工科類交叉學科發(fā)現(xiàn)學習式教學模式下的素質(zhì)拓展研究

摘要：分析了在學科交叉氣氛活躍的工科類專業(yè)開展教學方法、教育模式、學習方式探索與實踐的重要意義。解析了發(fā)現(xiàn)式教學法的基本思想及當前存在的、亟待解決的主要問題。針對學科性質(zhì)和對學生的培養(yǎng)要求，研究在發(fā)現(xiàn)式教學模式中教師和學生兩極主體的確立、根據(jù)不同的教學內(nèi)容建立發(fā)現(xiàn)式教學模式、建立發(fā)現(xiàn)式教學模式定量評價體系。選擇學科交叉氣氛活躍的材料成型及控制工程專業(yè)，探索發(fā)現(xiàn)式教學模式在工科學生素質(zhì)拓展中的實施策略并進行多樣性實踐，在課程教學、畢業(yè)設計、創(chuàng)新實踐等多個領(lǐng)域開展模式的運用、驗證工作。

關(guān)鍵詞：交叉學科，發(fā)現(xiàn)學習，素質(zhì)拓展，傳統(tǒng)教學模式

中圖分類號 ： G642.0文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（B）-0000-00

0.引言

當前在世界范圍內(nèi)，多學科交叉融合已成許多綜合性大學探索的熱點[1]。重慶大學是以工科為主、多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的綜合性大學。繼續(xù)保持和進一步提升以機電、能源和材料為代表的工科學科優(yōu)勢，并促進學科間的深度交叉與融合，對擴大重慶大學的國際知名度和學術(shù)影響力、對夯實高水平大學建設的基礎(chǔ)至關(guān)重要。相應地，不斷增強工科專業(yè)學生跨學科知識融合能力、提升其獨立工作能力、激發(fā)其自主創(chuàng)新能力成為工科類交叉學科學生素質(zhì)拓展的重要內(nèi)容。這就需要在具備學科深度交叉與融合特色的專業(yè)領(lǐng)域，通過提供緊密結(jié)合相關(guān)科學前沿、緊密結(jié)合相關(guān)科研與工程實際、適應學生個體差異的多樣性教學命題，先進科學的研究手段，傳統(tǒng)與現(xiàn)代相結(jié)合的引導方式，吸引本科生的學習、研究興趣和優(yōu)秀學生的回歸，為優(yōu)秀學生創(chuàng)造一個積極的學習環(huán)境和營造一種不同于傳統(tǒng)被動接受式的主動學習氛圍，在優(yōu)秀人才培養(yǎng)方面發(fā)揮特殊的作用。

選擇學科交叉氣氛活躍的工科類專業(yè)，開展在教學方法、教育模式、學習方式探索與實踐的教研項目有利于促進學科間的大交叉，促進各學科的相互借鑒與發(fā)展。教學是由教師和學生的雙邊活動所構(gòu)成的。傳統(tǒng)教學模式將教師作為活動的主體，信息的傳遞模式單調(diào)地呈現(xiàn)為教師向?qū)W生的流動。在傳統(tǒng)教學模式下，學生對教學活動的參與性和貢獻很小，其處于被動接受的地位，這對培養(yǎng)工科類交叉學科學生們獨立分析問題、解決問題和自主創(chuàng)新的能力，顯然十分不利。而發(fā)現(xiàn)式教學作為一種新型教學模式，注重認知主體主觀能動性的發(fā)揮和自主學習能力的培養(yǎng)，符合工科類交叉學科專業(yè)強調(diào)學生解決實際問題能力的要求。

1.發(fā)現(xiàn)式教學法思想

發(fā)現(xiàn)式教學法的基本思想可追溯到古希臘哲學家蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”教學方法和近代西方教育家盧梭、第斯多惠、斯賓塞等人的教學思想，后由美國教育家布魯納從20世紀50年代起積極倡導而被當代國際教育界普遍接受[2，3]。發(fā)現(xiàn)式教學法的基本思想是以學生為主體，獨立實現(xiàn)對知識的認識過程，即讓教師充當學習促進者的角色，引導學生自覺對情境發(fā)問、主動探索科學知識（包括主動研究客觀事物屬性、主動發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展起因和事物內(nèi)部聯(lián)系、主動找出科學規(guī)律）、最終建立自己的認知并進一步實現(xiàn)解決問題的方法及步驟。這種教學模式與室外教育和源于杜威的進步教育運動享有共同的哲學基礎(chǔ)[3]。

針對發(fā)現(xiàn)式教學理念，國內(nèi)外學者已經(jīng)開展了一系列相關(guān)研究。國內(nèi)外學者對發(fā)現(xiàn)式教學理論的理解主要有認知建構(gòu)主義教學理論、情知教學論、試悟?qū)W說、頓悟?qū)W說、假設法和探究法教育思想[4]。發(fā)現(xiàn)式教學的現(xiàn)代學習觀主要強調(diào)學會學習[5]，基于對學生獨立人格和探索精神的尊重，為學生蘊藏在心靈中的創(chuàng)造的種子提供一種適宜生長的環(huán)境，這將有利于激發(fā)學生的學習激情，提高其分析、動手和創(chuàng)新能力。在教學流程方面，布魯納認為發(fā)現(xiàn)式教學模式一般分為五個階段，即教師為學生創(chuàng)設系列問題、引導學生觀察分析問題和查閱文獻并啟發(fā)學生提出解決問題的假設、學生自覺主動將假設付諸理論或?qū)嵺`并檢驗其真實性價值、進行檢驗結(jié)果分析評價并得出結(jié)論、反復模擬訓練以進一步拓展知識深度及廣度[2]。在操作程序上，發(fā)現(xiàn)式教學模式是由模擬科學研究的發(fā)現(xiàn)過程而展開的。在教學內(nèi)容上，發(fā)現(xiàn)式教學模式開設一系列學科課程并加以結(jié)構(gòu)化處理，以保證學科知識的系統(tǒng)性和理論性。在教學形式上，發(fā)現(xiàn)式教學可分為案例式、社會調(diào)查式、情景模擬式、項目式和競賽式等多種方式[6]。

2.發(fā)現(xiàn)式教學模式存在的問題

國際上關(guān)于發(fā)現(xiàn)式教學理念實施策略的研究尚處在初級階段，還缺乏與學科特點匹配的系統(tǒng)性研究成果的支撐，仍有如下幾個問題亟待研究解決。

（1）關(guān)于發(fā)現(xiàn)式教學模式中主體如何界定。傳統(tǒng)教學方式中存在“教師中心論”，與之不同的是發(fā)現(xiàn)式教學模式確定了學生在教學活動中的主體地位，要求發(fā)揮認知主體即學生的主觀能動性。雖然學生被確立為主體，但教師的角色發(fā)揮仍然是教學目的能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)教學方法經(jīng)常會受到學生的各種抱怨，但即使采取了發(fā)現(xiàn)式教學模式，如果不充分發(fā)揮教師在教學活動中的另一極主體地位，不對學生的探索發(fā)現(xiàn)進行認真策劃和精心引導，單一的發(fā)散型教學活動將會讓學生無所適從、收效甚微[6，7]。因此，依據(jù)工科類交叉學科特點界定發(fā)現(xiàn)式教學模式中的兩極主體，確定這兩極主體在教學活動中的職責和權(quán)重，是發(fā)現(xiàn)式教學模式能否發(fā)揮積極作用的重要前提。

（2）關(guān)于發(fā)現(xiàn)式教學模式應用場合的相關(guān)研究。雖然相對于傳統(tǒng)教學方式，發(fā)現(xiàn)式教學模式具有一系列優(yōu)點，但同樣具有一些局限性。如何針對不同的教學內(nèi)容，采取不同的教學模式穿插進行，發(fā)揮各自的優(yōu)點、相互取長補短，是決定發(fā)現(xiàn)式教學模式成敗的關(guān)鍵因素。

，這正如傳統(tǒng)教學方式也具有單位時間內(nèi)輸送的知識容量大、知識系統(tǒng)性強等優(yōu)點

（3）發(fā)現(xiàn)式教學模式定量評價體系的建立。教學評價體系是整個教學活動中的重要組成部分，教學評價既是對學生學習能力和學習效果的評價，更是對教師教授能力和教學效果的評價。在教學活動中，教學的兩極主體，即教師和學生之間存在兩條信息回路。一條是知識信息回路，一條則是情感信息回路；無論哪一條回路發(fā)生故障，都會影響教學活動的質(zhì)量?？茖W的教學評價體系建立的重要性不僅在于客觀反應教學質(zhì)量的好壞，更在于會影響到教師工作的積極性和學生學習的積極性；這是對發(fā)現(xiàn)式教學模式正確應用的重要保障。

3.發(fā)現(xiàn)式教學模式構(gòu)建過程

（1）發(fā)現(xiàn)式教學模式中兩極主體確立和界定

如前所述，教學活動是教師和學生的雙邊活動；因此在這一活動中，沒有配角，兩極都是主角和主體，要同等重視并讓兩極主體各自發(fā)揮正確的作用。教師在教學活動中，要始終明晰教學目標和教學要求，根據(jù)自己的知識水平和教學經(jīng)驗，精心規(guī)劃教學內(nèi)容和把握教學節(jié)奏；教師對教學內(nèi)容的主導會設立一個正確的框架，避免學生的盲目發(fā)現(xiàn)。同時，教師會對學生的發(fā)現(xiàn)活動進行評判，幫助學生獲得正確的知識和發(fā)現(xiàn)。學生在發(fā)現(xiàn)式教學活動中具有很大的自由度，他們需要自己思考問題、查閱資料、嘗試解決問題、對結(jié)果進行判斷直至獲得有價值的結(jié)果。在這一系列的學習活動中，終極培養(yǎng)目標是讓學生具備獨立探索和自主創(chuàng)新的能力。

（2）發(fā)現(xiàn)式教學模式和傳統(tǒng)教學模式的并存與穿插

在工科類交叉學科的課程設置中，理論學習與實踐應用知識并重。對純基礎(chǔ)理論知識的學習，發(fā)現(xiàn)式教學方式顯然不適合，這時應以傳統(tǒng)教學模式為主，確保課堂教學中知識的系統(tǒng)性、嚴密性、完整性和知識傳輸過程中的高密度、大容量。對應用性知識的學習，應注重發(fā)現(xiàn)式教學模式，在教師精心設定的主線下讓學生實現(xiàn)“有所究、有所想和有所悟”。 兩種教學模式相互支持、相互補充，將教學活動的效果最佳化作為目標。

（3）發(fā)現(xiàn)式教學模式評價體系的建立

教學評價體系的重要性，在于它既是教學質(zhì)量好壞的評判依據(jù)，又關(guān)系到教學模式中兩極主體下一步工作的積極性。發(fā)現(xiàn)式教學模式效果的好壞不能簡單以教師評分或?qū)W生評價來衡量，學生的獨立探索和創(chuàng)新能力是否真正獲得了提高，很難給予定量評判。本申請課題擬在學科交叉氣氛活躍的工科類專業(yè)中，選擇以一至兩門專業(yè)課程為例，給出對應的發(fā)現(xiàn)式教學模式評價指標譜圖；并在此基礎(chǔ)上，分析總結(jié)工科教學中具有普適性的評價指標及其相互關(guān)系。

4.模式成效

選擇學科交叉氣氛活躍的材料成型及控制工程專業(yè)，探索發(fā)現(xiàn)式教學模式在工科學生素質(zhì)拓展中的實施策略并進行多樣性實踐，在課程教學、畢業(yè)設計、創(chuàng)新實踐等多個領(lǐng)域開展模式的運用、驗證工作。如在三年內(nèi)指導本科生完成三項大學生創(chuàng)新實驗項目，分別為劉金同學主持的《7075鋁合金再結(jié)晶型軟化流變行為及在大型鍛造模擬中的應用》、陸棟的《雙輪強旋速度對鋁合金筒件壁厚減薄率的影響研究》、王波的《超高強度鋼板高溫流變行為表征及在熱沖壓成形模擬中的應用》，三個項目全部獲得優(yōu)秀一等獎。指導了曾小敏、付誠、黃小雙三個本科校級優(yōu)秀畢業(yè)論文。指導本科生發(fā)表CSCD核心論文三篇、SCI檢索論文一篇。

參考文獻

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