业课程学习促学术发展和素质提升。因此,高校应该重视教师考评机制的重要导向作用,健全教师考评制度,构建多元的考核机制,不光要考核教师的科研能力,更要考核教师的教学能力和教学效果,尽可能全面地反映教师的教学科研综合能力,从而促进教师整体素质的发展。同时,高校还要出台相关的政策措施,鼓励教师积极参与研究生课程教学质量改革,以科研反哺教学,进而提高研究生教学质量。
五 结语
本文在明确研究生课堂教学的定位目标,深入研究《机电控制系统建模、分析与仿真》研究生课程的特点及现存问题的基础上,并结合在该课程教学过程中的亲身体会,对课堂教学内容进行了精心选取,对课程教学方法进行了改革初探。教学实践和学生反馈表明,这些改革措施极大调动了研究生学习的积极性和主动性,为其适应未来社会奠定了专业基础和能力基础。
参考文献
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[2]王战军.中国研究生教育质量报告[M].北京:中国科学技术出版社,2019:6-7.
[3]李涵伟,张文言.硕士研究生课堂教学质量提升策略探究[J].上海教育评估研究,2015,4(02):61-64.
[4]徐飞,赵维双,侯然然.普通高校硕士研究生理论教学质量存在问题及提升路径[J].当代教研论丛,2017(01):12+14.
[5]王红茹.提高《机电系统建模与仿真》课程教学质量的新探索[J].科技资讯,2015,13(09):151-152.
[6]金燕,杨马英.从学生需求出发提升工科硕士研究生课堂教学质量[J].教育教学论坛,2018(37):145-148.
[7]https://baike.so.com/doc/6219886-6433176.html
[8][美]戴维.珀金斯(David N.Perkins).为未来而教,为未来而学[M].浙江:浙江人民出版社,2019.
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