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關鍵詞:新工科、實踐教學模式、長效聯動機制
引言
近年來,在新工科建設的大背景下,高校作為新工科人才培養的責任主體,必然面臨著新的挑戰,為了培養一大批多元化、創新型卓越工程科技人才,就需要探索和實踐新的教學模式和新的教學方法[1-2]。高校的實踐教學體系分為三部分:基本知識技能、專業綜合技能和多元化創新技能。其中基本知識技能是基礎,專業綜合技能是能力,多元創新技能就是目標。在互聯網時代,知識獲得已經不存在障礙,那么要達到培養目標,中間環節的能力培養就至關重要,它是將知識融合,達到多元創新應用的關鍵環節。然而,能力培養的專業綜合技能在高校中體現在課程設計、專業實習等實踐教學環節。因此,在“新工科”背景下開展實踐教學模式的改革與探索,構建全新工科人才培養模式,至關重要。
1單片機課程設計的現狀
《單片機課程設計》是很多高校電子信息專業、計算機專業的一門重要的動手實踐課程,是培養學生能力的關鍵環節。目前課程在實踐教學中存在的主要問題有:實踐教學模式單一,學生被動的接收;綜合性實驗設置創新性不足,限制了學生綜合技能的培養[3],實踐教學環節缺乏長效聯動機制;實踐考核以“分組”形式進行,存在部分學生“打順風車”的現象,未形成有效的綜合評價考核體系,不能促進學風好轉。因此在“新工科”背景下,亟待探索新的課程改革方案。
2單片機課程設計的改革思路
2.1構建“新工科”背景下實踐教學新模式
隨著新一輪科技革命與產業變革,我國推出“中國制造2025”“互聯網+”等一系列國家重大科技戰略,“新工科”創新驅動發展成為新時期發展的熱點議題,工科人才的培養在促進社會市場經濟發展及國家整體創新水平的提高中起著重要的作用。因此,在新工科背景下開展實踐教學模式的改革與探索,構建全新工科人才培養模式,至關重要[4-5]。《單片機課程設計》涉及的系統結構抽象,指令功能繁多,編寫調試程序比較困難,綜合性強,嚴重影響了學生的學習積極性;而且實踐學時數只有20學時。因此,如何在保證實踐教學質量提升的前提下,在有限的學時內完成綜合實踐教學任務,是當前實踐教學中所面臨的挑戰。本文通過研究“新工科”的內涵和外延,以“新工科”理念為主線,將傳統以“教師演示”為主的實踐教學模式轉變為“啟發學生自主探索”的主動探索新模式。深入研究“新工科”背景下創新驅動發展、“互聯網+”等重大戰略,探索啟發式教學法、討論式教學法、項目教學法和任務驅動的實踐教學模式等的融合,使學生能夠主動參與到實踐教學活動中來,化被動為主動,旨在培養學生對實踐環節的興趣,注重個性發展與多元創新并舉,探尋適合我校學生特點的實踐教學藝術,切實注重實踐教學質量的提高[6-9]。
2.2采用“課下促升課上,課上反哺課下”的措施,建立實踐教學的長效聯動機制
傳統的實踐教學中,實驗內容相對陳舊,內容單一,主要以驗證性實驗為主,設計性實驗的難度和深度不夠,綜合性實驗創新性不足,限制了學生綜合技能的培養,學生興趣不高,總是認為:學習這些東西沒用?很難調動學生的積極性。在“新工科”大背景下,如何把新工科的理念貫穿到實踐教學中,并落到實處呢?這就需要從實踐教學的本質出發,進行實踐教學方法的改革。因此,本文提出了“課下促升課上,課上反哺課下”的新舉措,充分調動了教師和學生的積極性,實現師生“雙贏”,建立了實踐教學的長效聯動機制。首先,通過在課下引入學科競賽、大學生創新創業項目、科研項目等環節,以參賽項目實操訓練題目,大學生創新創業項目和科研項目為導向,制定“單片機課程設計”綜合性實驗題目,培養學生的知識運用能力,注重個性化發展與多元創新并舉,提高課上實踐環節教學質量;然后,當學生的專業綜合能力得到提高后,鼓勵學生多參與學科競賽,申請大創項目,積極參加教師的科研項目,凝練自己的專業知識,多獲取競賽獎項、獲批大創項目,充分調動教師和學生的實踐積極性,讓學生體會到學有所用,讓教師感悟到教有所獲,實現師生“雙贏”,以此良性循環下去,有助于建立實踐教學的長效聯動機制。
2.3建設“小組”綜合評價考核體系,促進學風改進
《單片機課程設計》的考核采用“分組”制,旨在培養學生自主學習、協作學習、溝通交流以及多元化創新能力,促進綜合素質的培養;考核方式采用“考勤+實驗室表現+驗收+答辯+提問”的形式。對于考勤和實驗室表現的考核,參考一般做法即可,重點對于后三個步驟的考核,即驗收、答辯和提問。驗收環節包括仿真驗收和實物驗收兩類,由各組學生獨立操作演示。對于仿真驗收,學生將完整的流程,包括建立工程、添加項目文件、編輯文件、編譯文件、仿真調試等步驟全部演示。對于實物驗收,學生將自己焊接的外圍電路模塊連接到最小系統板上進行操作演示,并說明自己的方案設計及思路。教師根據仿真演示和實物演示的效果,以及學生的講解情況給出成績。答辯環節由學生上交實驗報告并自述,簡要說明自己硬件設計和軟件設計的各模塊功能,以及設計和調試中發現的問題和解決方法,再由教師提問,根據回答情況,結合報告和自述給出這一部分成績。最后,針對以往“分組”實踐環節中存在“打順風車”的現象,本文增加學生“提問”環節。這一環節,針對學生在課程設計過程中提問的數量和質量給出這部分的成績。本文設計的考核指標能夠真實反應學生知識運用的實際情況,通過考核指標促進學生學習方式的轉變,使學生更加主動地學習,促進學風改進。
2.4以互聯網,大數據等新技術為依托,構建“反饋和交流”平臺,把控實踐教學質量
實踐教學改革離不開質量監控[10]。實踐教學過程中及時“反饋和交流”是提高實踐教學質量關鍵。學生是實踐教學的主體,實踐教學質量的好壞,學生最有發言權。教師只有及時與學生溝通、交流,查找存在的問題進而分析,提出整改措施,促進實踐教學的有效性。本文以互聯網,大數據等新技術為依托,構建了“反饋和交流”平臺,及時了解學生對實踐教學的反饋信息,在實踐教學過程中形成一個閉環監控,切實促進實踐教學質量的提高。
[中圖分類號] G40[文獻標識碼] C [文章編號] 1673-7210(2010)06(a)-150-03
北京協和醫學院一直十分重視學生的人文素質教育和科學精神的培養,特別是根據醫學生成長的特點,在拓展教育內容、創新教育方法、突出教育特色等方面做了扎實有效的工作,也取得了一定的經驗。《院士講壇》就是北京協和醫學院堅持了10余年,在研究生和八年制醫學生中頗具影響,并輻射到其他醫學院校的文化論壇。
北京協和醫學院成立于1917年,在我國現代醫學發展史上占有相當重要的地位。她培養了許多質量較高的醫學人才,對我國的醫學教育、醫學科學和醫療衛生事業的進步和發展都起到很大的作用。其教育方針、指導思想、教學計劃和教學方法等方面的長期實踐經驗對于我國當前醫學教育和衛生事業有不少借鑒的地方。
作為我國最早設立的八年制臨床醫學專業的北京協和醫學院一直堅持實行高進、優教、嚴出的辦學方針,強調三高(高標準、高起點、高要求)、三基(基礎理論、基本知識、基本技能)、三嚴(嚴肅的態度、嚴格的要求、嚴密的方法),以培養具有發展潛能的高級醫學人才為辦學目標,注重學生綜合能力和綜合素質的提高,形成了“嚴謹、博精、創新、奉獻”的優良校風與學風。目前,全國高等醫學院校特別是開辦七年制和八年制的醫學院校,都把北京協和醫學院的辦學理念作為其辦學的重要依據。
1 《院士講壇》的背景與目的
北京協和醫學院建院90多年來,醫學精英輩出,涌現了張孝騫、林巧稚、黃家駟等一代享譽世界的醫學科學家和醫學教育學家,以及一大批勇于開拓,為推進我國醫學事業頑強拼搏,為培養醫學科技人才辛勤耕耘的杰出的醫學專家,其中有著最高學術稱號的兩院院士就有20余人。院校的兩院院士和其他單位的院士,無論是耄耋之年的老者,還是風華正茂的中青年,他們不僅學術造詣深厚,更在于他們滿懷對祖國的熱愛之情,全身心投入科學研究事業的精神,他們的業績和風范是一筆寶貴的精神財富,是對學生進行正確的世界觀、人生觀、價值觀教育的生動教材。
1997年適逢北京協和醫學院舉辦80周年慶典,在學生們參觀院校史展后感慨萬千,他們被北京協和醫學院前輩無私奉獻的精神和精益求精的工作作風深深地感動著,于是八年制學生會率先提出了應該定期邀請院校著名的醫學家開辦專題講座的建議,并致原中國醫學科學院院長吳階平院士和著名婦產科專家宋鴻釗院士。這個建議不僅得到醫學家的支持,還得到了院校黨委的贊許,于是黨委宣傳部與學生會一起啟動了學生的第二課堂――北京協和醫學院《院士講壇》。為此,院校黨委宣傳部于1997年11月27日發出《關于舉辦的通知(1997年黨宣字第6號)》(以下簡稱《通知》),《通知》指出:為了增強老一輩醫學家與青年學生的聯系和交流,使青年學生了解院士們在醫學領域取得的矚目的成就和無私奉獻的艱苦歷程,學習院士們對科學事業不懈追求,對科研工作實事求是的科學精神與科學態度,以及對后輩學子甘當人梯的博懷,更好地領略院士們不同的人生風采,激勵廣大青年學生為院校的振興和21世紀我國醫學事業的發展奮斗學習,立志成才,特開設《院士講壇》。經過十余年的堅持不懈的努力,《院士講壇》成為北京協和醫學院學生素養培育的一個品牌項目。
2 《院士講壇》的內容與效果
從1997年開始,北京協和醫學院《院士講壇》已舉辦27期,聽眾多達2萬余人。每一期《院士講壇》由一位院士主講,輔以提問和對話,內容涵蓋4個方面:①院士的治學心得、科研實踐與人生感悟;②老協和的歷史與優秀傳統;③醫學領域前沿的進展與動態;④院士對青年學生的期望和要求。《院士講壇》至今已經十余載,依托北京協和醫學院強大的號召力和系統內豐富的院士資源,已有24位院士登上協和最大的學術報告廳,為學生們授道解惑。其中既有我校德高望重的校長巴德年院士、劉德培院士,又有在各專業執牛耳的科學家如程書鈞、梁植權、吳、劉耕陶、宋鴻釗、史軼繁、王世貞、強伯勤、吳英愷、梁曉天等院士,也有其他領域的專家,如清華大學生物系饒子和院士,中國法醫學唯一的院士劉耀院士等。每一期《院士講壇》,仿佛成了協和的節日,科研教學樓八樓報告廳燈火通明、座無虛席,會場上不斷爆發出同學們、老師們熱烈的掌聲,氣氛熱烈。
每一期《院士講壇》,專家們都把人格、道德的傳承放在首位。雖然院士們各有專攻,但在價值觀方面卻是驚人的相似,有四個關鍵詞是反復出現的:國家利益至上,誠信做人,團隊精神和勇于追求。
關于國家利益至上:院士們特別強調,科學沒有國界,但科學家是有國界的,國家的利益是最重的利益,愛國是第一位的。第23期的嘉賓,我國著名的腫瘤學家程書鈞院士曾在海外留學多年,他語重心長地告訴同學們,“回國不需要理由,只有不回國才需要找一些理由”,“中國人的發展只能靠中國人自己,不要期望別人來發展中國”,鏗鏘的話語贏得了同學們一次又一次的熱烈掌聲。
關于誠信做人:院士們一再告戒同學們,科學來不得半點虛假,無論是行醫看病,還是科學研究,只有誠實、誠信的人才會受益,才會成功;如果你騙科學,到頭來總會有被揭穿的時候。
關于團隊精神:無論是基因組計劃,還是腦科學研究;無論是復雜還是簡單的手術,院士們用自身的成長及成功經歷告訴同學們,一個優秀的團隊在事業發展和個人成功上是至關重要的。
關于勇于追求:協和基礎醫學院沈巖院士從實驗室技術員一步一步走向科學研究的顛峰,他以自己的親身經歷勉勵青年學子“人不僅要活在現實中,也要活在理想中”,“燒鍋爐也不能失去信念”。
價值觀的教育是德育教育的重中之重,難度也是最大的,照本宣科往往得不到青年學生的認同,而院士樸實的話語,一次又一次地感染了同學們的心靈。在著名神經外科王忠誠院士的報告后,一位同學在校內論壇發表感想說,“王院士的報告歷時約2小時,將做人的道理、做學問的精神、做科研的方法貫穿其中,內容豐富,條理清晰,語言樸實卻不平白,內涵深刻而無說教,態度謙和而不乏幽默,行事穩妥又暗含機敏,聽后極受啟發”。院士們的事跡在校園里廣為傳頌。
歷時十余載的《院士講壇》得到一批又一批學生的歡迎,盡管每期《院士講壇》都安排在晚上舉辦,而且不簽到,不記分,但是教室里經常是“座無虛席,走道里也擠滿人”。前來聽講的除了醫學生、研究生,還有不辭路遠從北京大學、清華大學、中國疾病預防中心的同學們。同學們的描述充分表達了《院士講壇》的效果,有的同學說:“每一次講座課堂里不時傳來會心的笑聲”(《院士講壇》第一課),“每一個真知灼見都會博得許多同學的贊許和共鳴”(《院士講壇》之二),“每一次演講結束時,全體學生都會起立,報以熱烈的掌聲”(《院士講壇》之六)、“每一場精彩的講座,都會引起強烈反響,學生們熱血沸騰立志要讓協和精神發揚光大”(《院士講壇》之四),“短短2小時的講座,使大家得到了一次心靈的洗禮”(《院士講壇》之五),“大家聽了講座后,都表示受益匪淺”(《院士講壇》之八)、“許多同學提前一個小時就趕到教室”(《院士講壇》之七)、“大家都希望這樣的活動能舉辦下去,從更多的知名學者那里得到啟迪”(《院士講壇》之六)……為什么《院士講壇》能在北京協和醫學院學生中深受歡迎呢?
其一,密切結合了醫學生需要成才的愿望,突出醫學教育特色。講座以治學、做人以及學科發展前沿為主要內容,在專業知識和做人治學中更側重后者,因為協和人歷來認為基礎扎實的通才教育比具體知識更加重要,專業的學習是有章可循的,而品格、學風、信念卻更是大師們獨特而寶貴的財富,也是《院士講壇》的題中之義。
其二,院士通過生動真實的成長和生活經歷,為學生們授道解惑勝過書本宣教。其中既有我們身邊的院校長,又有在醫學各專業領域的領軍人物,還有其他與醫學相關聯學科的大家。他們有的來自小城鎮,有的來自于普通家庭,但是他們相信“書山有路勤為徑,學海無涯苦作舟”的人生哲理,通過不懈的努力和奮斗最終成為蜚聲華夏的大家。
其三,《院士講壇》主要由學生會在宣傳部和學生工作部的領導下籌辦,每期的選題、院士的邀請均由學生會收集同學的意見后自主選擇,這使得每期的《院士講壇》與同學的關注點和興趣點吻合。學工部為《院士講壇》的舉辦制訂預算和場地,保證活動的順利開展。所有被邀請到的院士都大力支持活動,他們盡力滿足,積極參與,認真準備。學校領導和許多專業教師也參加每期《院士講壇》活動并作總結發言。
3 《院士講壇》的啟示與展望
3.1 《院士講壇》作為對學生進行德育和綜合素質教育的第二課堂,其內容對學生有很強的吸引力,滿足了青年學生渴求成才的需要
《院士講壇》通過院士自述,比較全面地展現了院校兩院院士的群體形象,向同學們展示了一條獻身科學、拼搏進取的成長之路,一條熱愛祖國、無私奉獻的成功之路。從中可以看到,我國醫學領域,無論是協和生化系的創立、核醫學事業的開拓、人類基因組研究的啟動,還是首例食管癌的切除、絨癌的根治、慢性肝炎的克星“聯苯雙酯”新藥的研制、垂體瘤的診斷與治療……眾多學科的奠基和開拓,各項成果的研究和成功,標志著我國現代醫學科學的每一步崛起,都留下了院士們艱辛跋涉的足跡,都傾注著院士們的汗水和心血。
通過《院士講壇》,同學們從梁植權、吳、劉耕陶、宋鴻釗、王世真、史軼繁、強伯勤、吳英愷、梁曉天、朱曉東、薛社普等多位院士成長、成功的艱難歷程,感悟到院士成功的原因所在,那就是:他們從小懷有報效祖國的遠大志向,為了振興中華勤奮好學、刻苦鉆研。無論是在學習階段還是科研實踐中,繼承發揚中華民族的優良傳統,執著進取,不畏艱難困苦,無私地把自己獻給祖國,獻給科學事業。從20世紀30年代到現在,在國外留學、講學的科學家,一旦學有所成,都義無反顧地回國效力。
院士們的業績和風范,無疑成為學生學習的楷模,成為激勵他們樹立為祖國醫學事業奮斗終身的決心和勇氣。
3.2 《院士講壇》拉近了院士和同學們的距離,為同學們提供了一個當面聆聽院士教誨的寶貴機會,通過《院士講壇》不僅使同學們懂得如何治學,更重要的是懂得如何做人
眾多的學生報考協和,往往是沖著學校有許多知名的教授而來的,可是由于各種因素,能直接為學生上課的知名教授、博導、院士十分有限。《院士講壇》的舉辦,則把同學們仰慕已久的名醫、名師請上講臺,為同學們提供了一個認識和了解院士們的機會。每期《院士講壇》,院士們將自己醫學生涯中的重要思想、行為、心態、活動等娓娓道來,給同學們以啟迪和感化,同學們不僅能領略院士的風采,了解有關學科的進展,而且還能在課后自由提問,與院士對話,就一些熱點、難點求教于院士,比如:如何看待基礎醫學與臨床醫學結合的問題,如何培養創新思維等,院士們以講座的形式,將學科知識、人生經驗、治學方法融在一起,與同學們的平等探討,使同學們進一步認清學習或今后工作的任務以及作為一名優秀的科技工作者應具備的素質。通過講座,同學們深深地感受到,只有熱愛祖國、獻身科學、作風正派、意志堅強、身心健康、善于與他人交流合作、善于獨立思考、勇于拼搏的人,才能在學術上有所成就,有所貢獻。由此不僅懂得如何學,更懂得如何做人。
3.3 院校領導的大力支持和有關部門的積極配合,是辦好《院士講壇》的根本保證
《院士講壇》作為學生德育的第二課堂,得到原任學校主要領導巴德年、劉曉程、錢昌年和現任領導劉德培、李立明、林長勝等的大力支持,中科院院士、副院校長強伯勤鼓勵宣傳部說:“這是件好事,要全力辦好!”還千方百計地擠時間為同學講課。為了辦好《院士講壇》,基礎所、協和醫藥集團、教務處、學工部、研究生院等積極配合,宣傳部和學工作的干部做了大量組織工作。歷任醫大學生會的主席、副主席和各部部長相互配合,無論是組織同學聽課、接送院士、向同學們征求意見和反饋意見,都表現出極大的熱情,而院士們不講條件,認真準備,為同學們做了一期期精彩的演講,更是為《院士講壇》的順利舉辦提供了最基本的保證。為了保存《院士講壇》的資料,教育技術中心的老師每次早早來到八樓報告廳,提前做好錄像準備,由此編輯制作的《院士講壇》音像資料,已被學生入學教育采用。王世真院士的報告還榮獲北京市“靈山杯”優秀報告獎。