多主体交互式教学模式在自动化专业课程教学中的研究与实践

弋英民 刘涵 钱富才

[摘要]针对目前传统理论教学主导的教学模式，提出基于多主体的交互式教学模式。建立以理论教学（教师）、学生、实践性环节培养等多主体的教学方式，在多主體之间建立交互式的教学信息互动模式。以西安理工大学自动化专业课程教学为应用背景，介绍了多主体交互式教学模式的含义、实施方法、实施效果及建议。

[关键词]多主体；交互式；实践性教学

[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1005-4634(2012)01-0068-03

1多主体交互式教学模式的概述

1.1背景与目标

交互式教学是目前西方所普遍采用和推崇的一种教学模式，它不仅有助于营造启发学生动脑思考的良好氛围，调动学生自主学习的积极性，提高教学效率，而且有助于培养学生的创新意识和合作精神。在课堂教学中为了实现交互式教学目标必须遵循以下原则：主体性原则、自主性原则、合作性原则、策略训练原则、激励性原则、评价性原则。鉴于传统教学中重理论、轻实践，重教师教学、轻师生交流的教学模式，教学内容集中于原理、公式，课程与实践应用相互独立等实际问题[1]，根据西安理工大学培养高素质应用型人才的目标，研究和实施多主体交互式教学模式，其目的是坚持理论教学与工程实践相统一，培养学生学习兴趣，建立理论教学与培养学生工程实践应用能力并举的模式，使理论教学发挥作用，使实践教学环节来源于理论教学又不依附于理论教学，达到学生获取知识、培养能力的最佳效果。

1.2含义与特点

多主体交互式教学模式如图1。多主体是指3个主体：理论教学主体（教师）、学生主体、实践教学环节主体。多主体交互式教学模式是指每个主体可以接受来自其他所有主体的信息，并根据接受的信息对主体获取的信息进行补充和修正。3个主体接受信息的过程如下。

1）理论教学主体（教师）。教师的教学信息来自3个方向：一是教师本身的教学，包括教师自身教学信息的继承、教学经验的积累和自身教学水平的提高；二是学生信息，包括学生课堂教学效果的反馈、课后答疑等；三是来自实践性教学环节，通过教师参与实践性教学，在理论接受实践的检验后修正理论教学。

2）学生主体。根据学生为主体的教学思想[2]，学生信息主要是指学生获取知识的过程，它来自3个方向：一是教师教学获取的知识；二是学生自学获取的知识和自身知识的累积；三是通过实践性教学环节获取的知识。

3）实践教学环节主体。实践性教学环节的主体是指导实践性教学的老师，实践性教学的提升主要来自3个方向：一是理论教学教师的理论指导，把握教学大方向；二是学生，通过实践性教学，提出符合学生特点和兴趣的实践性教学内容和方式；三是实践性教学主体本身，通过实践性教学环节本身，提升自己的指导水平。

多主体交互式教学具有主体性强、实践性、实用性的教学特点。一是多主体交互式教学模式不同于一般的交互式教学模式，实践性教学学时比例的增大，可以放大主体教学学时，适合自由、开放式安排教学学时；二是实践性。实践性教学环节的增多体现了教学与科研的结合，有利于高校实践性教学环节的开展，将教师的科研渗透到本科教学中，实现科研与教学的互补效果。三是实用性。根据学生兴趣爱好，将符合实用性的项目开发作为实践性教学内容加入到教学环节中。

2多主体交互式教学模式的操作方法

多主体互动式教学区别于传统的互动式教学，传统的互动式教学多受时间与空间的限制，多数还宥于小教室和一节课中。而基于多主体交互式教学模式的特点和教学要求，理论教学、学生、实践性教学环节培养在空间上都是主体，在时间上主体间进行交互，使它具有向多维空间和时间发散的可能和优势[3]。基于多主体的交互式教学模式贯穿于课堂的理论教学、课后的问题交流、课外的实践性教学环节中，对课程体系的构建和教学内容的安排产生着影响。同时，多主体互动式教学也要求以适当的课外师生互动相配合。从时间和空间上不局限于课堂，从交流手段上不局限于面对面的交流，在具体实施中可以采用多种有效的方式和方法。基于多主体交互式教学模式的对策包括以下几个方面。

2.1创建多主体交互式教学模式的教学条件

1）改变传统实践性教学环节依附于理论课程的教学模式，增加实践性教学环节的学时比例。传统的教学模式是理论课程附带少量学时的实验环节，特点是实验环节完全按照理论课程设计，内容相关性很高，教学过程中理论教学与实验教学在时间上完全融合在一起。基于多主体的交互式教学模式体现主体的主动性和主体间信息的交互作用。因此西安理工大学自动化专业培养在学时安排上，将实验独立安排，将实践性较强的《检测及传感技术》、《DSP原理及应用》、《过程控制及自动化仪表》、《计算机控制技术》、《信号与系统》等课程设立专门的实践性教学环节，实践性教学环节不依附于理论教学，是独立于理论教学的实践课程，但又来源于理论课程，课程内容设计上留给学生足够的创新空间[4]。

2）在师生交流途径和手段上的革新。传统的教学模式主要是针对相关理论课程安排学生固定的答疑。基于多主体交互式教学模式采用多途径、自由交流的方式。在师生交流途径上开设自动化专业教授讲座，现场交流，课堂实时互动，通过网络QQ自动化群建立网络论坛，在实践教学环节中针对难题的讨论交流模式，实现了互动的主体性、及时性和针对性。

3）设计有针对性的实践性应用课程。设计有针对性的实践性课程的目的是为了发挥学生获取知识的主体性[5]。西安理工大学自动化专业制定了自动化综合实验计划，以面向工程应用的实践性项目作为课程内容，按照实践性课程的内容来源于理论课程又不依附于理论课程的原则，使学生在完成小项目的同时完成实践性应用课程。

2.2多主体互动式教学实施中采用的方法

基于多主体交互式教学模式在具体实施中，采用调动主体积极性，建立主体间信息交流环境，完善主体知识结构的教学方法。最终达到的目标包括：理论教学主体（教师）主要完成理论教学方法的革新、教学内容的更新；学生主体主要实现学生学习潜力的挖掘，达到最佳教学效果；实践教学环节主体主要是为了达到理论工程实践应用的目标。

1）教师与学生交互的主要途径有：第一，多媒体案例分析。多媒体案例分析是指以教师为主体，组织学生对事先制作好的集声、像、图、文于一体的多媒体案例，进行阅读、思考、分析、讨论和交流。通过这种方式提高学生分析问题和解决问题的能力，以加深学生对基本原理和概念的理解。多媒体案例分析的使用既推动了教学形式和内容的和谐统一，又有利于师生互动和学生主体作用的发挥。第二，专题讲座。给定一个专题，让学生事先收集、准备大量的资料，并加以整理形成自己的观点，在课堂上以讲演的方式把各自的观点表达出来。通过学生间的互相问答，教师的点评总结，最终形成对热点问题的正确认识。第三，提问式。老师不断向学生就讨论提出问题，要在不断提出问题的过程中， 促使学生不仅会回答问题，更要学会注意问题、发现问题、并以适当的方式提出问题，表述自己对问题的理解，以提高学生思考与表述的能力。第四，网上互动。学生可以通过邮箱或者QQ 群向教师倾诉，寻求帮助。教师也可以随时随地了解学生的所思所想，选择比较集中的问题，给同学集体解答。

2）教师与实践教学环节交互的主要途径有：一是以教师为主体与负责实践教学环节的老师共同制定实践教学的大纲和教学内容。实践教学环节的教学大纲和内容来源于理论课程，但又不依附于理论课程；二是教师参与实践教学环节的指导。实践教学环节由理论教学老师和实践教学环节的老师共同指导，通过将理论的工程应用，理论既指导了工程实践应用，同时又实现了理论的形象化和实物化；三是根据实践教学环节的反馈，更新理论教学内容。教师在指导实践教学环节的同时，也反映理论的不足之处，弥补理论教学内容，加深理论教学内容的理解，延伸理论教学内容。具体实施中，将理论课老师和专职实验老师进行组合，共同制定实践教学内容和自动化综合实验计划。实践性课程完成后，将各实践性环节学生选课次数进行排名和打分，综合学生提出的建议更新下一届的实践性教学内容。

3）学生与实践教学环节交互的主要途径有：师生在实践性应用项目的设计和完成过程中讨论、交流进行交互。交互的目的是促进教师设计合理的实践性应用项目，学生通过实践性应用项目获得更好的教学效果。这里实践性应用项目包括3类：一是学生主体型，自主设计实践性教学应用项目。通过学生与教师多途径的交流和信息获取，充分调动优秀学生的创新型思维，发挥学生的主体性作用，教师作为辅助指导，设计符合学生兴趣的新颖、灵活的实践性应用教学项目。这类实验内容约占自动化综合实验计划的25%；二是教师主导型，由教师设计实践性应用项目。教师通过教学中与学生的交流，由教师按照专业培养目标设计有针对性的实践性应用项目，项目设计体现趣味性、实用性和全面性。这类实验内容约占自动化综合实验计划的50%；三是共同设计型，由师生共同参与设计实践性应用项目。由教师和学生根据专业培养目标和学生的兴趣共同设计实践性应用项目。这类实验内容约占自动化综合实验计划的25%。

3多主体交互式教学模式效果评价与建议

按照设计的多主体交互式教学模式，在西安理工大學自动化专业进行阶段性试点。根据试点的总结，多主体交互式教学模式达到了较好的教学效果。近5年来，自动化专业学生参加各级各类科技创新竞赛750余人次，获奖300余人次，其中校级以上奖励85项，全国大学生电子设计竞赛国家二等奖2项，“挑战杯”全国大学生课外学术作品竞赛一、二、三等奖各1项，全国大学生数学建模竞赛一等奖、二等奖各1项，中法信息科学SCILAB科学计算自由软件设计竞赛全国一等奖1项，“飞思卡尔”智能车大赛全国三等奖，承担国家大学生实验创新计划9项。学生发表学术论文45篇，申请发明专利、软件著作权等知识产权项目21项，先后有37人次参加国内、国外学术会议。

对于多主体交互式教学模式的推广，综合在西安理工大学自动化专业的试点，为取得更好的教学效果，可从以下几个方面重点考虑。

1）摒弃重理论、轻动手的传统教育思想，提高实践性教学的地位。树立融知识传授、能力培养和素质教育为一体的思想观念，摒弃过去那种关起门来按部就班培养“学究式”人才的办学模式。由学校教学管理部门教务处对实践教学进行宏观管理，制定相应的管理办法和措施，建立一个适应当地经济和社会发展需要、符合高校教育规律的实践教学体系。

2）调整专业培养计划，提高实践性教学内容。首先要调整专业的培养计划，完善教学大纲。将专业教学中的理论部分从内容上适当简化，从教学时间上适当削减，将理论教学渗透到实践性教学中，保证实践课的教学时数。据国内外教育的经验，实践性教学在全专业所有课程的总课时中应占50%的比重，也就是做到理论课与实践课的比例原则上为1∶1；在专业课程中所占比重应在60%以上。注重教学的组织、内容及方法的改革，充分反映学科发展，以求把“知识、能力、素质”的培养熔于一炉，真正发挥实验课在提高学生操作技能、创新能力以及培养学生严谨求实工作作风中的作用。

3）建立和完善实践性教学体制，拓宽实践性教学手段。从校、院、系三级来加强实践教学的科学化规范化管理，建立实践教学制度管理，制定实践教学管理文件，如实践教材管理制度、实践性教学监督检查制度等。实践性教学环节的实施是开展实践性教学的基础，是提高实践性教学质量的前提，可以通过一些途径来实施：课程实验、专业实习、课程设计、毕业设计、毕业论文、模拟实习、校内外的实训基地、各类各级科技竞赛、参与科技项目、校内外科技合作以及国际间的交流合作等。

4）创新实践性教学环境，改善实践性资源的建设条件。实践性教学环境的创造应包括实验室建设、科研基地建设以及各类创新性平台的建设。要注重合理配置资源，努力为实践教学创造一流的物质条件。实践性教学资源还包括实践教材和配套软件的建设，要逐步减少验证性实验，建立工程训练、小项目训练实训基地，设计一些创造性实验来发挥学生的主观能动性。

5）培养一支“多主体”并行发展的实践性教学师资队伍。在多主体交互教学模式中，要建立教师带研究生（包括博士生和硕士生），研究生带本科生的辐射状帮带模式。就实践教学来说，首先要建立一支扎实的实践性教学队伍。通过学校建立的青年教师下企业锻炼计划，培养一批“双专”教师。具体说就是要具备从事理论教学素质和工程开发能力的“双专”师资队伍。通过项目带动、研究生参与，培养一批工程开发能力强的研究生协助指导的帮带群体，从而形成教师主导、研究生辅导、本科生参与的辐射状帮带指导教学模式。

6）构建交互式实践性教学的评估评价体系。科学地评价和考核，是促进实践教学达到最佳效果的关键。基于多主体的交互式教学模式的评价要兼顾教师、研究生、本科生互动参与的机制，教学中是多主体正向指导，在评价中形成多主体逆向评价，即本科生评价研究生和教师，研究生评价教师的负反馈机制。构建实践教学评估体系要根据应用型教育人才培养对基本实践能力与操作技能、专业技术应用能力与专业技能、综合实践能力与综合技能提出的要求，制定切实可行的实践教学评估体系，从而确保实践教学质量，促进学生实践技能的真正提高。

参考文献

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[5]徐长福.理论思维与工程思维—两种思维方式的僭越与划界[M].上海:上海人民出版社,2002:198-230.