參與式教學法在數學物理方程課程中的實踐探索

李林銳++劉艷艷++趙玲玲++王福昌

【摘要】本文結合近些年我院在地球物理學專業(yè)的學生中實施參與式教學法在數學物理方程課程教學中的實踐，淺談了如何在數學物理方程課堂上開展參與式教學，如何用參與式教學調動學生學習數學物理方程的主動性和參與的積極性.運用參與式教學方法在很大程度上發(fā)揮了學生學習的主動性，提高了學生的專業(yè)素質和應用知識的能力，使得數學物理方程課程教學效果得到明顯的提高.

【關鍵詞】數學物理方程教學；參與式；教學法；專業(yè)課程；教學改革

【中圖分類號】O175.24【文獻標識碼】A

近年來，隨著高等教育“以生為本”教育理念的推廣，教學活動要想充分發(fā)揮學生的功能，就必須借助學生主體參與這一有效機制[1]-[3].數學物理方程是許多工科院校高年級學生的一門專業(yè)基礎課，它是一門承上啟下的課程，為進一步學習后續(xù)專業(yè)課程提供必要的數學基礎和工具，在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實際解決問題的能力方面起著重要的作用.因此在本科院校開展“數學物理方程課程中實施參與式教學探討”的研究是一種新的嘗試.本文在分析實施參與式教學的必要性上，結合數學物理方程課程教學實踐，分析參與式教學在數學物理方程課程教學中的應用，并提出了實施參與式教學的一些問題.

一、實施參與式教學方法的必要性

（一）教育大環(huán)境的影響

隨著我國高等教育從精英教育轉向大眾教育，學生的理論基礎差異較大，部分學生的學習能力有所欠缺，尤其是隨著電子網絡時代的發(fā)展，智能手機、Ipad、電腦的普及，使學生對電子產品的依賴程度不斷加深，網絡時代對傳統(tǒng)的教學模式的沖擊，令教育質量低下成為一個突出的問題.這就要求教師必須改變傳統(tǒng)的教學模式，尋求更為積極有效的教學方式，給學生多元化、全方位的學習指導，吸引學生的學習興趣.

（二）“以生為本”教育理念的推廣

傳統(tǒng)的數學教學模式是注入式的教學，教師一言堂的教，但在新的形勢下，尤其是“以生為本”的教育理念的不斷推廣，要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力，讓大學教育的“教”和“學”可以有效結合，讓學生發(fā)揮自身的主動作用，強調教師和學生相互配合完成教學任務，加強對學生自我思考能力的引導，讓學生的思想感情融入教學活動之中，讓學生以主體身份參與教學活動.

（三）我院地學類專業(yè)特色的要求

由于我院的專業(yè)是以防災減災專業(yè)為主，大部分工科類課程都屬于地學類課程，而地學類專業(yè)除了有較強的專業(yè)性和實用性外，還有突出的實踐性，而專業(yè)課的實習教學是整個課程不可分割的重要教學環(huán)節(jié)，它起著理論聯(lián)系實際，鞏固課程教學的作用，能夠加深對基本理論的認識.但在與專業(yè)實習教師交流過程中發(fā)現，學生對在實習過程中應用到的數學物理方程的理論知識掌握得比較扎實，但是從理論到應用還是存在一定的差距.鑒于此種情況，嘗試在數學物理方程教學過程中加入學生參與性的任務，是改善后續(xù)地學類實習現狀的一個重要的途徑.

二、參與式教學方法的實踐方案

所謂“參與式教學法”是在教學過程中以學生為中心，鼓勵學生積極參與教學過程，突出學生在教學過程中的主體地位，加強教師與學生之間以及學生與學生之間的信息交流和反饋，進而培養(yǎng)學生系統(tǒng)思考、團隊與創(chuàng)新精神和解決實際問題的能力.目前國際國內通用的參與式教學方法主要有兩種形式，一種是正規(guī)的參與教學法，另一種是在傳統(tǒng)的教學過程中加入參與式教學法的元素.正規(guī)的參與式教學法以分小組活動為主，每小組以4～6人為宜，活動形式靈活多樣.由于目前我校教學班級人數較多及課時的限制，這種做法難以實現，于是采用在傳統(tǒng)的教學過程中加入參與式教學法的元素，這樣既可以保持傳統(tǒng)教學法的優(yōu)勢，又可以發(fā)揮參與式教學的特點，使學生的學習積極性得到提高，應用本門數學工具課解決專業(yè)領域實際問題的能力得到加強.我們以本校的數學物理方程課程教學為例，談談如何在課堂教學中應用參與式教學方法，提高教學質量.

（一）開設導論課，介紹教學目標

不同專業(yè)的本科學生最好能夠按照專業(yè)開設導論課程，學生需要在系統(tǒng)地學習專業(yè)的知識之前，從整個框架上了解自己要學哪些課程，這個專業(yè)需要掌握與數學物理方程課程相關的哪些知識，以便能夠更好地了解各學科專業(yè)及其發(fā)展趨勢，拓展知識面，盡快適應新的課程的學習.在此基礎上，教師詳細介紹本門課程的主要知識體系，并要求學生以書面的形式提出自己的意見和方案，在認真參考學生的意見后，最終確定本課程的教學內容.同時教師介紹課程的教學目標，澄清教學理念，了解學生對課程內容和教師的預期，從而有針對性地調整教學內容側重點，從多個層面激發(fā)學生的學習主動性和積極性.

（二）針對學生專業(yè)需求調整教學內容，給學生有針對性地留任務

由于不同的專業(yè)學生在后期的專業(yè)課程中對數學物理方程需求的側重點也不同，研究不同專業(yè)學生的培養(yǎng)計劃，了解不同專業(yè)所需要的數學物理方程的知識和應用領域，教師在授課過程中應充分聯(lián)系學生的專業(yè)知識制訂相關的教學計劃和教學大綱，使學生明確所學內容與自身專業(yè)技能的相關性，提升激勵效果.例如，地球物理專業(yè)學生學習地球深部構造、進行地震預測經常會遇到地震波的傳播用到波動方程，需要詳細講解波動方程的性質、求解方法，尤其是三維波動方程的一些性質及其方程中某些參數的物理意義；地下水與科學工程專業(yè)在后續(xù)的專業(yè)課程中會用到地下水運動模型方程、滲流方程，以及這些方程在水文預報中的作用，我們在講解數學物理方程時就側重講解一些與之相關的Navier-Stokes方程和Euler方程的解的性質和解的結構.授課教師可以針對專業(yè)課程對數學物理方程的所需來突出其教學重點，劃分好教學層次，合理分配教學課時比例，強調教學的實用性，使得學生能夠自覺把數學物理方程與專業(yè)課程融合一起，為學生的后續(xù)專業(yè)課、未來的畢業(yè)設計以及學生的進一步深造打下堅實的基礎.

（三）以教學目標為方向，制訂參與式教學規(guī)則，控制教學過程

教師在參與式教學中，要有針對性地設計教學內容，明確每節(jié)課的教學目標，教學過程中能夠把握時間和控制整個教學環(huán)節(jié)，這樣才能起到參與的效果.除了以小組為單位，小講課相結合的方法之外，課堂討論是學生參與教學的一種最直接的方式.一是課堂即興討論，在每次課的最后15～20分鐘，提出一個既緊扣教學內容又使學生感興趣的專業(yè)課問題交給學生討論.二是分組討論，由教師擬定或者學生提出課堂中的問題，每個小組一個問題，先在組長的主持下進行小組討論，再推舉代表在全班交流，有利于調動學生參與的積極性.學習本身是一個“輸入—輸出”的過程，學生要把學習到的知識內化成自己的東西，學習過程中不僅僅需要傾聽，更多地需要表述，與上課之前的自學內容相聯(lián)系，課程中的表述既有對既定的原理、內容的理解表述，也有自己對書上既定內容的思考的表述，表述需要學生對既定內容有自己的理解、思考和看法，并對此進行說明、表達，簡述自己的思想或觀點，從而使得學生理解并掌握本節(jié)課程的知識點，因此教師可以直接了解到學生對所講知識點的掌握情況，并及時對學生進行個別指導.

（四）改革考核方法，改變教學管理

參與式教學可以避免將知識的掌握程度作為唯一的評價內容.在數學物理方程課程的考核中，加大平時個人作業(yè)和小組作業(yè)的比重，小組作業(yè)都是案例分析、調研實踐等活動及報告；在平時要求學生結合自己所學專業(yè)就某些問題寫小論文總結學習成果，或者利用已經學習到的知識結合自己的專業(yè)課程自己提出問題，建立數學模型解決自己所學專業(yè)課程中的問題，以小論文形式提交，培養(yǎng)學生從事專業(yè)工作的能力，而這一環(huán)節(jié)也作為課程成績的一部分，占據一定的百分比.另外獎勵學生們對課堂的貢獻，對提供案例等資料、積極參與課程建設、對教學內容和課程建設提出批評建議的學生們給予加分獎勵.

三、結束語

本文介紹了數學物理方程教學改革的一些研究和實踐，經過近年的教學實踐和改進，通過教學改革，結合學生的專業(yè)特點授課，讓學生參與到課堂中來，激發(fā)了學生對數學物理方程課程學習的興趣和主動性，提升了課堂教學質量，對課程內容的掌握和解決問題的能力也得到了明顯的提高，達到了預期的教學效果.

【參考文獻】

[1]葉冬連，萬昆，曾婷，毛杰鍵.基于翻轉課堂的參與式教學模式師生互動效果研究[J].現代教育技術，2014，24（12）：77-83.

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[3]蘇文平.參與式教學法在本科教學中的實踐創(chuàng)新[J].北京航空航天大學學報（社會科學版），2009，22（3）：74-77.