基于依赖关系的课程体系自我调整模型研究

田登山 卫慧平 向 燕

(北京林业大学经济管理学院,北京 100083)

高校课程建设是一项系统工程,涉及教师、学生、教材、教学技术手段、教育思想和教学管理制度。高校课程建设主要包括:专业设置、课程设置、内容选择、教材建设、师资队伍建设,教学方法与教学手段,教学组织与教学管理等方面的系统建设[1]。我国高校课程建设已从过去的观念形态真正转化为高校基本建设的重要方面,20世纪90年代中期之后,我国高等教育改革的重心也逐步转移到高校课程建设与教学改革这一核心领域[2]。

20世纪后半叶以来,各独立学科研究内容不断深入,研究范围不断拓展,不断有新兴学科衍生出来,特别是新兴交叉学科和边缘学科涌现的速度进一步加快。学科之间的联合或综合,作为人类进一步发展的必然手段而存在,与此相对应,反映到高等教育中是课程建设的综合化发展趋势[3]。

在新的形势下,对高校课程进行建设时,尤其要注重以下几个方面:建立合理的知识结构;着眼于课程的整体优化;反映本校的教学特色。各高校要在构建课程体系、组织教学内容、实施创新与实践教学、改革教学方法与手段等方面进行系统配套的改革;安排教学内容时,要将授课、讨论、作业、实验、实践、考核、教材等教学环节作为一个整体统筹考虑,充分利用现代化教育技术手段和教学方式,形成立体化的教学内容体系[4];重视立体化教材的建设,将基础课程教材、教学参考书、学习指导书、实验课教材、实践课教材、专业课程教材配套建设,加强计算机辅助教学软件、多媒体软件、电子教案、教学资源库的配套建设;重视对国外著名高校教学内容和课程体系改革的研究,继续做好国外优秀教材的引进、消化、吸收工作。

一、高校课程建设存在的问题

广义的课程体系建设包括3个层次的内容:

①宏观的专业设置,涉及高等教育的学科及专业设置。

②中观的课程体系改革,涉及某专业内部课程体系的优化。

③微观的教材体系优化,是某专业内某具体课程教学内容的改革。

课程体系建设是一项带有战略性的教育系统工程,需要在系统理论指导下,运用系统工程的方法进行研究[5]。国内许多高校在进行课程体系建设过程中,存在以下问题。

(一)专业建设重学科,轻课程体系

复杂系统通常的研究对象包括:系统组分的功能、行为及其相互关系;系统整体行为和功能。但是近几年,由于我国在高等院校的建设方面比较多地强调了学科建设,就使得部分高校在专业建设中,只注重专业的学科性成果,关注科研项目和学术论文的数量和质量。从量化的角度来看,科研的数量和质量容易考评;从管理的角度来看,忽略了专业建设的过程信息,不利于学科建设的持续性发展;从系统工程的角度来看,不利于把握课程体系间的相互关系。

(二)专业课程体系缺乏合理性,架构不够严密、科学

人才培养目标主要是通过课程教学实现的。课程建设水平的高低及课程体系的合理性、科学性是实现人才培养目标的基本保证。长期以来,高等院校本科基础课程是以学科或科目形式设置的,科目少,内容也很少,而且一门课程一旦确定,其内容和教材会十几年或几十年不变。许多高校对本科专业培养方案中各类课程开设的目的,什么样的课程组合以及进一步的知识组合能实现培养目标等问题,在认识上很模糊,在理论研究和实践探讨方面也很欠缺。这就难怪现在会有许多学生抱怨课程之间关联度不高,课程内容重复交叉现象较为严重,自己学习课程的目的性不明确,等等。课程体系不合理是导致当前高校学生对设置课程缺乏认可度的重要原因[6]。

通过系统结构模型化,有助于研究系统构成要素以及它们之间存在着的本质上相互依赖、相互制约关系[7],从而对专业课程体系进行合理的安排,以保证架构的合理性和科学性。

(三)课程体系设计时,对某些课程的理解存在误区

课程体系内许多课程存在前后关联,许多课程需要先导课程。为了更好地在开设课程与先导课程的授课内容之间进行协调和沟通,只能是由专业教研室组织本专业教师进行探讨,如果课程涉及到外系的老师,由于时间、专业等方面的因素,沟通上会存在很多障碍。

(四)各部门对课程体系优化的重要性理解不够

目前,各专业教学计划由各专业教研室制定,逐级报学院和教务处审批后即可生效。教学计划上报生效后,后续执行过程中如果发现问题,专业教学大纲由于涉及到教师、学院和教务部门,而且许多单位对课程体系优化的重要性理解不够,难以修改专业教学大纲,只能由授课教师调整教学计划,这必然为后续课程埋下隐患。

为此,本文将从课程体系执行和优化的角度,通过系统工程建模方法,提出“基于依赖关系的课程体系自我调整模型”。通过该模型,为高校各专业课程间建立无障碍的沟通方法,打造不依赖于某个角色的课程执行体系,为监督课程体系执行过程提供工具支持,为课程体系优化提供方法支持。

二、课程间依赖关系

每个专业的课程体系内的许多课程之间存在着依赖关系,在编写课程大纲时表现为开设课程与该门课程所需要的先导课程。

后续课程和先导课程之间的关系被称作依赖关系,即后续课程依赖于先导课程。如果课程a是课程b的先导课程,则课程b依赖于课程a,记作a→b。

课程依赖关系具有以下性质:

①方向性。也就是说箭头的方向决定了先导课程和后续课程的开设顺序。

②传递性。如果 a→b,b→c,则 a→c。只有先开设了“C语言”课程,才能开设“数据结构”课程,然后在下一个学期才能开设“编译原理”课程。显然,“C语言”→“编译原理”。

③无环路。如果 a→b,b→c,c→a,那么课程a将变成本身的先导课程,这显然与实际情况不符。

接下来,我们将按照依赖关系步骤进行建模。把课程用方框表示,并在方框内标明课程的名称。如果a→b,画图时在课程a与b之间画上一条带箭头的直线,并让箭头指向课程b。根据目前国内计算机应用专业的课程设置,对部分课程建立课程依赖关系图,如图1所示:

图1 计算机应用专业课程依赖关系图示

从图1可以看出“网页制作”和“JSP”两门课程之间的关系,只有学完“网页制作”,才能进一步学习“JSP”,也就是“网页制作”→“JSP”。

如果某门课程存在先导课程,该课程必然对先导课存在一定要求。比如学习“JSP”课程时,学生必须理解表单的作用,而表单的具体内容应该由“网页制作”课程讲解。这种后续课程对先选课程的具体要求可以称之为课程间依赖关系的具体要求。至此,通过系统结构模型化技术,对专业课程体系的组成要素进行了建模。

为了体现课程间依赖关系的具体要求,我们在图1基础上增加标注。如果a→b,则在课程a与b连接的直线上标明后续课程对先导课的具体要求。基于“打造不依赖于具体执行人的执行体系”的建设思想,所有的要求应该由课程大纲编写者标明对先导课的要求。以图1为基础,加入课程间依赖关系的具体要求后如图2所示。

三、课程体系建设与优化

图2 标明课程间依赖关系的具体要求图示

计算机技术已经在高校教务管理方面得到了广泛的应用,并取得了很好的成效。为了方便记录图2中课程间依赖关系的具体要求,可以考虑以学校为单位开发学科建设辅助决策系统。在制定教学大纲后即录入课程名称,在课程大纲中标明开设课程间的所需先选课程以及课程间依赖关系的具体要求。由学科建设辅助决策系统自动识别课程间的依赖关系,对每个专业自动生成专业课程依赖关系图示和标明课程间依赖关系的具体要求图示。同时,为了方便与教务管理整合,录入课程名称的同时,录入课程的知识点,其业务处理流程如图3所示。

图3 制定专业课程大纲流程图

在每学期排课表之前,通常是由学校教务处搜集教师的教学日历,再录入到教务排课系统。这个工作繁琐且容易出错。教研室主任通过学科建设辅助决策系统指派每门课程的授课教师。教师填写教学日历时,由教师指定课程时间安排(具体到周数),设置课程进度以及录入特殊需求,最后由教务排课系统自动生成课表。业务处理流程如图4所示。

图4 填写教学日历及排课流程图

通常教学计划与执行过程间存在一定误差,教师把授课过程中发现的问题(比如课时是否充裕等,从哪个知识点开始安排上机)录入到学科建设辅助决策系统。通过过程信息的收集,为以后制定更准确的教学计划建立决策支持。同时,授课教师在授课过程中通过对学生的考察,判断先选课程是否达到教学大纲的要求,并做出评价。这样一来,专业教研室主任能够根据学科建设辅助决策系统生成的类似于图5所示的图示,轻松地把握课程体系的执行情况。

图5 课程体系执行情况图示

图5中,“JSP”课程对先选课程“网页制作”有2个要求。如果某项达到要求,则在图2基础上标上对号,反之,则标上错号。比如,“JSP”课程授课教师发现学生不能熟练编写form代码,而该内容属于“网页制作”课程内容。“JSP”课程授课教师录入该信息后,专业教研室主任执行调研,查找原因,决定是否需要为“网页制作”课程增加课时,或是增加上机课时,或是缩减“JSP”课程的部分内容。

通过本次校验过程,发现计划与实施的差距,为下次制定新教学计划打下基础。教学过程中的过程信息被记录到知识库中,为下次教学改革积累过程数据。

模型作为现实世界的抽象,既要描述现实世界,反映现实,同时它具有抽象的特征,因此又应高于实际。通过对课程体系建设过程以及执行过程的跟踪与及时的调整,课程体系自我调整模型能够搜集执行过程信息,通过及时干预和调整,达到最优化设计的效果。

[1]刘剑虹,汪贤泽.建国五十年高校课程理论研究概述与分析[J].清华大学教育研究,2000(1):79-82.

[2]陈璐,刘奇军.近十年来我国高校课程建设理论与实践述评[J].吉首大学学报:社会科学版,2007,28(3):161-162.

[3]许建领.高校课程综合化的渊源及实质[J].教育研究,2000(3):36.

[4]张伟平.本科数学专业常微分方程教学改革与实践[J].高等理科教育,2003(1):58.

[5]孙根年.课程体系优化的系统观及系统方法[J].高等教育研究,2001(2):88.

[6]雷炜.高校课程建设现状分析与对策研究[J].高等工程教育研究,2008(1):103-104.

[7]汪应洛.系统工程[M].北京:机械工业出版社,2010:35-46.