电气与自动化类专业《创新方法与科技论文写作》教材改革探索

李 勇,胡立坤,刘 辉

(广西大学,广西 南宁 530004)

一、前言

创新方法、文献检索和论文写作是工科类专业本科生、研究生开展科研工作的必备技能,也是提升其创新能力和科研能力的重要内容。在电气与自动化类专业本科高年级和研究生一年级开展“创新方法与科技论文写作”课程是学生顺利开展科研工作的重要入门课。通过该课程介绍科研创新思路、文献检索方法与途径以及学术论文写作的全过程,能够为其后续的科研工作以及将来走上工作岗位打下坚实的基础,对于电气与自动化类专业本科生和研究生的培养具有重要的意义。

当前,已有众多高校开设了“创新方法与科技论文写作”的相关课程,并编写了一些相关的教材、参考书目,但是目前现有的教材仍存在专业针对性不强、网络资源不足、专业相关案例欠缺、创新方法论述不够、课程思政内容缺失、内容繁杂不利于短学时授课等问题,无法满足本学科学生实际科研工作的需求,对提升电气与自动化类专业本科生、研究生的创新能力和科研能力未能起到预期作用。因此,结合电气与自动化类专业的特点和当代本科生、研究生的特色,针对“创新方法与科技论文写作”课程进行教材改革十分必要。

二、面向电气与自动化类专业的《创新方法与科技论文写作》教材的现存问题

“创新方法与科技论文写作”是一门融理论、方法、实践于一体的基础课程,因其重要性突出,清华大学、上海交通大学、燕山大学、江苏大学、湖南科技学院等不同层次和不同类型的高校均开设了这门课程,具有覆盖学科专业多、受众面广的特点。王永岗等学者[1]指出“科技论文写作”课程旨在培养学生有理有序撰写科技论文的能力,涵盖独立发现问题、分析解决问题、总结与表达问题等诸多层面,对于其树立逻辑思维判断理念、增强严谨的科学研究态度亦有重要促进作用。

与此同时,市面上已出版多个版本的配套教材,如:吴勃编著的《科技论文写作教程》[2]、王细荣编著的《文献信息检索与论文写作》[3]、邓发云编著《信息检索与利用》[4]、戴起勋等人编著的《科技创新与论文写作》[5]等,这些教材的内容体系尚待进一步完善。其中,李振华编著的《文献检索与论文写作》[6]结合了计算机专业的特点,并且得到了多所高校的使用,说明了结合专业特点的教材具有可行性。但该教材的内容体系及实际案例并不完善,而且对于电气与自动化类专业并不是非常的匹配。这些教材作为“创新方法与科技论文写作”课程通识性教材的代表在电气与自动化类专业的教学实践中,逐渐显现出以下问题。

(一)专业针对性不强,缺少电气与自动化专业相关案例

通过对比研究现有的《创新方法与科技论文写作》通识性教材,可以发现其对电气与自动化类专业的文献检索方式未能进行针对性指导;在电气与自动化类专业的论文写作方法和框架上,没有很好地结合专业特点与专业科研内容;对科研阶段关注的文献和重点方面也存在针对性不强的问题。从电气与自动化类专业的科研实践出发,本专业更加注重国际顶级会议的文献,注重相关案例的研究,与之匹配的文献检索方式与论文写作方法、框架具有突出的专业特点。现有的通识性教材在内容上无法满足电气与自动化类专业本科生、研究生的创新能力和科研能力所需的要求。

(二)教材结构体系不完善,不利于短学时授课,网络资源缺乏

以吴勃编著的《科技论文写作教程》为例,教材共分为6个章节、49个小节,主要内容包含有科技写作发展史、科技写作理论知识、科技写作语言文字知识、科技论文写作手法、量和单位等的标准运用技巧、科技论文的其他技巧与常识。该教材科技论文写作内容较多,但缺乏文献检索和创新方法等相关的内容。然而,当前学生培养计划中相关课程通常开成一门16-32学时的短学时课程,难以满足教师和学生的相关需求。此外,对于未选课的学生,也需要通过相应的教材自学能够快速掌握创新方法与科技论文写作的核心知识,因此,需要体系更加完善、内容更加精简的教材。在高校课堂教学中,多媒体教学起到了重要的辅助作用,在课堂教学、学生自学、课后复习等环节能够有效提高教学质量与学习效率。因此,通过网络资源的方式为教师、学生提供配套的学习资料就显得尤为重要。当前,现有的科技论文写作教材对网络资源的建设仍存在不足,网络资源内容少、更新慢、针对性差等问题较为突出。

(三)缺少创新方法与课程思政内容

目前,通识性教材的内容体系尚未完善,虽然基本包含了文献检索与论文写作等内容,但仍缺少创新方法、课程思政的相关内容。从科研工作所需上看,创新方法与课程思政方面的内容十分重要。教材对创新方法的缺失,会导致学生科研创新能力提升缓慢。除此以外,高校教师需要引导学生树立正确的思想品德和学术道德观念。2019年,习近平总书记在全国思政理论课教师座谈会上强调,要坚持显性教育和隐性教育相统一,挖掘课程中蕴含的思政元素,实现全员全程全方位育人。2021年4月在清华大学考察时指出,教师要成为大先生,做学生为学、为事、为人的示范,促进学生成长为全面发展的人,对课程思政建设提出了更高的要求。现有教材对课程思政内容的缺失,无法满足全方位育人的现实要求[7]。

三、《创新方法与科技论文写作》教材改革的发展趋势

在新工科和基于OBE理念的工程教育背景下,电气与自动化类专业学生的创新思维与方法、科技论文写作等科技创新与成果展示越来越受到重视。尤其是近年来各高校大力鼓励本科生开始进行科研工作,使得创新方法与科技论文写作的课程越来越受到各高校的重视。面对现实需求的变化,面向电气与自动化类专业的《创新方法与科技论文写作》教材改革展现出如下的发展趋势。

(一)更加贴合专业特色,教材中案例更加丰富

在现有的通识性教材基础上,进一步完善教材中的专业针对性、丰富教材中的案例,使教材能够更加贴合电气与自动化类专业这种多学科交叉宽口径工科专业的特色,帮助学生了解行业热点、领域内的学术前沿以及相关的工程案例。同时,从高校教学实践的视角出发,更有专业特色的教材更有利于辅助教师设计OBE课程目标,在对学生进行科技论文写作理论指导、创新方法训练、创新思维培养、专业科研能力提升方面能够发挥重要的辅助作用。

(二)充分利用网络资源丰富教材内容、创新教学模式

基于互联网的平台化、免费使用、资源共享的理念,教材不再是单一的文字书籍,而是可以通过连接互联网资源,实现更加丰富的信息内涵、更为高效的信息触达。传统的教材内容扩展形式为随书附赠光盘,所能包含的内容有限,且操作麻烦、体验感差。而改革教材增加内页扩展二维码、微信小程序、教师备课网站、网课平台、教材与课程研讨论坛等方式,实现丰富的内容扩展。连接互联网资源,不仅能够将多媒体学习材料、网络课程资源高效链接,还能针对电气与自动化类专业涵盖智能电网、新型电力系统、新能源汽车、人工智能、机器人、无人机等多领域科研的特点进行及时的案例更新补充。同时,教材据此改革后,能够顺应线上线下混合教学模式,帮助学生将创新方法与科技论文写作理论研究和实践相结合。

(三)内容精简,适应短学时、自主学习需要,提升易用性

当前,大多数电气与自动化类相关专业的本科生和研究生的“创新方法与科技论文写作”课程趋向于短课时授课,内容多且繁杂的教材无法适应现实的教学需要。因此,教材在包含本专业的核心内容的同时,又使教材的篇幅保持适当,做到精华提炼、文字简洁,提升教材的易用性。此外,教材除了能够高效满足短学时课堂授课外,也应当满足相关专业本科生、研究生自主学习的需求,或作为本专业学生的培训使用。

(四)完善教材内容体系,符合新时代教材需要

新时代教材中对于课程思政、创新方法以及工程教育等提出了更多的要求。在教材改革上,需要设立专门的内容进行体现,详细介绍创新方法的原理与实际应用,并开展学术道德与学术规范的介绍,结合社会热点事件使学生思考信息道德的重要性,帮助学生从科学研究的起步阶段即建立正确的学术思想道德观念。

四、《创新方法与科技论文写作》教材改革的基本要求与内容

基于《创新方法与科技论文写作》教材改革的发展趋势,设计了教材改革的基本要求与内容,具体如下。

(一)《创新方法与科技论文写作》教材改革的基本要求

1.结合自动化学科特点选取创新方法与科技论文写作的相关内容

汤超颖等学者[8]指出,创新方法是指有助于创造发明实践的方法和程序。面向电气与自动化类专业的《创新方法与科技论文写作》教材应当包含创新方法、文献检索和管理利用、论文写作全过程的理论以及相应的教学方法与案例解析,并且能够结合自动化类学科特点,根据本学科学生实际科研工作的需求,完善教材内容体系及实际案例,增加自动化类创新方法、工程项目和科技论文案例等,编写更有针对性的教材,同时为学生第二课堂创新创业活动开展提供培训资料。

2.建设教材配套的信息化网络资源,开展教学实践

按课程教学内容收集相关教学资源,通过案例融入课程思政,挖掘并拓展课程思政元素,丰富课程资源,利于有效地开展课程教学。基于以上分析,面向电气与自动化类专业学生的《创新方法与科技论文写作》教材总体改革方向为内容精简化、体系完善化、专业贴合化、资源网络化等。教材改革在充分研究现有教材的可改进方向、考虑电气与自动化专业特点的基础上,需要结合本校的教学实践,根据本校的学生情况、教师情况、课程计划与教学安排、软硬件设施等,使教材内容能够更好地适应高校的教学活动。面向不同的学习场景,如课堂教学、自主学习、众创空间与协会培训等,需要对教材进行调整,以能够适应不同场景下的学习需求。

3.以课程目标为导向组织教学内容体系,并建立科学的考核评价办法

在新工科背景下,基于OBE理念的教学及配套的教材越来越成为工程教育的趋势,根据自动化类专业培养方案和工程教育专业认证标准设计对应的教学内容,制定教学内容所应达到的效果指标。本教材拟配套基于工程教育的课程教学内容与教学设计,建立科学的教学环节与课程目标的支撑关系,形成基于课程目标的考核方式、成绩评定方式及评价标准。

4.将课程思政内容融入教材内容

课程思政提倡构建全员、全过程、全方位的三全育人格局,发挥各门课程与思想政治理论课同等育人功能,形成协同效应,形成合力,全面落实立德树人根本任务[9]。在进行面向电气与自动化类专业的《创新方法与科技论文写作》教材改革时,应当根据高校课程思政的要求,从学术道德、学术规范、科研诚信、法律法规、引文规范、学术不端的后果等方面在教材中设计相关内容,同时通过本专业的学科案例、社会相关热点事件引导学生联系实际,帮助学生树立正确的学术道德规范。

5.彰显自动化类专业毕业设计、学位论文实践的特点

基于多年自动化类专业相关的教学经验与多个轮次的本科生毕业设计和研究生学术论文指导,总结了大量毕业设计和学术论文中突出的特点。改革教材拟将增加更多和毕业设计或学位论文相关的素材和内容,以实际的案例和课程作业等形式进行实践,为自动化类专业毕业设计或学位论文的撰写打下坚实的基础。

6.利用教育技术信息化工具助推教材内容改革与教学方式创新

陈玲[10]指出:教材改革要深度运用信息化技术,实现资源共享并增强视觉效果。在面向电气与自动化类专业的《创新方法与科技论文写作》教材的改革中,教育技术信息化工具能够丰富教材内容、提升信息传递效率,为学生学习本课程提供更多学习资源,并且能够实现多种类、更新快的内容迭代,智能化的平台工具也能够助推本课程教学方式的创新。较为贴合《创新方法与科技论文写作》教材的教育信息化工具可分为幕课(网络课程)平台、书本内页二维码(每个二维码对应一个网址,网站上可上传音频讲解、案例图文、视频资料等丰富的信息)、微信小程序(可通过功能设计实现实操演练、线上作业等功能)、课程论坛(采用H5的形式,拥有发帖、回帖功能,可打造成独具特色的交流园地)。

(二)《创新方法与科技论文写作》教材内容改革

本文改革的教材共分为7个章节,主要内容有创新与创新成果、创新思维与方法、文献信息检索、文献管理与利用、科技论文写作方法、科技论文格式与规范、学术道德与学术规范。在教材的整体编排思路上,首先,让电气与自动化类专业学生培养创新意识,在开始科研工作前即拥有专业前沿视角下的创新成果视野,并详细介绍创新思维的方法,帮助学生快速掌握创新方法以用于后续的科研实践;其次,讲解介绍科技论文写作的基础理论,包括文献信息检索方法、文献管理方法、写作方法、格式规范等,突出实用性特点,让学生在学习后可直接用于科技论文的写作中;最后,结合课程思政内容,帮助学生建立学术道德、了解学术规范。

以下分章节具体介绍面向电气与自动化类专业学生的《创新方法与科技论文写作》教材改革方案的内容(表1),并具体分析每个章节的小节、课时数、教育技术信息化工具应用、课程目标等相关内容,期望能为各高校《创新方法与科技论文写作》教材改革提供有益参考。

表1 《创新方法与科技论文写作》教材改革方案章节表

以上的教材改革方案,通过结合电气与自动化类专业学科特点,根据本学科学生实际科研工作的需求,完善了教材内容体系及实际案例,能够更具针对性,同时能作为学生第二课堂创新创业活动的培训资料,配套了信息化网络资源,通过案例融入课程思政,挖掘并拓展课程思政元素,丰富课程资源,利于有效地开展课程教学。

(三)教材内容的教学实践

经过在广西大学电气工程学院本科生和研究生的课堂教学以及学院众创空间开展的第二课堂培训中的教学实践,不断优化和改进了《创新方法与科技论文写作》的教材内容。近两年,基于改进的教材内容,用于面向本科生的“科技论文写作实训”课程和面向研究生的“文献检索与科技论文写作”课程以及学院众创空间开展的创新创业培训活动。从修课学生的毕业论文、发表学术论文和专利软著申请的情况来看,改革的教材内容产生了积极的效益,学生相应成果的数量和质量都有所提高,尤其是学院本科生立项的大创项目数量每年增加近20%,本科生发表学术论文每年增加30%以上。

五、结语

本文基于对比研究,提出了现有“创新方法与科技论文写作”课程通识性教材的专业针对性不强、案例缺失、内容繁杂、不利于短学时授课、缺少创新方法与课程思政等问题,分析了面向电气与自动化类专业《创新方法与科技论文写作》教材改革发展方向,阐明了教材改革的基本要求,并从教学实际出发进行了教材改革方案的设计,形成了一套内容精简、体系完善的教材内容改革方案,能够为各高校电气与自动化类专业《创新方法与科技论文写作》教材改革提供有益参考。但在各高校学生情况、教师情况、软硬件配套等主客观因素影响下,仍有很多待解决的问题。例如,面向不同层次院校的创新案例缺乏、课程教学中可能存在的枯燥乏味以及课程内容的练习和相关教学资源缺乏趣味性和互动性等情况,有待进一步深入研究与实践。