课题式教学方法在专业创新模块中的应用案例分析*

陈智娟 吴启斌 赵向阳 王蒙蒙

1.河南工学院车辆与交通工程学院，河南 新乡 453003；2.河南工学院机械工程学院，河南 新乡 453003

为适应工业革命4.0的快速发展，2017年以来，教育部积极推进“新工科”建设［1］，要求高校重实践、跨学科，把创新创业教育贯穿人才培养的全过程，持续改进创新人才的培养目标、培养方案、课程体系和教学要求，以工程教育的中国模式，应对新一轮科技革命与产业变革。据此，部分高校在人才培养方案中增加了专业创新模块，旨在激发学生对专业知识的学习兴趣，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，引导学生创新实践，提升学生的工程实践能力和创新能力。

一、课题式教学方法实施的必要性和可行性

课题式教学方法是一种研究学习型教学方式，是指教师以课程学习重点和难点为基础，以实际生产需求为依托，设计出某一研究课题作为教学内容，组织学生以团队合作的形式，开展自主探索式学习，以期在综合应用知识的基础上创新解决实际问题的教学活动［2］。

（一）课题式教学方法实施的必要性

就教师教学而言，课题式教学方法为“以研促教”夯实了基础。高校教师的科研课题来源于实际生产的需求和对行业发展趋势的研判，开展科研活动需利用科学的方法和理论分析问题、解决问题。科研过程中采用的新方法、实验新成果、行业领域发展新趋势均能够指导教学过程，真正实现理论与实践的结合，开阔学生对专业的认知，培养学生善于观察生活、敏锐洞察事物发展原理的能力。

就学生学习而言，课题式教学方法提升了其综合应用能力和创新能力。某一课题的研究融合了多学科的方法与理论并进行创新，迎合了“新工科”对学科的实用性、交叉性与综合性的强调［3］。同时，鼓励学生参与到课题研究，能够督促学生全面掌握专业理论知识，提升其查阅文献、探求真理的品质［2］，符合新时代对高素质复合型人才培养的要求。

（二）课题式教学方法实施的可行性

“新工科”背景下，高校人才培养方案中专业创新模块的设置，其一是为了检测学生对专业知识综合应用的能力，其二是为了培养学生基于专业知识的创新意识和创新能力。在专业创新模块开展课题式教学，让学生参与到科研课题中，能够激发学生主动学习的积极性，辅助学生建立知识构架，发散思维。

汽车行业涉及领域较广，可分为汽车前服务、汽车生产制造和汽车后服务，每一部分都有较为广泛的研究课题设计范围，且具有较强的综合性和实践性，与课题式教学方法理论相统一；汽车行业是各种先进科技成果的集中营，以“安全、环保、共享、智能”为主题的发展方向，有待更多的创新技术的支持，为开展课题式教学创造了更广阔的空间。

图1 汽车行业领域划分

以汽车服务工程专业人才培养方案为例，专业创新模块的先修课程包括《大学生创新基础》、《创新思维训练》、《数学逻辑思维创新》、《机械设计创新》等创新基础课程和学科创新课程，初步培养了学生的创新意识；专业创新模块安排在第6学期，学生已具备了必要的专业知识素养，能够达到专业课题研究的认知水平，为开展课题式教学奠定了基础。

二、课题式教学方法实施思路与方案

依据一般科研课题的推进步骤，以汽车服务工程专业学生为研究对象，在其专业创新模块中，将课题式教学过程划分为“确定研究课题、管理研究过程、评价研究成果”三大阶段。

（一）研究课题的确定

汽车后服务是汽车服务工程专业人才主要的研究领域，新时代共享经济背景下的“共享汽车”属于汽车租赁服务中的一种，为人们的出行带来了方便与快捷。随着各平台纷纷加入共享汽车潮流，运营过程中呈现出了网点布局、车辆投放数量、借还车点、车辆调度等问题。在课题式教学过程中，考虑到学生出行的安全和获取数据的方便性，将区域内共享汽车问题简化为校园内共享单车问题，即研究课题确定为“校园内共享单车使用特征分析及调度方案设计”，旨在解决实际问题的过程中培养学生分析问题、收集和分析数据及综合应用的能力，提升学生团队合作意识、创新创业能力。

（二）研究过程的管理

在实施课题式教学过程中，要充分发挥教师的指导和引领作用。按照科研课题组完成科研项目的过程，教师需完成以下课题研究过程管理：一是组建“科研团队”。基于对学生学情的全面分析，结合学生自身特点，将不同特长、不同知识经验背景的同学组成一个团队，以期通过小组讨论与交流，实现能力差异互补。二是联系实际，剖析问题，培养学生追溯问题源头的品质。本案例是在对校园内共享单车使用特征分析的基础上，给出科学合理的调度方案，其中使用特征包括个人属性特征及出行特征；设计调度方案需考虑区域划分、供需不平衡度和区域间调度效率等因素。三是查阅文献，优化确定解决方案。针对问题剖析结果，教师应根据课题领域研究成果，要求团队分类查找查阅并整理必要的文献；全程跟踪团队进展，定期参与小组讨论，把握研究课题进展方向，确保方法方案的可行性。最终确定为利用SPSS分析使用特征，并将调度问题转化为运输问题，构建产销平衡模型，使用伏格尔法进行求解。四是构建技术路线图，确定研究框架和研究方法，框定研究内容。五是实施研究过程，定期检查与汇报研究进展。督促团队按照规定的时间节点完成对应的课题研究工作，培养学生守规则和时间的理念。

（三）研究成果的评价

课题研究成果的评价包括“科研团队”成员的自我评价和教师对课题研究过程的综合评价。

自我评价过程是团队成员对课题研究过程综合反思、归纳和演绎的过程，有利于评价者全面了解自己获取信息的能力、综合应用知识的能力以及沟通能力，提升对自我的认知；有利于评价者构建和梳理知识架构，巩固专业知识理论，激发新的创新点；有利于评价者发现自身不足，为后续学习指明方向；有利于激发评价者全面掌握专业知识的兴趣，同时也是教师进行综合评价的参考。

综合评价是教师对“科研团队”成员在课题研究过程中的表现给予的肯定或质疑。课题研究任务的完成，需投入大量的精力和非课堂时间，因此，教师在对课题研究过程进行综合评价时有必要通过物质奖励或荣誉奖励，提升学生参与课题研究的积极性，从而为顺利推行课题式教学方法夯实基础，提升教育教学质量；研究成果的汇报在一定程度上考察了学生对问题的归纳总结能力和语言表达能力，亦是综合评价指标之一。

三、课题式教学方法实施效果分析

（一）激发学习兴趣，增强自主学习意识

课题式教学过程摒弃了传统的“填鸭式”教学模式，采用师生互动、生生互动等多元互动形式，将科研课题研究思路与方法、学科前沿动态、行业领域最新成果渗透到课堂教学中，强烈激发了学生的学习兴趣。在课程伊始便提出与实际生产需求相关的实际问题，明确了学习目标，为学生进行自主探索式学习指明了方向，增强了其主动学习意识。

（二）增强综合应用能力，提升综合素质

科研课题的研究不仅需要融合多学科专业知识，构建新的知识架构，还需要“科研团队”按照分工合作的方式，完成文献查阅与整理、数据调查与分析、研究方法论证、撰写研究报告、课题答辩与评价等工作。以课题为导向的教学过程，既锻炼了学生对理论知识的综合应用能力，也为学生之间进行有效沟通、协同组织与配合搭建了平台，促进其综合素质的提升。

（三）以研促教，以教带研，增强教科研水平

课题式教学方法的应用要求教师要紧跟行业发展趋势，及时掌握学科发展动态，这样才能够提出有价值的科研课题；实施过程中，才能够指导并确保研究方向的准确性，以科研促进教学，提升教育教学水平。课题式教学过程中，教师全程跟踪并参与小组讨论，思维碰撞过程中就有产生新的科研课题的可能，以教学带动科研，增强教师科研能力。

四、结语

综上所述，基于专业创新模块课程的重点和难点，以实际生产需求为依托，采用课题式教学方法，改变了传统教学模式中以教师为主体，以学生为客体的灌输式教学方法，激发了学生的学习兴趣，提高了其主动学习的积极性；课题式教学过程中，实现了学生小组分工协作、深度探讨、发散创新的学习模式，促进了学生的全面发展，综合素质的提高。

本文仅以一项研究课题为例，分析了课题式教学方法在专业创新模块中的应用。实际实施过程中应提出多个研究课题供不同“科研团队”选择，且研究成果形式不限，可以为科技论文、专利发明、调研报告、实施方案等，尽可能的为学生提供更广阔的创新空间。