绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇课程设计论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
1研究背景
随着物联网、智能软硬件的发展,移动技术正逐渐渗透到人们的日常生活中,改变着人们的学习、工作以及生活方式,加快了我国由制造型国家向创造型、创新型国家转变的步伐。然而我国的教育模式仍然以应试教育为主,以考试分数的高低来评价学生的能力。因此学生的创新、创造能力不能得到很好的培养,而构建创造型国家的关键在于培养创新、创造型人才,而创新型人才的培养关键在于创新教育模式。2016年教育部的《教育信息化“十三五”规划》中提出要“积极探索信息技术在‘众创空间’,跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式的应用,着力提升学生的信息素养、创新意识、创新能力,促进学生的全面发展”。创客教育的出现到风起云涌,为教育的改革创新提供了新的契机,正逐渐改变传统的教育理念、模式以及方法。他能更好地培养学生的创新意识,综合实践能力,让学习变得更有意义。基于上述原因作为一线教师在教学中对高职媒体设计类课程进行了创客教育理念下的教学设计并进行了应用,对课堂教学进行改革。
2创客和创客教育
在以学科整合为核心的STEM教育出现之后,随着互联网和信息技术的高速发展,以创造为主要目的的创客运动悄然兴起,创客、创客空间等相关新名词在教育领域相继出现。创客起源于美国,源自英文单词Maker。创客是指不以赢利为目的,借助网络技术、智能软硬件设备努力把各种创意转为现实的人群。他们没有年龄、性别、种族之分,任何人都可以成为创客,创客们所从事的创造活动都是在创客空间亲自动手实践完成的,在此过程中由学生担任创造者的角色,教师仅仅是支持者。创客、创客空间的兴起使得创客教育应运而生。创客教育指通过制定制度鼓励学生开展创客活动,将理想变为现实,从而培养学生发现问题、解决问题以及独立创造能力的一种教育方式。随着创客教育的发展,创客不仅局限于在学校拥有创客空间,同时鼓励在家里构建家庭创客空间,在社区创建社区创客空间,从而培养学生创造意识,营造创新氛围,通过网络将学校、社区、家庭创客空间相互连接,形成创客网络共同体。在创客网络共同体中创客们可以分享自己的作品、产品,可以交流自己的创意。
2.1移动技术支持下创客课程设计
创客教育是一种将移动技术与教育相融合,以“做中学”为基本理念的一种培养创新人才教育模式。在“网页设计”课堂教学中培养学生的创新意识、艺术设计能力和创作思维,以实现每一位同学的创意能够实现。
2.1.1课程教学目标
“网页设计”是计算机专业学生必修的一门专业课程,该课程的教学目标是学生在掌握网页设计的理论基础和软件基本操作后,通过自主探究、小组合作完成每一个项目的制作,使学生通过将理论与实践相结合,根据自己的创意最终能独立设计并制作出一个完整的网站。
2.1.2课程教学内容
“网页设计”是一门综合性较强的课程,它涉及多种学科知识的融合。其内容主要划分为3个模块:界面设计、页面布局、网站制作实战,课程共72个学时。(1)“界面设计”这一部分的主要内容是学生通过阅读教材或上网查阅资料,了解网页设计的理论基础,网站建设的流程、发展趋势、色彩搭配以及网页设计的流行趋势。最后教师将学生收集到的资料进行归纳,对学生自己所吸收的知识观点进行积极地引导并提升。界面设计这部分内容涉及艺术欣赏,学生之前多欣赏优秀的网页,多了解网页设计的流行趋势这对学生的动手操作打下了基础。(2)“网页布局”,布局指网页文字、图片、表格等元素等内容如何设置才能吸引浏览者的注意力。对于这部分内容学生通过上网浏览或阅读书籍了解网页布局的常见类型以及优秀的网页布局的特点,教师对学生收集的内容进行总结,然后针对常用的页面布局类型用CSS语句进行实现。(3)“网站制作实战”这部分主要锻炼学生对网页设计知识的综合应用。由于网页设计是一门实践性很强的课程所以这一部分是不可缺少的。主要以真实情景中问题需要为项目来源,利用小组合作的方式来提升学生们的创新能力、实践动手能力和合作能力,最后学生们创作出一个体现自己创意的网站。
2.2课程教学资源的设计
“网页设计”是一门综合实践性较强的课程,所以在这门课的教学中尝试了创客教育模式,教室不是传统的固定座椅的教室而是创客空间,教师不再是主讲者而是支持者、引导者,学生不是参与者而是创造者。因此这门课程的教学资源教师会根据小组的实践情况,推荐或提供相应的资源,如微视频、创客空间等。2.3课程教学过程的设计“网页设计”这门课程需要在掌握基本的理论基础后,通过进行大量的动手实践才能制作出好的网站,所以在这门课程的教学过程中,将分配大量的时间在设计和制作这两部分。首先,好的创意和功能模块是网站的灵魂,有好的创意理念才能制作出好的网站。其次,制作部分涉及,的实践有PS界面制作、html+css页面布局以及后台数据库,这些都是要通过反复实践练习才能充分掌握的。在实践过程中,学生通过自己发现问题、解决问题从而完善巩固自己的知识,激发学生的创新思维。以学生小组合作制做主题网站为例,运用创客教育模式,开展教学,培养学生的创新思维以及创造能力。学生小组合作制作网站,不仅锻炼了学生网站设计与制作的能力,还能培养学生的创新思维,团队合作。在这部分的课程内容设计具体过程如下:(1)构建创客团队。由于这门课程的综合性比较强,所涉及的具体内容有PS设计、html+css页面布局和数据库这3个方面,因此首先通过调查了解学生对这几块内容的兴趣特长,然后对学生进行分组3~4人为1组,每一组中的学生都分别具备相关的特长。(2)确定创作的内容主题。教师结合真实问题情景确定主题,如某公司的企业网站、学校的网站或供大家学习交流的网站等,这些网站都是存在于学生周围,并且比较熟悉的内容。学生可以根据教师给予的主题自己构思、调查,相互讨论将自己的创意想象得以充分发挥。(3)开始创作。创客们通过阅读书籍,查阅网络资源,相互交流动手将自己的实践将创意进行创作,创客们在发现问题解决问题的过程中,学会思维,学会将知识融会贯通,从而一步将自己的创意转变成自己的作品。教师在此过程中给学生提供所需要的资源、创客空间。当然在此过程中教师要给学生一个具体完成作品的时间,否则学生容易拖拉。(4)评价。在开展创客教学评价时,以过程评价为主,教师将从学生的学习过程、作品、小组间的互评来进行展开。对于作品的评价首先由小组成员进行展示作品并陈述作品的创意,以及在创作的过程中遇到的问题以及解决的方式方法,然后教师从审美、功能、创新性、完成程度等给予点评。
3结语
在传统教学中,老师以讲授为主,学生只是参与者被动地接受知识,在创客教学中教师仅仅是支持者,学生是主角创造者。由于受传统教学的影响,在本次开展创客教学改革的过程中,有收获同时也遇到了挑战。学生的学习积极性有所提高,学生思考问题的能力、解决问题的能力显著提升,自主学习的能力有所加强,当然也遇到了一些挑战。开展创客教学的初衷是以学生学习、思考、实践为主。对于成绩好的学生而言,他们很乐意接受;而对于学习能力较弱,学习积极性不高的学生,他们感觉茫然,不知从何处入手。再者由于高职学生学习的主动性不强,所以只有2~3组的同学能主动开展创作,而其他的组采取被动、敷衍了事,甚至抱怨老师的态度。通过引导和转变观念,学生的学习情况虽然有好转,但从最终作品来看仍然不够理想。
作者:王英彦 单位:义乌工商职业技术学院
二、教材的缺陷
1/3的学生对教材的内容不感兴趣,甚至影响到了对英语这门学科的学习。学生不感兴趣的原因有三:①部分内容不符合岗位的需求,实用性不大;②教材内容偏难,在指定的教学时段内掌握不了;③内容编排单一,活动较少。④教师教学方式缺乏多样性,无法调动学生的积极性。由此可见,教材内容的选择至关重要,但要遵循的首要原则是结合学生的实际情况及岗位需求。其次,教学过程必须遵从学生的认知规律———由简到难———,注重不同层次学生制定不同的学习任务及课后的巩固。最后,将学生职业道德培养贯穿于整个教学过程中。
三、建议
1.教学目标的制定。职校学生普遍英语基础较差,只有30%的学生勉强可以达到进行简单交流的程度,语法水平就更差了。中等等职业教育中英语课程目标定位应该是培养学生较强的英语应用能力,适应学生职业发展需要而变化。所以我觉得教学目标总体应该是弱语法,重听力与口语。应以能力为本位,学生为中心,从学生的初始能力、需求出发,注重学生的学,联系学生的生活实际,激发和培养学生学习的内在动力和主动性。
平面广告设计(海报);标志VI设计;包装设计及装潢设计;网页平面设计;书籍、杂志、报纸的编辑与排版;各种宣传印刷设计。
(二)平面设计职业素养主要内容
具有良好的美术功底、手绘草图;创新能力;团队精神;服从管理;工作积极主动;沟通能力强;心理健康等。
二、平面设计职业工作过程
(一)承接设计任务
承接设计任务时需要沟通能力强;具有亲和力;应变能力;思维敏捷;对客户提出的要求能够快速理解和分析,调动自身所有的知识和技能为客户解决问题,在接受设计任务时往往会遇到许多难题,怎样处理和解决需要设计师的综合能力,这需要不断的积累实践经验和不断自我完善的学习方法。
(二)收集相关信息与资料
收集相关信息与资料需要有很强的捕捉新鲜和不同特点的能力,通过收集信息和资料的过程也是激发设计创意灵感的过程,经验丰富的设计师会在这个阶段中总结收集信息资料的不同特点和挖掘解决问题的方法,为设计创意的实施铺垫原创素材。
(三)设计创意
设计创意的表现主要依靠设计师手绘草图的功底;也有人说电脑更好的表现创意,凡是在设计行当中经验丰富的设计师普遍认为用徒手绘制出创意表现草图更能完好的体现设计师脑子中的原创性启发,与客户沟通最便利。电脑容易让人有依赖感,各种素材充斥网络,令人眼花缭乱,其诱惑力强于独立原创性的思考,抄袭和拼贴的痕迹很强,是设计创意之大忌。设计创意包括图形图像的创意、文字字体字形的创意、色彩色调的创意、版面构成的创意等创意工作。是设计师艺术素养和操作技术的娴熟程度等综合素养的体现,更是设计师的创造力的体现,没有创新就没有设计。
三、电脑艺术设计职业教育“基于工作过程”课程设计的改革探索与研究
(一)根据平面设计职业岗位工作过程对课程进行设计
1.对职业岗位的体验与认知是职业教育学习的驱动力
在职业教育之前首先必须要进行职业准入制的教育,职业岗位的体验与认知让新入学的学生开始不断地注入职业的理念,强化职业技能的认知。其次才能进入职业教育阶段,再次与企业合作使学生逐步进入职场,成为一个职业人。就高职院校的电脑艺术设计专业职业教育来说,新入学的学生对平面设计职业的认知几乎是零,不知道应该学习什么,未来职业生涯是什么样的,即使学过美术基础也是达不到平面设计职业能力的要求标准,学生的学习是在盲目的,无目标的状态下进行的,没有学习的驱动力,更谈不上学习的兴趣,教师在很短的课程内只能教授一些软件技术操作,而更重要的平面设计职业素质教育往往被忽略或是空白,学生的职业能力不能提高,其结果是适应不了企业用工的需要,形成了平面设计职业教育的致命缺陷。提高学生对平面设计职业的认识与职业素质是职业教育的首要课程,也是最重要的入职前教育阶段,职业岗位的体验是对职业岗位性质的认知是最好的途径,让学生下到校企合作的企业中进行体验生活,聘请企业专家或是管理者对学生进行职业素养的教育,与企业中的设计师们一起进行设计活动,主要任务是观察和记录不同设计工作过程步骤、方法和所需要使用的软件工具,体验设计师的工作环境和与客户的沟通技巧,基本掌握设计流程和需要的技能,在体验期间学生要融入企业文化和工作状态之中才能真正对自己的职业生涯进行规划,在未来的专业课程学习阶段明确学习目标和方向,产生学习的驱动力,才能真正成为一名能力强的职业人。学校与企业共同协商教学时间安排、教学内容、培训教师(设计师)、学生考核评价标准等进行课程设计,这个阶段是以企业为主,学校为辅的教学方法。
2.根据平面设计职业工作技术特点进行课程分类
通过职业准入制阶段的职业教育和与企业接触,学院随时了解到职业岗位的能力与素养的要求标准,制定和调整更新职业教育课程的内容,已达到符合职业岗位技能的标准要求,为企业输送合格的职业人才。这里我们通过对平面设计职业岗位技能标准的调研,与企业合作共同总结了平面设计职业人才培养的一般规律进行课程设计改革,力求通用性和实用性。
(1)绘画基础课程是培养平面设计职业人才的基础造型能力的培养是通过绘画基础课程训练才能够提升,我们知道绘画基础好的设计师能够很好地把握设计元素的表现力,给人以美感,能够提高人们的审美水平。也不排除有少数人没有绘画基础也可以从事平面设计工作,他们对平面设计感兴趣并去研究它。但大多数设计师是经过很好的专业训练,因此,绘画基础课程是培养平面设计职业人才的基础。绘画基础课程主要完成两大块的学习任务:一是对形体结构及彩色的把握,主要应用于创意阶段的图形图像结构;版面结构;色彩运用等。二是速写的能力提高,主要应用于与客户交流;勾画创意草图;创造创新能力;完成原创设计的表现。在教学过程中:注重培养学生对形体的创造力,在塑造形体训练过程中就要加进形体与形体之间的合成结构,也就是把两个形体合成一个形体过程的训练,这就是培养学生的想象力,进而达到创造性的表现。
(2)设计基础课程是培养创造能力和掌握运用形式美法则的必经之路创造力、创新力是设计师职业生涯的生命力,设计本身就是一种创造性的工作,没有创造就没有设计,在设计工作中先人为我们总结了众多的形式美法则,这些规律为设计师提供了无限的想象力和创造力,通过设计基础课程的训练培养学生的创造能力,产生原创的设计作品,使设计作品注入生命力。主要完成对图形图像设计的理解(平面构成);色彩设计(色彩构成);成型设计(立体构成)三大构成基础,重点学会用图形图像讲述与沟通,进行信息传达的能力。
(3)电脑平面设计技术课程是现代平面设计职业的必备设计工具主要任务是学习计算机设计软件,并如何使用这些设计软件进行设计与制作样品,除掌握手绘草图外,还要掌握平面设计软件的使用。现在科技的飞速发展,设计软件已经达到了能够随心所欲进行创意设计,已经分不清你是否经过专业训练的人,有些所谓的设计师依赖于计算机设计软件的特效、字体、摄影图片以及网络的丰富素材,而丢弃了设计的原创性,机械运用设计软件这些功能,设计出来的作品往往是与设计内容主题要求不相符,素材的拼贴效果非常明显,这也使得平面设计行业的设计水平在不断下降的原因。真正的设计师是让计算机设计软件成为一种工具,为自己的原创创意服务,软件中的各种效果使用是依据原创的需要,素材的选择也是为原创服务,不是依赖于在素材中寻找灵感创意,要想设计出与众不同、内涵寓意深刻的设计作品,就必须在原创设计能力上下功夫,这是平面设计职业能力的体现。
(4)电脑平面设计应用课程是让现代短板印刷设备和网络成为设计师的帮手主要任务是把学到的设计软件技能力,应用到为设计创意原创,要了解到设计项目本身就是一道难解的题,设计师的职能就是解题的人,你如果是高手的话,那就是设计创意原创性和设计软件技能高度融合,现代设备和网络变成设计师的帮手,设计师不是现代设备和网络的傀儡。通过教学项目案例的实际操作,按照工作过程的程序,利用行动能力导向的教学方法,达到学生职业能力的提升,就是告诉学生如何去学习和掌握相关的知识,独立思考,养成自主学习的好习惯,学会不断完善自我的能力。并利用平面设计工作室的特性,配备具有丰富实践经验的专兼职、校企师资力量,共同设计学习情境按照真实的工作环境进行模拟实训,使学生达到身临其境的工作状态,进而达到企业用人的标准,当学生在面对各种职场时,没有陌生感,能够快速适应岗位工作的需要。电脑平面设计应用课程主要涵盖目前平面设计职业主要设计内容有平面广告设计(海报、路牌、灯箱、展牌展架、菜单、名片等);标志VI设计(各种公共标识、形象标志、VI形象设计手册);包装设计(包装盒、箱、瓶、罐等);书籍装帧设计(杂志、报纸、样本、说明书、书籍等);室内外装饰设计(家居);网页设计(界面、图标、按钮、广告条等)。
(5)平面设计师素质能力培养课程是学生可持续发展的关键平面设计师素质能力培养课程主要培养学生的艺术素养和职业道德,相关的法律法规,吃苦耐劳的精神。通过平时作业展示,相互学习促进专业水平的提高,形成竞争;参观专业设计展览,领略前沿设计动向;参加各种技能大赛,以赛促学求发展;请专家走进校园讲学,引入新的设计理念;走访相关院校进行横向学术交流;利用校内的社团活动,增强组织、协作的团队意识等多种形式的活动,提高学生的综合能力。
(二)电脑艺术设计职业教育教学方法设计
电脑艺术设计职业教育课程设计是基于平面设计工作过程的程序进行设计,教学项目来源于校企合作的企业,课程内容及教学方法是校企联手制定,教学任务也是由教师与企业设计师共同承担,授课实训地方在学院或在企业,要根据实际情况而定。在整个教学过程中教师应当首先是一个客户角色,讲授项目的要求、标准、注意事项等;其次是课堂上的组织者、技能的教练员和质量的评判员的等角色。学生通过教学做的教学过程,能够自主学习、独立思考,提高解决和处理问题能力,如何收集相关信息,分析信息,找出解决的方法,制定计划方案,方案修订和执行,从中寻找正确解决的方案,并积累设计经验。
四、课程考核评价
(一)学生之间自我评价
学生自我评估是对自己设计水平重新认识的过程,学生之间评价是促进相互学习的过程,取长补短,借鉴他人的优点,来提高自己的不足之处,培养自律、,增强自我学习和感悟理解力,自己给自己打分数,也能检验学生的自身品德和设计师应具备的谦虚、不骄傲,不自负,高尚的情操。
(二)教师对学生的综合评价
教师在实训的过程中不断进行阶段性的考察,观察学生在实训过程中的团队意识、工作认真态度、勤于思维、活动能力等方面的综合因素进行评价,对实训项目过程进行监督、指导。
(三)行业技能取证评价
2.有利与有弊的权衡
在给学生讲解动力矩定理时,使学生理解动力矩定理的工程实际应用时,可以列举滑冰运动员收紧双臂加快自身的转动速度,这是动量矩定理的成功应用。同时在直升机的尾翼的设置是为了克服主螺旋桨带来的弊端,这也可以动量矩定理来解释。在设计飞行器时,由动量矩定理可知,加大转动惯量可以使飞行器飞行稳定,但若转动惯量太大,又影响飞行器的机动性。这种利弊的权衡有助于学生对动量矩定理的论述和工程应用的理解,也为后续的飞行器设计奠定基础。
3.普遍性和特殊性的运用
从马克思哲学中我们可以知道,人类的认识总是由特殊到一般,由一般到特殊循环往复地进行的,而每一次的循环都可能使人类的认识提高一步,使人类的认识不断深化,课程中所学的重要定理具有一定的普遍性,但对行器的设计中如何应用这些重要定理才是学生所必需掌握的。在讲授动量定理时,不仅应使学生掌握应用动量定理解释日常的诸如枪炮的后坐力、爆炸、碰撞等现象,同时更重要的是该定理在飞行器设计中的应用,利用动量定理推导变质量运动方程,从而解释飞行器能够飞行的实质原因。因此这些知识如何很好的为本门课的知识体系服务,使学生掌握使用普遍性原理解决特殊性问题的方法,这是在教学活动中应着重注意的问题。正是通过这种不断地从普遍到特殊,从特殊再到普遍的循环反复,使学生掌握分析问题、解决问题的思路和方法,取得了触类旁通、举一反三的良好效果。
(2)综合性。Java技术的综合性体现于很多方面,如Java的面向对象技术与不同应用技术的综合、Java课程中多个教学内容的综合、Java课程与其他课程的综合、基于Java的综合课程设计等。
2基于Java的综合性课程设计实践
2.1Java课程综合性实验
2.1.1Java教学过程中遇到的问题
以前在完成每一个单元理论教学内容的同时,学生也上机完成相应的程序设计实验内容,当所有的教学内容讲完了,课时也用完了,但总感觉意犹未尽。首先从教师的角度讲,认为可以完成的实验项目还有很多,学生应用Java的潜力还可以再“挖一挖”;其次从学生的角度讲,对Java的兴趣刚上来,但是应用Java的羽翼还不太丰满,如果就此打住,过一些时间,Java知识可能会淡了,也许就扼杀了他们应用Java的能力和机会。教学计划中的课时是不能随便调整的,只有合理利用有限的实验课时,才能进一步有效地提高学生对Java的综合应用能力。
2.1.2Java课程综合性实验的设计
从2007年开始,我们在Java程序设计实验课程大纲的实验项目中增加了综合实验教学环节,利用有限的实验课时,使学生应用已经掌握到和即将学习到的Java知识,有兴趣和有能力去探索完成一个比较大的实验项目,培养了学生对Java技术的应用能力。这样的综合实验时间发生于学习完面向对象特性、数组枚举及字符串应用、异常处理、图形用户界面设计后,在Java程序设计的理论课程讲授其他教学内容的同时,Java程序设计实验课程布置给学生一些综合实验的题目,让学生选择完成一个项目的设计和实现。后续教学内容的单元实验取消,学生只需完成选定的综合实验项目即可。在综合实验中需要用到的还未来得及讲授的Java知识或技术,大部分学生在已掌握了前面讲过的基础知识后,有能力先去预习或者自学。以下列举一些开设过的综合实验项目。①ISBN书号校验程序的设计和实现;②名片记录本程序的设计与实现;③文本编辑器的设计与实现;④水中倒影;⑤音乐日历;⑥网上聊天程序的设计实现;⑦多客户简单网络应用程序的设计实现;⑧基本数据库操作应用程序的设计实现。综合效果非常好,学生在做综合课程设计的过程中,进一步巩固和验证前面所学技术,激发出探索兴趣,先行求索后续知识。更重要的是学会了应用,学会了设计,学会了调试,应用Java技术的能力提高了,专业素质也提升了。
2.2软件核心课程做基于Java的综合性实验,可进一步提高学生的能力和素养
在开设Java课程之后,相继开设了计算机网络和数据库原理等课程,这些课程也在做综合实验项目。因为Java是网络编程语言,可以尝试用Java做开发工具来完成计算机网络课程的综合实验。再者,全球85%以上的企业在使用Java完成信息管理系统,那么也可以使用Java做工具来为数据库原理课程设计一些综合实验项目。如果课时有限,做一个小型管理信息系统即可,多出一些题目,3~4人一组,每组选做一个题目。因为每门课的综合实验课时都紧张,可以把两门课合起来做综合课程设计。从2008年开始,我们研究探索为计算机科学与技术专业开设的主干课程数据库系统原理实验的综合实验教学项目提供开发工具。在数据库系统原理实验课程的综合实验中,学生开发的积极性很高,虽然实验课时非常有限,但每一个课题小组都认真讨论数据库的设计、系统的Java实现方法,最后按时交上较为满意的作品。自2007年以来,Java课程为计算机网络实验课程开设过的综合实验项目如下:①基于TCP协议的网络应用程序设计与Java实现;②基于UDP协议的网络应用程序设计与Java实现。自2008年以来,Java课程为数据库系统原理实验课程开设过的综合实验项目(2010年为Java程序设计实验与数据库系统原理实验两门课合作开设的综合实验项目)如下:小型管理信息系统的设计与实现(3~4人一组,每组会针对不同类型的企业或部门完成一个具体的系统)。将Java课程与其他课程结合起来,进行综合课程设计,分别围绕一些小型管理信息系统、TCP或UDP协议之上的网络应用程序、较为复杂的数据结构应用程序出题目。Java和计算机网络、Java和数据库原理、Java和数据结构、Java和编译原理、Java和软件工程等课程,均可以完成综合课程设计。为研究生开设的课程也大量地应用了Java技术,如机器学习、数据挖掘的算法实现多是使用了Java程序。此外各种工程优化算法,都可以用Java做开发工具。
2.3基于Java的综合课程设计课程的开设
2.3.1在综合课程设计中遇到的问题
(1)各门课程的教学计划中没有为综合课程设计安排专门的课时,需占用常规的课程单元实验课时,这样会影响到课程的单元练习。(2)因为时间太短,学生虽然兴趣盎然,但设计出的软件粗糙,无法保证质量。(3)各门课程单独安排的综合实验项目中,互相之间难免有些重复,学生虽有兴趣,但每门课都须完成综合实验,负担重。为减轻学生期末负担,近5年来,我们尝试将两门课结合起来,完成综合课程设计,如将Java课程与计算机网络课程结合起来,完成一个基于TCP或UDP协议的应用程序;将Java课程与数据库原理课程结合起来,完成一个小型管理信息系统。
2.3.2开设基于Java的综合课程设计课程
以上问题的终极解决方案是基于Java的综合课程设计能作为一门课程,设计于信息技术类专业的教学计划中。这样,有效利用给予综合课程设计的课时,在教师的指导下,学生就可以集中精力设计和实现一款基于Java的功能完善的质量较高的软件。基于Java的综合课程设计课程的实施方案如下:(1)在和学生讨论的基础上,教师给出以上所述不同方面的多个题目,让学生选择自己感兴趣的题目去做。在设计和实现的过程中,学生及时向教师汇报阶段性成果并得到启发性指导以便于改进。(2)教师针对各种类型题目做出比较典型的实例,或选择合适教材以便于学生参考。当然学生自己也可以选择感兴趣的实战编程教程作为综合课程设计的参考书目。在这方面,我们做了一定工作:申请编写了清华大学出版社的教材——《基于Java的综合课程设计》,已经正式出版。
课程设计论文准备
(1)课程设计(论文)开始前应准备好教学大纲、任务书和指导书等必要
的教学文件,以及教学参考资料、范例等。
(2)在满足教学大纲和教学基本要求的前提下,课程设计选题应使学生得
到较全面的能力训练,达到培养学生实践技能的目的。题目的深度、广度和难度要适当,使学生能在规定时间内完成任务。必须明确每个学生独立完成的部分,做到参数、指标或侧重点不同,避免因工作任务雷同而出现抄袭现象。
2、课程设计(论文)指导教师的配备和职责
(1)指导教师应在课程设计(论文)开始时向学生下达任务书并公布具体
考核方式。
(2)指导教师应检查和监督学生的出勤、工作进度,保证足够的指导时间,
对学生遇到的问题要及时指导,注重启发、引导、鼓励学生提出独立见解,适当组织讨论,充分发挥学生的主体作用,发掘学生的创新潜能。
(3)指导教师应认真审查学生完成的设计论文,客观公正地评价学生成绩;
将课程设计论文资料整理齐全,按要求存档,并填写有关报表。
3、课程设计论文的任务书和指导书
(1)课程设计(论文)任务书和指导书由指导教师拟订、撰写,经系主任
审查后,在布置课程设计(论文)任务时印发给学生。
(2)课程设计(论文)任务书的内容应包括:设计(论文)题目、已知技
术参数(题目背景)、设计(论证、调研)要求、设计(分析)方法、指导教师与系主任签字。
(3)课程设计(论文)指导书应包括设计步骤、设计要点、主要技术步骤
和关键分析、方案比较内容等。
4、成绩评定与资料归档
(1)学生课程设计论文完成后,由学生按要求装订成册,指导教师应组织
评审。课程设计论文成绩根据学生的考勤、课程设计论文完成质量综合评定,其权重由教学基层单位确定。成绩采用五级分制评定。
(2)指导教师在课程设计论文工作结束后填写《内蒙古科技大学课程设计
(课程论文)工作总结表》。
(3)课程设计(论文)成果及相关材料由学院保留四年。对于优秀课程设
计(论文),保管期限可适当延长或移交学校档案室存档。
课程设计论文要求
课程设计论文的内容应包括:
1.封面
2.任务书
3.目录
4.正文
(1).论文题目;
(2).技术参数、设计步骤;
(3).设计理论分析方法
(4).设计结论及其分析
5.参考文献
注意:绝不允许课程设计论文雷同,一经发现全部计为零分! (即便课程设计的内容相同或相近,在文字叙述中也要有自己独有的文字表达出 来,所有的图都要自己画,一旦发现报告中出现网络下载的图片取消成绩) 课程设计论文的格式要求:
论文使用A4纸打印,中文字符一律使用宋体,西文字符一律使用Times New Roman字体
一级标题采用小三号字加粗,两端对齐,段后空一行;二级标题采用四号字加粗,两端对齐;三级标题采用小四号字加粗,两端对齐;正文采用小四号字,两端对齐,1.5倍行距,首行缩进2字符。题目、目录、附录、参考文献等标题采用小三号字加粗,居中对齐,段后空一行。
图标题应在一级编号下顺序编号,如图1.1、图1.2、图2.1、图2.2??,居中置于图的正下方,段后空一行。
表标题应在一级编号下顺序编号,如表1.1、表1.2、表2.1、表2.2??,居中置于表的正上方,段前空一行。
页眉采用五号字居中注明“内蒙古科技大学课程设计论文”字样,页脚采用五号字居中标注页码(摘要和目录采用罗马数字,其它采用阿拉伯数字)。
(1)篇幅
课程设计论文的篇幅为3--4千字左右。
(2)装订
论文按封面、任务书、目录、正文、附录、参考文献的顺序装订成册。
1.2AutoCAD内容多,操作性强。老师在课堂上利用多媒体进行集中讲解后,学生进行上机操作时,学生往往已经忘了不少的内容。“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合[2]。微课程不同于传统教学模式,最显著的特点就是时间短(一般在5-10分钟),内容精简,主题突出。
二、AutoCAD微课程教学设计的必要性
2.1微课是以教学视频为主,打破教材的局限性,学生利用微课教学视频,可以在较短的时间里掌握相应的知识点,提高学生学习自信心和兴趣。
2.2老师把教学内容以项目的形式制作成微课程教学视频,突出重点和难点,学生可以根据自身需求随时反复学习来加强理解。
2.3把微课教学视频放入学院网站,学生可以通过校园网或无线Wi-Fi,利用PC端或移动客户端随时随地观看微课教学视频,打破学习的时间和地域的限制。
三、AutoCAD微课程设计
3.1微课内容的选取。通过本课程的学习,学生CAD制图能力要达到一定的熟练程度并且通过绘图员考证,把教学内容划分为:AutoCAD用户界面、绘制平面图形、图形编辑、图层、标注、图块、零件图和装配图的绘制等多个项目。通过典型案例的选取,采用项目法来组织教学。3.2教学目标的设定。通过图层的微课程设计,学生要求掌握的知识点就非常的明确。1)掌握图层的建立、使用和管理方法;2)掌握在图层上设置线型、颜色和线宽。
3.3教学过程的设计。图层的微课程,内容突出,为了使微课程的思路清晰,将本次微课设置成3个环节,总时长约为10分钟。1)导入环节。微课程因为时间短和内容突出,所以导入环节采用从实际出发来引入问题,向学生展示一张比较简单图纸,并提出如何将图纸中的粗实线、细实线、中心线和标注放入不同的图层来实现图形的便捷管理,引入环节大于占1分钟左右。2)操作演示环节。本环节是本次微课程的关键部分,采用操作演示,使学生掌握如何新建图层并给图层设置不同的颜色、线型和线宽,中心线图层绘制中心线,在粗实线图层绘制可见轮廓线,细实线图层填充剖面线,在标注图层完成图形的标注。并演示图层的隐藏和冻结功能来说明使用图层的优点。通过这样一个简单的实例,使学生能够轻松地掌握所学习的内容,该环节大约占7分钟左右。3)收尾环节。在该环节有针对性的讲解图层使用的注意事项和操作要点,同时除本项目所展示的图纸外,预留学生练习图纸,使学生能够做到举一反三,该环节大约占2分钟。
3.4微课视频的制作。本次微课视频可以直接使用CamtasiaStudio6.0+PDF+Zoomlt进行录制,其中CamtasiaStudio录制屏幕,PDF展示图纸和必要的文字说明,屏幕画笔ZoomIt辅助视频录制。
二、针对机械设计课程设计题目、指导方法,进度安排及考核方法进行改革
(一)设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的,鉴于我院学生的基本条件,我们把课程设计的题目统一标准化了,传动方案也已经给定,目的是让学生熟悉课程设计的一般方法,掌握应该掌握的知识点,并对机械设计的理论课的知识加以巩固,并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下:设计题目:带式运输机的传动装置;初始条件:带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作,连续单向转动,有轻微振动,输送带的速度允许误差为±5%,使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%,减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
(二)指导方法改革
在课程设计之前,负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会,对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求,要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时,这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段,尤其是课程设计的设计计算初步完成时候,要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查,并要在草稿本上签字,才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误,又要反过来重新计算浪费大量的时间,并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
(三)进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候,一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完,这样内容太多,学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点,将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次,学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段,主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括:选择电动机;计算总传动比和分配传动比;传动装置的运动和动力参数计算;传动件计算;初算轴的最细处直径;选择联轴器(型号、孔径、孔长等);初选滚动轴承及其相关参数,轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行,不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后,我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验,主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解,其内容包括:减速器的结构;减速器的;设计装配图的准备;减速器铸造箱体的结构尺寸;减速器装配草图设计;轴和键的强度校核,滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图,在完成减速器装配草图后,校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时,在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计:轴系零件的结构设计;减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括:检查装配草图;标注主要尺寸与配合;编写减速器的技术特性;编写技术要求;零件编号;编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件,应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来,形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生,学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间,周末时间不计,具体的进度安排我们设计了一个表。(四)考核方法进行改革课程设计结束后,我们会现场答辩,在答辩时候,会先给个预成绩,这个成绩非常重要,因为通过答辩,可以看出学生对课程设计掌握的情况,是否有抄袭,一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
结合学生情况、教学资源等实际,课程设计上力求达到可操作性、科学性和规范性。以职业岗位需要的知识技能为课程设计的依据,按照企业实际药物分离纯化生产过程进行教学,依次讲授基本原理、萃取技术、蒸馏技术、色谱分离技术、膜分离技术、固液分离技术、固相析出技术、干燥技术和电泳技术。合理的教学内容是实现教学目标的保证,药物分离与纯化技术课程涉及一些工程计算等工程性比较强的内容,学生可以把这些知识作为兴趣课后学习,而在课堂上要精选分离纯化基础原理、技术等教学内容,以“必需、够用”为原则,并且适当引入新技术,拓宽学生的视野。减少知识的抽象性,多采用实物、模型、多媒体等直观教学的形式,探索现场教学模式,提高教学效果。要为学生学习和掌握技能奠定必要、足够的理论基础,同时注意理论知识的把握程度,不一味强调理论知识的重要性和完整性,在淡化理论的同时根据实际工作需求培养学生的实践技能。
1.2积极引导启发鼓励
学生认识不到课程的重要性主要是因为没有明确的职业规划,对未来职业的具体工作过程不了解,意识不到课程内容在以后工作中的作用。适当给学生介绍药品生产工作岗位的具体任务流程,同时建立生产工艺技术与质量控制的概念,让学生认识到药物分离与纯化技术在整个制药过程中的关键性地位。在传授知识的同时还要注重培养学生良好的学习习惯,利用课后时间与学生接触,多去理解学生的感受,给予他们积极的鼓励和建议。
1.3合理导入适当拓展
上好课的前提是备好课,不仅要选用合适的教材,还要提前了解学生相关知识基础和理解接受能力,在课堂教学中要随时观察学生反应,以合理的速度引导学习,顺利完成教学任务。绪论作为教学的开始,是该课程的第一堂课,其教学效果不仅直接影响到教师后续的教学,也影响到学生对该课程的学习。绪论中对整个课程的导入很关键,以后讲授每个章节时对章节的导入也很重要,良好的导入能激发学生的兴趣,改善教学效果。与飞速发展的科学技术相比,教材的内容总是滞后的,教学内容不能局限于教材。教师要关注最近研究进展,把学科发展前沿的技术介绍给学生。还可以自己的科研经验作为教学素材,让学生了解科学的研究方法和过程。例如薄层色谱是实验室广泛应用的分离纯化方法,其原理、操作在课本中都会有详细的介绍,但在实际科研过程中会遇到很多问题,而这些问题的解决方法是在课本里面学不到的,教师可以把这些经验归纳出来,传授给学生。另外还要补充一些GMP的相关知识,从整体上介绍药物从研发到制成成品的过程,让学生有一个整体的认识。
1.4方法多样合理搭配
本课程理论深奥抽象,与日常生活关系不大,在教学中如果仅用语言和板书进行讲述,缺乏形象直观的展示,学生会对很多知识点理解困难,对学习失去兴趣。多媒体课件可以展示各种图片、动画、影像资料,比传统教学方式更为直观。它能使复杂、抽象的理论简单化、形象化,还能解决实验条件不足的问题,开阔学生眼界、拓宽知识面。由于教学资源的限制,实验室条件很难跟上先进仪器设备的发展,也不可能具备所有的制药机械,借助多媒体可以将新技术、新设备直观的展示给学生,展示完整的工艺流程,加深印象。但多媒体包含知识量大,授课速度快,学生注意力容易分散,所以多媒体不能代替传统教学方法。教师在用多媒体授课的同时用板书将知识点进行归纳,适当提问,有利于教师和学生之间的互动交流,控制授课节奏,给学生留出消化和吸收知识的时间。教学方式有很多种,要合理搭配,取长补短。
1.5适当举例激发兴趣
教材编写通常采用的是学术用语,如果整节课都进行原理性知识的讲解,很多学生会感到迷茫,课堂气氛会陷入枯燥、沉闷的状态。应该适当调整方式,联系日常生活、生产和科研,增强课堂学习的趣味性、实用性及先进性。这样不仅能够加深学生对相关知识的理解,为课堂教学增加活跃的气氛,也让学生认识到课程的重要性,激发学习积极性。在讲授每章节的内容时,为减少学生对新知识的陌生感,激发其求知欲,可以将教学内容与实际生活中的一些情景结合起来,将抽象的知识点变成学生感兴趣的内容。例如在讲授膜分离时,让学生看到实验室最常见也最简单的滤纸过滤;在环境保护方面,让学生了解如何用液膜法处理废水;为学生介绍在进行海水淡化时用到的电渗析技术;也给学生介绍海带(生物膜)富集碘的原因。
1.6重视实验校企结合
药物分离与纯化技术是一门实践性很强的学科,学生要在实训实践中学习并掌握相关的知识与技能。但目前受实训学时和条件的限制,实验内容的安排多为验证性实验。学生只要按照教师给出的步骤按部就班的操作,无需思考就能得到结果,这种实训模式不利于学生培养解决实际问题的职业能力。在开展实训之前要鼓励学生自己查阅文献资料,设计实验过程,验证理论知识,提高学生实际动手能力和分析问题、解决问题及独立工作的能力。近年来新技术、新设备不断涌现,迅速渗透到生产中的各个领域。除了在课堂上给学生介绍企业岗位职责要求和最新的分离纯化技术信息之外,教师还应与企业技术人员密切合作,组织学生参观药品生产企业,让学生参与药品生产中遇到的实际问题,了解书本和实际生产上的差距,弥补书本知识的局限性,开拓学生眼界。
1.7过程考核发挥导向作用
传统的考核结果往往只考虑期末卷面成绩,这样不利于调动学生的积极性,很容易忽略学生在平时课堂中的表现和创新能力的培养。本课程的考核方式为:学生期末总成绩(百分制)=期末考试卷面成绩(50%)+课堂出勤及回答问题表现(20%)+小论文撰写(10%)+实训操作(20%)。考核方式从四个方面进行综合测评,不仅重视结果,更重视过程。小论文的撰写要求学生选择自己感兴趣的一种分离纯化技术,查阅文献资料,设计一个具体的方案,将这种技术应用到实际的生产中。另外要求学生对课程有所反馈,提出自己的意见和建议。
二、课程设计教学改革研究
针对目前课程设计现状,结合我校实际情况,从课程设计教学内容、教学方法与手段、考核方式等方面进行探索和实践。
(一)精心选取课程设计题目
为了提高课程设计实践教学环节的效果,必须及时更新课程设计题目。根据以下几个原则选取课程设计题目:(1)按照课程设计大纲的要求选题,内容的深度和广度符合教学要求;(2)根据学院教学条件选题,需要具备合适的设计工具完成课程设计;(3)题目内容与专业课程相关,通过课程设计更好地巩固专业理论知识;(4)选题具有一定的工程应用背景,能在以后的毕业设计或是以后的工作中用到。根据选题原则以及结合学生所学知识我们选用了一些多样化、实用性并具有一定挑战性的题目。比如,对于反应堆物理的课程设计,我们精心设计了采用MCNP程序进行栅元、组件的临界计算并设计了一个小堆芯的题目;对于核辐射探测方向,设计了采用MCNP程序计算不同探测器探测效率的题目;对于核电厂运行仿真,设计了采用MATLAB程序或者FORTRAN程序来实现核电仿真等。这些多样化和实用性的课程设计题目,加强了核专业特色,锻炼了学生的实践能力,提高了学生的积极性、主动性。
(二)转变课程设计教学方法
抓好课程设计过程是非常重要的。以前课程设计的教学方法大多是指导教师先讲解课程设计的原理和过程,然后学生自己完成作业,教师不能把握学生是否掌握了课程设计的全过程。为了调动学生的学习兴趣和动手能力,指导教师采用了图书指导法、讲授法、问题驱动和讨论法等教学方法[4]。在课程设计实践过程中,指导教师注重对学生的引导作用,采用启发性教学,要求学生亲自参与课程设计的全过程。对于不同题目,教师介绍基本原理、设计要求、设计方法、操作步骤及注意事项后,要求学生自主思考去完成一个类似的题目,检查学生是否理解课程设计过程,同时也鼓励学生采用不同的方法来完成同一个题目。指导教师注重讲解一些典型的例题,指出在设计过程中容易出错误的地方,以便学生吸取经验,尽量减少设计错误。为了提高学生的主观能动性,指导教师注重在大思路上进行引导,不干预具体的设计方案和设计细节,把关和解决疑难问题。例如:反应堆物理课程设计采用MCNP程序对组件进行临界计算,指导教师首先让同学们课前查阅资料,了解典型的组件类型、不同类型组件结构上的差别和组件组成等基本知识;然后指导教师在课堂上讲授怎样利用MCNP程序实现核电站15×15燃料组件临界计算的例题。课堂中教师重点讲解MCNP程序输入inp文件每一个部分的作用,然后让同学们当场运行MCNP程序,掌握作图及其生成输出out文件等基本运行操作。同学们运行完后,指导教师再讲解out文件的每一个部分,告诉同学们怎样看输出结果。讲解完例题后,教师要求同学们当场实现大亚湾核电站17×17燃料组件的临界计算,同时设计不同可燃毒物的布置方式,掌握不同可燃毒物布置方式下结果的变化趋势。每个做课程设计的同学都拥有一台电脑,可以单独完成作业,如果有什么问题和想法可以与同学或教师交流。指导教师全场监控每个学生作业的完成情况,并作为课程设计考核内容的一部分。做得好的同学,老师当场给予表扬以激发学生的学习兴趣;碰到问题能够自己想办法及时解决的同学也会获得表扬,同样会获得较好的成绩。指导教师除了注重学生独立完成课程设计的能力,同时也注重学生的协作创新能力。比如设计一个小堆芯可能有多种方案,输入文件的代码量不同,同学们可以分成小团队讨论后确定一个方案,团队每一个人完成方案的一个部分,最终实现小堆芯的临界计算。总结几年的课程设计教学经验,采用图书指导法、课堂讲授法、问题驱动和讨论法等教学方式,可以明显提高课程设计的教学效果。
(三)转变课程设计考核方式
以前课程设计的成绩主要由课程设计报告和平时成绩决定,课程设计报告占了大部分成绩,这种考核方式存在一定的问题。比如,课程设计报告可能存在抄袭的情况,指导教师无法判断,成绩评定很有可能不公平,这严重打击了学生的学习积极性。另外,学生只注重课程设计报告内容,不注重课程设计过程。为了培养学生的能力,提高课程设计成绩评价的公平性,课程设计成绩改由三部分组成:平时成绩30%、实践操作40%和课程设计报告30%。(1)平时成绩30%,包括考勤成绩、学习态度和课堂纪律。考勤采取签到的形式,上课前签到一次和下课前签到一次,保证学生在上课时间能全程到课学习;学习态度主要包括上课回答问题和独立解决问题情况;课堂纪律是指指导教师严格要求学生,严禁玩游戏和玩手机等,只能做与课程相关的事情,保证学生充分利用好上课时间。(2)实践操作40%,指导教师注重对课程设计每一个环节的考核,包括学生的动手能力、思考问题的方式、查找资料的能力、编程和解决问题的能力。(3)课程设计报告30%,成绩包括书写格式、完成情况和创新性等。课程设计最后一般会有附加题,因此设计报告成绩也包括附加题完成情况。成绩评定的方法在课程设计上课前就告知学生。实践证明,这种考核方式对学生认真开展课程设计工作起到较好的引导作用。
2“系统动力学基础”课程教学准备
2.1了解授课对象的基本情况
想要上好一门课,首先必须了解授课对象的专业、人数、学科背景,以及专业的培养方案、课程体系等基本情况。可以采用集体座谈、个别交流等方式到学员队进行前期调研,了解学员对课程的预期时间精力投入情况,对课程的期望和需求以及学员的个性、情感等基本情况。明确本课程在人才培养体系中的地位、作用,梳理学科知识网络,明确本课程相关的先导课程和后续相关课程。例如,与本课程密切相关的预修课程包括高等数学、计算方法、计算机程序设计、自动控制原理、系统工程原理。通过与学员前期交流,可以了解学员现有知识体系以及对先导课程的掌握情况,这样在课程设计和讲授时就能够有的放矢,因材施教。
2.2教材选取
教材选取是前期准备的重要环节。系统动力学有一些国内外相关教材专著,其中王其藩的经典教材《系统动力学》内容充实,基础理论方法阐述较全面系统,引入较新的Vensim系统动力学图形化建模仿真软件,理论实践结合较好,比较适合作为基本教材。钟永光等人编著的“十一五”国家级规划教材侧重培养系统思维主线,弱化微分方程式等数学知识,对动态系统的行为模式与结构、因果回路图和存量流量图的绘制原则,复杂系统基模等概念阐述较为清晰,是对基本教材的有益补充。其他相关教材可作为课程课外读物,例如《系统动力学与计算机仿真》虽然教材内容和实验软件比较陈旧,但是教学实例非常丰富。《系统思考和系统动力学的理论与实践》《社会系统动力学:政策研究的原理、方法和应用》《环境模拟:环境系统的系统动力学模型导论》《第五项修炼:学习型组织的艺术与实务》《增长的极限》等教材阐述了系统动力学在不同领域的应用实例,有利于开拓学员的视野。
2.3教学交流
教学交流是进行课程准备、提高教学水平的重要途径。想上好本课程需要与学科和课程建设负责人、承担相关学科方向(特别是系统工程、管理科学与工程、仿真工程)课程任务的老师、教学岗老师、教学督导专家等进行交流研讨。作为新教员更需要积极参加各种教学培训、教学观摩活动,向有经验的老师虚心请教。此外,还可以通过观看国家视频公开课、MOOC、与国内外一流大学的同类课程(例如美国MIT的系统动力学课程)进行对比分析,充分借鉴国内外优秀课程的先进理念、经验,借鉴先进的建设成果。除了课前以外,整个教学过程中以及教学结束后都可以通过积极参加各类教学比赛、课件大赛、教学督导、撰写教学论文、申报教学成果奖等方式与教育教学界同行进行教学交流。
3“系统动力学基础”课程设计
3.1顶层设计
要想全面把握和上好一门课,需要从战略上对课程进行整体设计,需要非常用心地按照系统工程的原理和思想进行系统动力学课程的顶层设计。本课程面向系统工程、仿真工程、管理科学与工程专业本科生,重点突出系统动力学的理论与方法、建模和应用。课程涵盖系统动力学中的系统分析、建模、仿真、实验分析各个环节。目的是培养学员采用系统动力学方法分析和解决问题的能力,使其能够理解系统动力学的基本思想、建模原理、建模过程,能够应用系统动力学建模方法及仿真环境建立宏观层次的系统动力学模型,并通过仿真实验解决宏观层次的系统分析问题,从而提高学员解决实际问题的能力。在课程过程和方法设计上,除了进行基本概念方法讲授外,还需要展示系统动力学在社会、经济、生态、军事等特定领域中的应用,加强学员对系统动力学应用的直观认识。在此基础上结合具体应用问题,组织学员从系统动力学和科学实验角度认识世界和改造世界,形成科学的世界观和方法论,并采用系统动力学建模仿真软件开发相关的仿真模型,进行仿真实验和分析,从而培养和提高学员分析和解决实际问题的动手能力。
3.2教学内容
在教学内容选取上,应根据学科之间的内在联系、本课程在整个专业知识网络中的地位作用和学员的认知规律,科学论证和选取课程核心内容和知识点、设计教学实践环节等。需要特别注意与其他相关课程的联系、呼应、分工、衔接。例如,一阶负反馈的基本概念在以前的自动控制原理等课程讲授过,本课程中就需要从系统动力学因果分析、定性定量建模、Vensim建模仿真实验分析全新的角度进行讲授。教学内容力求做到基础性、系统性、科学性、实用性和先进性的统一。本课程理论教学内容包括:系统动力学基本概念、建模原理和步骤;系统动力学建模技术(因果回路图、存量流量图、状态、速率、辅助变量和常数、参数、方程);系统动力学分析技术(简单和复杂系统结构和行为分析、振荡、延迟、基模、灵敏度与强壮性分析、模型精炼与重构、政策/决策分析)。本课程实践教学内容包括:系统动力学仿真实验技术(Vensim软件、函数、输入输出分析);一阶系统建模仿真实验、二阶系统建模仿真实验、应用系统动力学分析解决复杂军事问题。
3.3课程特色
每门课程都有其特殊性和独有的特点,本课程需要重点把握以下两个特点:一是突出理论与实践相结合的“双螺旋”主线。与一般的理论课或实验课不同,本课程是一门理论性与实践性结合非常紧密的课程。课程主要按照“案例引入—原理推导—软件实验—综合应用”的思路展开。因此,教学方法侧重于理论讲解与应用案例结合、抽象的理论知识与Vensim系统动力学软件实现相结合、培养学员综合解决现实应用问题的兴趣和能力。二是突出课程的系统特征、因果特征和动力学特征。通过课程学习,使学员能够建立系统辩证观,强调系统、整体的观点,通过对因果特征和动力学特征的讲解,使学员掌握联系、运动与发展的辩证观点。系统动力学与物理学中的动力学具有相似性,系统的结构相当于物理学中的“力”,系统状态随时间发展变化的系统行为相当于物理学中的“运动”。系统内部结构和反馈机制决定了复杂系统的行为模式和动态特征。系统动力学非常适合研究复杂系统随时间变化的问题,例如人口、经济、社会随时间的发展、兴盛与衰亡等。因此在课堂讲授时可以适当采用具有多媒体动画,仿真实验时特别需要展示系统随时间变化的动态特性。