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【摘要】在实施卓越工程师培养计划的卓越课程教学中，由于大大加强了课堂互动、课外学习，教学时间的分配产生了矛盾。本文通过教学实践，提出并实施了以教学内容的精化、理论实践一体化教学的方法、角色和任务驱动相结合的途径，促使学生增强学习效率和学习效果，既达到教学目的又合理利用了时间。经过教学实践检验，教学效果显著，为全面实施卓越课程教学提供了建设性思路和方法。
【关键词】卓越课程 内容精化 一体化教学 角色和任务驱动
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0077-02
引言
随着国家试行卓越工程师培养计划，大学工科教育的课程教学也需要随之变革。具有代表性的课程改革是各高校进行的卓越课程建设。卓越课程是符合国家全面开展在大学工科实行培养卓越工程师人才计划要求的课程模式，在培养模式、教学条件和教学方法等方面具有确定的课程要求。比如需要实行“厚基础、重实践、强能力、彰个性”的培养模式；对师资、教学材料、实践条件、网络资源等全方位的教学条件有要求；教学要采用批判性、互动性教学方法。全方位的教学体系建设强化了人才培养的时代性和实用性，特别适应对于理论实践性强的工科人才的培养。
近年来笔者在机电工程专业的核心课程《机电一体化系统设计》卓越课程建设中，实行新的教学方法往往由于时间的缺乏和习惯的影响效果受到影响。如何解决时间和方法的矛盾成为需要研究的关键问题。本文从教学内容的精化、理论实践一体化教学，促使学生增强学习效率和学习效果，解决了这一矛盾，使得新教学方法成功实施，取得良好的教学效果。
一、卓越课程教学特点
卓越课程的教学特点是把理论教学、实践学习和互动学习全方位的结合到一起营造批判性学习环境，同时采用灵活多样的教学手段。组织形式是以“学生为中心”原则的小范围授课，因此，不管是从资源的配置、师资的配置和时间的配置都大大提升。资源配置是多媒体、立体化的、空间扩大化的向工程实际延伸；师资方面不管是课堂教学、课后辅导、实践训练都需要比传统课程配备更多的师资。在时间配置上，要采用互动交流学习方法，讨论时间要占去三分之一时间，课堂理论授课时间缩短；课后答疑的配置时间是和课堂时间相同，再加课后大作业、实践性环节所需时间，基本上每课后要比传统课程多花2学时。这样就出现了时间冲突的情况，学生面对卓越课程的学习状态和其它课程明显不同，加之学生的学习习惯、状态和思想都需要一定的时间适应和转变。从实践过程中碰到的问题给出的启示，任何一项好的举措能够有效实行，必须要有相适应的实行策略和应对新问题出现的机制。
二、解决方法的提出
要提出解决问题的方法必须分析产生问题的症结。需要对教学过程中的要素进行分析。大体应该从两方面分析，一是主体-教师和学生，二是教学体系。首先分析教师是否在卓越课程的教学中自身从思想观念到教学习惯进行了转变，是否和卓越课程教学的要求和目标相适应；其次，学生的主观意识和学习状态能否和卓越课程要求相适应；最后，教学体系中和时间关联的要素是否制约了新的教学方法的实施。
教师是教学的主导，也是教学改革的施行者，新的教学方法的实施教师是关键。首先是教师对于实施卓越课程建设的认识要深化，对于教学改革的主观能动性和执行力要增强，才能对卓越课程教学的实施起到保证作用。学生在长期的传统应试教学环境下成长的，虽然进入大学学习后，学习环境和方法已经有了和大转变，但是，应试教育长期形成的受众习性还保留很多。比如，课堂内习惯于被动地听教师灌输知识，在实践环节被动地模仿。卓越课程主动批判性学习的要求对学生是较大的挑战，解决这个问题不是一朝一夕能达到的，而是要下猛药。否则，即使有时间也不会有很好的教学效果。另一方面，在教学体系中和时间关联的因素很多，只要需要实施的教学活动都需要时间，比如，教学内容、课外练习、答疑、大作业、实践都需要时间。如果学习效率低下，还会花费更多的时间。
根据以上分析，规划了从三个方面着手解决学生在卓越课程学习中有效利用时间，提高学习效率的问题。第一，必须以研究认知规律为基础，优化教学内容，在全方位教学环境下分层次教学，有利于学生高效率的掌握知识。
第二，营造新型学习环境和教学方法，使学生主动参与学习，改被动为主动，提出一体化教学的思想方法。第三，需要应用有效的激励方法，提高学生学习的自觉性、钻研精神，提高学习效率和效果。提出角色任务驱动法，“任务驱动”是实施探究式教学模式的一种常用教学方式[1]，即把学生放在特定的角色，完成特定的任务，调动学生积极性和责任感，学习效果显著。在这三个方面经过几年的教学实践，经不断地改进收到了很好的效果，缩短了时间还提高了效果。
三、教学方法实践及效果
在卓越课程教学过程中，针对教学效率问题，主要实践了采用了优化教学内容和教学层次、课堂实验室一体化教学和角色和任务驱动相结合的方法，取得了较好的效果，并总结了一套教学体系。
（一）优化教学内容和教学层次
根据卓越工程师教育培养的要求，针对课程具有的综合和理论联系实际的特点，在教学内容上突出“系统化”、“工程化”。教学内容系统化是充分分析课程内容之间的结合点，将内容有机地串在一起形成一条主线，在相对独立的知识点之间找到必然的逻辑关系。教学内容工程化是将教学内容以工程实际系统作载体进行案例教学，课堂理论教学以该工程案例做理论知识点的载体；在实践环节以该工程案例的实际形成方法进行教学；在创新性教学环节中以该工程案例为基础进行实际工程系统的创新设计进行教学；这样形成了有序的分层次深化的教学进程，在有限的教学学时内达到教学目的。在教授的《机电一体化系统设计》课程中根据课程特点，学生需要具备机电专业的基本理论知识和一定的分析、动手能力[2]。教学层次可以分成三个层次，第一层次是课堂理论教学和分解知识训练，第二层是实际系统设计编程训练，第三层是专业化设计训练。三个层次都和深化理论和加强实践能力培养相关，训练的力度是递进深化的。 教学内容的优化带来了教学形式的系统化和工程化。课堂案例知识点，课后课题一条线。课堂教学以案例的剖析给学生展现重要的知识点，课后学生以完成一个典型课题为线索，把知识点贯穿于机电系统设计，知识点就像一个个珍珠，课题就如同穿珠的线。比如，机电一体化系统的五大结构要素[3][4]中各包含多个知识点，课堂以典型的机电系统位置伺服系统作案例，分五大结构要素剖析知识点，而学生课后必须按课程进程完成该机电系统设计，当教学内容完成，设计课题也完成了。这样把教学内容贯穿于课题，使学生学有所用、即学即用，激发学生的学习热情和自觉性，对知识点的掌握更快和扎实。
（二）一体化教学模式
在工科专业课程教学中，过去大多也是课堂理论教学为主，学生接触实际或动手动脑的时间少，课堂内“闭门造车”。一体化教学就是把课堂理论教学和实验室实践教学融为一体。必要时把课堂搬到实验室，结合实际学习理论知识。另外，学生除了完成课上规定的实验外，还可以在课后自由安排进入实验室做实验、做一些大型的设计类实验和课外科技活动，培养和提高学生的动手能力与创新能力。比如“机电一体化系统设计”课程需要能够支撑卓越培养计划的特色实验室，如数控中心、工业自动化中心、机器人创新实验室等。如果把课堂移到各特色实验室进行理论联系实际的教学，有利于学生对机电系统各个环节快速地从感性认识上升到理性认识，缩短理论到实践的跨越距离，必然会起到事半功倍的效果。学生在实验室可以从系统的结构特征入手，进而掌握原理和基础理论，再了解系统设计方法，边看边学，边干边学，使学生在较短的时间内，获取较大的信息量，却容易消化吸收，强调“做中学，学中做”，使学生的知识积累和能力提高得以同步进行。把课堂理论教学落实到实处，大大提高了学习效率和效果。
（三）角色驱动教学
角色驱动教学主要是用于激励学生的学习主动性和积极性，这样在提高学习效果缩短知识的掌握周期占很主要的地位。在基础层次教学中主要是以任务驱动教学，并把任务按认知规律分层次进行，学生的角色定位不突出，在应用和创新层面上进行教学时角色驱动和任务驱动的结合就会显现出作用。
在本卓越课程教学中角色驱动主要用于创新型任务驱动教学环节。在机电系统设计教学环节模拟学生走上设计岗位后的工作模式。把学生组合成科研团队或课题组，每个课题组由学生自己担任课题组长，课题组成员之间既分工又合作共同完成设计工作。学生课题原则是通过实践检验的实际课题、涉及的技术问题是典型的机电系统中的关键技术、当前行业中需要解决的技术课题。在设计中学生除了进一步应用理论解决实际问题以外，可以培养科研能力、锻炼工程素质、开拓创新精神以及团队合作能力。教师定期组织课题组汇报、去企业考查学习、引导各个小组成员横向交流等。全面训练学生综合运用本专业基础知识进行机电系统创新性设计的能力。实际的课题和真实的设计要求环境，使学生找到了角色定位，强化了责任感，激发了学习潜能。近年来在这一环节的教学中，学生显现了较高的学习积极性，在设计作品中有不少好的方案和设计。发挥了主观能动性，过去需要三周完成的任务，实施了角色驱动方法后，有的学生两周就完成了设计，而且对知识的掌握更深入，能力和素质提高显著。
对学生的能力评价方面也是对学生起到激励作用的，单一的笔试考核方式不能全面反映出学生对本课程的掌握情况[5]。如果不能采用合适的评价方法，对学生的激励作用也会受到影响。因此要把考核体系也纳入激励机制来考量。为了科学的评价学生对课程的掌握程度，应采取多元化考核方式。重点考察学生解决实际问题的能力和创新能力，才能和卓越课程教学相适应。
四、结论
以科学分析教学主体和教学方法的特点为基础，提出了优化教学内容和教学层次、课堂实验室一体化教学和角色任务驱动相结合的方法，并总结了一套教学体系。经教学实践，优化教学内容和教学层次使教学内容串成具有逻辑关系的一条主线，并以工程实际案例为载体，分层次进行教学，有效缩短了学生的认知路程，角色和任务驱动相结合的方法大大激发学生的求知积极性和角色的责任感，提高了学习效率，证明了所提出的教学方法的科学性和实广价值。
参考文献
[1]宁伟，于永春，杜明.任务驱动教学法在计算机教学中的探索与实践[J].能源技术与管理，2006（01）：102-105.
[2]闫华，汪木兰，朱思洪.《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].中国科技信息，2008（15）：241-242.
[3]张建民.机电一体化系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2012.
[4]郑堤，唐可洪.机电一体化设计基础[M].北京：机械工业出版社，2005.
基金项目：江南大学卓越课程建设项目（2012005）
【关键词】卓越课程 内容精化 一体化教学 角色和任务驱动
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0077-02
引言
随着国家试行卓越工程师培养计划，大学工科教育的课程教学也需要随之变革。具有代表性的课程改革是各高校进行的卓越课程建设。卓越课程是符合国家全面开展在大学工科实行培养卓越工程师人才计划要求的课程模式，在培养模式、教学条件和教学方法等方面具有确定的课程要求。比如需要实行“厚基础、重实践、强能力、彰个性”的培养模式；对师资、教学材料、实践条件、网络资源等全方位的教学条件有要求；教学要采用批判性、互动性教学方法。全方位的教学体系建设强化了人才培养的时代性和实用性，特别适应对于理论实践性强的工科人才的培养。
近年来笔者在机电工程专业的核心课程《机电一体化系统设计》卓越课程建设中，实行新的教学方法往往由于时间的缺乏和习惯的影响效果受到影响。如何解决时间和方法的矛盾成为需要研究的关键问题。本文从教学内容的精化、理论实践一体化教学，促使学生增强学习效率和学习效果，解决了这一矛盾，使得新教学方法成功实施，取得良好的教学效果。
一、卓越课程教学特点
卓越课程的教学特点是把理论教学、实践学习和互动学习全方位的结合到一起营造批判性学习环境，同时采用灵活多样的教学手段。组织形式是以“学生为中心”原则的小范围授课，因此，不管是从资源的配置、师资的配置和时间的配置都大大提升。资源配置是多媒体、立体化的、空间扩大化的向工程实际延伸；师资方面不管是课堂教学、课后辅导、实践训练都需要比传统课程配备更多的师资。在时间配置上，要采用互动交流学习方法，讨论时间要占去三分之一时间，课堂理论授课时间缩短；课后答疑的配置时间是和课堂时间相同，再加课后大作业、实践性环节所需时间，基本上每课后要比传统课程多花2学时。这样就出现了时间冲突的情况，学生面对卓越课程的学习状态和其它课程明显不同，加之学生的学习习惯、状态和思想都需要一定的时间适应和转变。从实践过程中碰到的问题给出的启示，任何一项好的举措能够有效实行，必须要有相适应的实行策略和应对新问题出现的机制。
二、解决方法的提出
要提出解决问题的方法必须分析产生问题的症结。需要对教学过程中的要素进行分析。大体应该从两方面分析，一是主体-教师和学生，二是教学体系。首先分析教师是否在卓越课程的教学中自身从思想观念到教学习惯进行了转变，是否和卓越课程教学的要求和目标相适应；其次，学生的主观意识和学习状态能否和卓越课程要求相适应；最后，教学体系中和时间关联的要素是否制约了新的教学方法的实施。
教师是教学的主导，也是教学改革的施行者，新的教学方法的实施教师是关键。首先是教师对于实施卓越课程建设的认识要深化，对于教学改革的主观能动性和执行力要增强，才能对卓越课程教学的实施起到保证作用。学生在长期的传统应试教学环境下成长的，虽然进入大学学习后，学习环境和方法已经有了和大转变，但是，应试教育长期形成的受众习性还保留很多。比如，课堂内习惯于被动地听教师灌输知识，在实践环节被动地模仿。卓越课程主动批判性学习的要求对学生是较大的挑战，解决这个问题不是一朝一夕能达到的，而是要下猛药。否则，即使有时间也不会有很好的教学效果。另一方面，在教学体系中和时间关联的因素很多，只要需要实施的教学活动都需要时间，比如，教学内容、课外练习、答疑、大作业、实践都需要时间。如果学习效率低下，还会花费更多的时间。
根据以上分析，规划了从三个方面着手解决学生在卓越课程学习中有效利用时间，提高学习效率的问题。第一，必须以研究认知规律为基础，优化教学内容，在全方位教学环境下分层次教学，有利于学生高效率的掌握知识。
第二，营造新型学习环境和教学方法，使学生主动参与学习，改被动为主动，提出一体化教学的思想方法。第三，需要应用有效的激励方法，提高学生学习的自觉性、钻研精神，提高学习效率和效果。提出角色任务驱动法，“任务驱动”是实施探究式教学模式的一种常用教学方式[1]，即把学生放在特定的角色，完成特定的任务，调动学生积极性和责任感，学习效果显著。在这三个方面经过几年的教学实践，经不断地改进收到了很好的效果，缩短了时间还提高了效果。
三、教学方法实践及效果
在卓越课程教学过程中，针对教学效率问题，主要实践了采用了优化教学内容和教学层次、课堂实验室一体化教学和角色和任务驱动相结合的方法，取得了较好的效果，并总结了一套教学体系。
（一）优化教学内容和教学层次
根据卓越工程师教育培养的要求，针对课程具有的综合和理论联系实际的特点，在教学内容上突出“系统化”、“工程化”。教学内容系统化是充分分析课程内容之间的结合点，将内容有机地串在一起形成一条主线，在相对独立的知识点之间找到必然的逻辑关系。教学内容工程化是将教学内容以工程实际系统作载体进行案例教学，课堂理论教学以该工程案例做理论知识点的载体；在实践环节以该工程案例的实际形成方法进行教学；在创新性教学环节中以该工程案例为基础进行实际工程系统的创新设计进行教学；这样形成了有序的分层次深化的教学进程，在有限的教学学时内达到教学目的。在教授的《机电一体化系统设计》课程中根据课程特点，学生需要具备机电专业的基本理论知识和一定的分析、动手能力[2]。教学层次可以分成三个层次，第一层次是课堂理论教学和分解知识训练，第二层是实际系统设计编程训练，第三层是专业化设计训练。三个层次都和深化理论和加强实践能力培养相关，训练的力度是递进深化的。 教学内容的优化带来了教学形式的系统化和工程化。课堂案例知识点，课后课题一条线。课堂教学以案例的剖析给学生展现重要的知识点，课后学生以完成一个典型课题为线索，把知识点贯穿于机电系统设计，知识点就像一个个珍珠，课题就如同穿珠的线。比如，机电一体化系统的五大结构要素[3][4]中各包含多个知识点，课堂以典型的机电系统位置伺服系统作案例，分五大结构要素剖析知识点，而学生课后必须按课程进程完成该机电系统设计，当教学内容完成，设计课题也完成了。这样把教学内容贯穿于课题，使学生学有所用、即学即用，激发学生的学习热情和自觉性，对知识点的掌握更快和扎实。
（二）一体化教学模式
在工科专业课程教学中，过去大多也是课堂理论教学为主，学生接触实际或动手动脑的时间少，课堂内“闭门造车”。一体化教学就是把课堂理论教学和实验室实践教学融为一体。必要时把课堂搬到实验室，结合实际学习理论知识。另外，学生除了完成课上规定的实验外，还可以在课后自由安排进入实验室做实验、做一些大型的设计类实验和课外科技活动，培养和提高学生的动手能力与创新能力。比如“机电一体化系统设计”课程需要能够支撑卓越培养计划的特色实验室，如数控中心、工业自动化中心、机器人创新实验室等。如果把课堂移到各特色实验室进行理论联系实际的教学，有利于学生对机电系统各个环节快速地从感性认识上升到理性认识，缩短理论到实践的跨越距离，必然会起到事半功倍的效果。学生在实验室可以从系统的结构特征入手，进而掌握原理和基础理论，再了解系统设计方法，边看边学，边干边学，使学生在较短的时间内，获取较大的信息量，却容易消化吸收，强调“做中学，学中做”，使学生的知识积累和能力提高得以同步进行。把课堂理论教学落实到实处，大大提高了学习效率和效果。
（三）角色驱动教学
角色驱动教学主要是用于激励学生的学习主动性和积极性，这样在提高学习效果缩短知识的掌握周期占很主要的地位。在基础层次教学中主要是以任务驱动教学，并把任务按认知规律分层次进行，学生的角色定位不突出，在应用和创新层面上进行教学时角色驱动和任务驱动的结合就会显现出作用。
在本卓越课程教学中角色驱动主要用于创新型任务驱动教学环节。在机电系统设计教学环节模拟学生走上设计岗位后的工作模式。把学生组合成科研团队或课题组，每个课题组由学生自己担任课题组长，课题组成员之间既分工又合作共同完成设计工作。学生课题原则是通过实践检验的实际课题、涉及的技术问题是典型的机电系统中的关键技术、当前行业中需要解决的技术课题。在设计中学生除了进一步应用理论解决实际问题以外，可以培养科研能力、锻炼工程素质、开拓创新精神以及团队合作能力。教师定期组织课题组汇报、去企业考查学习、引导各个小组成员横向交流等。全面训练学生综合运用本专业基础知识进行机电系统创新性设计的能力。实际的课题和真实的设计要求环境，使学生找到了角色定位，强化了责任感，激发了学习潜能。近年来在这一环节的教学中，学生显现了较高的学习积极性，在设计作品中有不少好的方案和设计。发挥了主观能动性，过去需要三周完成的任务，实施了角色驱动方法后，有的学生两周就完成了设计，而且对知识的掌握更深入，能力和素质提高显著。
对学生的能力评价方面也是对学生起到激励作用的，单一的笔试考核方式不能全面反映出学生对本课程的掌握情况[5]。如果不能采用合适的评价方法，对学生的激励作用也会受到影响。因此要把考核体系也纳入激励机制来考量。为了科学的评价学生对课程的掌握程度，应采取多元化考核方式。重点考察学生解决实际问题的能力和创新能力，才能和卓越课程教学相适应。
四、结论
以科学分析教学主体和教学方法的特点为基础，提出了优化教学内容和教学层次、课堂实验室一体化教学和角色任务驱动相结合的方法，并总结了一套教学体系。经教学实践，优化教学内容和教学层次使教学内容串成具有逻辑关系的一条主线，并以工程实际案例为载体，分层次进行教学，有效缩短了学生的认知路程，角色和任务驱动相结合的方法大大激发学生的求知积极性和角色的责任感，提高了学习效率，证明了所提出的教学方法的科学性和实广价值。
参考文献
[1]宁伟，于永春，杜明.任务驱动教学法在计算机教学中的探索与实践[J].能源技术与管理，2006（01）：102-105.
[2]闫华，汪木兰，朱思洪.《机电一体化系统设计》课程教学改革的实践[J].中国科技信息，2008（15）：241-242.
[3]张建民.机电一体化系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，2012.
[4]郑堤，唐可洪.机电一体化设计基础[M].北京：机械工业出版社，2005.
基金项目：江南大学卓越课程建设项目（2012005）