教育心理學(xué)下工程專業(yè)理論課改革探索
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【摘要】面對經(jīng)濟(jì)社會對應(yīng)用型人才的迫切需求，如何結(jié)合民辦高校生源實際特點(diǎn)進(jìn)行工程專業(yè)理論課教學(xué)改革，提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，是目前亟待解決的問題。本文以《數(shù)字信號處理》課程為例，從教育心理學(xué)視角，以激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)、提高學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)化知識融會貫通和遷移為目標(biāo)，探討了適合民辦高校生源的實際特點(diǎn)的工程專業(yè)理論課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(xué)改革方案。
【關(guān)鍵詞】高等工程教育教育心理學(xué)專業(yè)理論課程
一、民辦高校生源特點(diǎn)及工程專業(yè)理論課教學(xué)現(xiàn)狀
高等教育院校一般分為研究型大學(xué)、應(yīng)用型院校和技能型院校。目前國內(nèi)對不同類型的高校仍缺乏清晰完備的評價體系，家長對各類型高校存在等級觀念，優(yōu)秀學(xué)生往往選擇研究型大學(xué)而輕視應(yīng)用型院校和技能型院校。在這樣的社會背景下，民辦高校的生源質(zhì)量往往來自本科層次第二批靠后錄取。從中國傳統(tǒng)中學(xué)教育走進(jìn)民辦高校的學(xué)生們，不能說是十分優(yōu)秀。不少人內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)不足，求知欲、自我提高的內(nèi)驅(qū)力和學(xué)習(xí)興趣不足，學(xué)習(xí)習(xí)慣差，其學(xué)習(xí)過程往往更多地受到外部動機(jī)的驅(qū)動，比如來源于父母和老師的壓力。大學(xué)四年的學(xué)習(xí)效果需要有明確的導(dǎo)火索來點(diǎn)燃他們學(xué)習(xí)的內(nèi)部驅(qū)動力。從高等教育的課程設(shè)置看，以電子信息工程專業(yè)為例，一般分為通識基礎(chǔ)課，比如思政、大學(xué)英語、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等，專業(yè)基礎(chǔ)課，比如電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、信號與系統(tǒng)；專業(yè)理論課則是和具體的專業(yè)密切相關(guān)，比如數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、通信原理、DSP器件原理與應(yīng)用、信息論與編碼、傳感器技術(shù)、光纖通信、移動通信原理等等。在民辦高校的教學(xué)實踐中，通識課、專業(yè)基礎(chǔ)課和實踐課的教學(xué)過程還能得到學(xué)生的響應(yīng)和配合，但專業(yè)理論課基本概念繁雜，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高，整合知識的能力要求高，這時如果簡單沿用普通高校的培養(yǎng)方案、教育模式和教學(xué)方法是行不通的，學(xué)生往往會出現(xiàn)聽不懂、聽不進(jìn)、不愿聽的“不學(xué)”現(xiàn)象，無法達(dá)到本科教學(xué)質(zhì)量規(guī)格要求。但專業(yè)理論課搭建了從專業(yè)基礎(chǔ)到工程應(yīng)用的橋梁，從重要性和專業(yè)體系上講，是無法省略的。面對經(jīng)濟(jì)社會對應(yīng)用型人才的迫切需求，結(jié)合民辦高校生源的實際特點(diǎn)，如何改革工程專業(yè)理論課的教學(xué)內(nèi)容、實施方式和教學(xué)方法，提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量，是目前民辦高校的教師們亟待解決的問題。本文以《數(shù)字信號處理課程》為例，在教育心理學(xué)視域下，從激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)、創(chuàng)新彈性教學(xué)模式、基于建構(gòu)主義知識獲取規(guī)律的教改等方面，探索工程專業(yè)理論課程的改革。
二、基于激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)目的的教學(xué)改革
《數(shù)字信號處理》課程是電子信息工程重要的專業(yè)理論必修課，在聲音圖像信號處理、智能電網(wǎng)等方面具有很廣泛的工程應(yīng)用。課程理論性很強(qiáng)，概念抽象，并涉及復(fù)變函數(shù)、高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)等課程的相關(guān)知識。民辦高校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍薄弱，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確?；诩ぐl(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)的根本目的，本專業(yè)相應(yīng)的改革措施包括：1.契合職業(yè)需求，分段設(shè)計實踐教學(xué)目前本校電子信息類專業(yè)已與多家企業(yè)簽訂了校企合作的協(xié)議。人才培養(yǎng)由校企共同承擔(dān)，學(xué)校負(fù)責(zé)理論教學(xué)，企業(yè)導(dǎo)師加入實踐教學(xué)團(tuán)隊。四年中安排了3次實習(xí)，企業(yè)實踐和大學(xué)學(xué)習(xí)輪流進(jìn)行，循環(huán)往復(fù)。入學(xué)之初的第一次實習(xí)時長半個月，由企業(yè)工程師對專業(yè)和產(chǎn)品之間的關(guān)系、對所需的專業(yè)技術(shù)知識等內(nèi)容進(jìn)行介紹，使學(xué)生了解本專業(yè)在行業(yè)中的重要性，了解工作環(huán)境和職業(yè)特點(diǎn)，親身體會和了解技術(shù)人員在企業(yè)的工作過程和對企業(yè)發(fā)展的價值意義，激發(fā)職業(yè)認(rèn)同感和成就動機(jī)，明確大學(xué)階段具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)和成就目標(biāo)。第二次實習(xí)結(jié)合課程的項目教學(xué)、實地教學(xué)以及職業(yè)培訓(xùn)，在學(xué)校老師和企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)去解決實際工程領(lǐng)域小的技術(shù)問題，達(dá)到對知識的深入理解和運(yùn)用，該段時間長度為1個月左右。該階段學(xué)生了解到企業(yè)面臨的技術(shù)難題，以及解決該問題所需的階段性技術(shù)知識儲備，工程應(yīng)用和理論知識的結(jié)合有助于學(xué)生確立近期學(xué)習(xí)目標(biāo)，在恰當(dāng)?shù)某删湍繕?biāo)指引下，學(xué)生會積極采取相應(yīng)的學(xué)習(xí)行為，因而激勵效果好。第三次畢業(yè)實習(xí)安排在第八學(xué)期，時長三個月。學(xué)生在實習(xí)過程中，組成項目小組，以合作學(xué)習(xí)的方式解決企業(yè)某些小的技術(shù)問題，形成畢業(yè)設(shè)計報告或總結(jié)，該過程中遇到的技術(shù)難點(diǎn)和知識盲區(qū)都能及時地得到企業(yè)導(dǎo)師和學(xué)校老師的指導(dǎo)幫助。實習(xí)成績的考核與評定主要由企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)。企業(yè)定性定量對學(xué)習(xí)成果的反饋有效地正向強(qiáng)化了學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的滿足感和自信心，提高了自我效能感，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)習(xí)動機(jī)。該階段是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)逐漸適應(yīng)崗位需求的過程，是走向社會的過渡階段2.以激發(fā)興趣為導(dǎo)向，“小而精”的模塊化內(nèi)容設(shè)計從知識體系上講，《數(shù)字信號處理》課程的七章內(nèi)容環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。但從內(nèi)容設(shè)計上，完全可以去繁從簡，去粗取精，省略繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從廣而博的知識體系中選取小而精的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，強(qiáng)化基本概念，側(cè)重于實踐應(yīng)用。本專業(yè)將課程分為三個模塊，離散時間信號系統(tǒng)、傅里葉變換和濾波器設(shè)計。在引入每個模塊時以問題為導(dǎo)向，在解決問題的過程中學(xué)習(xí)掌握知識，改變現(xiàn)在先給學(xué)生灌輸概念，推導(dǎo)公式，最后再講應(yīng)用的做法。以濾波器設(shè)計為例，如何將錄音機(jī)錄取的女聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟新暎恳龅屯V波器、截止頻率、通帶衰減等基本概念，如何有效保證通帶內(nèi)幅頻響應(yīng)的平坦和相頻的線性？從而引出IIR和FIR濾波器不同的基本知識點(diǎn)。如何去設(shè)計低通濾波器呢？從而引出模擬濾波器和數(shù)字濾波器的設(shè)計方法……以問題為牽引，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在思考問題、動手解決問題的過程中掌握、深入理解和鞏固知識，提高自我效能感[2]。為問題為導(dǎo)向，以實踐應(yīng)用為牽引的模塊化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計，能夠最大程度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在探索過程中學(xué)習(xí)，提高獨(dú)立思考和自學(xué)能力。3.分段量化學(xué)習(xí)效果考核，激勵學(xué)習(xí)動機(jī)改變目前每學(xué)期一考的做法，實現(xiàn)小粒度的學(xué)習(xí)效果考核，建立形式規(guī)范、題型豐富的題庫，設(shè)計小型考核形式（筆試或口試），進(jìn)行知識點(diǎn)考核，章節(jié)考核，或應(yīng)用模塊考核。使得學(xué)生能及時地獲得學(xué)習(xí)效果反饋和學(xué)習(xí)評價，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問題并予以矯正，消除習(xí)得性無力感，進(jìn)一步增強(qiáng)自我效能感，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，避免了一步跟不上，步步落后的局面，能有效改變學(xué)生疲沓的學(xué)習(xí)狀態(tài)，讓他們積極緊張起來，提高學(xué)習(xí)效率。
三、創(chuàng)新彈性教學(xué)模式，分類知識點(diǎn)設(shè)計
從2004年開始興起的基于互聯(lián)網(wǎng)的微課和慕課模式正是順應(yīng)了自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的多維選擇。在學(xué)習(xí)方法維度、學(xué)習(xí)時間維度、學(xué)習(xí)行為維度、學(xué)習(xí)物理環(huán)境維度、學(xué)習(xí)社會維度等方面顯著區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，學(xué)習(xí)者擁有的選擇越多，自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)的可能性越高，因而受到了學(xué)生的普遍歡迎。以往的教學(xué)設(shè)計中，由于課時有限，基礎(chǔ)知識部分占了較大比重，很多實驗和拓展知識無法安排在其中。將微課和網(wǎng)絡(luò)課程引入教學(xué)環(huán)節(jié)之后，能將教學(xué)環(huán)節(jié)拓展到課前、課堂和課后，起到完善教學(xué)內(nèi)容、提升授課內(nèi)涵及質(zhì)量的作用。然而傳統(tǒng)理論教學(xué)課堂仍然需要面對維度受限問題。民辦高校學(xué)生素質(zhì)良莠不齊，用統(tǒng)一的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)行為約束學(xué)生，效果不佳?？紤]針對不同層次學(xué)生的特點(diǎn)，本專業(yè)制定了分類知識點(diǎn)設(shè)計的教學(xué)方案。將《數(shù)字信號處理》知識點(diǎn)分成基本知識點(diǎn)、一般知識點(diǎn)和延伸知識點(diǎn)，其中基本知識點(diǎn)和60%的一般知識點(diǎn)是必選項。各類知識點(diǎn)對應(yīng)了不同的學(xué)習(xí)層次和學(xué)習(xí)要求，也分別對應(yīng)著不同形式內(nèi)容的練習(xí)、實驗內(nèi)容和課時安排，在課程之初分發(fā)給學(xué)生；學(xué)生在進(jìn)行了一段時間的學(xué)習(xí)之后，可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力和興趣選擇知識點(diǎn)，實驗內(nèi)容和練習(xí)題。教師跟蹤學(xué)生的到課情況和練習(xí)成績，通過多種教學(xué)方法和實踐教學(xué)，引導(dǎo)和鼓勵有興趣的學(xué)生拓展知識的廣度和深度，培養(yǎng)獨(dú)立探索問題的能力。在課程考試結(jié)束時結(jié)合全過程表現(xiàn)給出綜合成績。該彈性教學(xué)模式，充分考慮學(xué)生的主觀因素，尊重個體差異，力求從他們的原有知識和經(jīng)驗背景出發(fā)，提供富有個人意義的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，在教師的幫助下，由學(xué)生自己建構(gòu)起課程的知識體系。
總結(jié)
本文以《數(shù)字信號處理》課程為例，從教育心理學(xué)視角，以激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)、提高學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)化知識融會貫通和遷移為目標(biāo)，探討了適合民辦高校生源實際特點(diǎn)的工程專業(yè)理論課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(xué)改革方案，研究了民辦高校提高專業(yè)理論課程教學(xué)質(zhì)量的途徑。本文的探討對提高民辦高校專業(yè)技能型人才的核心素質(zhì)能力，對于民辦高校成功向應(yīng)用型院校轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，對于民辦高校同類專業(yè)理論課的教學(xué)改革具有重要的借鑒意義。
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作者：游波 葉佩 龔義建 單位：武昌工學(xué)院信息工程學(xué)院
