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【摘要】定制式教學在滿足社會對人才的多樣化、專業(yè)化和個性化需求方面具有重要作用。本文研究了定制式教學的需求，提出一種計算機輔助教學計劃編制方法，能迅速制定對應具體工程問題的教學計劃；結(jié)合案例介紹了如何兼顧專業(yè)化和個性化要求，并使學時達到最少的方法。

【關(guān)鍵詞】課程體系教學計劃定制式教學

一、前言

隨著科學技術(shù)和市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展，技術(shù)和產(chǎn)品的生命周期日益縮短，市場需求日益多樣化和個性化，社會對人才的需求也越來越呈現(xiàn)多樣化、專業(yè)化和個性化。高等學校學歷教育的主要任務(wù)是傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的綜合素質(zhì)。學生畢業(yè)后，面對瞬變的人才市場，常感到無所適從，而企業(yè)方面又常感到合適的人才難求。順應社會的需求，針對具體行業(yè)需求的定制式教學悄然興起。

近年來，伴隨著經(jīng)濟發(fā)展軌道的變化，廣東省的一些企業(yè)向高校提出了定制式教學培訓的要求。例如某摩托車生產(chǎn)企業(yè)為了開拓海外市場，要對原產(chǎn)品進行改造，要求開設(shè)機械設(shè)計理論課程，主要目的是提高技術(shù)隊伍人員的動力學分析與綜合水平。

定制式教學需求屬于同一工程領(lǐng)域，教學目標呈現(xiàn)多樣化特征，所需基礎(chǔ)涉及若干門課程，但不是這些課程的簡單組合，亦無法照搬學校現(xiàn)成的教學計劃。為了迅速響應社會需求，需要研究面向定制式教學的多樣化教學計劃設(shè)計方法。

二、定制式教學計劃的需求

2.1定制式教學計劃的特點

1)快速響應。

2)明確的工程應用指向。

3)教學對象非齊性。

2.2定制式教學計劃的基本單位

如何以普通高校的課程資源為基礎(chǔ)，迅速地制定滿足不同工程應用和不同教學對象的教學計劃?

普通高校學歷教育在制定教學計劃時以課程為基本單位，不適合學時緊湊、教學內(nèi)容范圍狹窄的情況。一個具體的工程應用往往涉及多門學科課程，但并不覆蓋這些課程的全部知識點。近年來，為了實現(xiàn)加強基礎(chǔ)、拓寬口徑、體現(xiàn)專業(yè)特長、滿足個性發(fā)展等教學意圖，普通高校常采用“平臺+模塊”、“必修課程+選修課程”等方式組織教學，不同的模塊和選修課程的組合可以滿足不同的專業(yè)要求，但這些平臺或模塊都是以具有同一基礎(chǔ)的教學對象為前提，以提高學生的綜合素質(zhì)為目的的。

從定制式教學的角度分析，無論是哪門課程、哪個模塊，都存在一些內(nèi)容是對應工程所必須的，另外一些內(nèi)容是無須的；一些能力有些人不具備，而另一些人已經(jīng)超越；一些內(nèi)容有些人已經(jīng)熟悉，有些人需要學習，有些人還需要補充一些知識后才能學習。所以，以課程為基本單位編制教學計劃無法滿足學時緊湊，對象多元化的需求。

本文采用以教學單元為基本單位制定教學計劃的方法。以教學單元為基本單位，可以準確描述某工程項目所要求的知識和能力基礎(chǔ)，準確描述教學對象的知識和能力結(jié)構(gòu)。

2.3定制式教學計劃教學邏輯的建立

普通高校在制定學歷教育的教學計劃時，是以課程為基本單位進行先修課程劃分的，例如理論力學課程要在修完高等數(shù)學課程以后開始。而以教學單元為基本單位編制教學計劃，需要深入到課程內(nèi)部、課程之間，研究不同教學單元之間的先修關(guān)系。

課程劃分為教學單元后，各教學單元之間的先修關(guān)系并不完全遵循原課程的先修關(guān)系。充分利用教學單元之間的這個性質(zhì)，才能編制出學時緊湊的教學計劃。

先修關(guān)系的建立要遵循“直接引用”的原則，不包括“間接引用”。

三、教學單元的信息結(jié)構(gòu)

為了承載教學單元的基本信息，定義教學邏輯，方便計算機處理，滿足快速響應的需求，必須構(gòu)造合適的教學單元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，建立教學單元數(shù)據(jù)庫。教學單元的信息結(jié)構(gòu)應該包含:

1)單元的名稱、編號、所屬課程的代碼；

2)課內(nèi)學時、課外學時，教學模式；

3)知識內(nèi)容描述、能力與素質(zhì)培養(yǎng)描述；

4)先修單元的鏈接。

圖1描述了工程類教學單元之間教學時序的特征。標有序號的橢圓表示教學單元，這些教學單元可以屬于不同的課程，但是統(tǒng)一編號。箭頭表示先修鏈接，箭頭出發(fā)單元的教學時間在箭頭到達單元的教學時間之后。

工程類科目中許多教學單元的先修鏈接指向不止一個先修單元。為了方便教學計劃編制，本文采用“平臺”的概念。圖中的水平線表示平臺，用大寫字母標識。平臺的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含平臺名稱、編號和若干鏈接，這些鏈接表示構(gòu)成該平臺所需要的教學單元，一個平臺如果有多個鏈接，這些鏈接所連接的單元之間是并列關(guān)系。引入平臺后，每個教學單元只需要一個先修鏈接，它連接一個先修單元或一個平臺。

圖1中最下層節(jié)點代表某門課程的開始單元，最上層節(jié)點代表某個最終要達到的教學目標。在工科領(lǐng)域，最終教學目標往往體現(xiàn)為一些綜合訓練項目，本文稱其為項目單元。

表達最終教學目標的項目單元根據(jù)人才市場的形勢隨時調(diào)整。加入新的項目單元十分方便。例如，要加入圖1標號為11的項目單元(設(shè)該單元需要平臺C的支持，并需要學過單元7所包含的知識)，只須在數(shù)據(jù)庫中加入該單元，鏈接至一個新建的平臺，然后定義該平臺的先修鏈接指向單元7和平臺C(圖1虛線)，便完成了添加工作。

四、教學計劃的編制過程

定制式教學項目的教學目標對應具體的工程應用，常體現(xiàn)為一個或多個項目單元。從代表教學目標的單元開始，根據(jù)教學單元的鏈接關(guān)系進行搜索，可以得到滿足教學目標、符合教學邏輯的一系列教學單元及其連接結(jié)構(gòu)。顯然，這樣搜索出來的是完成最終教學目標所需教學單元的最小集。

計算機生成的教學計劃是包含一系列教學單元以及它們之間先修關(guān)系的一個樹形結(jié)構(gòu)(若有多個樹根則構(gòu)成森林結(jié)構(gòu))。節(jié)點是教學單元，樹根節(jié)點是反映最終目標的教學單元。在這個結(jié)構(gòu)中，下層節(jié)點是上層節(jié)點的基礎(chǔ)，有連接的節(jié)點之間存在先后次序，其他節(jié)點可以并行教學。

計算機輔助教學計劃編制的過程分為三個階段，下面結(jié)合案例進行介紹。

4.1編制初步的教學計劃

某定制式教學項目以“單缸發(fā)動機運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)”項目訓練單元為最終目標，啟動教學計劃編制系統(tǒng)，得到的教學計劃樹形結(jié)構(gòu)包含高等數(shù)學、大學物理、理論力學、數(shù)值計算方法、機械設(shè)計基礎(chǔ)等課程的42個教學單元。

4.2對初步計劃進行裁剪

根據(jù)教學對象的基礎(chǔ)刪除高等數(shù)學、大學物理的部分教學單元，得到包含19個教學單元的樹形結(jié)構(gòu)如圖2。其中編號為08009單元的名稱是“單缸發(fā)動機運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)”，屬于項目訓練教學環(huán)節(jié)；其他單元為:05256“飛輪設(shè)計方法”、04855“數(shù)值積分基礎(chǔ)”、04851“數(shù)值微分基礎(chǔ)”、05252“周期性速度波動成因”、05253“速度不均勻系數(shù)及許用值”、05250“簡單的機械運動方程求解”、05248“機械系統(tǒng)等效動力學模型”、05247“機械運動方程式”、05245“機器運轉(zhuǎn)的三個階段”、05218“機構(gòu)運動分析”、02164“剛體平面運動微分方程”、02163“剛體定軸轉(zhuǎn)動微分方程”、02160“剛體的轉(zhuǎn)動慣量”、02156“質(zhì)心運動方程”。01231“微分方程基本概念”、01225“定積分概念及應用”、01221“基本積分公式”、01220“不定積分的概念”。

4.3劃分教學階段

定制式教學是與企業(yè)的生產(chǎn)活動同時進行的，互相之間要進行協(xié)調(diào)，在滿足教學規(guī)律的前提下需要對教學時間精打細算，盡量減少總學時，并滿足不同層次對象的教學要求。為此上述19個教學單元按照具體的教學對象劃分為3個階段。第一階段包括高等數(shù)學和理論力學的8個教學單元，課內(nèi)學時32，課外學時80。按照不脫產(chǎn)培訓安排，每周的課內(nèi)學時不超過4，總學時不超過14，該階段需要8周時間。第三階段包括08009、05256、04855、04851這4個單元，需要7周時間。其余內(nèi)容構(gòu)成第二階段，需要4周。具有機械類專業(yè)大專學歷人員從第一階段開始學習；具有近機類(與機械專業(yè)近似的其它專業(yè))本科及以上學歷人員從第二階段開始學習；具有機械類本科及以上學歷人員只需要進行第三階段的學習。

五、結(jié)束語

本文研究了定制式教學的需求，提出一種計算機輔助教學計劃編制方法。該方法的核心是教學單元數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中的教學單元分為基礎(chǔ)單元和項目單元兩類。基礎(chǔ)單元的分解、增加和刪除是根據(jù)學科邏輯進行的，工作量較大，但建立后相對穩(wěn)定，不需要經(jīng)常變動；而項目單元則根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，人才市場的變遷而調(diào)整。采用本文介紹的方法能夠快速響應社會需求，制訂滿足具體工程應用的教學計劃。

本文介紹的教學計劃編制方法也可以提供高等學校學歷教育參考。當前普通高校多采取若干年修訂一次教學計劃的方式，教學計劃一經(jīng)修訂便保持幾年不變。如果四年修訂一次教學計劃，第四年入學的學生到畢業(yè)時所完成的學業(yè)是八年前定下的。面對經(jīng)濟建設(shè)環(huán)境變化速度的不斷提高，很有必要建立更靈活的機制。采用本文介紹的方法，可以隨時調(diào)整教學目標，及早確定先修課程的合理性，根據(jù)企業(yè)對人才的專業(yè)化要求修改教學計劃。

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