以問題為導(dǎo)向的《中學(xué)科學(xué)教具制作》教學(xué)方法探究

譚超

摘要：《中學(xué)科學(xué)教具制作》傳統(tǒng)的教學(xué)仍然以理論講授為主，學(xué)生很難從中學(xué)到基本的知識，動手能力的培養(yǎng)也是微乎其微。本文采用以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，通過安排教具制作項目任務(wù)，讓學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)問題一學(xué)習(xí)知識一思考問題一解決問題一動手制作這幾個環(huán)節(jié)，不僅學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)知識，而且鍛煉了動手和解決問題的能力，激發(fā)了學(xué)生的積極性和自信心，同時在整個項目的完成過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神，為后續(xù)的工作和學(xué)習(xí)夯實了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：問題導(dǎo)向模式；中學(xué)科學(xué)教具制作；教學(xué)方法

一、現(xiàn)階段教學(xué)存在的問題

現(xiàn)階段高等學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)知識的主要途徑是通過老師講授的方式，雖然現(xiàn)在為了提高教學(xué)效率和質(zhì)量，采用了項目教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學(xué)方法，但是整體上，學(xué)生仍然是被動學(xué)習(xí)的模式，學(xué)生接受知識的主動性差，主動思考的機會少。高校學(xué)生不同于其他階段的學(xué)生，他們逐漸具有自己獨立的思想，長期以來，傳統(tǒng)的教學(xué)方法容易引起學(xué)生厭學(xué)、不學(xué)等情況，這已經(jīng)是高等學(xué)校普遍存在的一種問題。20世紀(jì)90年代以來，世界各國的課程改革都把學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變視為重要內(nèi)容。歐美諸國紛紛倡導(dǎo)“主題探究”與“設(shè)計學(xué)習(xí)”活動，我國臺灣推行新課程體系中“十大能力”的第九條規(guī)定“激發(fā)主動探究和研究的精神”，第十條規(guī)定“培養(yǎng)獨立思考與解決問題的能力”。我國內(nèi)地當(dāng)前課程改革強調(diào)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，設(shè)置研究性學(xué)習(xí)，改變學(xué)生單純、被動地接受教師知識傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式，構(gòu)建開放的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，為學(xué)生提供獲取知識的多種渠道以及將所學(xué)知識加以綜合應(yīng)用的機會。因此，將學(xué)生的“被動學(xué)習(xí)”甚至是“強迫學(xué)習(xí)”改變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”、“自愿學(xué)習(xí)”已經(jīng)成為當(dāng)下高校教學(xué)過程當(dāng)中面臨的主要問題。

實踐性課程在高校的課程體系中占有很大的比重，這些課程對于學(xué)生動手能力、獨立思考和解決問題的能力的培養(yǎng)是非常重要的。因此，對于實踐性課程的教學(xué)工作就顯得非常重要，然而通過調(diào)查，很多高校對于實踐性較強的一些課程仍然按照傳統(tǒng)理論課的授課方法教學(xué)，不僅教學(xué)效果差，而且容易起到反作用，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度帶來影響，所以對于這一類課程教學(xué)方法的改革更加迫在眉睫。

二、采用以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法

《中學(xué)科學(xué)教具制作》是我院科學(xué)教育專業(yè)學(xué)生的一門拓展課程，旨在提高學(xué)生的設(shè)計能力、動手能力、思考和解決問題的能力，是一門實踐性非常高的課程。但是這類課程往往安排在大學(xué)的第六或者第七學(xué)期，學(xué)生面臨考研、找工作、培訓(xùn)、做畢業(yè)論文等很多任務(wù)，因此學(xué)生的上課積極性并不高，傳統(tǒng)的教學(xué)仍然以理論講授為主，講解教具制作的方法、過程以及注意事項等，學(xué)生很難從中學(xué)到基本的知識，能力的培養(yǎng)也是微乎其微。針對以上問題，對于《中學(xué)科學(xué)教具制作》，采用以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法，通過安排項目任務(wù)，讓學(xué)生在項目完成的過程中發(fā)現(xiàn)問題，根據(jù)學(xué)生提出的問題安排授課內(nèi)容，最終解決所遇到的問題。學(xué)生在此過程中，經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題-學(xué)習(xí)知識-思考問題-解決問題-動手制作這幾個環(huán)節(jié)，始終以問題為導(dǎo)向，主動參與、主動學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，鍛煉了動手和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的積極性和自信心，同時在整個項目的完成過程中，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊精神，為后續(xù)的工作和學(xué)習(xí)夯實了基礎(chǔ)。

三、《中學(xué)科學(xué)教具制作》教學(xué)過程

《中學(xué)科學(xué)教具制作》這門課程，學(xué)生不僅需要從中學(xué)習(xí)到教具制作的方法，更是要掌握教具制作的過程。所有在采取以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法的同時，結(jié)合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計方法在教具制作中的應(yīng)用，讓新的教學(xué)過程貫穿整個學(xué)期。下面針對上面提出的教學(xué)方法，對每一步進行介紹：

1、頭腦風(fēng)暴，確定制作項目題目

雖然這門課是教具制作課程，但學(xué)生的選題并不局限于教具方面，可以是一種生活小發(fā)明，也或者是演示某種原理的裝置，更強調(diào)的是創(chuàng)新性和可行性。全班同學(xué)根據(jù)項目分組，要求項目成員分工明確、計劃周全。

2、現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計方法

為了更好的完成教具制作，針對學(xué)生提出的制作盲目性強的問題，指導(dǎo)學(xué)生在項目完成的過程中可采取現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計方法，如圖1所示。

在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計方法過程中，重點去講解怎么將該方法運用在項目制作過程當(dāng)中，特別是現(xiàn)階段計算機在其中可以起到的作用。

需求分析：根據(jù)現(xiàn)實生活中遇到的問題或者市場需求，提出解決問題或滿足需求的相應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)方案。

可行性分析：針對需求分析階段提出的初步設(shè)計方案，從技術(shù)的可行性、設(shè)計的可行性、加工制造的可行性、開發(fā)的經(jīng)濟性等方面對多種方案進行比較，篩選出滿足條件的幾種方案。

方案論證及總體設(shè)計：針對可行性分析初選出的幾種設(shè)計方案進行全面的論證，主要從設(shè)計難度、成本、開發(fā)周期、調(diào)試難度等方面充分評價，優(yōu)選出一種最佳的設(shè)計方案，并對該方案進行總體設(shè)計，完成總體設(shè)計圖。

結(jié)構(gòu)設(shè)計：針對提出的總體設(shè)計方案，從具體結(jié)構(gòu)尺寸出發(fā)，進行詳細設(shè)計，形成工程圖紙，主要包括零件圖和裝配圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)先采用計算機輔助設(shè)計的方法，培養(yǎng)學(xué)生對CAD、CAE軟件的興趣。

結(jié)構(gòu)優(yōu)化：主要是完成一些細節(jié)方面的改進，考慮人機工程學(xué)，從方便用戶使用的角度對產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)進行改進。

實驗驗證：主要進行強度、剛度和可靠性三方面的驗證。

3、案例講解

從上一屆的作品中選出若干件優(yōu)秀的作品，進行分析講解，并讓學(xué)生進行點評，分析它們的優(yōu)缺點以及提出改進方案。重點培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，以避免在自己的作品設(shè)計中出現(xiàn)類似的問題。并從自己的項目題目出發(fā)，全面考慮。

4、項目實施計劃編排

為了有效推進項目的實施，合理的安排項目計劃是前提。在學(xué)生分解項目任務(wù)的過程中，要充分結(jié)合自己的實際，統(tǒng)籌兼顧。

5、以問題為導(dǎo)向的項目實施過程

以學(xué)生作為主體，以項目的實施為教學(xué)過程，在學(xué)生完成項目的過程當(dāng)中，針對學(xué)生所遇到的問題、提出的問題，進行輔助性的、有針對性的引導(dǎo)，讓學(xué)生直面自己遇到的問題，從而尋求解決辦法，最終保證項目的順利進行。

6、基于過關(guān)問題的教學(xué)流程

針對學(xué)生的完成情況，評價學(xué)生在過關(guān)問題解決過程中可借鑒的思想或理論，找出薄弱點提出意見和建議。

7、多樣化的結(jié)課方式

通常，老師評價學(xué)生只注重學(xué)習(xí)成績，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法注重的是學(xué)生實踐與思考探索的過程，既重視學(xué)生認(rèn)知水平的發(fā)展，更重視學(xué)生的探究興趣、態(tài)度、情感、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，摒棄傳統(tǒng)的“一竿子打死”的考核制度。因此，在考核方式上，以學(xué)生自我展示為主，將學(xué)生對自己作品的展示效果作為一個評價方面，采用老師和學(xué)生雙向打分的靈活方式，分別從創(chuàng)新性、實用性以及制作情況對學(xué)生項目進行評價。學(xué)生打分可采用現(xiàn)在流行的一些學(xué)習(xí)班課APP，提高學(xué)生的主動參與意識，同時在為他人評分過程中，發(fā)現(xiàn)自己的問題。

四、以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法注意事項

1.因材施教，針對不同的學(xué)生應(yīng)采用不同的教學(xué)方法和指導(dǎo)方式，努力做到方方面面兼顧；2.以學(xué)生為主體的主動學(xué)習(xí)方式，并不是不管不顧，老師在其中起到了很重要的引導(dǎo)作用；3.輕松的學(xué)習(xí)氛圍并不代表可以隨意討論和課程無關(guān)的內(nèi)容，教學(xué)時間應(yīng)保證良好的課堂秩序；4、注意考核方式的把控，要兼顧學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果。