基于“卓越工程師”的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程教學(xué)改革探索

周琦

【摘 要】傳統(tǒng)的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程結(jié)構(gòu)及教學(xué)已不再適應(yīng)“卓越工程師”培養(yǎng)要求。通過模塊化，實現(xiàn)課程體系和教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化重構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)素質(zhì)；以融合媒介為新的載體，依據(jù)課程目標(biāo)、體系，在原有教學(xué)資料的基礎(chǔ)上建設(shè)全新的教學(xué)資源，滿足學(xué)生獨立學(xué)習(xí)需求；更新教學(xué)理念，確立學(xué)生的主體地位，大膽革新教學(xué)方法，使學(xué)生被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

【關(guān)鍵詞】“卓越計劃”、模塊化、融合媒介、革新

中圖分類號：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（B）-0000-00

在全球化大背景下，我國提出建設(shè)“制造強國”的目標(biāo)，改變以往以勞動密集型為主的“制造大國”形象。而這一目標(biāo)的實現(xiàn)不僅需要政治、經(jīng)濟、社會、文化的轉(zhuǎn)型，同樣需要教育領(lǐng)域采取相應(yīng)的改革，并提供強有力的智力支持和人才支持。正是在這種形勢下，教育部提出并大力推進(jìn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”），“旨在培養(yǎng)造就一大批卓越工程師后備人才”[1]，也就是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力四位一體的綜合能力、適應(yīng)能力和競爭能力強的工程技術(shù)人才。這就要求卓越工程師培養(yǎng)必須打破以理論知識傳授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，全面培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程作為大學(xué)數(shù)學(xué)課程的一部分，是高等學(xué)校理工類專業(yè)的一門十分重要的課程，是培養(yǎng)卓越工程師的基礎(chǔ)理論知識，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)與運用打下基礎(chǔ)。但該課程的理論性和抽象性強，實踐性體現(xiàn)不夠，比較枯燥，學(xué)生的學(xué)習(xí)參與性不高，主動性和積極性不強，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是很難達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)和效果。而“卓越計劃”突出的是綜合素質(zhì)、應(yīng)用能力和工程實踐能力的培養(yǎng)，因此如何使《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程與“卓越計劃”的培養(yǎng)要求相互銜接、相互滲透、相互融合也就成了該課程面臨的棘手問題。

一、以模塊化為手段，優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》是理論性非常強的課程，課程教學(xué)內(nèi)容具有嚴(yán)密的邏輯性。現(xiàn)今該課程的教學(xué)內(nèi)容是嚴(yán)格按照高等教學(xué)教學(xué)基本要求的知識點和邏輯分布進(jìn)行編制，是一個完整而又不可破的內(nèi)容體系。而“卓越計劃”的培養(yǎng)目標(biāo)則要求課程以經(jīng)濟社會需求為導(dǎo)向設(shè)置動態(tài)性的教學(xué)內(nèi)容更新機制，也就是緊緊圍繞社會生產(chǎn)實踐和工程需要對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適時的更新[1][2][3]，從宏觀的角度來看就是要求“卓越專業(yè)”課程建設(shè)具有一定的開放性、動態(tài)性。而長期以來，我們認(rèn)為科學(xué)理論是自成體系的，具有較強的封閉性、穩(wěn)定性，而《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程作為數(shù)學(xué)科學(xué)的一門課程保持著嚴(yán)密的邏輯體系。這也就意味有關(guān)“卓越計劃”的培養(yǎng)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相抵牾。換言之，傳統(tǒng)模式下的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程不符合“卓越計劃”培養(yǎng)需求。

這就要求打破原有課程體系，但打破并不意味著將原有課程體系弄得支離破碎，而應(yīng)是既要保持《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性和嚴(yán)密的邏輯性，又要使課程具有較高的靈活性。有研究者認(rèn)為企業(yè)課程可以通過模塊化方式嵌入“卓越計劃”人才培養(yǎng)方案，也有研究者將大學(xué)數(shù)學(xué)課程按照機電類、土木類、經(jīng)管類、文科類等學(xué)科進(jìn)行模塊化設(shè)置[4]。筆者認(rèn)為模塊化也不失為重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容的有效手段。通過模塊化形式和手段，按照《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程原有的理論體系、邏輯關(guān)系和學(xué)科專業(yè)特點，對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，既要保持知識的理論縱向深度，又要拓展知識應(yīng)用的橫向廣度，從而實現(xiàn)模塊化整合。在進(jìn)行模塊化整合的過程中，正確面對和解決三個問題可以較好實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的模塊化重構(gòu)：一是處理好與高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等大學(xué)數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容銜接，實現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的融合、數(shù)學(xué)思維的貫通；二是處理好該課程與專業(yè)課程的連通，將專業(yè)課程的工程案例融入本課程，既實現(xiàn)知識的上下連貫，又避免該課程過于抽象乏味；三是處理好與工程環(huán)節(jié)的銜接，實現(xiàn)以主題引導(dǎo)提升理論和技能的理論、實踐、技術(shù)和素質(zhì)四位一體的“卓越計劃”教學(xué)內(nèi)容建構(gòu)體系?？偟膩碚f，“卓越計劃”模式下的課程體系和教學(xué)內(nèi)容不是做簡單的加法或減法，而是整合時既要保持知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性，又要保證知識點的全面性。[5]

二、以融合媒介為載體，建設(shè)多元教學(xué)資源

教學(xué)資源是自2001年國家開展優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)以來適應(yīng)社會發(fā)展的一個新方向。但一直以來，無論是學(xué)校、教師還是公眾在重視教學(xué)的時候，卻并未真正關(guān)注教學(xué)資源建設(shè)問題，更鮮有人以現(xiàn)代的眼光看待教學(xué)資源，而是停留于教學(xué)大綱、教材、備課筆記、習(xí)題、試題或試卷等傳統(tǒng)資料上，即便新增的視頻錄像也僅僅是課堂的翻版。另一方面，也鮮有人以傳播的視角來看待教學(xué)，更未意識到傳播媒介的作用和意義。多數(shù)人認(rèn)為教學(xué)就是“講”，而信息技術(shù)和多媒體技術(shù)在某種意義上僅僅是傳統(tǒng)板書的翻印、音視頻資料的播放器、圖片資料的幻燈片而已。也就是說教學(xué)“并沒有與技術(shù)手段效率的提高成正比”[6]，傳播媒介對教學(xué)的積極意義沒有得到應(yīng)有的重視。

筆者以為充分認(rèn)識傳播媒介尤其是融合媒介對教學(xué)的促進(jìn)作用，將融合媒介作為建設(shè)教學(xué)資源的載體，對于推進(jìn)“卓越計劃”下《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程的建設(shè)和改革無疑是十分有益的舉措。那么怎么建設(shè)以融合媒介為載體的教學(xué)資源呢？以個人的觀點，我以為，首先要重構(gòu)教學(xué)資源的理論范疇，形成課堂資源與課后資源、線上資源與線下資源、同步資源與異步資源、文本資源與圖像資源、音頻資源與視頻資源的多元化資源。其次要強化教學(xué)資源實踐性，將理論資源與實踐資源相互滲透、相互融合，就是按照課程的理論體系和模塊化整合的要求，建設(shè)理論與案例多元融合的教學(xué)資源，將抽象深奧的數(shù)學(xué)理論用淺顯的語言、生動的案例闡述出來，避免《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程的二次抽象。再次要正確運用以融合媒介為載體的建設(shè)方法。融合媒介是一種不同以往的媒介，是不同于以往傳統(tǒng)教學(xué)模式和需要的媒介，因而以此為載體的教學(xué)資源建設(shè)方法也就需要根據(jù)新的媒介特點來制訂。但這并不意味著融合媒介否定傳統(tǒng)媒介的功用，相反融合媒介應(yīng)保留傳統(tǒng)媒介的優(yōu)勢并加以運用，用麥克盧漢的觀點來說，就是任何舊媒介都是新媒介的內(nèi)容[7]。而今的教學(xué)資源中也存在此類現(xiàn)象，例如備課筆記過去多以紙質(zhì)媒介為主，而今卻是紙質(zhì)媒介、電子媒介均有，不過電子形式卻只是紙質(zhì)形式的翻印而已。這樣的做法在某種意義上否定了電子媒介的意義，也就阻隔了融合媒介在教學(xué)資源建設(shè)中的應(yīng)用。筆者以為應(yīng)以融合媒介為載體和技術(shù)手段，對傳統(tǒng)的教學(xué)大綱、備課筆記、習(xí)題、試題等教學(xué)資源進(jìn)行更新和轉(zhuǎn)化，不止是形式的轉(zhuǎn)換，而是要將融合媒介建成一個聚合器，進(jìn)而將教學(xué)資源建成以知識點為中心的基礎(chǔ)理論、外延知識、案例分析、實踐應(yīng)用的聚合反應(yīng)，凸顯教學(xué)資源的智能化、交互性。最后要改變教學(xué)資源的建設(shè)理念。傳統(tǒng)教學(xué)資源本著以教師為中心的建設(shè)理念，教師需要什么就建什么，是否適合或適應(yīng)學(xué)生并非重要的問題。而融合媒介是一種開放型的媒介，智能化、交互性是其顯著特征，因此新型教學(xué)資源不只是教師建設(shè)，學(xué)生使用中也起到建設(shè)的作用，這就要求必須改變教師單一中心的理念，轉(zhuǎn)而以教師、學(xué)生雙中心甚或以學(xué)生為中心的理念轉(zhuǎn)變，“體現(xiàn)學(xué)生主體發(fā)展的最終價值” [5]。

三、革新教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

前面已經(jīng)論述教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)資源建設(shè)問題，不過再好的內(nèi)容框架和教學(xué)資源不能有效到達(dá)學(xué)生，也只能是“空中樓閣”，因而教學(xué)方法就顯得尤為重要。而現(xiàn)今的教育氛圍使很多高等學(xué)校和教師不愿花費時間和精力思考和改革教學(xué)方法，普遍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，填鴨式教學(xué)比重小學(xué)更加泛濫?！白吭接媱潯迸囵B(yǎng)不僅僅是傳授知識，讓學(xué)生掌握必要的知識和技能；而且要培養(yǎng)學(xué)生獨立思考問題、分析問題、解決工程實踐問題，傳統(tǒng)教學(xué)方法顯然不能達(dá)到這樣的目標(biāo)。

“卓越計劃”專業(yè)必須在教學(xué)方法上有所創(chuàng)新，尤其是要教學(xué)方法的革新推動學(xué)習(xí)方法的變革，也即由被動式學(xué)習(xí)向主動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變，也使學(xué)習(xí)變成學(xué)生的內(nèi)在需要。筆者以為要達(dá)到這樣的改變目標(biāo)：一是要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，確立學(xué)生的中心地位和主體性[3]，說白了，教師教學(xué)不是為了工作量，學(xué)生不是為了學(xué)分；如果不確立為以學(xué)生為主體的教學(xué)理念，研究式、參與式等就是紙上談兵。二是鉆研教學(xué)方法改革，現(xiàn)今的教學(xué)存在的主要問題是，知識的灌輸，教師的“講”甚或就是照本宣科；而“卓越計劃”要求培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，則要求帶著問題“教”和“學(xué)”，正如林健所說：“研究性學(xué)習(xí)強調(diào)基于問題、面向?qū)嶋H，凸顯自主探究，重點體現(xiàn)在‘研究問題、自主探究、討論互動、批判改進(jìn)等核心環(huán)節(jié)”，因此研究性學(xué)習(xí)的三種形式“基于問題的探究式學(xué)習(xí)、基于案例的討論式學(xué)習(xí)和基于項目的參與式學(xué)習(xí)”均以問題為中心，只是問題的來源不同而已，這種研究性學(xué)習(xí)方法之于《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》課程同樣適用，且急需加強。三是要適當(dāng)借鑒國外先進(jìn)教學(xué)方法，無論是翻轉(zhuǎn)課堂還是“慕課”（MOOCs）都有兩個基本特征即以學(xué)習(xí)者為中心和問題主導(dǎo)式，這與我們轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、研究性學(xué)習(xí)異曲同工。因而適當(dāng)而恰當(dāng)?shù)亟梃b翻轉(zhuǎn)課堂、“慕課”等國外教學(xué)方法對于《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》無疑是一股清風(fēng)，對于撬動死板的教學(xué)方法不失為積極的助推劑和氧化劑。四是要推動課程實踐性教學(xué)，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》的教學(xué)現(xiàn)狀是就理論講理論、就知識講知識，與生產(chǎn)生活、學(xué)科專業(yè)分離；盡管該課程理論性強，但它來源于實踐又面向?qū)嵺`，這說明《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》就是要解決生產(chǎn)生活中的實際問題，因而在該課程中植入生產(chǎn)生活案例應(yīng)是一種可行而方便的方式，甚至可以到學(xué)生的專業(yè)實驗室用該課程的理論知識分析、解決專業(yè)問題，使基礎(chǔ)理論與專業(yè)理論更加緊密地結(jié)合在一起，培養(yǎng)學(xué)生的整體思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學(xué)教育研究，2011年第2期，P.47-55.

[2]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案再研究[J].高等工程教育研究，2011年第4期，P.10-17、57.

[3]林健.注重卓越工程教育本質(zhì) 創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育，2011年第6期，P.19-21.

[4]馬曉峰、畢漁民.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”視閾下的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式構(gòu)建[J].黑龍江高教研究，2012年第10期，P.167-170.

[5]林健.面向“卓越工程師”培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革[J].高等工程教育研究，2011年第5期，P.1-9.

[6][法]多米尼克？吳爾敦著；劉昶、蓋蓮香譯.拯救傳播[M].北京：中國傳媒大學(xué)出版社，2012年2月版，P.8.

[7][加]麥克盧漢著；何道寬譯.理解媒介——論人的延伸[M].南京：譯林出版社，2011年7月版。