工程实践立体化教学资源的研究与建设

韩永杰 佟永祥 刘光宇

摘 要:根据工程实践课程教学目标,构建了工程实践立体化教学资源模型,并分析了其丰富内涵。对立体化教学资源的主教学资源、实践教学资源和网络教学资源分别进行了研究与建设。

关键词:工程实践 教学资源 实践教学 网络教学

工程实践课程承担着高校本科生校内工程训练的重要任务,以实践教学为主,是对学生进行现代工程教育的重要课程。在建设创新型国家的新形势下,工程实践课程应实现更高的教学目标:学习工艺知识,掌握操作技能,体验工程过程,增强工程实践能力,培养创新意识,提高综合素质。为实现这一教学目标,必须深入研究工程实践教学资源的内涵、合理构成和建设。为教学设备增加、教学环境建设、教学方法改革、教学手段利用和网络资源建设提供指导,更好地处理教与学这一矛盾。

工程实践课程实践性很强,不同于一般的课程,它需要一定的空间环境、教学仪器设备以及师生共同参与才能完成,教学资源应是全方位、多层次、立体化的教学资源。以主教材和CAI课件为基础,仪器设备等硬件组成的大工程环境为保证,课程网站等网络环境作为课程的延伸和必要的支撑。因此,自编和选用高水平教材、充分利用多种媒体手段、营造大工程环境和加强网络平台建设,是工程实践立体化教学资源建设的主要任务。

一、立体化教学资源模型构建

工程实践课程教学资源建设的原则,(1)必须有利于课程教学目标的实现,体现学生知识、能力和综合素质的全面提高。(2)应能因材施教,注重个性化和创新意识的培养,满足不同层次学生自主学习的需要。(3)应能促进师生交流,解决教与学的矛盾。(4)适合课程的全程教学,并不断建设与完善。(5)必须一体化设计,使各种教学资源有机结合,提高教学质量。

根据建设原则,结合课程教学内容、教学模式、教学方法和手段,建立由主教学资源、实践教学资源和网络教学资源构成的立体化教学资源模型。三种教学资源的相互作用和结合体现了立体化教学资源的丰富内涵(如图1所示)。

1.教学资源设计一体化

主教学资源以教材、电子教案和多媒体课件为基本表现形式,是教学模式、教学内容和教学要求的具体体现,用于课堂讲解和指导整个其他资源建设。实践教学资源以大工程环境为基本表现形式,体现学生学习工艺知识、增强工程实践能力和提高综合素质的全面要求,是课程必要保障。网络教学资源以课程网站或网络课程为基本表现形式,体现了传统教学与现代网络教学相结合,满足学生自主学习、个性化学习的需要,是课程教学的延伸和学习空间的拓展。

2.教学资源应用全程化

工程实践主教学资源、实践教学资源和网络教学资源,分别对应课堂讲解、实践教学和网络教学。三种教学资源能最大化满足教学的需要,同时有利于提高现代教学技术应用水平,激发学生学习兴趣。

3.多种教学手段相结合

三种教学资源相互作用体现了教学手段三结合。主教学资源与实践教学资源的交叉,体现了理论与实践相结合。主教学资源与网络教学资源的交叉,体现了传统教学手段与现代教学手段相结合。实践教学资源与网络教学资源的交叉,体现了课内教学与课外教学相结合。

4.学生教师作用最大化

工程实践教学是由教师、指导人员和学生共同完成的,三者都是教学主体。三种教学资源使教师、指导人员和学生相结合,体现了不同主体的作用。主教学资源与网络教学资源之间以教师为主体,对网络资源进行建设和与学生之间的网络交流。主教学资源与实践教学资源之间以指导教师为主,对大工程环境进行建设和提高学生实践能力。实践教学资源与网络教学资源之间的主体是学生,充分利用丰富的资源进行学习。

二、工程实践课程立体化教学资源建设

立体化教学资源建设首先是教学设计一体化,即教学内容、教学方法和教学手段要有机地结合,要用一体化的思想去进行教学设计,要从整体上去考虑,什么样的内容最适合用什么样的媒体形式去表达,不管它的表现形式怎样,它们在内容方面应该是互相补充的,而不是拼凑的。其次是媒体呈现多元化,包括纸质图书、电子、音像、展柜、图片、实物等,其表现形式是多媒体的,但内容不能是简单重复,而是充分发挥各种媒体自身应有的优势。最后是教学应用层次化,即能够满足教师和学生应用需求,支持课堂、现场和网络多种模式的教学环境的需要。内容相关、表现形式各异的教学资源,它们之间既有重复和强调,又有交叉和补充,相互配合,形成一个教学资源的整体解决方案,为教学改革服务。

1.主教学资源建设

主教学资源包括教材、电子教案和CAI课件等,其中教材是主教学资源建设的核心,它是符合教学基本要求和教学大纲全部知识点的教学信息载体,重点强调其先进性、科学性和系统性。随着新材料、新技术和新设备的发展,教材必须及时更新,可以自编教材或选用优秀教材。根据教学大纲和主教材进行电子教案和CAI课件的制作,这两种媒体既可用于课堂讲解,又可用于网络课程中。具体内容见图2主教学资源结构图。

目前国内高校工程训练中心所开工程实践课程,由于受自身条件限制,所开单元内容不同,选择完全适合自身教学教材很难,因此,应以自编教材为主,针对我校预约教学的实际,在教材结构上,最好以每个训练单元为一个分册。

电子教案和CAI课件是在信息化教育环境中最好的教学辅助资源。电子教案是为教师在多媒体教室课堂教学和学生课后复习使用的,将教学内容提纲挈领地以幻灯片的形式展现给使用者,通常用PowerPoint开发,用光盘或网络服务器存储,它的最大优点在于开放性好。CAI课件是可以单独运行的教学软件,通常采用专用的开发工具开发。主要目的是采用动画、仿真等技术讲解课程中的重点和难点,所以设计CAI课件时,更应该强调它在辅助教学方面发挥的作用。概括地说,CAI课件的优势之一是在可视化方面发挥的作用,用来形象、直观地表现某些用文字和语言难以直接表达的、抽象的教学内容。

2.实践教学资源建设

实践教学资源是工程实践课程教学的基础,应以大工程环境为背景,以教学单元为单位进行建设。突出学生学习工艺知识、增强工程实践能力和提高综合素质的主线。具体内容见图3实践教学资源结构图。

安全意识应体现在各种媒体中,但具有不同的侧重。在教材中侧重于单元安全操作规程,在教学现场侧重于设备附近的安全操作规程,在电子教案或多媒体课件中侧重于实例。

教学仪器设备是工程实践课程的基础,应以金工课题组和国家工程训练中心验收标准为指导,按人机比配备足够的数量,以满足学生实际操作的需要。同时还应根据训练单元教学内容配备演示仪器设备。以及配备比较先进的设备,开拓学生视野,与实际工程应用接轨。

工艺知识包括教学重点难点的挂图和教学载体的工艺文件。挂图以单元基本工艺知识、设备工作原理为主。教学载体的工艺文件以工艺卡片为主,体现设备、工艺和质量要求等内容,接近工厂中的工艺文件。

创新精神培养可通过开展单元创新活动,提供便利的软硬件条件,创新作品实物展柜形式,在网络环境中以照片为表现形式,配合说明,给学生以创新灵感和激励。

3.网络资源建设

网络资源以课程网站为平台建设网络课程,它是通过网页表现,通过网络来使用的,不受时间和空间的限制。网络课程是按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容及实施教学活动的总和,它存储在网络服务器中以Web页的形式呈现给使用者。支持学生自主式学习、协作式学习等先进的学习方法。学生通过连网PC的浏览器访问网络课程,浏览教学内容、检索相关知识和自我测试。

课程网站建设内容要结合精品课程建设,既要包含精品课程所要求的内容,还要满足学生网络学习的需要,同时还要体现课程特点。具体内容见图4网络教学资源结构图。

三、结束语

工程实践课程的特殊性,决定了其教学资源是全方位、多层次、立体化的教学资源,通过对立体化资源模型构建和内涵分析,理清了课程资源建设的思路,有利于加快工程实践教学资源建设的步伐。

我们按照工程实践立体化教学资源模型,对教学资源进行了建设,主教学资源以工程训练教材为主,同时补充了部分单元训练教材,如电子技术与工艺训练、控制技术训练等。根据教学实际制作了部分单元的电子教案和CAI课件。实践教学资源已基本建设完成。网络教学资源目前已建设了基于学校BB平台的课程网页,下一步将进行基于工程训练信息平台的课程网站建设。

随着课程改革的进一步深入,工程实践课程立体化教学资源将不断充实、更新和发展,这也是课程全体教师、指导人员长期而艰巨的任务。

参考文献

[1]王殿升.体育学科立体化教学资源与网络化教学研究[J].河北体育学院学报,2006,20(1):62-64.

[2]冷永祥.工程材料课程教学改革中立体化教学资源和教学平台的构建[J].重庆工学院学报.2006,20(5):171-173.

[3]崔海.基于创新人才培养工程训练体系的构建与实践[J]. 实验技术与管理.2008,25(5):28-30.