孫淑光

摘要：針對(duì)部分課程尤其是工程應(yīng)用型課程所普遍存在的教學(xué)內(nèi)容陳舊、缺乏系統(tǒng)性的問(wèn)題，以導(dǎo)航系統(tǒng)課群的一體化設(shè)計(jì)為例，分析課程整合優(yōu)化的前提，給出課程體系整合優(yōu)化的方法，詳細(xì)介紹了理論與實(shí)踐一體化教學(xué)實(shí)施體系的組成環(huán)節(jié)及其遞進(jìn)關(guān)系，通過(guò)多環(huán)節(jié)、一體化體系保障課程改革的順利實(shí)施，為工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)課程的改革提供了很好的思路。

關(guān)鍵詞：課程體系優(yōu)化；工程應(yīng)用型；一體化教學(xué)體系

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）48-0099-02

2011年9月24日的《揚(yáng)子晚報(bào)》上，大標(biāo)題赫然寫(xiě)著：“中國(guó)大學(xué)教材被指滯后，德企最頭疼培訓(xùn)中國(guó)學(xué)生”。文章指出，在教育部全國(guó)高等學(xué)校教學(xué)研究中心和江蘇省教育廳主辦的第三屆中德教育論壇上，各方人士提出中國(guó)的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)大學(xué)生培養(yǎng)存在教學(xué)內(nèi)容滯后、學(xué)生企業(yè)實(shí)踐缺乏、專(zhuān)業(yè)課時(shí)少等問(wèn)題。這些問(wèn)題反映了中國(guó)工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的普遍問(wèn)題。

隨著技術(shù)的發(fā)展，工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)特色課程應(yīng)如何發(fā)展才能跟蹤最新技術(shù)的進(jìn)展，符合行業(yè)需求呢？在課程的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中如何兼顧學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)呢？如何引導(dǎo)學(xué)生積極創(chuàng)新，提升自身的發(fā)展空間呢？這些是行業(yè)院校及工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)院校所普遍關(guān)心的并亟待解決的問(wèn)題。這其中，培養(yǎng)方案的制訂是改革的基石，相關(guān)課程的改革是改革成敗的關(guān)鍵，因?yàn)樗苯佑绊懙饺瞬排囵B(yǎng)的效果和質(zhì)量。我校從2009年開(kāi)始進(jìn)行航空電子信息工程專(zhuān)業(yè)的改革，導(dǎo)航類(lèi)課程群經(jīng)過(guò)幾年的努力，逐步形成了圍繞課程架構(gòu)體系、教學(xué)實(shí)施體系以及教師培養(yǎng)體系的立體化教學(xué)改革思路，希望在這里能起到拋磚引玉的效果，為眾多行業(yè)類(lèi)、工程應(yīng)用類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)提供一些有益的幫助。

一、明確目標(biāo)，精準(zhǔn)定位

導(dǎo)航類(lèi)課程是航空電子信息工程專(zhuān)業(yè)的主要課程，主要包括：陀螺儀表與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等多門(mén)課程。長(zhǎng)期以來(lái)，這些課程各自為戰(zhàn)，各有自己的一套教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，課程教學(xué)中出現(xiàn)部分課程內(nèi)容重復(fù)而部分應(yīng)該緊密相連的內(nèi)容又相互割裂的問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，課程組首先進(jìn)行了大量的調(diào)研，明確了課程目標(biāo)，確定了課程在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中的地位。

1.行業(yè)需求決定課程目標(biāo)。隨著航空電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)飛機(jī)導(dǎo)航的需求從傳統(tǒng)的對(duì)機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備的需求轉(zhuǎn)換為對(duì)機(jī)載綜合導(dǎo)航性能的需求[1]，這就使得這幾種導(dǎo)航系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)日益緊密，已經(jīng)到了密不可分的地步。因此，課程教學(xué)應(yīng)該打破傳統(tǒng)的幾門(mén)課程各自為政的局面，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重組、優(yōu)化，加強(qiáng)理論與實(shí)踐一體化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的課程改革。

2.課程目標(biāo)驅(qū)動(dòng)課程改革。從獨(dú)立的設(shè)備到系統(tǒng)化的性能需求，行業(yè)發(fā)展決定了課程內(nèi)容及教學(xué)體系必須發(fā)生變化。傳統(tǒng)的課程設(shè)置缺乏系統(tǒng)性，每門(mén)課只局限于自己的教學(xué)內(nèi)容，缺乏系統(tǒng)性概念，學(xué)生即使學(xué)完所有的導(dǎo)航課程也無(wú)法形成對(duì)整個(gè)飛機(jī)導(dǎo)航的全面認(rèn)識(shí)，對(duì)整個(gè)導(dǎo)航性能的認(rèn)識(shí)則更無(wú)從談起了。課程體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)將從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

3.課程改革實(shí)現(xiàn)體系優(yōu)化。課程體系改革要完成上述目標(biāo)，改革前期課程的不足，必須從三個(gè)方面入手：一是形成完善優(yōu)化的課程架構(gòu)體系，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行全新的優(yōu)化重組；二是從課程的實(shí)施環(huán)節(jié)入手，一方面強(qiáng)化理論教學(xué)，另一方面又需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、實(shí)踐能力的培養(yǎng)；三是加強(qiáng)教師的培養(yǎng)，教師是授課的主體，有了掌握最先進(jìn)技術(shù)的教師，才會(huì)培養(yǎng)掌握先進(jìn)技術(shù)的學(xué)生。

課程組成員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)研、研討、實(shí)驗(yàn)，最終形成了系統(tǒng)、完善、行之有效的課程架構(gòu)體系、課程一體化實(shí)施體系和教師主動(dòng)、被動(dòng)培養(yǎng)體系。

二、課程架構(gòu)體系的整合與優(yōu)化

飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)從最開(kāi)始的目視導(dǎo)航、簡(jiǎn)單的儀表導(dǎo)航到后來(lái)的區(qū)域?qū)Ш健⒒谛阅艿膶?dǎo)航，導(dǎo)航手段與實(shí)現(xiàn)原理發(fā)生了兩次本質(zhì)性的變化。通過(guò)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，航空電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不僅應(yīng)該知道導(dǎo)航手段方法的變化，更應(yīng)該知道在現(xiàn)有導(dǎo)航手段下對(duì)系統(tǒng)維修、放行的特殊需求，這不僅需要對(duì)各個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的掌握，更重要的是需要掌握所有這些導(dǎo)航手段以不同形式并存時(shí)，性能特點(diǎn)是如何的，是否滿(mǎn)足飛的放行要求。

由于陀螺儀表與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)這幾門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)是不同的，所以傳統(tǒng)上各個(gè)院校通常是分別講授這幾門(mén)課程的，這在傳統(tǒng)導(dǎo)航、區(qū)域?qū)Ш降碾A段是沒(méi)有太多問(wèn)題的，但到了基于性能的導(dǎo)航階段，各系統(tǒng)之間的緊密關(guān)系發(fā)生了很大的變化，再堅(jiān)持傳統(tǒng)課程體系將無(wú)法實(shí)現(xiàn)基于性能的導(dǎo)航要求[2]。因此，課程組嘗試打破各種導(dǎo)航系統(tǒng)之間的界限，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行重組，調(diào)整課程體系。

新的課程體系以飛機(jī)導(dǎo)航發(fā)展演變?yōu)橹骶€(xiàn)，以導(dǎo)航系統(tǒng)維修為主導(dǎo)，分為傳統(tǒng)導(dǎo)航方法、區(qū)域?qū)Ш椒椒ㄒ约盎谛阅艿膶?dǎo)航三個(gè)部分。傳統(tǒng)導(dǎo)航方法包括各種不同的實(shí)現(xiàn)方法：陀螺儀表、大氣儀表、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)，主要介紹各種導(dǎo)航方法的原理。區(qū)域?qū)Ш街饕榻B區(qū)域?qū)Ш降姆椒霸?，包括DME/DME、DME/VOR、INS、GPS?；谛阅艿膶?dǎo)航主要側(cè)重導(dǎo)航性能的要求以及實(shí)現(xiàn)性能要求的方式方法。

課程群經(jīng)過(guò)整合優(yōu)化之后，刪除了大量以前每門(mén)課程都會(huì)介紹的各種導(dǎo)航方法的簡(jiǎn)介、特點(diǎn)分析等重復(fù)內(nèi)容，課程內(nèi)容更新明顯，但由于刪除了大量的重復(fù)內(nèi)容，并配合合適的教學(xué)手段，課程課時(shí)不僅沒(méi)有增加，反而有所縮減，為課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐增加了課時(shí)。

在新的課程體系下，每一部分內(nèi)容都圍繞航空電子信息工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生所需的知識(shí)架構(gòu)展開(kāi)介紹，包括系統(tǒng)的基本原理、與其他部分之間的關(guān)系、基本的故障診斷及維修方法等。將傳統(tǒng)的多門(mén)課程整合優(yōu)化為一門(mén)課程，更便于課程內(nèi)容的調(diào)整及課程的教學(xué)開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的系統(tǒng)化和整體化。

三、理論與實(shí)踐一體化教學(xué)實(shí)施體系

麻省理工學(xué)院終身榮譽(yù)校長(zhǎng)Charles M. Vest教授在《Rethinking Engineering Education：The CDIO Approach》的前言中強(qiáng)調(diào)：“學(xué)生是由激情、好奇心、參與和夢(mèng)想而驅(qū)動(dòng)的。盡管我們不能準(zhǔn)確知道應(yīng)該教給他們什么，但我們能夠把注意力集中在他們學(xué)習(xí)的環(huán)境和背景，他們的動(dòng)力、想法和靈感，為他們提供充分展示自己的空間[3]”。教學(xué)實(shí)施過(guò)程是課程體系的執(zhí)行過(guò)程，該過(guò)程的完好性與完善性是課程改革的關(guān)鍵。導(dǎo)航系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)施體系堅(jiān)持教學(xué)過(guò)程對(duì)學(xué)生進(jìn)行興趣引導(dǎo)，啟發(fā)探究式教學(xué)，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)。教學(xué)理念遵循CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的概念，設(shè)計(jì)基于理論教學(xué)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐體系，確保教學(xué)過(guò)程能夠很好地貫徹課程體系的設(shè)計(jì)思想。

理論教學(xué)采用需求導(dǎo)向、興趣引導(dǎo)的方法，首先發(fā)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行航空企業(yè)導(dǎo)航系統(tǒng)調(diào)研、資料查閱，并播放與導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)的航空事故視頻資料。通過(guò)這些方式方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的需求分析，包括功能與性能兩個(gè)方面，由此展開(kāi)不同的導(dǎo)航系統(tǒng)所能提供的功能與性能。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)行不同導(dǎo)航系統(tǒng)功能原理的講解及性能分析。

1.驗(yàn)證性課程實(shí)驗(yàn)。對(duì)于課程中的基礎(chǔ)原理內(nèi)容和難以理解的內(nèi)容，通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解及掌握能力。這部分實(shí)驗(yàn)包括學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)以及教師的課堂演示實(shí)驗(yàn)。另外，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段進(jìn)行直觀(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.探索性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)不同導(dǎo)航手段的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的理解。對(duì)某一類(lèi)導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)小組成員配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同導(dǎo)航功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

3.創(chuàng)新性項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)。無(wú)論是理論教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，還是探索性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上都是為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所傳授內(nèi)容的掌握，但要真正實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)容的靈活應(yīng)用，僅有上述理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是不夠的，必須通過(guò)相應(yīng)的實(shí)踐來(lái)體會(huì)，因此，在課程實(shí)施過(guò)程的最后增加了一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。通過(guò)教師提供多個(gè)題目，學(xué)生自由分組選擇題目的辦法實(shí)施這些項(xiàng)目。在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生遵循CDIO原則，根據(jù)需求任意設(shè)計(jì)方案，分析驗(yàn)證方案的可行性，并配合實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的完成。項(xiàng)目完成后，學(xué)生需要提交項(xiàng)目需求分析報(bào)告、方案設(shè)計(jì)報(bào)告、方案實(shí)施及測(cè)試報(bào)告、用戶(hù)報(bào)告共四個(gè)報(bào)告，并進(jìn)行項(xiàng)目答辯。通過(guò)整個(gè)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程來(lái)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力及工程實(shí)踐能力。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)目標(biāo)分析定位、對(duì)課程體系進(jìn)行優(yōu)化、并利用理論與實(shí)踐一體化的教學(xué)實(shí)施手段保證授課的執(zhí)行、加強(qiáng)師資培訓(xùn)等方法，導(dǎo)航系統(tǒng)課程的教學(xué)效果取得了明顯的效果，并將在執(zhí)行過(guò)程中不斷對(duì)其中的細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，從而取得更加優(yōu)化的效果，為行業(yè)院校、工程應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)等的類(lèi)似課程的改革提供很好的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]ICAO，Performance based navigation manual[M].2007.

[3][美]Edward F Crawley，Johan Malmqvist，etc，Rethinking Engineering Education：The CDIO Approach[M].顧佩華，沈民奮，陸小華，譯.北京：高等教育出版社，2009.