关于工程教育类专升本毕业论文范文和基于学习风格理论的工程教育教学实践类专升本毕业论文范文-毕业论文网

本论文可用于工程教育论文范文参考下载，工程教育相关论文写作参考研究。

基于学习风格理论的工程教育教学实践

孟魁,邱卫东,刘功申,李建华

（上海交通大学网络空间安全学院,上海 200240）

摘要：学习风格理论丰富教育者对个体差异的认识,是现代教学方法改革的基础.文章阐述基于学习风格理论的教学研究,对比分析中西方工科学生的学习风格,提出根据学生的风格特点改进课程教学和建设创新虚拟实验室,践行“因材施教”的工程教育理念,以期为工程教学改革和提高人才培养质量提供借鉴.

关键词：工程教育；教学改革；学习风格

作者简介：孟魁,女,高级工程师,研究方向为网络安全管理、网络社会管理、移动平台安全, mengkui@sjtu.edu.cn；

刘功申（通信作者）,男,副教授,研究方向为内容安全、恶意代码防范, lgshen@sjtu.edu.cn.

0 引言

网络空间安全被看做一个典型的工程学科,注重实践和创新,其专业建设和人才培养应该遵循工程教育的规律.西方学者把学习类型理论与模型运用于工程教育领域,取得了丰富的研究成果.近年来,我们开展基于学习风格理论的教学研究,通过数据调研和理论应用改进网络空间安全的专业实践教学,构建“因材施教”的工程教育思路,开展工程教学实践,取得了较好的成效.

1 学习风格研究和工程教育

学习风格（learning style）由美国学者Herbert Thelen于1954年首次提出,现在已成为西方教育心理学、学习理论、教学论等学科共同关注的课题.1979年,Keefe[1]从信息加工角度界定学习风格：“学习风格由学习者特有的认知、情感和生理行为构成,是学习者如何感知信息、如何与学习环境相互作用并对之做出反应的相对稳定的学习方式”.一般认为,学习风格是个人感知、记忆、思维和问题解决过程中所偏爱或习惯化的态度和方式[2].

学习风格理论丰富了教育者对个体差异的认识,是现代教学方法改革的基础.工程教育是学习风格理论的重要研究和应用领域.西方学者把学习风格理论与模型运用于工程教育领域,在工程教育方法方面取得了丰富的研究成果[3-8].

工程教育中常用的学习风格测量工具包括Felder & Solomon的 ILS（index of learning styles）[9]、Kolb 的LSI（learning style inventory）[10]、Reid的感知学习风格倾向调查问卷（perceptual learning style preference questionnaire）[11]、O’Brien的学习途径倾向调查表（the learning channel preference checklist）[12]等.

我国的工程教育历经通才工程师－专业工程师－工程科学家几个阶段,在2010年实施“卓越工程师教育培养计划”后,才重新回归工程范式下的工程教育模式[13].我国已经成为世界上工程教育规模最大的国家,但工程教育的质量却不尽如人意,达到国际标准的工程师不足总量的10%[14].

由于环境、背景、学生本身的实践以及素质不同,学生不仅存在地域和性别差异,而且存在着较大的个体差异.要更好地在学生中开展工程教育,应该关注学生个体差异,根据实际情况,进行因材施教的工程教育.

2 Felder & Solomon的 ILS

Richard M. Felder自1988年起开展学习方式方面的研究,从信息感知、输入、加工和理解的方式4个方面将学习者分为感觉型/直觉型学习者（sensing/intuitive learners）,视觉型/听觉型学习者（visual/verbal learners）,活跃型/思考型学习者（active/reflective learners）,顺序型/整体型学习者（sequential/global learners）8种类型[9].

根据信息感知将学习者分为感觉型和直觉型：感觉型学习者不喜欢所学内容和真实世界无关联性,喜欢学习具体的事实；直觉型学习者偏好发现事物间的关联或可能性,乐于创新,擅长于掌握新概念,不喜欢重复而规律的事物.

根据信息输入将学习者分为视觉型和听觉型：视觉型学习者在看到图片、图表、流程图、时间表时或是实际演练时,会有较佳的记忆效果；听觉型学习者偏好以文字说明或口述讲解的方式进行学习.

根据信息加工将学习者分为活跃型和思考型：活跃型学习者喜欢多人一起合作的团队学习；思考型学习者喜欢独自一人完成工作,较偏好单独思考学习的内容.

根据信息理解的方式不同将学习者分为顺序型和整体型：顺序型学习者倾向于从头开始按部就班进行学习,倾向于跟随逻辑性的步骤找出答案；整体型学习者偏好跳跃式的学习,他们通常看不出内容前后的关联性,而是采取跳跃的方式吸收知识,之后才会突然顿悟.

Richard M. Felder和Barbara Solomon基于Felder-Silverman模型提出了ILS（index of learning styles）.ILS是一个包括44个选择题的问卷,于1997年起发布在互联网上,测试者提交答案后便可获知自己的学习风格.目前ILS对外公开,免费使用.

许多学者利用ILS对学生的学习风格进行了调研.Zwanenberg的研究认同了Felder的判断：不同领域的人,如工科和商科,往往体现出不同的学习风格特征[15].

3 学习风格数据对比

2011年以来,我们使用ILS持续对网络空间安全专业累计513名学生的学习风格进行调研,并且将调研结果与西方工科学院的调研结果[3-8]（占比率）进行对比分析,见表1.

因为ILS中的4组8个数据中两两互补,所以我们只将调研结果中4组数据（sensing、visual、active、sequential）进行对比,结果如图1所示.

可以看出,总体而言,在信息的选择、获取和理解方式方面,我校学生和西方学生的学习类型总体分布较为一致,都符合Felder & Solomon提出的假设：工科生多是感觉型、视觉型,尤其是视觉型学生占比更高达80% 以上.

在信息的加工方面,西方学生是明显的活跃型（活跃型占比高于50%）,而我方学生偏重于思考型（活跃型仅为42%）.这点再次体现了中西方教育或文化的差异：西方人更外向、自由,国人更内敛.由清华大学发起的“中国大学生学习与发展追踪研究”项目就指出,我国985院校学生课下表现优于课上表现,在课堂上主动学习的水平远低于美国学生,尤其在课堂提问或参与讨论、课堂上作口头报告两项上的得分差异相当大[16].

对我校连续6年的调研数据进行具体分析（如图2所示）,可以发现,网络空间安全专业学生的学习类型分布具有如下规律：感觉型学习者占比明显高于直觉型学习者,视觉型学习者占绝大多数,思考型学习者占比高于活跃型学习者,总体而言,整体型学习者要多于顺序型学习者.从纵向上说,感觉型学习者占比较平稳,活跃型学习者、听觉型学习者、顺序型学习者有一些增加,尤其是顺序型学习者逐年增加较明显.

Richard M. Felder的研究表明,多数工科学生是感觉型学习者,理科学生更偏向于直觉型学习者.网络空间安全专业是一门新兴的交叉学科,综合了计算机科学与技术、数学、信息与通信工程、软件工程、控制科学与工程等多个学科,是工科门类下的新一级学科.学生的学习类型以感觉型为主,进一步体现工科特性.

4 工程教育教学实践

Felder提出各类型学习者有不同的学习偏好,若有针对性地安排合适的教学内容和采用一定的教学形式,会达到事半功倍的作用,但研究和数据表明,教师的教学方式与学生的学习风格之间往往存在较大偏差[17],而且学生的学习风格也存在多样性,如果不是小班化教学,很难达到教学方式与学习风格高度一致的要求.

事实上,每一种学习风格有各自的优势与不足,如感觉型学习者擅长记忆事实,可能会拘泥于细节；直觉型学习者擅长于掌握新概念,但不注重细节；整体型学习者具备的广博视野,可能使他们成为好的研究者或CEO.有些典型学习能力是学生应当具备或培养的,如感觉型学习者的观察力和对细节的关注,直觉型学习者的想象力和抽象思维能力,顺序型学习者的系统分析能力,整体型学习者的跨学科整合能力等.

学习风格虽然是个体在长期的学习过程中逐渐形成的,具有持久稳定性,但是它仍然具有可塑性,可以在后期通过学习内容、学习环境等进行调整.教师可以根据学习风格理论和调研结果,在课程教学和课外实践方面进行相应的调整,开展工程教育实践.

根据Felder&Solomon的研究,大学生及成年人更习惯于通过视觉而非听觉进行学习；感觉型学习者更多地依赖自己的感知经验,希望通过事实、资料、实验进行学习,学习中认真细心,注重细节.因此,教师在组织课程教学时,针对学生学习类型上感觉型和视觉型为主的情况,可列举具体事实和数据,明确概念,不仅要求学生课后查阅相关数据报告,还布置相应的实验实践加深他们的学习和理解.此外,教师可通过课堂理论教学、外出参观、视频观摩等多种形式组织教学内容,不断丰富表现形式,以提升学生的学习效果.

针对活跃型学习者学习不足的问题,教师应在开展课堂讨论的同时,鼓励其进行作业交流和互助学习,让学生走上讲台上习题课,教师从旁辅助和点评,以提升学生的主动参与意识.在课程实践中,我们在项目中安排小组合作内容,让学生必须通过小组讨论完成该内容,以此方式提高学生的学习活跃度.

从统计数据可以发现,近两年（2015—2016年）活跃型学习者占比有所提高,课程教学也反映出学生对教学工作的主动参与程度有所提高,更多学生希望通过主动实践开展学习,说明近年来开展的工程教育已取得了一定实效,学生的活跃性和主动性有所提升.

另一方面,网络空间安全专业的学生中,整体型学习者要多于顺序型学习者.Felder研究认为,顺序型学习者习惯按线性步骤理解问题,循序渐进,而整体型学习者思维较为发散,考虑问题往往并不循规蹈矩,擅长于应对复杂和困难的问题.这说明总体而言,网络空间安全专业的学生解决复杂问题的能力较强,有一定的创新性思维基础.针对这种情况,教师可在课程教学中布置开放性或课程交叉性的课题任务让学生自行实践,培养他们的创新性思维.此外,在课外实践方面,不仅鼓励学生参与教师和实验室的课题项目,还鼓励学生自主立项开展课题研究,并给予学分支持.2015年,我们启动了信息安全实践创新虚拟实验室建设项目,打通科研项目与学生课外实践项目之间的连接渠道,给学生的项目培育、团队训练及技术辅导提供平台和导师,为学生创造一个自由探索、自主研究、自行实践的信息安全创新实践环境.

近年来,我院学生在全国性大赛中取得一系列好成绩,体现出工程教育实践的丰硕成果.2014年,我院学生在全国大学生电子设计竞赛信息安全技术专题邀请赛上取得2个一等奖、1个二等奖和2个三等奖的好成绩；2016年,更是在第九届全国大学生信息安全竞赛中一举取得4个一等奖的好成绩.此外,我院学生组成的CTF战队还取得第九届全国大学生信息安全竞赛创新实践能力大赛的三等奖.

5 结语

上海交通大学作为国内首批试点“卓越工程师教育培养计划”和首批网络空间安全一级学科博士点高校之一,是典型的工科院校,有着高等工程教育传统.

近年来,我们通过学习风格的研究,收集学生的学习风格数据,并和其他西方高校工科学生的学习风格数据进行对比分析,较好地把握了工科学生的学习风格特点,深化了对学生个体差异的理解,并以此指导教学实践工作.在网络空间安全学科建设中,我们并不是盲目地在课程教学中融入实践教学、案例教学和工程教学,而是在研究学生学习类型的基础上,根据相应理论研究成果有针对性地开展启发性专业教学.

事实证明,因材施教,因势利导,不仅有利于提升工程教育的质量,还有利于鼓励创新思维,培养创新人才,取得较好的工程教育成果.

参考文献：

[1] Keefe J W. Learning style: An overview[M]. Reston: National Association of Secondary School Principles, 1979: 1-17.

[2] Witkin H A. Psychological differentiation and forms of pathology[J]. Applied Psychology, 1965, 14(1), 48-61.

[3] Felder R M, Brent R. Understanding student differences[J]. Journal of Engineering Education, 2005, 94(1): 57-72.

[4] Rosati P. Specific differences and similarities in the learning preferences of engineering students[C]// Frontiers in Education Conference. Washington D C: IEEE, 1999: 17-22.

[5] Zywno M S, Waalen J K. The effect of hypermedia instruction on achievement and attitudes of students with different learning styles[C]// Proceedings of the 2001 ASEE Conference and Exposition. Washington D C: American Society for Engineering Education, 2001: 9963-9971.

[6] Livesay G A, Dee K C, Nauman E A, et al. Engineering student learning styles: A statistical analysis using Felder’s index of learning styles[C]// Proceedings of the 2002 ASEE Conference and Exposition. Montreal: American Society for Engineering Education, 2002: 74-80.

[7] Seery N, Gaughran W F, Waldmann T. Multi-modal learning in engineering education[C]// Proceedings of the 2003 ASEE Conference and Exposition. Nashville: American Society for Engineering Education, 2003: 45-52.

[8] Kolmos A, Holgaard J E. Learning styles of science and engineering students in problem and project based education[C]// SEFI 36th Annual Conference. Aalborg: European Society for Engineering Education, 2008: 69-77.

[9] Felder R M, Spurlin J. Application, reliability and validity of the index of learning styles[J]. International Journal of Engineering Education, 2005, 21(1): 103-112.

[10] Kolb A Y, Kolb D A. Learning styles and learning spaces: Enhancing experiential learning in higher education[J]. The Academy of Management Learning and Education. 2005, 4(2): 193-212.

[11] Reid J M. The learning style preferences of ESL students[J]. Tesol Quarterly, 1987, 21(1): 87-111.

[12] O´Brien L. Learning channels: Preference checklist[M]. Philadelphia: Research for Better Schools, 1990.

[13] 周绪红.中国工程教育人才培养模式改革创新的现状与展望: 在2015国际工程教育论坛上的专题报告[J]. 高等工程教育研究, 2016(1): 1-4.

[14] 李培根. 主动实践: 培养大学生创新能力的关键[J].中国高等教育, 2006(11): 17-18.

[15] Zwanenberg N V, Wilkinson L J. Felder and Silverman’s index of learning styles and Honey and Mumford’s learning styles questionnaire: How do they compare and do they predict academic performance? [J]. Educational Psychology, 2000, 20(3): 365-380.

[16] “中国大学生学习与发展”系列调研报告之一: 本科教育怎么样[N]. 光明日报, 2012-06-19(15).

[17] Felder R M, Silverman L K. Learning and teaching styles in engineering education[J]. Engineering Education, 1988, 78(7): 674-681.

（编辑：宋文婷）

工程教育论文范文结:

关于工程教育方面的论文题目、论文提纲、工程教育论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

4、教育杂志社