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摘要:在介紹工程教育專業認證及其意義的基礎上,對高等學校的數學教學改革進行了討論和探索,以期總結出在工程教育認證背景下的大學數學的教學模式,使大學的數學教學適應于工程技術人才培養的實際需要,為提高數學課程的教學質量,使之滿足工科專業的教學需求,為工程技術人才的培養提供可靠保障。
關鍵詞:工程教育認證;數學課程;教學模式;教學改革
一、工程教育專業認證概述
工程教育認證來源于專業認證,是高等教育為了保證教育質量和促進教育質量改進,從而對高等院校或專業進行詳細考察的外部質量評估過程。認證是認證機構頒發給高等院校或專業的一種標志,證明其現在和將來能夠達到辦學宗旨和認證機構規定的辦學標準。工程教育專業認證起源于《華盛頓協議》,是由美國、英國和加拿大等6個英語國家的工程專業團體于1989年發起并簽署的工程教育學位互認協議。經過30多年運行,它已經發展成為國際上最具影響力的互認協議。協議的宗旨是提高工程教育質量,實現工程學位的互認,促進成員國之間工程技術人員的國際流動。我國的工程教育認證最早始于建筑學專業認證。1992年,建設部在6個土建類專業開始進行專業評估。從1992年到2012年的20年之間,總共有406個工程教育專業進行了認證,占全國工程教育專業的1.36%。迄今為止,我國有1170個專業通過了認證,覆蓋了21個專業類別。2013年6月我國加入《華盛頓協議》,成為預備成員國。2016年6月2日,我國成為《華盛頓協議》的正式成員國,這是我國工程教育專業認證史上的里程碑事件。至此,我國工程教育認證的結果可以得到國際上的認可,通過認證專業的畢業生,在成員國之間將享有同等從業資格。這意味著為我國工程類學生開始走向世界的舞臺,也將對中國高等教育事業產生深遠的影響。
二、工程教育專業認證的意義
1、提高工程教育質量,推進教學改革。進行工程教育認證的專業可以邀請同行專家入校考察、評估,通過專家對課程設置及辦學條件等方面的調查和分析,發現存在的問題,找出差距,給出客觀、準確的評價并提出中肯的建議和行之有效的改進措施。2、提高專業的辦學知名度,提升學生的就業優勢。通過認證的專業在課程設置、資源及學生服務諸多方面能夠得到相關專家的肯定,能夠向同行和用人單位清晰地表達該專業達到的辦學層次,表明能夠向用人單位提供滿意的服務。這不僅能提升畢業生的就業優勢,也能提高專業對社會的影響力,對未來潛在生源有強烈的吸引力。3、工程教育認證能夠為教師提供交流、合作及相互學習的機會。對同一專業而言,能夠實現校際之間的教師流動,實現校際之間的學分互認和學生轉學,共享教育教學資源。認證也能促進行業企業的合作(包括國際間的合作)與相互支持,形成合力,共同發展。
三、基于工程教育認證理念的數學課程的教學改革
近年來,隨著工程教育專業認證的大規模實施及快速推進,越來越多的高等院校開展了教學模式的改革創新。遵循以成果為導向、以學生為中心、持續改進的三大工程教育專業認證的理念的教學改革研究受到越來越多的重視,國內許多高校的數學課程在教學內容體系、教學模式、教學方法等方面取得了階段性的成果。
1、以成果為導向的教學模式研究
基于學習產出的教育模式(簡稱為OBE)是一種基于實現學生特定學習產出的教育過程。最重要的原則是強調教育者必須清楚地聚焦和組織教育中的每個環節,保證學生在學習過程中逐漸達到預期學習目標。(1)整合并完善課程體系,重塑教學內容。所有的課程設置、教學內容、教學設計及教學評價,都是以保障學生能充分展示其學習成果為前提。教師必須致力于幫助學生發展知識、鍛煉能力、提升境界,達到預期的學習成果。(2)數學課程的教學設計與教學實施要體現以學生為中心的理念,因材施教,要充分考慮學生的個體差異,做到有的放矢,區別對待。為所有學生提供同等的學習機會、同等的學習資源,要保障學生能以任何時間、任何方式進行學習。教學方式要更加彈性化、個性化和差異化,以滿足不同學生的需求。鼓勵教師要結合不同專業的特點,大膽、靈活地處理教學內容,滿足不同專業學生的個性需求,實現并展示其學習成果。(3)為學生制定更高的學習目標,增強學生的學習難度,加強內容的深度和廣度。增設高水平課程,課程的內容要具有足夠的挑戰度和創新性,引導學生向頂峰成果努力。在教學過程中,適當引入一些數學競賽題目,以豐富教學內容,增長學生的見識。通過數學競賽,為學生提供更廣闊及更深入的學習機會,充分發展學生們的數學才能,提升他們的數學能力。(4)反向設計就是要求課程的教學設計要保證學生的能夠達到最終學習成果,并依此來開展教學活動。教育者要明晰最終學習成果是什么,如何達到?要依據最終學習成果來反推,進行反向教學設計。學習成果的確定既要考慮到不同的專業的需求,又要充分考慮教育利益相關者的要求與期望。擬調整與完善數學課程的設置,采取分層次教學,不同專業設置不同的教學內容與教學要求,主動適應各專業教學需求。
2、探究式教學方法的研究
在傳統的教學過程中,學生始終處于配角的角色,學生的主體意識,參與意識、合作意識不強。這些都嚴重妨礙了學生創新精神和創造能力的培養,嚴重影響力數學課程教學目標的實現。要求我們教師要堅持以學生為中心教學的理念,通過探究式的教學方法與教學手段來促使和幫助學生提高學習效益。
(1)把培養學生的創新能力和提高學生的數學素質作為
實施教學出發點和落腳點。采取多種教學方法、教學手段,調動學生學習的積極性,激勵學生積極參與到教學中去,做教學活動的主角。使學生由“要我學”升華為“我要學”,引導學生領悟數學的思想方法,培育學生的問題意識。在面對形形色色實際問題時,能夠抓住問題的共性特點和本質特征。有意識地鍛煉和提高學生學習能力和解決問題的能力。(2)開展批判式討論,培育學生的發散思維,激發學生學習的積極性,鼓勵學生開展課堂討論。教師既是課堂教學的設計者,又是課題教學的組織者。教師需要根據教學目的和內容,考慮學生現有的文化知識、認知能力等特點,設問質疑,啟發式講授,引導學生自己發現問題,鼓勵學生圍繞問題展開探究辯論,教師進行適時點撥。在教學過程中,要注重培養學生的直覺想象和邏輯思維能力,強化學生的數學應用意識,崇尚數學思考的理性精神,形成批判的思維習慣。(3)圍繞學生所在專業的人才培養目標要求,調整數學課程的教學內容,拓寬知識面,改善學生的知識結構。調動學生思考的積極性,參與課堂教學的熱情,培育學生自主學習的能力。布置創新作業,創新作業可以有效轉變教師的教學方式和學生的學習方式,激發學生的思維火花,能有效發展學生學習能力,培養學生的創新意識,激發學生探究學習興趣。
3、互聯網+教育背景下的數學課程教學方法及教學手段的研究
伴隨著互聯網技術的快速發展,微課、慕課、翻轉課堂和創客運動有機結合的線上與線下混合式教育模式(O2O)的誕生,開啟了數學課程教學變革的新時代。
(1)混合式教學下的翻轉課堂教學法
線上與線下兩種學習方式的優勢相結合,成為學生獨特的學習體驗。計算機技術和網絡技術為我們的教學提供了任何可能,網絡上豐富的教學資源(如網上的視頻公開課、微課、慕課等)的共享為高校教師實施線上線下混合式教學模式提供了可能。數學課程的教學也可采用學生先在網上學習,教師再依據學生的學習反饋來組織課堂教學。就學生學習中的問題進行重點講解、點評,并引導學生進行分組討論,實行“翻轉課堂”的教學模式。另外,教師也可以自行制作課件,錄制視頻,為“翻轉課堂”準備資料和素材。同時,優質的網絡教育資源也為學生提供了任何時間,任何地點的學習機會。
(2)案例教學法
案例教學,是一種開放式、互動式的教學模式。案例教學法就是用案例來驅動教學,也稱為問題驅動式教學方法。案例教學要經過事先周密的策劃和準備,案例的選擇既要符合學生現有知識能力,又要有一定的深度、難度和激勵性。通常地,案例教學法是在課程剛剛開始時,通過案例的引入來展開教學活動,首先提出問題、設置懸疑,為新教學內容的講授打下伏筆,在課程的最后對案例提出的問題進行深入的分析,并給出解決方法。案例要以實際情況為背景,應是數學知識在實際問題的體現和應用。學生通過對問題的分析和理解,將實際問題概括、抽象成數學問題,并最終用數學方法給出問題的解決方案。
(3)預習指導式教學法
在傳統的數學課程的教學中,只重視課堂教學,不重視學生的課前預習。多數學生是不做課前預習的,即便有個別學習進行了課前預習,也具有一定盲目性、缺乏計劃和針對性,更沒有學習重點。“預習指導式”教學法就是教師在完成本次教學內容后,提醒學生預習下一次課的學習內容,指出學習重點、難點,提出問題,設置懸念,為學生規劃學習方案。讓學生帶著問題和好奇心去學習,從而提高學生的學習潛力,鍛煉學生自主學習的能力。
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作者:王樹忠 于祿 石宇靜 單位:哈爾濱理工大學