石油工程导论论文

2022-05-12

下面是小编精心推荐的《石油工程导论论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要:《软件工程导论》课程是软件工程专业的专业主干课程,也是计算机类专业的重要课程。在教学上,该课程存在理论性强、課程抽象、理论与实践难以结合等缺点。为响应学院向“应用型转型发展”的要求,对软件工程专业的《软件工程导论》课程进行了教学改革,主要包括理论教学、实践教学和考核方式的改革。

第一篇:石油工程导论论文

软件工程导论课程双语教学的实践与思考

摘要:本文阐述了软件工程导论课程双语教学的目标和定位以及我们对双语课程教学的一些认知,分析了在双语教学过程中我们所采用的一些理念和方法,从教材、考核、实践、交流等多个环节介绍了该课程双语教学的实施细节,最后讨论了存在的问题和进一步的教学研究。

关键词:软件工程导论;双语教学;教学计划

1教学目标和定位

软件工程导论是计算机科学与技术专业本科生的一门专业基础课,是一门导论性课程。其任务是介绍软件开发的过程、方法和工具,使学生初步掌握需求分析、软件设计、软件测试的工程化方法,为学生将来从事软件开发打下一定基础,并为后续“面向对象软件工程”课程进行必要的知识准备。课程的总体目标是使学生掌握软件工程的理念和软件开发的方法学,了解软件进化过程,通过实践性教学环节培养学生的软件开发能力、工程素质和协作交流能力,培养学生提高软件产品质量、降低软件开发和维护成本、按计划交付软件产品的意识,培养学生的职业道德和团队精神。

在该双语课程开设之前,软件工程课程已于2005年被评为国家精品课程。我们在软件工程系列课程的教材建设、知识点的持续更新、教学实践、教学方法和手段的改进等方面进行了积极和富有成效的改革,取得了一系列的教学成果。我们注意到,与其他课程相比较,软件工程导论课程具有以下几个方面的特点:(1)内容抽象,软件是一个逻辑产品,软件开发是一个逻辑思维的过程,软件工程导论课程的教学内容包含了大量指导软件开发的高层思想、方法和原则,这些知识点是对大量软件工程实践经验的总结。(2)注重实践,软件工程导论课程非常强调工程实践,帮助学生运用所学的知识来进行工程化的软件开发,从而积累软件工程的实践经验。(3)对英语运用和表述提出更多和更高的要求,包括文献的阅读、需求的分析和描述、软件建模、文档撰写等等。因此,在该课程的双语教学过程中如何深入浅出地向学生讲授抽象的知识、如何加强实践环节的建设、如何加强和提高学生的英语综合运用能力就成为该双语课程教学的关键。

为此,在软件工程导论双语课程建设和教学过程中,我们针对软件工程课程的特点,设计科学和合理的双语课程教学大纲和计划,研究适合该双语课程的教学方式和手段,努力提高学生综合运用英语的能力,为软件工程系列的后续课程以及其他双语课程的教学奠定良好的基础,并期望达到以下目标。

(1) 课程教学与人才培养逐步与国际接轨

西方发达国家和我国都在大力发展软件产业,因此在人才培养阶段如何加强学生的软件工程素养十分重要。针对国家的这一需求,本双语课程旨在探索和研究与国际软件工程教育相接轨的课程教学和人才培养模式,使得所培养的学生在软件工程的知识、能力和实践等方面逐步向国际先进水平靠齐。

(2) 适应专业特点,加强学生英语语言环境的熏陶

软件工程是计算机科学与技术领域的一个重要方向,一直以来研究活跃,不断有新的概念、方法和工具出现,课程的知识体系更新非常快。特别是,绝大部分最近的研究进展和成果都是以英文方式出现在各类会议和期刊上。因此,学科专业的这一性质决定了软件工程课程尤其需要开展双语教学,该专业方向的学生必须经常性地在英文的语言环境中接受教育。因此,通过本双语课程的教学,希望培养学生逐步适应在英语语言环境中接受知识传授,具备利用英语工具获得知识的能力。

(3) 促进学生多方面能力的培养

通过本双语课程的教学,促进学生多方面能力的培养,尤其是利用英语进行各种形式交流的能力,包括英文教材和文献的阅读能力、撰写英文学术和文档资料的能力、通过英文进行口头表述的能力。这些能力都是培养创新性人才所必须的,也是作为一名合格的软件工程师应具备的基本要求。

2教学理念

(1) 循序渐进

本课程为大一学生开设,针对他们的英语实际水平,在课程教学中采用循序渐进的方式。比如,在课程教学中逐步加大英语在课程教学中的授课比重,首先要让学生能够听懂所讲授的知识内容,不要让他们对英语教学感到畏惧;然后逐步培养他们利用英语来进行学习和交流的兴趣,在此基础上积极鼓励他们利用英语来获得知识和进行交流。

(2) 求真务实

注重实际和成效,不追求形式。对于一些有难度的项目(软件工程技术文档的撰写和课堂报告),我们鼓励学生用英文来表述,但是不强求。对关键性的概念和术语,适时做出中文的补充说明,并在课前提供课程术语中英文对照表,以便让学生掌握与本课程有关的关键英文术语。

(3) 注重能力

我们认为大学课程教学不仅仅要给学生传授知识,更要关注学生多方面能力(包括学术交流、获取文献、讨论和报告、撰写文献等等)的培养,从而为其参与工程实践和科学研究奠定基础。为此,本课程将强调通过双语课程教学培养学生以下几个方面的能力:利用英语获取知识的能力、文档和报告撰写能力、交流能力等。

(4) 强化实践

加强案例分析和课程实践。软件工程导论课程的特点之一是工程实践性非常强,为此课程通过多种方式强化实践环节。比如,将具体和详尽的案例分析作为课程教学的重要内容之一,按照软件工程实践要求布置学生进行课程实习,撰写规范化的工程实践文档,加强工程实践在整个课程考核中的比重等等。此外,在课程教学中还安排诸多的实践机会来加强学生运用英语实践的能力,包括软件工程技术文档的撰写、课堂报告、网络教学平台的在线交流。

3教学方法

(1) 激发兴趣

我们深信,兴趣是最好的老师,表扬是激发学生学习兴趣的最好手段。通过对教学内容的精心组织,突出各知识点之间的逻辑关联,强调软件工程知识体系的系统性;通过梳理软件工程的历史发展脉络、揭示隐藏在知识点背后的思想深度、鼓励老师和学生共享个性化的经验等措施,激励学生主动探索、积极实践的学习热情,支持和激励学生利用英语来撰写软件工程开发文档、在课堂上汇报其课程实习内容以及在网络教学平台进行在线交互,激发学生利用英语获得知识和信息。

(2) 案例教学

挖掘、整理了若干工程案例,结合案例开展教学,将软件项目案例贯穿整个讲授过程,案例的规模由小及大,并要求学生与课堂案例同步地推进各自的练习案例;加速培养了学生在大型软件开发、软件工程管理等方面的能力,颇具特色和创新。此外,在教学网站上提供丰富多彩的案例库、规范化的软件工程文档标准和模板,供学生研究、借鉴。

(3) 互动教学

老师、助教与学生通过网络进行交流、沟通,包括网上答疑,网上作业提交、作业批改,BBS讨论区,通过网络对学生进行个性化辅导,及时与学生交互。学生不仅要提交课程实习文档,而且还要在课堂上报告其课程实践和实习成果以及体会,老师和学生一起对其实习成果进行评论和分析,从而对学生的课程实践有所反馈,让学生知道哪些方面是做的好的、需要发扬,哪些方面做的不好、需要改进和提高。

(4) 实践教学

精心设计、精心组织实践教学环节,紧跟软件工程领域的最新发展,适应信息化时代教育手段变革的要求,不断更新实验设计,确保软件工程的观念、技术和方法在学生的实践过程中得到应用并积累经验、体会,逐步提升学生的软件工程素质和能力。在课程教学中,我们要求学生以小组方式选择一个应用,并遵循软件工程的方法,对该应用进行需求分析和软件设计,撰写规范化的软件工程文档,并要求他们在课堂上报告其课程实习成果。课程还鼓励学生利用英文来撰写文档、在课堂上尝试用英语做报告、在课后用英语进行在线交互,为他们运用和实践英语创造机会。除专业知识与实践技能的培养外,还积极引导和培养学生的决策能力、分析能力、团队合作能力和人际交流能力等。课程实习中,不但强调实践的结果,更注重实践的过程,实习全程都有辅导教师按照软件工程的阶段进行跟踪。

4双语教学的实施

(1) 教材

目前,我们使用的是由Pressman编写的软件工程教材最新版本(第六版,英文):Roger S. Pressman, software engineering – A practitioner’s approach, sixth edition (English), Tsinghua University Press, 2006。该教材在国际软件工程界产生了巨大和深远的影响,树立了它在软件工程课程教学中无可置疑的权威,在全球近千所大学中广泛使用,是软件工程课程教学最具影响力的教材。该书从1982年的第一版开始,就受到我国软件工程界的重视,成为高等教育计算机专业软件工程课程的重要教材和教学参考书。

(2) 教学计划

该课程共有24学时,其教学内容的选择和课时安排如下表。除了正常的知识讲授之外,我们在课程教学过程中还安排了2个学时的案例分析和示范,4个学时的课程实践报告和分析。案例分析和示范主要通过一个较为完整的案例分析和文档演示,向学生介绍如何进行软件的分析、建模和设计,并形成规范化的软件开发文档。课程实践报告和分析主要选择性的请一些学生介绍他们课程实践的情况和结果,并进行分析和评价,以帮助学生知道哪些实践和结果是可取的,哪些需要改进和提高。

(3) 英语实践

在双语课程教学过程中,我们通过多个环节来加强学生的英语实践。首先,要求学生阅读英文教材来提高英语的阅读能力和水平,掌握与该课程相关的关键术语。其次,在课程实践中鼓励(不强求)学生利用英语来撰写规范化的软件文档,从而来训练和培养学生的英文书面表述能力;第三,在课程实践报告和分析中鼓励(不强求)学生运用英文来介绍其实践文档和结果,而来训练和培养学生的英文口头表达能力。

(4) 课程考核

课程考核分为二个部分:闭卷考试和课程实践,各占50分。闭卷考试要求学生用英文答题。课程实践分为二个实验,需求分析和软件设计,要求学生根据所选择的应用,对其进行需求分析,建立需求模型,用中文或者英文撰写软件需求规格说明书;在此基础上对其进行软件设计,建立设计模型,用中文或者英文撰写软件设计规格说明书。课程将对学生提交的实践结果(即软件开发文档)的正确性、规范性、完整性、一致性、语言表达等方面进行评估。

5存在的问题和思考

从整体上看,该双语课程教学取得了较好的效果,超出了我们的预期。与此同时,在教学过程中我们发现了一些问题。首先,学生对双语课程存在畏惧的心理,许多学生要经过较长时间才能适应这一教学模式。其次,学生缺乏足够多的课后时间来应对双语教学,包括阅读英文教材,查找英文资料,撰写英文文档等等。第三,学生不愿意和不习惯用英语来进行报告和交流。

我们认为,双语课程的教学切忌一窝蜂上,双语课程的开设需要考虑诸多的环节和因素,条件成熟一个上一个。首先,双语课程的开设必须与整个本科培养方案相协调,需要得到其他课程的支撑和协助。比如大学英语教学、与其他课程的衔接、学生课后所能支配的时间等等。其次,考虑到现阶段本科生的外语水平,双语课程不能急于求成,应追寻有效的目标。第三,为了提高双语课程教学效果,任课老师应该在课前进行精心准备。比如在我们在开设软件工程导论双语课程之前,做了以下一系列的准备工作:英文教材选择、英文课程教案、多次试讲、英文文档模板、英文案例分析、课程关键英文术语、英文课程试卷等等。

作者:毛新军 饶 岚

第二篇:《软件工程导论》课程教学改革实践

摘要:《软件工程导论》课程是软件工程专业的专业主干课程,也是计算机类专业的重要课程。在教学上,该课程存在理论性强、課程抽象、理论与实践难以结合等缺点。为响应学院向“应用型转型发展”的要求,对软件工程专业的《软件工程导论》课程进行了教学改革,主要包括理论教学、实践教学和考核方式的改革。改革后的课程教学在夯实基本知识的基础上,突出了应用性和实践性,同时提高了教学的互动性。

关键词:软件工程;教学改革;实践教学;转型发展;应用型学院

开放科学(资源服务)标识码( OSID):

1 引言

2016年,经上级部门批准,我院获批重庆市“应用型转型发展试点学院建设项目”,建设周期为四年。“应用型转型发展试点学院”以培养高素质应用型技术技能人才为主要目标。在学院转型发展的背景下,学院要求课程教学突出应用性和实践性。本文在响应学院转型发展的要求下,结合《软件工程导论》课程教学本身存在的问题,开展了《软件工程导论》课程的教学改革研究和实践。

1.1学院整体向应用型转型发展的概况

“应用型转型发展试点学院”建设的指导思想:全面贯彻落实党的教育方针,遵循高等教育发展规律,深化改革,攻坚克难;积极围绕“应用型、技能型”人才培养发展主线,立足重庆、面向西部,以信息产业发展需求为导向,以培养高素质应用型技术技能人才为目标;努力提高学院办学水平和应用技术型人才培养质量;持续推进学院学科专业方向优化、培养模式转变、教学方式创新、双师双能型队伍建设、实践教学环境建设,全面提升我院服务地方信息产业、技术进步和社会管理创新的能力。

学院整体转型发展总体目标是:通过改革、建设和发展,在提高应用技术型人才培养质量、增强社会服务能力、培育应用型办学特色等方面取得明显进展;立足重庆、面向西部,紧密对接信息产业发展,培养高层次IT行业企业应用技术技能人才;到2020年,将学院建设成为办学水平高、特色鲜明的应用技术型学院。

1.2《软件工程导论》课程性质

《软件工程导论》课程是软件工程专业的专业主干课程,也是计算机类专业的重要课程,同时也是研究生入学考试科目和国家软件考试的考试大纲核心内容。《软件工程导论》课程主要从软件开发的需求调研、系统分析、系统设计、软件实现和软件测试等各个阶段介绍软件工程的相关理论与技术方法。在一些专业的课程设置上,该课程也称为《软件工程》。通过本课程学习,学生的能力和素质主要体现在:建立软件开发的工程化和规范化意识;能运用软件工程的基本原理、模型、方法和过程开发项目的初步能力;具备项目管理的初步能力。本课程的具体教学目标为:掌握软件与软件工程基本概念和基本知识;掌握生命周期模型与软件过程模型;掌握结构化的分析、设计和实现方法;掌握面向对象的分析、设计与实现方法;掌握有关软件的评审、测试与维护,项目计划与项目管理方法;能用软件工程的原理、技术和方法进行项目的分析、设计、实现和维护。

1.3《软件工程导论》课程教学的现状

经过几年的教学,《软件工程导论》的教学过程普遍存在以下几个问题:课程理论性强、枯燥,课堂教学效果不好;课程抽象,理解起来好像不难,但学习后感觉比较茫然;由于在校生缺乏项目实践经验,理论与实践难以结合,当用学到的理论知识解决实际问题时人手困难;在编制软件工程的文档时,学生缺乏工程化、规范化的指导,编制的文档粗糙、不规范。这一现状在其他高校也普遍存在。

人们为了提高软件工程课程的教学质量,做了相关的教学改革研究。如采用校企合作方式进行《软件工程》课程授课,采用项目化教学模式,教学内容以企业真实需求为导向进行教学改革[1];以“卓越计划”的软件工程实施为背景,提出多层次阶梯型教学目标、基于案例的虚拟需求方监督、过程与综合性双重考核方式等解决方案[2];以案例库为导向的现代软件工程案例库教学模式,使课程内容更接近企业和社会需求[3];以及针对应用型高校的《软件工程》课程教学改革[4]。

2《软件工程导论》课程教学改革的目标

《软件工程导论》课程的教学改革是在我院向应用型转型发展这一背景下,并结合软件工程课程本身的特点而开展的。其教学改革的目标为:

1)夯实基础知识。该课程是软件工程专业的基础课,该专业后续还有《软件过程与管理》《软件测试与质量保证》《软件需求工程》等专业课程,教学改革仍要保持该课程的“基础性”,要让学生掌握软件工程必需的基础知识和基本概念,为后续课程打好基础。

2)教学改革要突出实践性。在夯实基础知识的同时,为响应我院向应用型学院转型发展的要求,教学改革要以培养高素质应用型技术技能人才为主要目标,课程教学要突出应用性和实践性。

3)提高教与学的互动性。现在的课堂教学多数是单向“教”的过程,而学生的“学”基本处于被动状态,教学改革应改进《软件工程导论》课程的课堂教学方式,提高教与学的互动性。

4)培养学生的工程能力。软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科,教学改革要培养和提高学生的分析与设计能力,学生初步学会用工程化、规范化的方法来开展软件设计和开发,并培养学生的工程素养及团队协作精神。

3《软件工程导论》课程教学改革实践

3.1 课程设置和学时的修订

我院的软件工程专业人才培养方案中,构建了“通识课+学科基础课程+专业主干课程+专业方向课程+独立实践教学环节”的课程体系。软件工程导论课程定位为专业主干课,采用的教材为清华大学出版社的《软件工程导论》(第6版)[5]。

《软件工程导论》最初开设在第5学期,但由于后续需开设《软件过程与管理》《软件测试与质量保证》《软件需求工程》等软件工程类课程,并且学生在第7、8学期有毕实习、毕业设计环节。所以开设在第5学期相对较晚,导致学生后期课程紧张。经研究,把《软件工程导论》课程开设在第4学期。在该课程的前期,开设《程序设计》《数据库原理》《面向对象建模与分析》等课程,以保证该课程开设时有相应的基础知识。

在学时分配上,该课程的理论学时一直为48学时,但实践学时从16个学时调整为32个学时。具体为:2016级、2017级软件工程专业本科生设置为48个理论學时+16个实践学时;2018级变更为48个理论学时+32个实践学时;2019级软件工程本科生仍按2018级的方式设置。这一变更主要是响应学院整体向应用型转型发展的要求,加大实践学时,从而加强学生的实践环节,以期提高学生的实践动手能力。

3.2 课程的理论教学改革

《软件工程导论》的课程内容分为四大板块:1)概述,关于软件工程的诞生、基本原理、生命周期及软件过程。2)结构化方法,从软件生命周期分阶段介绍相关方法。3)面向对象方法,从面向对象分析、设计和实现三个方面介绍相关方法;4)软件项目管理,介绍有关软件度量、进度计划、质量保证等项目管理知识。

针对该课程理论性强,课堂枯燥乏味的缺点,在课程授课时采用新的信息化工具——“雨课堂”进行教学。通过“雨课堂”进行课堂的学生签到和点名;在讲授完一个知识点后,采用“雨课堂”设置一定的题目,如选择题、判断题、填空题等,课堂上发送给学生,学生通过手机答题,并用手机给答对的同学发“红包”以活跃课堂的气氛。采用“雨课堂”进行课堂教学,可以避免单向的教师授课,增加课堂的互动性,活跃课堂气氛,同时课堂在线答题记分也督促了学生课堂听课,并强化了知识点的理解和掌握。

“雨课堂”可以自动记录学生的出勤、学生的答题情况,根据学生的得分,作为课程考核的一部分,其考核比重占10%。

3.3 课程的实践教学改革

我院的《软件工程导论》课程的实践教学分为上机实验课+课程设计。

上机实验课是根据理论课的课程进度,在每次上机课上,布置相应的实验任务让学生完成。总的说来,上机实验任务主要是让学生采用软件工具进行软件设计。该课程的实践学时现为32学时,实验任务一般有:数据流图、实体一联系图、软件结构设计等,主要采用微软的Visio工具进行软件设计。通过该方式,将教材上的理论知识与实践相结合,使得所学知识更具有可操作性,也训练了学生的动手能力。如表1是《软件工程导论》课程的实验设置。

课程设计由老师给定几个项目案例,给学生软件文档编制的模版,要求学生按照文档编制的规范和要求,编制软件工程中的文档,如可行性研究报告、需求规格说明书及总体设计说明书。课程设计一般在期末进行,一般设定两周的时间,要求学生采用工程化、规范化的方法开展软件设计,以培养学生的工程素养。

3.4 课程考核方式改革

“应用型转型发展试点学院建设项目”要求对课程的考核方式进行改革,实现考核方式的多元化。总的考核原则是推行“模块考核、过程考核、多样考核”,变期末考核为过程考核,变一次考核为多次考核,变封闭考核为开放考核,将知识、能力、素质考核融为一体,突出考查学生技术创新能力和实践应用能力。

为响应考核方式改革的要求,以及《软件工程导论》课程的特点,对考核方式也进行了改革。传统的考核方式为上机实验考核+期末试卷考核。平时上机实验考核是在每次上机课上考查学生的上机实验作业情况,占总成绩的40%;期末考核是在期末以笔试试卷的方式考核,而且以期末考核成绩为主,占总成绩的60%。由于软件工程偏理论性,试卷中一般有考查基本概念的题目,如名词解释、简答题、填空题,这类题目需要学生死记硬背教材上的基本概念。而对于软件工程这种工程性学科,这种考核方式意义不大。

为此,对考核方式改革为以过程化考核为主,具体为:课堂考核(占10%)+上机实验考核(占30%)+平时测验(占40%)+期末课程设计(占20%)的方式。1)课堂考核在课堂上以“雨课堂”方式考核学生课堂答题情况;2)平时上机实验考核仍然是考查学生的上机实验作业情况;3)平时测验是将原来的期末试卷考核分解为三次测验,在教学进度到某个阶段的时候进行一次小测验,主要是考核基础理论知识的掌握程度。这种方式的优点在于学生靠平时的理解即可答题,学生不需花太多时间死记硬背教材上的基本概念,而且可以督促学生加强平时的学习;4)期末以课程设计的方式考核。改革后的考核方式在从课堂教学、理论、实验、课程设计几个方面开展考核,课堂考核促进学生加强平时学习,理论考核学生不需死记硬背,实验考核体现动手实践能力,课程设计体现了课程的工程性,相比传统方式更为合理。从考核方式所占的比重上可以看出新的考核方式重视基础,突出实践性和工程性。

在考核工具上,在考核的各个环节均采用“雨课堂”进行,即采用“雨课堂”进行课堂答题的自动记分,采用“雨课堂”进行上机实验作业、课程设计的提交和批阅,采用“雨课堂”进行在线测验、批改、自动记分和汇总。采用“雨课堂”进行考核,实现了考核的电子化,在一定程度上减少了教师的工作量。

4 结束语

《软件工程导论》是一门理论与实践相结合的课程。在教学中,既要夯实课程的基础知识,又要强调提高学生的实践能力和应用能力。本文对该课程的教学改革通过加大实践学时、设置有效的实践教学的方式,以及改革课程考核方式来突出课程的实践性和应用性。另一方面,该课程理论性强,学习过程枯燥,在教学方式上采用现代信息化技术“雨课堂”,有效提高了教与学的互动性,激发了学生的学习兴趣。

参考文献:

[1]肖淑苹,孙亚红.《软件工程》课程教学改革实践[J].电脑知识与技术,2019,15(18):165-166.

[2]王辰尹,衣杨,面向应用型IT人才培养的软件工程教改关键问题研究[J].计算机教育,2014(8):27-31.

[3]王静.以案例库为导向的“现代软件工程”教学模式探索[Jl.教育教学论坛,2018(16):139-141.

[4]韩业红,应用型高校《软件工程》课程教学改革研究[Jl.齐鲁师范学院学报,2018(4):65-69.

[5]张海藩,牟永敏.软件工程导论(第6版)[M].北京:清华大学出版社,2013.

【通联编辑:王力】(上接第119页)

3 结束语

此次对云计算辅助教学下混合式学习在计算机教学中的应用进行了研究,其目的是推进混合式学习的计算机教学模式的应用领域,提高教学质量。由于此次研究时间有限,并且受主客观条件的制约,此次研究尚存在许多不足之处,比如教学模块单一、教学活动趣味性较低等,今后还需要在该方面进行深层次的探索和研究。

参考文献:

[1]陈郡,李梅,孙健敏.“互联网+”背景下基于混合式学习的教学设计研究[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2019,56(4):33-35.

[2]谢敏,双修海,池素双.混合式学习在思想政治教学中的应用研究——以《中国近现代史纲要》为例[J].东莞理工学院学报,2019,26(4):127-132.

[3]朱振荻,李红波,混合式学习在中职计算机专业应用的问题与策略分析[J].教育现代化,2019,6(65):208-210,230.

[4]冯姝彬,马秀,帅菲等.攀枝花学院混合式学习应用调研分析——基于学生视角[J].智库时代,2019,68(25):152-153.

【通联编辑:张薇】

基金项目:本文受教育部人文社会科学研究项目(20YJAZH084,18XJC880002);重庆市基础研究与前沿探索研究(cstc2016j cy-jA0419);重庆市研究生教育优质课程《偏微分方程数值解》(49)资助;重庆师范大学校级科研项目(16XLB006,16XZH07)资助

作者简介:冉瑞生(1976-),男,重庆市万州人,博士,教授级高级工程师,主要研究方向为软件工程、机器学习、科学计算;冯骥(1986-),男,博士,天津人,讲师,主要研究方向为机器学习和数据挖掘;张守贵(1974-),男,四川泸州人,博士,教授,主要研究方向为偏微分方程数值解。

作者:冉瑞生 冯骥 张守贵

第三篇:工程力学导论课程中MOOC辅助教学实践初探①

[摘 要] 根据《工程力学导论》课程的学习特点,结合工程力学专业本科生教学实践和体会,对工程力学专业的课程体系设计、教学安排及考核手段等多方面的改革进行了研究,并在MOOC中融入了丰富的辅助教学资源,为传统教学提供了补充作用。通过MOOC辅助教学实践初探,让学生更好地理解本课程的专业学习背景,提高学生的学习积极性和主动性,为后阶段的专业课程的学习作好铺垫。

[关 键 词] 混合式教学;MOOC教学;工程力学导论;教学改革

慕课(MOOC)是指具有大规模和开放性特点的在线开放课程,目前已成为国内外高校诸多课程应用中研究的热点。2000年起,教育部分别启动了面向高校共享的“新世纪网络课程建设工程”“国家精品课程建设工程”和“国家精品开放课程建设工程”等MOOC形式,在国内引起了较大的反响[1];耶鲁等名校微课视频公开课从2010年起逐步流行于网络,被多个国家学生所观看,在国内网易公开课频道中出现了世界上最大的MOOC网络平台COURSERA[2]。在MOOC之前,国内对在线学习已经有一定的研究基础,众多学生选择在线观看视频,2012年国内诸多高校开始开设MOOC。从2013年以来,清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学等中国著名高校就逐步加盟了COURSERA和edX等MOOC在线平台的建设[3],2013年,在国内有清华大学的“学堂在线”,2014年,有上海交通大学的“好大学在线”,可通过在线跨校学习来获奖得本校学分。2016年江苏大学开设了超星网络教学平台[4]。近年来,除高校外,也汇聚了许多优质课程资源,如“上海课程中心”、网易云课堂和爱课程网合作推出的“中国大学MOOC”等,因此,MOOC平台的建设给工程力学专业教学改革带来了新的机遇和挑战,并引导教育工作者进一步研究适合于现代工科学生的教学模式。本文结合其他课程的学习经验,研究了MOOC在力学专业中新开设《工程力学导论》课程中基本理论及实践初探。

一、工程力学导论课程设计理论

(一)课程简介

工程力学导论课程主要是学习工程力学本科专业学生对力学的整体认知和对工程力学专业学习背景的解读,回答了工程力学专业学生“学什么、干什么”与“怎么学、怎么干”等疑问。课程论述力学与工程技术进步之间的互动关系,目的是使学生了解力学专业工程应用背景,培养学生分析和解决问题的能力。本课程有:(1)什么是“力学”;(2)中国古代力学;(3)西学东渐与力学的引进;(4)二十世纪之交时的力学;(5)二十世纪的力学发展;(6)工程中的力学;(7)航空航天技术中的力学;(8)二十一世纪力学发展趋势;(9)我校力学学科简介。共九个章节。全书内容主要围绕古代及现代力学的研究内容,论述力学与工程技术进步之间的互动关系,目的是使学生对力学为谁服务、怎样服务以及如何在服务中求发展等问题有清晰的认知,对进一步学习专业课程打下良好的基础。

(二)工程力学导论MOOC设计过程

工程力学MOOC课程的设计过程可分为准备阶段、实施阶段和评价总结阶段,其中准备阶段最为重要,需准备好录制好的教学视频、课件、参考资料、作业等素材,另需有宣传团队、教学团队及网络技术团队的积极配合。而本研究团队有集课堂讲授、视频录制、视频处理、图片处理、微视频上传、组织宣传以及网络教学平台为一体的MOOC教学团队。本课程的视频采集均为课堂现场录制、剪辑而成,也有辅助的“超级工程”等相关联视频置于对应的课程中供学习参考,课堂的PPT素材是根据所学内容增加了最新的科研成果不断更新的,视频的发布是在课堂结束后2~3天完成,其精选的课后学习资源包括思考题、作业题、研讨及学生个人汇报等形式。按照课程内容体系由易到难、循序渐进,用于预习和巩固复习本门课程的学习。

MOOC内容大概课分为线上线下两个部分,线上内容主要是教师准备内容,如课堂课程教学视频、教学PPT、作业或是课堂讨论等。线下交流内容则是线下答疑、学习社区和翻转课堂三种形式。

二、MOOC教学在《工程力学导论》课程的实践与考核

(一)教学实践

针对我校招生数量的增长,教学资源相对短缺,教学资源出现明显不足的趋势。随着通信技术的不断发展,电子便携产生不断进入大学课堂,成为学生获得信息的主要渠道,也降低了学生对专业知识的求知欲。我校开设的工程力学导论课教学课堂专业背景信息量大,上课时间非常有限,学习的理解力也参差不齐,学习效果当然也不一致,课堂教学是无法重复的,直接影响了理解力差的学生的学习,最终导致该类学生毕业达成度难以实现,学生必然对这类课程失去信心。

学生在学习《工程力学导论》的过程中很有可能会碰到难点,老师可以根据自己以往的教学经验去评定该教学难点的位置,选择播放关于讲解该难点的MOOC视频。传统课堂中学生对课堂中较难的知识点往往难以消化,老师仅需通过简要剪輯上传微课至慕课平台,学生即可自主学习。基于互联网的教学资源大数据,学生参与MOOC学习的同时,老师可以通过互联网了解学生的学习情况,学生自己也可以课程中的提高环节来分析自己的薄弱点并进行改善。在MOOC平台上,教师准备内容一般是教学大纲和考核方式显示,如下图所示,在学校的超声网络教学平台设置本门课程的学习目录,分别依据实际的教学日历分配视频及相关资料。

而在教学中,将传统教学与MOOC教学有机结合,将录像、超级工程视频、图片、课件、动画等融为一体,可以将工程结构、应用背景及相关的仪器设备直观、形象地展现在学生面前, 增加其感性认知,通过加入视频、课件及讨论等情景式教学环境,抛弃了传统教学导致的枯燥抽象、概念性问题难以理解等不足,工程力学导论变得生动具体,学生也记忆深刻。老师线上备课课堂精讲,线下制作MOOC,让学生不仅能在课堂之中学习工程力学,也能登录网络教学平台中观看微课,多元化的学习对学生的动手能力和自学能力有了极大的提高。利用网络教学平台,设置作业与讨论,让学生更好地参与教学过程,更好地利用本校资源和优化学习效率,启发思维。通过调整工程力学专业课程体系,优化本课程的教学内容,正确处理专业学习和基础学习的关系,增大课堂教学需满足的多方面信息量来拓展学生的专业背景,使其在有限的时间内获得更多的专业理论及应用情况。改进教学方法,提高教学质量,采用少而精的教学原则,采用启发式教学,培养创新精神。MOOC与传统课堂教学可以进行优势互补,在前期的应用阶段,课上自由讨论时间少,在课堂播放相关的工程应用原理及背景微课视频,让学生讨论的时间变长,更多地激发了学生的学习兴趣。而传统课堂的教学形式单一,学生可通过选课重复观看各知识点。课外学习是传统课堂教学的难点,学生通常是自学为主,对工程现场没有感情的认识,通过MOOC视频可以指导学生预习、复习并检查学生的学习效果,可是现实中这个周期非常长,而MOOC能实现本课程的学习效果检验。

(二)考核方式

本门课程的成績分为平时成绩和论文报告成绩两部分。平时成绩的评定更多样化,如其可以表现为线下课堂互动、出勤率、社会实践和学科竞赛及课堂汇报等,所占最终考试成绩的比例为30%,这样可以充分调动学生在整个课程学习过程中的积极性、主动性。将社会实践和学科竞赛及学术报告参与度计入平时成绩,一方面学生平时认真学习的积极性提高,另一方面促进身边更多的学生加入相关活动中,整个教学过程就会形成良性循环,达到过程考核和结果考核相结合的目的。另外70%为课程结束后提交的相关课程论文,这部分主要考查学生对这门课程的综合运用能力和论文撰写能力。

MOOC可融入多种教学手段,教学内容更应丰富多彩。实践证明利用MOOC辅助教学使学生的学习兴趣明显提高,与上一级学生成绩相比,2016级力学专业本科生的《工程力学导论》学习质量明显改善。就2016届本科力学班的学生情况而言,利用MOOC教学后,及格率为100%,优秀率达70%,九十分以上的学生比例达38%,通过本门课程的课程教学与MOOC辅助教学,学生对力学专业背景的了解和学习的积极性与主动性都明显增强,同时也提高了教学的教学质量和效率,更新了高校教学理念。

综上所述,在学习《工程力学导论》课程时,教师教学与MOOC教学双管齐下,学生既能基于知识点有针对性、查缺补漏式地进行学习,也选定与工程力学导论课程内容相关的专题开展了建构式MOOC课程学习,从而拓宽了学生的知识面,提高了学生获取知识的能力。通过对《工程力学导论》课程采用课后MOOC辅助教学初探,充分发挥了教师和学生自主学习的作用,从而达到了预期的目标。

参考文献:

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作者:王自平,赖日全,何乃福,陈林,成杰

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