一种基于并行工程理的教学方法——并行教学法

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摘 要 ：系统地研究各专业课程的内容及内容相关性,设计出具有明确教学目的和工程背景的教学节点,以点带面地实施并行交叉教学,使学生通过主动求知、生动认知完成整个专业课程学习的系统教学方法即并行教学法.它是一种基于并行工程理论的教学方法,本文不仅提出了这种教学方法,还介绍了并行教学法的组织框架与实施步骤.

关 键 词 ：并行工程理论；并行教学法；专业课程

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）01-0128-02

传统的课程教学通常是按照课本章节顺序从前往后进行的,即串行教学.课本的编撰逻辑直接影响了教师的教学过程,进而间接影响了学生的认知过程.逻辑性越差或连贯性越差,教学过程就越离散,学生对课程内容的理解与掌握就越肤浅,缺乏结构性和系统性,时间长了也就容易忘记.可见,选择好的课本是多么重要.然而,纵使课本逻辑性好、内容连贯,以传统的串行教学授课仍存在一些固有的弊端.因此,改革传统的串行教学方法成为教改的重要课题之一.

并行工程在教学中的延伸

学校是灌输知识的地方,学生从入校,到离校,完成了从无知,到有知的转变,也完成了从无社会价值,到有社会价值的改造.为了给社会培养出知识全面、理论扎实、应用能力强的学生,学校会在课程设置、教学手段、师资队伍等方面不断完善和改进.工厂里的产品从毛坯入厂,到成品出厂,需要经历概念设立、结构设计、工艺设计等开发环节以及成型制造和质量控制等生产环节,才会获得富有市场竞争力的商业价值.在这一点上,学校与工厂是相通的.学生如同学校制造的“产品”,需要经历在专业领域里学科概念化、知识结构化的“设计开发”以及个人能力锻炼和价值挖掘的“定型加工”.在这里,教师就是“产品”开发人员,社会就是“产品”面向的用户.既然如此,在产品制造领域广泛应用的并行工程方法是否也能应用于学校教学呢?

并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）的系统方法.这种方法要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求,并强调各部门的协同工作,通过建立各决策者之间的有效的信息交流与通讯机制,综合考虑各相关因素的影响,使后续环节中可能出现的问题在设计的早期阶段就被发现,并得到解决,从而使产品在设计阶段便具有良好的可制造性、可装配性、可维护性及回收再生等方面的特性,最大限度地减少设计反复,缩短设计、生产准备和制造时间.并行工程的这些先进性和优越性特点使其技术非制造领域也逐步拓展和外延.

并行教学方法的原理

基于并行工程的原理,结合学习认知的规律,笔者提出一种基于并行工程理论的教学方法,即并行教学法.这种教学方法以学生为关注对象,结合教学任务和目标,根据专业发展及社会需求设置课程,通过设计教学节点（如课题、项目）关联起同一课程的前后章节或者不同课程的相关内容,从而以点带面地实现一科课程内容的并行教学和多科课程内容的协同教学.同时,通过建立有效的管理信息平台,完善并行教学的沟通、反馈、监督、管理和控制,实现系统教学,并最终培养出知识掌握扎实、应用能力强的学生.

并行教学的最大特点是通过设计教学节点（如课题、项目）实现专业课程的并行教学和协同教学,使学生在解决工程问题过程中更加主动和生动地掌握基本概念和基础知识,培养出良好的工程素养和综合应用能力.教学节点是根据教学大纲要求掌握的知识点对课程进行分解和重组打包,以工程案例为载体而设计的具有特定教学目的的课题或项目.每一个具体的课题都会应用到课程中的某些具体概念和知识,每一个具体的项目也都需要引入某些具体课程中的相关内容,如图1和图2所示.教学节点的大小决定了教学内容的多少,教学节点的难易决定了教学内容的深浅.若干个教学节点贯穿起了课程教学的全过程,按从简单到复杂、从浅显到深入的逻辑顺序排列,从而覆盖教学大纲规定的全部内容.

并行教学方法的实施

(一)建立并行教学的框架

并行教学组织机构可划为三个层次：第一层是管理层,由教务、教学、教研及督导等相关部门及专业学术机构的主要负责人组成,负责教学大纲、教学计划、教学监督、教学质量和教学人员等重大决策与日常管理工作,组织和指导教学人员按照并行工程的方法完成教学任务,保证学生的各门课程协同、并行、一体化教学.第二层是执行层,由教学人员组成,按照学科分类和课程关联度又可分成不同的教研室或教学小组,在管理层的组织和指导下,依照并行工程的原理与方法,实施并行教学.第三层是支撑层,就是开发一个实现并行教学的管理信息平台,将所有与教学有关的信息和过程集成在一起,为并行教学提供一个集目标管理、进度监控、调查反馈、信息集成和知识共享的工作环境,保证参与并行教学人员之间的协调活动能正常进行.

(二)实施并行教学的步骤

首先,根据专业培养目标科学合理地设置专业课程.科技发展推动着各种专业技术快速更新,为了培养出适应社会需求的专业技术人员,学校的培养目标也应与时俱进、不断更新.围绕着新形势下的专业培养目标,学校应科学合理地选定专业课程.一方面,课程设置应注重基础、突出特色、贴近需求,使学生掌握的专业知识是基本的、适合的、应用性的；另一方面课程设置应注重关联、互相补充、集成一体,使学生掌握的专业知识是相关的、系统的、结构性的.

其次,基于并行工程方法制定课程教学大纲和教学计划.通过对专业课程进行分解和重组,教学内容得以整体优化和系统集成.一方面,对于单科课程,改变传统的串联（即第一章讲完才讲第二章）授课方式,采取“课题驱动、按需教学、不用不学”的一体化授课方式.通过不断地抛出问题并解决问题,不仅能培养学生分析和解决专业技术问题的能力,还能在学生主动求知的过程中完成课程的教学内容.实际上,在课程教学全过程中,大处以完成课题推进,小处遵循认知规律；课程后面章节内容可能因解决问题而需要提前学习,如此反复而使课程的内容前后贯穿、综合交叉.另一方面,对于多科课程,改变传统的分散独立、缺少融合的授课方式,采取“项目捆绑、统一进度、同步教学”的一体化授课方式.通过设计教学节点（如项目）将多科具有逻辑相关性的课程捆绑在一起进行并行教学,使课程内容横向贯穿、并行交叉.基于以上并行工程方法,制定课程教学大纲和教学计划.

最后,根据教学计划实施并行教学,由各个教研室或教学小组各自安排自身的工作；同时依据教学管理信息系统,接受统一的管理,定期或随时反馈教学信息并对出现的问题协调解决.例如,通过系统对学生学习成绩进行分析,了解教学效果和教学质量；通过学生与教师、教师与教师在信息平台上的交流,了解课程内容的疑难点,等等.这些反馈与信息都将指导和改进后期教学.

综上所述,并行教学法应用了产品设计与制造技术——并行工程技术的先进理念,可实现专业课程一体化教学,有利于营造出学生主动求知和生动认知的教学环境,使学生在解决工程问题的过程中,既掌握了专业基础知识,又培养了工程素养和应用能力.