新工科模块化教学改革中单个模块教学体系的构建

何立新　程知　李正茂　吴晓琴　屠菁　吴晓璇

【摘   要】   针对新工科应用型人才培养的要求，提出借鉴德国模块化教学经验，开展校企合作，共同构建模块教学内容，使得学生能力的培养符合企业需求。设计模块教学方法，激发学生学习兴趣，采用多元化考核方式，强化过程学习监控，并对模块教学达成情况进行评价，分析总结教学经验，构建持续改进机制，从而不断提升教学效果。

【关键词】   模块化;教学体系;校企合作;多元化;持续改进

Construction of Single Module Teaching System in Modular Teaching

Reform for New Engineering

He Lixin， Cheng Zhi， Li Zhengmao， Wu Xiaoqin， Tu Jing， Wu Xiaoxuan

（Hefei University， Hefei 230601， China）

【Abstract】    Aiming at the cultivation of applied talents，the paper puts forward learning from the experience of modular teaching in Germany， and carries out school-enterprise cooperation to construct modular teaching content， which makes the cultivation of students' ability match the needs of enterprises. And the the paper designs modular teaching methods， stimulates students' learning interest， adopts diversified assessment methods， strengthens process learning monitoring. Moreover，the paper evaluates the achievement of modular teaching， and summarize the teaching experience， and build a continuous improvement mechanism， so as to continuously improve the teaching effect.

【Key words】     modularity; teaching system;school-enterprise cooperation;diversification;continuous improvement

〔中圖分类号〕  G642                          〔文献标识码〕  A              〔文章编号〕 1674 - 3229（2022）02- 0106 - 05

0     引言

在高等教育大众化的今天，大部分本科高校培养的是应用型人才，对于工科来说，应用型人才的培养通常是培养生产一线的工程师，除了培养学生具有正确的“三观”、爱国情怀和良好的科学素养等基本素质外，最重要的就是培养学生动手解决复杂工程问题的能力[1-3]，这也是新工科的要求[4-7]，为国家的“中国制造2025”等重大战略服务。

传统的教学是以课程本身的知识体系为依据，以知识点讲授为主，但这并不适用于应用型人才的培养。而模块化教学最大的特点就是聚焦学生动手能力的培养，模块化教学源于1999年欧洲29国教育部长共同签署的《博罗尼亚宣言》，此后，欧洲各国纷纷推行模块化教学，德国的应用型大学也是如此[8]。

合肥学院与德国有长达三十余年的合作办学历史，借鉴德国模块化教学的成功经验，进行模块化教学改革[9]，本文重点介绍本校模块化教学改革中的模块的产生、模块内容的构建、教学方式的设计、多元化考核方式、课程达成情况的评价和持续改进等。

1     模块的产生

实行模块化教学的专业，其课程体系是由若干个模块构成。模块化教学是适用于应用型人才培养的课程，但有别于传统的课程，它是围绕特定的能力培养目标，打破原来的课程知识体系，按照能力培养的“需求”重组教学内容，重组时通常需要结合学科发展前沿、企业技术需求等要素，力求实现学生能力培养和企业需求间的无缝对接。

一个专业的课程体系由哪些模块构成，是由该专业的培养目标决定的。首先结合学校的办学定位和地方经济发展对本专业人才的需求，通过广泛地调研，确定本专业的就业岗位群与企业的高管和技术骨干合作，对各个工作岗位能力要素进行分解，反方向设计出该专业的培养目标，然后依据专业培养目标，结合《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》（以下简称《国标》）和国际工程教育专业认证（以下简称工程认证）的要求得到本专业学生能力培养的指标点，为了实现这些指标点中的能力培养，进而构建出若干个相应的模块，如图1所示，再按照认知规律组织好先后顺序，即形成了模块（课程）体系。结合办学定位，以能力需求为导向，校企合作，以《国标》和《认证标准》为规范，构建专业模块（课程）体系。

通过上述步骤，将学校定位、企业对人才需求、《国标》和工程认证等有机地结合起来，将工程认证中的12条毕业要求中的每一条都分解成若干条学生能力培养指标点，如表1中的第2列所示，并明确每条学生能力培养指标点的实现途径，即通过哪些模块（课程）的学习和训练能够达到指标点中的能力培养要求，如表1中的第3列所示。由图1和表1可以看出，模块最终来源于企业对应用型人才的能力需求，学生能力的培养是通过一系列模块的学习，完成对能力指标点的达成而实现的。所以模块化教学是一种以能力输出为导向的应用型人才培养的教学，需要和企业深度合作，校企合作是应用型人才培养的重要途径[10- 11]。

2     单个模块教学体系构建

2.1   构建的总体思路

模块是由其所属专业的培养目标和学生培养能力指标点反向推演而设置的，所以每个模块都以具体的能力培养为教学目标，并为专业培养目标达成而提供相应的支撑。由此可知，当每个模块的培养目标都达成了，则专业毕业要求也就达成了，学生能力的培养自然也就符合企业的需求了。因此，设计好每个模块的教学體系是确保模块目标达成和专业培养目标达成的重要基础和保障。

单个模块的教学体系的构建除了模块教学内容的构建、教学方法的设计、考核方式的设计、能力达成情况的评价以外，同时还要分析现有教学体系的不足并关注行业企业对能力需求的新动态，及时收集用人单位对毕业生信息的反馈，持续不断地调整教学内容，改进教学方法，调整考核方式，进行达成情况评价和教学分析总结等，从而形成一个教学体系的持续改进机制，如图2所示。

2.2   教学内容的构建

传统课程内容的构建主要是从该课程自身的知识体系出发，并根据学习对象层次的不同，设计出难易度不同的教学内容。例如，同一门课程，如果学习对象是普通高校的本科生，则课程内容相对较为简单，如果是985高校的本科生则内容相对更深些。

模块是适合于应用型人才培养的课程，其内容设置是以能力培养为导向的，需要课程组教师与企业技术工程师进行对接和深入交流、合作完成，主要步骤如下：

Step1：确定本模块的教学目标。从学生能力培养指标点中分析出本模块的教学目标，即本模块应该从哪些方面来支撑学生能力培养指标点的达成。从表1中可以看出一个能力培养指标点的达成需要若干个模块共同支撑，而每个模块从各自领域出发实现对能力培养指标点的支撑，即本模块的教学目标。

Step2：确定本模块需要培养的能力要素。从教学目标出发分析本模块要培养的能力要素，实现了这些能力要素的培养，就达成了本模块教学目标。

Step3：确定本模块所需的知识点。众所周知，能力是以知识为基础的，所以，接下来应根据能力要素，结合该模块所对应的一门或多门课程自身的知识体系，分析培养这些能力所需要的知识点。

Step4：有机地组合知识点。知识点的组合应该以认知规律为基础，以能力培养为导向，构成本模块的教学内容。图3是以《C++面向对象程序设计》模块为例来阐述模块内容的构建过程。

模块内容构建时特别注意如下几点：（1）模块内容构建以学生能力培养为中心。模块内容是由相应的知识点组成的，但此处的知识点是围绕特定能力培养而组织的，因此，知识点的引入、介绍、举例和应用等均应以如何培养学生应具备的能力为中心展开，而不是单纯的知识点的介绍。（2）以能力为导向，对原有课程体系的内容进行增、删、改。由于学生能力培养来源于当前企业对人才能力需求，故应特别关注企业最新需要的能力和知识，并把它们引入到模块教学内容当中。对于一些过时的知识和技术，如果删除不影响后续内容的学习，则应大胆地删除，如果影响，则应按照认知规律对其进行适当地修改。（3）注意理论和实验或实践的搭配。模块内容构建时必须注意理论和实验或实践的配合，使得学生通过实验或实践的学习能够真正将知识转化为能力，为了培养学生解决复杂工程问题的能力，需要加大综合型或设计型实验的比例，以本校计科专业为例：本专业要求每个工程基础类、专业基础类和专业类模块（课程）都要有实验，且每8学时的实验中至少要包含1个综合型或设计型实验。本专业的实验实践学分占总学分的43%，非常有利于学生动手能力的提升。（4）增加了自主学习部分。模块内容还包括自主学习部分，自主学习是为了更好地消化和吸收课堂教学内容，或是对课堂教学以外内容的一个有益补充，更重要的是培养学生的自学能力。以本专业为例：课内学习和自主学习课时比例通常为1：1，自主学习内容需要教师引导和指导，内容和形式多种多样，可以是本模块（课程）最新知识或技术发展状况的调研报告，也可以是一个大作业，更多的是来源于实际工程中的一个具有一定难度和复杂性的具体问题的解决等。（5）由于模块的产生源于企业对应用型人才能力的需求，所以一个模块可能对应一个或多个传统意义上的课程，当一个模块对应多个课程时，知识点融合时要注意以能力培养为中心，够用实用为原则，符合认知规律为顺序。（6）融入课程思政元素。模块还必须结合自身特点融入课程思政的内容，把本专业的学生培养成具有正确的世界观、人生观和价值观的高素质人才。

2.3   激发学习兴趣教学方式的设计

模块内容确定后，需要设计与之相匹配的教学方法，激发学生的学习兴趣，使得教学得以顺利完成，最终实现本模块应培养的能力达到预期要求。因此，每个模块的教学方法的设计，应该以“激发学习兴趣为起点，知识点解决实际问题为媒介，能力要素培养的达成为目标”来进行。在教学过程中，应用兴趣激励法、实际案例导入法、互动法、基于问题学习法、讲授法、讨论法、探究法、实验法和练习法等常用的教学方法。

例如：在《C++面向对象程序设计》课程教学过程中，首先在开课前让学生从网上找“推箱子”“俄罗斯方块”“贪吃蛇”等游戏，并自己动手把每个游戏都亲手体验一遍，针对这些游戏通过提问的方式让学生们发言讨论，加以引导，从而引出C++面向对象程序设计的思想和理念，以及C++的知识点，让学生们在具体的应用需求中学习知识点，并能运用这些知识点来解决实际问题，从而达到理解、掌握并能灵活运用的目的。另外，还将课堂上实现的功能加以拓展作为学生的课后自主学习任务，如表2所示。通过这样一个与现实结合紧密的自主学习，使学生能够融会贯通所学知识点，完成任务，获得成就感，进一步激发学生的学习兴趣和热情。

2.4   多元化的考核方式

为了使学生能够扎扎實实学好每个模块，特别注重过程教学管理，实施N+2多元化的考核方式。“2”是指期末考试成绩和学习笔记成绩，每门课都必须要有，而“N”则是根据课程自身特点由教师自己决定的考核方式，一般3≤N≤5。表3是一门课程具体考核方式，可以看出，多元化的考核方式使得学生无法通过突击复习的方式通过考核，有利于全程监控学生学习情况和督促学生学习，及时发现问题纠正问题，从而提升课程学习效果。

2.5   达成情况的评价和持续改进机制的形成

模块（课程）目标达成情况评价采用定量评价法：基于模块（课程）各考核环节考核结果的定量评价，由教学活动特点决定各考核环节的考核方式。如果一个课程目标由多个考核环节进行考核，则需要根据考核内容、考核方式等确定支撑该课程目标的每个考核环节的权重系数，计算方法如下：

假设第i个模块（课程）目标由N个考核环节支撑，设第j个考核环节中支撑该目标的总分为S，学生得分为A，考核点权重为W，则模块（课程）目标i的达成度O按公式（1）计算：

通常情况下，每个模块（课程）均有多个模块（课程）目标，每个模块（课程）目标都应按照上述方法计算。如果一个环节考核支撑多个模块（课程）目标，则需要明确表示出每个模块（课程）目标由哪些具体内容支撑，根据考核内容确定支撑每个模块（课程）目标的权重系数。例如：某模块（课程）期末考试共七大题，可以支撑3个模块（课程）目标，则可以设计课程目标1、2、3的权重分别是f、f、f，其中f+f+f=1.0，其中考题一、二用于考核课程目标1的达成情况，考题三、四、七用于考核课程目标2的达成情况，考题五、六用于考核课程目标3的达成情况。

模块（课程）达成情况评价每学期进行1次，通过评价总结经验和教训，特别是针对不足之处，要查找原因，给出解决对策，改进教学。评价结果用于指导模块（课程）教学的持续改进，促进模块（课程）教学效果的不断提升，形成持续改进机制。

3     结论

面向新工科建设的需求，借鉴德国应用科技大学应用型人才培养的成功经验，围绕学生专业能力的培养，介绍了本校模块化教学改革中单个模块教学体系的构建，形成了一整套的校企深度合作的模块构建总体思路，包括模块内容的构建、教学方式的设计、多元化考核方式以及模块教学达成情况的评价和持续改进机制的建立。经过多年的教学改革，教学成果显著，本校分别于2014年和2018年两次获得国家级教学成果奖一等奖，本专业（计算机科学与技术专业）于2019年底获批为“国家级一流本科专业建设点”，近三年，本专业获得省级以上奖项262项，其中国际级9项、国家级46项。多年的改革实践验证了模块化教学改革是成功、有效的。

[参考文献]

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