協(xié)同理論在自動(dòng)化類課程教學(xué)改革中的應(yīng)用探討

石慶升, 魯 可, 臧 義

(河南工業(yè)大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 河南 鄭州 450001)

協(xié)同理論在自動(dòng)化類課程教學(xué)改革中的應(yīng)用探討

石慶升, 魯 可, 臧 義

(河南工業(yè)大學(xué) 電氣工程學(xué)院, 河南 鄭州 450001)

隨著自動(dòng)化知識體系更新的要求,加之課時(shí)和學(xué)生知識背景的限制,亟須探討應(yīng)用新教學(xué)思想。針對教學(xué)系統(tǒng)呈現(xiàn)出的自組織特性,將協(xié)同理論的思想引入自動(dòng)化類課程教學(xué)過程中,探討了教師間、師生間、學(xué)生間及校企間4種可操作性強(qiáng)的協(xié)同教學(xué)方式。實(shí)踐證明,通過對上述協(xié)同教學(xué)方式的初步應(yīng)用,教師的教學(xué)主動(dòng)性和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性顯著提高,教學(xué)效果大大改善。

協(xié)同教學(xué)； 自動(dòng)化專業(yè)； 教學(xué)改革

自動(dòng)化是關(guān)于一切人造系統(tǒng)自動(dòng)、智能、自主、高效和安全運(yùn)行的科學(xué)與技術(shù)。自動(dòng)化領(lǐng)域所具有的普遍應(yīng)用性和廣泛滲透力的特點(diǎn),奠定了其在國家發(fā)展、社會進(jìn)步中的不可替代的重要地位,自動(dòng)化水平的高低成為衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。

近年來,電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力電子技術(shù)、電氣技術(shù)等的快速發(fā)展,加速了自動(dòng)化產(chǎn)品的更新?lián)Q代,也對自動(dòng)化類專業(yè)教育知識體系的更新提出了新要求。為順應(yīng)這一新要求,必須引入新理論,探索其在自動(dòng)化類課程教學(xué)中的應(yīng)用。在實(shí)踐過程中,我們發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化類課程教學(xué)系統(tǒng)日益呈現(xiàn)出自組織的特性。針對這一特性,筆者在自動(dòng)化類課程教學(xué)過程中引入?yún)f(xié)同理論,探討了教師與教師、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生及學(xué)校與企業(yè)等4種可操作性強(qiáng)的協(xié)同教學(xué)方式。

1 協(xié)同理論的基本思想

協(xié)同理論1976年由德國著名物理學(xué)家、斯圖加特大學(xué)教授赫爾曼·哈肯提出[1]，目前,已逐漸形成和發(fā)展成為一門新興學(xué)科,是系統(tǒng)科學(xué)的重要分支理論。協(xié)同理論表明,系統(tǒng)能否發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)是由系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)的協(xié)同作用決定的,協(xié)同得好,系統(tǒng)的整體性功能就好。協(xié)同效應(yīng)的形成應(yīng)具備以下4個(gè)條件:系統(tǒng)必須是開放的；系統(tǒng)的外部作用可通過其內(nèi)部機(jī)制產(chǎn)生效用；系統(tǒng)內(nèi)部要素之間有非線性的相互作用；漲落促使著系統(tǒng)自組織有序結(jié)構(gòu)(或耗散結(jié)構(gòu))的產(chǎn)生及發(fā)展。只要這4個(gè)條件具備,系統(tǒng)內(nèi)部就會在沒有外部指令的情況下具有自組織功能,形成協(xié)同效應(yīng)。

從教學(xué)系統(tǒng)來看,教學(xué)諸要素之間具備了上述條件,就會形成了協(xié)同效應(yīng)。然而,要使教學(xué)系統(tǒng)這一協(xié)同系統(tǒng)能順利運(yùn)行,必須將其納入相應(yīng)的運(yùn)行背景中[2]。

2 協(xié)同理論在自動(dòng)化專業(yè)課程教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 教學(xué)現(xiàn)狀

在現(xiàn)有自動(dòng)化專業(yè)課程教學(xué)過程中,由于教學(xué)及學(xué)習(xí)等慣性思維,教學(xué)系統(tǒng)的教師、學(xué)生等子系統(tǒng)之間存在一定的孤立現(xiàn)象,有待形成協(xié)同效應(yīng)。具體表現(xiàn)在:

(1) 教同一門課程的教師之間溝通不充分,缺乏經(jīng)驗(yàn)交流，同門課程的教學(xué)內(nèi)容并不完全一致,導(dǎo)致教學(xué)大綱形同虛設(shè)；

(2) 師生之間往往只有上課時(shí)的短暫互動(dòng),課下缺乏深入的交流，由于教師平時(shí)教學(xué)科研工作比較忙,學(xué)生的課業(yè)也比較繁重，因此除了課堂時(shí)間,很難有共同的時(shí)間段來進(jìn)行復(fù)習(xí)指導(dǎo)，教師不能及時(shí)得到學(xué)生的反饋,學(xué)生也覺得教師難以聯(lián)系；

(3) 學(xué)生之間缺乏學(xué)業(yè)交流,對課程內(nèi)容缺乏討論,只對作業(yè)或考試內(nèi)容感興趣，學(xué)生除了一起上課,課下一起做作業(yè)之外,沒有其他的交流活動(dòng)；

(4) 學(xué)校和企業(yè)之間只有實(shí)習(xí)時(shí)的短暫交流,走馬觀花,教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié),學(xué)校對于如何培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的合格畢業(yè)生缺乏深入的溝通。

因此我們嘗試將協(xié)同理論應(yīng)用于教學(xué)過程中,使得各個(gè)子系統(tǒng)(如教師、學(xué)生、企業(yè)等)相互開放,協(xié)同教學(xué),形成一種動(dòng)態(tài)平衡的自組織系統(tǒng),見圖1。

2.2 四種協(xié)同模式在教學(xué)中的應(yīng)用

2.2.1 教師之間的協(xié)同

教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作。要根據(jù)教學(xué)改革和教學(xué)任務(wù)需要,建設(shè)由教學(xué)水平高、學(xué)術(shù)造詣深的教師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)[3]。事實(shí)上,參與協(xié)同教學(xué)模式的教師有著不同的特點(diǎn)及不同專業(yè)的背景,能對某一個(gè)共同知識點(diǎn)來進(jìn)行全面補(bǔ)充和論證,并且還可以采取不同學(xué)科和不同專業(yè)間的合作,更加有利于知識多方向發(fā)散[4]。為實(shí)現(xiàn)教師之間的協(xié)同,我們按照課程體系建立了不同的課題組,每個(gè)課題組2～3名教師,承擔(dān)同一門課程或相似的幾門課程的教學(xué)任務(wù)。同一課題組的教師共享教學(xué)資源,共同制定教學(xué)大綱,共同分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn),相互幫助,相互競爭,形成良性循環(huán)。教師之間建立微信群,平時(shí)可以隨時(shí)在群里進(jìn)行教學(xué)交流,還可以將自己的教學(xué)心得體會和別人的優(yōu)秀教研文章發(fā)到朋友圈,引發(fā)閱讀討論。這種方式充分利用了現(xiàn)代通信手段,既增進(jìn)了同事之間的感情,又促進(jìn)了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的交流與傳播。

2.2.2 學(xué)生之間的協(xié)同

為了加強(qiáng)學(xué)生之間的協(xié)同,我們嘗試改革教學(xué)模式,充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

(1) 在課程教學(xué)環(huán)節(jié)中增加團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目。項(xiàng)目教學(xué)法就是把真實(shí)項(xiàng)目或者虛擬項(xiàng)目引入教學(xué)中,師生按照項(xiàng)目運(yùn)作要求設(shè)計(jì)教學(xué)過程,學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成項(xiàng)目運(yùn)作并實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo),從而培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力的教學(xué)方法[5-6]。在多元協(xié)同教學(xué)模式下,教師首先要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[7]。我們每門課程盡可能安排一個(gè)綜合設(shè)計(jì)的項(xiàng)目,要求學(xué)生按照小組進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過小組分工,每個(gè)學(xué)生可以根據(jù)自己的特長進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì),并通過與小組成員之間的交流,取得更好的學(xué)習(xí)效果。例如“軟件技術(shù)基礎(chǔ)”課程要求設(shè)計(jì)一個(gè)小型的軟件開發(fā)項(xiàng)目,學(xué)生3人一組進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì),最終提交設(shè)計(jì)報(bào)告并進(jìn)行課堂答辯。學(xué)生可以充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神,實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。

(2) 嘗試在小班教學(xué)中讓學(xué)生自己講課。協(xié)同教學(xué)是小班化教學(xué)中的一種新型的課堂教學(xué)模式[8]，學(xué)生由被動(dòng)聽課變?yōu)橹鲃?dòng)講課,充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,積極參與到教學(xué)過程中來。例如,在“城市軌道交通概論”這門課中,由于是新專業(yè),只有一個(gè)教學(xué)班,可以采用部分章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容交給學(xué)生自己準(zhǔn)備課件,自己講課。學(xué)生通過主動(dòng)查找資料,制作課件,再講授給其他學(xué)生,得到全方位的鍛煉。

(3) 嘗試讓高年級學(xué)生帶動(dòng)低年級學(xué)生,實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)發(fā)展。所謂協(xié)同學(xué)習(xí)是指多個(gè)學(xué)習(xí)者在共同完成同一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中,發(fā)揮各自的認(rèn)知特點(diǎn),相互討論、相互幫助、分工合作,學(xué)習(xí)者在同伴緊密溝通與協(xié)調(diào)合作的過程中逐漸獲得對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深刻理解和掌握,進(jìn)而完成對知識的建構(gòu)[9]。例如,我們建立了貝加萊實(shí)驗(yàn)室興趣學(xué)習(xí)班,為貝加萊學(xué)界聯(lián)盟競賽培養(yǎng)競賽團(tuán)隊(duì),儲備人才,實(shí)現(xiàn)梯隊(duì)建設(shè)。學(xué)習(xí)班成員涵蓋我院4個(gè)專業(yè),覆蓋4個(gè)年級,目前人數(shù)近50人。在教學(xué)方式上,以高年級學(xué)生授課為主,低年級學(xué)生自主學(xué)習(xí)為輔,每周進(jìn)行一次集中學(xué)習(xí),平時(shí)由學(xué)生根據(jù)課余時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時(shí),建立貝加萊實(shí)驗(yàn)室QQ學(xué)習(xí)交流群,師生共建,隨時(shí)交流。高年級學(xué)生在教學(xué)中得到鍛煉,低年級學(xué)生在學(xué)習(xí)中得到幫助提高,實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間的協(xié)同。

2.2.3 師生之間的協(xié)同

為了加強(qiáng)師生之間的協(xié)同,我們按課程和班級建立了師生學(xué)習(xí)QQ群。學(xué)生可以隨時(shí)在QQ上提出問題與教師進(jìn)行交流。由于現(xiàn)在QQ非常普及，使用方便,手機(jī)在線模式更是可以使學(xué)生隨時(shí)隨地暢所欲言,不必拘泥于面對面的交流。這對于一些個(gè)性內(nèi)向、不愿表達(dá)的學(xué)生來說,是一種比較好的交流方式。每堂課之后師生都可以在QQ群里討論今天的授課內(nèi)容,有哪些不懂的地方,或者有哪些需要改進(jìn)的地方,都能得到及時(shí)的解決。通過互動(dòng)聊天,教師可以隨時(shí)了解學(xué)生的動(dòng)態(tài)和需求,學(xué)生也可以及時(shí)得到解答,并且這樣的交流方式更像朋友,增進(jìn)了師生之間的感情[10-11]。

2.2.4 校企之間的協(xié)同

為了加強(qiáng)校企之間的協(xié)同,我們建立了多個(gè)校外實(shí)習(xí)基地,通過進(jìn)行參觀實(shí)習(xí),進(jìn)一步加強(qiáng)校企之間的交流。通過讓企業(yè)負(fù)責(zé)人為學(xué)生做學(xué)術(shù)報(bào)告,介紹自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和目前企業(yè)對自動(dòng)化專業(yè)人才的需求,使得學(xué)生學(xué)習(xí)更有目的性和主動(dòng)性。通過學(xué)生深入企業(yè)進(jìn)行參觀實(shí)習(xí),了解課本知識在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,達(dá)到學(xué)以致用的效果。例如我們把自動(dòng)化專業(yè)軌道交通信號與控制方向的學(xué)生安排到鄭州市捷安高科進(jìn)行參觀實(shí)習(xí),通過參觀虛擬沙盤、模擬駕駛艙和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖,加深理解軌道交通信號控制的實(shí)現(xiàn)過程。實(shí)踐教學(xué)是高等教育的重要環(huán)節(jié),需要合理設(shè)計(jì)與架構(gòu)實(shí)踐教學(xué)體系,不斷提高實(shí)踐教學(xué)的水平與質(zhì)量,為提高軌道交通技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)提供良好的培養(yǎng)手段[12]。

3 結(jié)束語

通過將協(xié)同教學(xué)理論應(yīng)用于自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革中,我們發(fā)現(xiàn)教師教學(xué)水平得到了提升,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到了提高,校企之間合作得到了增強(qiáng),課程教學(xué)效果得到了明顯改善。協(xié)同理論的自組織性和協(xié)同效應(yīng)為自動(dòng)化專業(yè)課程改革提供了新的思路。

References)

[1] 羅生全,趙正.協(xié)同輪在教育科學(xué)研究中的應(yīng)用及其方法論意義[J].綿陽師范學(xué)院學(xué)報(bào),2004,23(1):44-46.

[2] 郭俊風(fēng).從協(xié)同學(xué)原理透視課堂教學(xué)三要素及其背景[J].焦作師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2008(2):63-65.

[3] 謝開勇,謝寒.基于產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)創(chuàng)新探討[J].廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào),2014(4):133-139.

[4] 陳媛.協(xié)同教學(xué)模式在開放大學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].中國成人教育,2014(9):140-141.

[5] 尤瀾濤,曹紀(jì)清,王春華，等,基于協(xié)同教學(xué)的學(xué)期項(xiàng)目教學(xué)[J].大學(xué)教育,2014(2):121-122.

[6] 王鋒,王爛輝.本科生科研能力“多元協(xié)同”培養(yǎng)欄式探析[J].潮州師范學(xué)院學(xué)報(bào),201l,33(4):108-112.

[7] 湯宗健,梁革英.多元協(xié)同學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)踐探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014,31(5):11-13,23.

[8] 王底亞.小班協(xié)同教學(xué)中打造輕負(fù)高質(zhì)課堂淺談[J].素質(zhì)教育，2014(28):43.

[9] 劉罡白,成杰.協(xié)同學(xué)習(xí):促進(jìn)教師群體專業(yè)發(fā)展的新機(jī)制[J].當(dāng)代教育科學(xué),2010(9):33-39.

[10] 崔宏巍,朱方來.多層次協(xié)同式實(shí)踐教學(xué)平臺構(gòu)建與研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2014(3):143-146.

[11] 周葉中,羅教講.從市場需求看我國高等人才培養(yǎng)模式的改革[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)：人文社會科學(xué)版，2000(6):830-836.

[12] 傅維利.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力:推進(jìn)素質(zhì)教育的重點(diǎn)[J].中國教育學(xué)刊,2005(12):45-46.

Application of synergistic theory in course teaching reform of automation major

Shi Qingsheng, Lu Ke, Zang Yi

(College of Electrical Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China)

With the renewal of automatic knowledge system and limitations of class and students’ background knowledge, the new teaching thought should be adopted into the teaching process.Considering the self-organization characteristics of teaching system, the synergetic theory is adopted into the course teaching of automation major,and four cooperative teaching modes are proposed. The practice result shows that after the application of proposed cooperative teaching modes,teachers’ teaching initiatives and students’ enthusiasm are significantly lifted, and the teaching effect is quite improved.

synergistic teaching; automation major; teaching reform

2014- 12- 28

河南省特色專業(yè)項(xiàng)目(002052);河南工業(yè)大學(xué)校級優(yōu)培專業(yè)項(xiàng)目(002086)

石慶升(1981—)，男，山東沂水，工學(xué)博士，副教授，主要研究方向?yàn)楣I(yè)優(yōu)化控制、新能源節(jié)能技術(shù).

E-mail：hautsqs@qq.com

G642

A

1002-4956(2015)7- 0030- 03