問題探究式教學法在《漁用材料力學》課程中的探索與實踐

王飛 馬家志

摘 要：《漁用材料力學》是一門海洋漁業(yè)科學與技術(shù)專業(yè)的學科基礎(chǔ)課，涉及漁用材料與經(jīng)典力學的融合，傳統(tǒng)的教學方法很難達到應(yīng)有的授課效果。為此，教學組在認真領(lǐng)會問題探究式教學法的基礎(chǔ)上，將之應(yīng)用于本課程的教學實踐中，并取得良好成效。

關(guān)鍵詞：漁用材料力學；問題探究式；探索與實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）03-0103-03

Abstract： Mechanics of Fishing Materials is a fundamental course for marine fishery science and technology majors， which involves the integration of fishing materials and classical mechanics. The traditional teaching methods cannot meet the teaching requirements. Therefore， problem-based teaching method is applied to the teaching practice， and the teaching effect is good.

Keywords： Mechanics of Fishing Materials； problem-based teaching method； exploration and practice

教學法指“師生為完成一定教學任務(wù)，在共同活動中所采用的教學方式、途徑和手段”，教學法是課程學習的核心。大學教育的核心任務(wù)不只是給學生教什么知識，而是更側(cè)重于用什么方法來教，怎樣才能教得更好。哈佛大學前校長博克認為，教學內(nèi)容固然重要，但對于大學生影響更深遠的還是教學方法。高等學校是培養(yǎng)專業(yè)人才的基地，而專業(yè)人才的培養(yǎng)依賴于教學體系的完善程度和創(chuàng)新程度，教學法在整個教學體系的完善程度和創(chuàng)新程度上占有關(guān)鍵的地位。傳統(tǒng)的講授式課堂教學模式是學生被動接收課堂知識，抑制了學生創(chuàng)新思維的發(fā)展，不利于專業(yè)人才的培養(yǎng)，因此課堂教學方法的改革，以及與課程內(nèi)容的有機融合勢在必行。本文對問題探究式教學方法進行了解析，并將之應(yīng)用到《漁用材料力學》的課程教學實踐中，取得了良好的教學效果，借此為同類課程的教學提供參考。

一、《漁用材料力學》課程簡介

《漁用材料力學》是在國家卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)的背景下，開設(shè)的一門海洋漁業(yè)科學與技術(shù)專業(yè)的學科基礎(chǔ)課，是一門漁用材料與經(jīng)典力學相結(jié)合的理論較深、難度較大的專業(yè)基礎(chǔ)課，是《漁具材料工藝學》、《漁具漁法學》等后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，其概念多、公式多，與工程實際的聯(lián)系比較緊密。若用傳統(tǒng)的教學方法授課，學生會很難理解概念、原理，從而導(dǎo)致理論與實際的距離拉大；若將相關(guān)概念、原理與工程實際問題串聯(lián)起來，寓概念、原理于實際工程問題中，讓學生針對工程實際問題進行分析、探究，則會極大地提高學生的學習主動性，會明顯提升學生分析綜合問題的能力，從而有利于培養(yǎng)創(chuàng)造性的專業(yè)人才。

二、問題探究式教學法及其特點

問題探究式教學模式其實就是以問題——探究為主線，教師根據(jù)教學大綱的要求，結(jié)合學生的專業(yè)方向，設(shè)計出既能融合課程內(nèi)容、又能考慮專業(yè)的實際應(yīng)用的不同層次的簡單問題和綜合性實踐問題，以問題為核心，以學生的學習主動性和積極性為動力，通過思考、討論、分析、修改、討論、分析、修改、結(jié)論等途徑，得出解決問題的方法；或者在討論交流過程中，讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題，得出解決辦法，以此來激發(fā)學生的求知欲、創(chuàng)造欲，從而來培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)造能力。與傳統(tǒng)教學模式相比，問題探究式教學具有如下特點：

（一）開始于預(yù)先設(shè)計好的問題

以問題作為媒介，將準備要學的知識點隱含在問題中，讓學生結(jié)合前期所學，通過對教師所提供的問題進行分析、討論和研究，明確它大體涉及知識范圍，需要解決問題類型，在小組的討論下或教師的指點下，找出解決問題的方法，經(jīng)過一番探究，最后通過問題的完成去實現(xiàn)對所學知識的理解和應(yīng)用。

（二）強調(diào)師生互動探究的過程

探究是一種活動、一個過程，更是一種學習方式。雖然問題探究式教學模式的主體是學生，需要學生的參與配合，沒有學生的自主參與，沒有學生的主體意識的發(fā)揮，是不可能做到對問題的真正探究。但是作為問題的提供者也非常重要，沒有教師的問題，學生沒有思考的內(nèi)容，沒有教師的參與，當學生碰到?jīng)]能力解決的難點時，學生就會束手無策，長此以往會打擊學生的積極性，因此教師與學生的共同參與是至關(guān)重要的。在整個過程中，教師起著導(dǎo)師、指揮家的作用，會在學生討論的過程中不停地巡視，不斷地給予學生點撥和指導(dǎo)。這樣就會不斷地激發(fā)學生的求知欲望，使他們真正地參與到知識的獲取過程中去，同時培養(yǎng)他們科學探索的能力。

（三）重視學生間的合作

在探究活動中，每個學生都以自己的方式，結(jié)合自己已有的知識來完成對問題的理解。由于每個學生的知識存儲不同，思考問題的方式也可能不同，對同一個問題可能會出現(xiàn)不同方面的理解。因而，通過團隊之間的合作，學生之間的交流，可以彌補因個人由于思考問題的片面性而導(dǎo)致對問題理解的不全面，這樣就可以擴展學生的視野，使個體的理解和認識更加豐富和全面。在共享思維成果的基礎(chǔ)上，達到對當前所學知識的正確理解。

三、問題探究式教學法在《漁用材料力學》中的應(yīng)用

對于難度較大，專業(yè)較深的《漁用材料力學》課程，問題的提出是問題探究式教學法的關(guān)鍵所在；討論小組的存在是問題探究式教學法的橋梁；教師的引導(dǎo)是問題探究式教學法的指揮棒。

（一）課程問題的設(shè)計和組織

探究式教學的載體與核心是問題，學習活動是圍繞問題展開的。探究式教學的出發(fā)點是設(shè)定需要解答的問題，這是進一步探究的起點。教師在對教學內(nèi)容總體認識和把握的基礎(chǔ)上，提出課堂上所要解決的不同難易層次的問題。通過提出問題，從學生的需要出發(fā)組織教學問題，以問題為中心讓學生搜尋、發(fā)現(xiàn)、確立、探索、解決，學生也由被動的接受者、服從者、執(zhí)行者變成了主動的發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。

對于《漁用材料力學》而言，圍繞學生專業(yè)知識結(jié)構(gòu)、能力形成的基本要求，依據(jù)教學大綱，剝離出《漁用材料力學》教學內(nèi)容的核心部分（拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲）和非核心部分（剪切），對核心部分在基本點、重點、難點等方面進行層次分解，設(shè)計出易、中、難等不同層次的問題，以問題為切入點，通過學生對問題的完成情況，確定教師精講的內(nèi)容和要求學生自學的內(nèi)容，并在課堂教學過程中集中時間與精力講解重點、難點以及知識的運用等環(huán)節(jié)。比如《漁用材料力學》中集魚燈的掛桿（圖1），在集魚燈垂直于掛桿軸線的均布力作用下產(chǎn)生哪些變形？釣魚竿在漁獲物的作用下產(chǎn)生什么變形？變形和外力之間存在什么關(guān)系？能否列出它們之間的函數(shù)關(guān)系式？如果釣魚時既有漁獲物又有浪的情況下，釣魚竿會出現(xiàn)哪些變形？這些問題中無論是簡單的變形還是復(fù)雜的組合變形，都需要經(jīng)過精心的設(shè)計，既要考慮到知識的結(jié)構(gòu)和大綱的內(nèi)容，又要考慮到學生的知識儲備和可做性。接著就需要學生結(jié)合前期所學，對該問題進行分析討論，得出合理的結(jié)論。

此外，圍繞課程提出的問題要力求精致、新穎、多樣。從學生將來從事的專業(yè)領(lǐng)域的實際需要出發(fā)，以解決專業(yè)實際問題為導(dǎo)向設(shè)計問題，通過理論分析，縮短理論與實際的距離。學生了解理論知識與專業(yè)實際的具體聯(lián)系，既扎實地學好書本理論知識，又能形成分析實際問題、解決實際問題的綜合能力，促使學生學有專學、學以致用、以用促學，真正做到了理論教學與專業(yè)實際相結(jié)合。

同時，對于要求學生自學的內(nèi)容，教師要提前提出學習任務(wù)與學習要求，通過實行課前預(yù)習制度等途徑，讓學生完成基本知識的學習，并在課堂教學過程中用適當?shù)臅r間完成對學生自學情況的檢查與驗證。

（二）討論小組的設(shè)立和組成

探究教學模式強調(diào)學生的積極參與，學習任務(wù)主要是通過學生自主研究和協(xié)作學習完成的，小組協(xié)作是經(jīng)常采用的組織形式。例如，對2014級海漁專業(yè)的28名學生，分成7組，每組4人，每組設(shè)有組長和副組長；對2015級海漁專業(yè)的36名學生，分成6組，每組6人，每組設(shè)有組長和副組長；對2016級海漁專業(yè)的30名學生，分成6小組，每組5人，同樣每組設(shè)有組長和副組長，在探究過程中，小組成員既有分工，又有合作。學生要積極主動地利用各自所儲備的知識對問題進行分析、討論，最好形成大家一致的結(jié)論，從而共同完成學習任務(wù)，這樣不但解決了課程問題，同時提高了學生的團隊合作精神。同時從這個分組的對比中也得出，小組成員不宜太多，否則容易引起部分學生的偷懶現(xiàn)象。

（三）教師的引導(dǎo)和教學

創(chuàng)設(shè)情境，以問題為載體，以培養(yǎng)思維能力為核心。從問題探究式教學法的模式結(jié)構(gòu)來看，問題貫穿在教學的全過程中，學生分析問題、解決問題的過程，就是他們結(jié)合已有的知識進行推理的過程，這推理的過程也是學生思維能力的發(fā)展過程，該過程激發(fā)了學生自主探究的欲望，有時學生也會根據(jù)教學內(nèi)容自主地提出問題進行討論。教師為了達到讓學生自主學習的目的，要引導(dǎo)學生自己去不斷地發(fā)現(xiàn)問題并不斷地加以解決。對學生沒有發(fā)現(xiàn)的一些重要問題，教師應(yīng)提出來讓學生討論， 盡量確保教學內(nèi)容的完整性。同時應(yīng)對學生加強方法的指導(dǎo)，對學生的討論結(jié)果進行評價。在對學生的討論結(jié)果進行評價時， 常?？梢詽B透學習方法的指導(dǎo)，指導(dǎo)學生從“學會”到“會學”，因此教師起到了指揮家的作用。

在小組討論的過程中，使學生在發(fā)表自己的探究成果和方法、傾聽他人探究經(jīng)驗的過程中進行客觀的比較和鑒別，從不同角度改進自己的結(jié)論，克服原先獨立探索中的片面性和局限性，最終完成對所學知識完整或較為完整的結(jié)論。這一階段以學生質(zhì)疑、爭論、答辯為主，是對自主探究階段學習效果的升華，同時也為學生掌握學習方法、培養(yǎng)綜合能力提供了大好時機。例如，對《漁用材料力學》中綜合性漁業(yè)實踐案列——TR人工魚礁拉伸或壓縮、扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲的組合變形分析中（圖2），學生在分析時，可能會遺漏某個變形，或是某個知識點，這時教師應(yīng)從側(cè)面提醒學生是否考慮到了每個變形的疊加。學生在思考過程中會不斷地吸取團隊成員的討論結(jié)果，不斷地修正自己的不足，最終提交了一份完整而又準確的分析報告，從而對TR人工魚礁在相似工況下的拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲變形得出了一份完整的分析報告。

另外，對2015級海漁的36 位學生的統(tǒng)計中，發(fā)現(xiàn)有67.3%的學生在一學期中提出過5次以上的問題，提出的問題涉及到《漁用材料力學》的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲的四大變形，從而可見學生的學習興趣得到了提升，課堂互動參與度和知識掌握程度也得到明顯的加強。

圖2 TR人工魚礁

四、結(jié)束語

“問題探究式教學法”改變了教師“以講為主，以講居先”的格局，調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，注重了學生自學能力和積極探索精神的培養(yǎng)和鍛煉，提高了學生運用知識的能力和水平。在當前的《漁用材料力學》課程教學中，問題探究式教學法起著非常重要的作用，已逐步形成“教師精講與學生自學相結(jié)合”的教學組織形式。不僅提高了學生學習的自主性和創(chuàng)新性，突出了“學生本位”意識，也有利于學生科學思維的培養(yǎng)和解決問題能力的提高與創(chuàng)新，通過“授之以漁” 的方式使學生們獲得了持續(xù)學習的能力。本教學實踐為學生提供了一個集獨立思考、直抒己見、尋求疑問于一體的平臺，為學生學習較難、較枯燥的力學課程提供了一個較合理的方法，同時也為成功培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)型人才提供一條路徑。

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