提高工科專業(yè)課堂教學效果的方法探索

劉琳 胡莉 李海波

摘 要 工科專業(yè)課程具有理論實踐一體化特點。在“開發(fā)內(nèi)化”教學模式下，教師預(yù)先設(shè)計工程情景或引入實際工程案例，引導學生針對具體工程問題課前預(yù)習、課中練習、課后復(fù)習，激發(fā)學生自我學習和創(chuàng)新精神培養(yǎng)。實踐證明教學效果明顯，學生解決實際問題能力顯著提高。

關(guān)鍵詞 開發(fā)內(nèi)化 課堂教學 實踐知識 效果

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.08.033

Abstract The professional courses of engineering higher education have a course of the characteristics of theory and practice. Under the "development internalization" teaching model， teachers pre-design project scenarios or introduce actual project cases， guide students on specific engineering issues， pre-learning， in-class practice， and review after class， inspire students to learn and innovate. Practice has proved that the teaching effect is obvious， and the ability of students to solve practical problems is significantly improved.

Keywords development internalization； classroom teaching； practical knowledge； effect

2016年4月教育部發(fā)布的《中國工程教育質(zhì)量報告》數(shù)據(jù)顯示，截止到2014年我國工程教育人才培養(yǎng)規(guī)模位居世界第一，[1]但現(xiàn)實中，隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，工程教育在培養(yǎng)學生工程思維、創(chuàng)新能力、實踐能力、跨學科國際視野等方面，仍然難以滿足我國技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展先進制造業(yè)、信息化產(chǎn)業(yè)等對工程技術(shù)人才的多元化需求。

針對我國工程教育存在的問題，探尋其解決之道是當務(wù)之急。許多學者對改進我國工程教育現(xiàn)狀提出以學生為中心的自主式、問題式、項目訓練式的課程教學，解決了我國工程教育面臨的部分問題。但是，面對工程教育課程模式的改進，以及如何在課程教學方面做出創(chuàng)新，仍然是工程教育界值得關(guān)注的重要命題。[2]

1 工科專業(yè)能力培養(yǎng)及專業(yè)課程特點

培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的合格工程師是高等工程教育人才培養(yǎng)目標之一。作為人才培養(yǎng)計劃的基本要素，課程和教學環(huán)節(jié)是人才培養(yǎng)目標得以落實的著力點，是相關(guān)知識、能力和素養(yǎng)能否真正得到落實、能否培養(yǎng)出符合要求的工程技術(shù)人才的關(guān)鍵。課堂教學是一項系統(tǒng)工程，需要課程、教學方法、教學條件、師資等多方面的配合，同時，學生的學習效果又會系統(tǒng)地滲透到每一門課程和教學環(huán)節(jié)中。這樣，學生應(yīng)該獲得的知識、能力和素養(yǎng)與課程體系之間就建立了某種聯(lián)系，這是課程功能的具體體現(xiàn)。

工科專業(yè)課程是有相應(yīng)的專業(yè)應(yīng)用背景的工程、產(chǎn)品類課程，依據(jù)不同專業(yè)背景、工程特點設(shè)置，除高等數(shù)學、化學、力學等基礎(chǔ)課外，通常還包括工程知識類、工程技術(shù)類、工程實驗類、工程管理類等課程。由此可見，工程高等教育的主要專業(yè)課程為理論實踐一體化課程，是工科學生學習專業(yè)知識的主要途徑。[3]如“環(huán)境影響評價及案例分析”、“給排水工程”是環(huán)境工程專業(yè)學生的主要核心專業(yè)課，具有理論知識與實踐應(yīng)用一體化特點。

通過課程學習培養(yǎng)工科學生的工程素質(zhì)，使學生掌握一定的專業(yè)知識、專業(yè)技能，只學習理論知識是不可能完成的。高等工科專業(yè)學生需要了解一定的工程背景，并且有一定的工程實踐訓練。針對工科專業(yè)課程特征，如何在課堂教學環(huán)節(jié)將這些理論實踐一體化知識轉(zhuǎn)化為學生的能力，使今后能夠有正確的工程思維、工程方法以解決實際問題，這是當前工程教育改革中必須解決的問題。

2 “開發(fā)內(nèi)化”教學創(chuàng)新

為了提高工科高等教育水平，許多專家、教育工作者做出了努力。對于課程教學更加強調(diào)教育的全面性、基礎(chǔ)性和綜合能力的培養(yǎng)，從以“知識”學習為中心向技術(shù)、能力、素質(zhì)全面發(fā)展轉(zhuǎn)移；更加強調(diào)學生的個性發(fā)展、創(chuàng)造精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[4]注重課程內(nèi)容的理論知識與實踐運用的統(tǒng)一，課堂教學與學生課外自主學習結(jié)合，有效促進學生在知識和能力方面的整體發(fā)展。

“開發(fā)內(nèi)化”教學模式是對傳統(tǒng)教學模式的創(chuàng)新，是開發(fā)學生潛能、內(nèi)化學生能力的一種教學嘗試，其核心是“預(yù)習、練習、復(fù)習”。教師根據(jù)教學內(nèi)容、教學目標提前布置學習任務(wù)，學生自主學習；課堂上教師采用講授、測驗、討論相結(jié)合進行課堂教學、釋疑解惑；課后加強鞏固和復(fù)習。這種教學模式強調(diào)教學活動的有效性，調(diào)動學生自主學習的內(nèi)動力，引導和促成學生將知識“內(nèi)化”為分析、解決實際問題的能力。[5]實施新的教學模式后課堂教學效果有了顯著提高。

3 “開發(fā)內(nèi)化”教學實踐

工科專業(yè)課程具有理論實踐一體化特征，在“開發(fā)內(nèi)化”教學模式下，課前預(yù)習、課中練習、課后復(fù)習等教學環(huán)節(jié)，學生的知識內(nèi)化基本以理論知識占優(yōu)、實踐知識較弱。怎樣采用合適的教學手段加入工程實踐的知識元素，開發(fā)學生實踐創(chuàng)新潛質(zhì)，自我學習的精神非常有必要。

3.1 單一實踐知識點的“開發(fā)內(nèi)化”課堂教學

如何在開發(fā)內(nèi)化教學中把實踐相關(guān)的知識在課堂教學環(huán)節(jié)更好地完成值得探索。本教學研究探索在開發(fā)內(nèi)化教學中，針對實踐相關(guān)的知識實施“翻轉(zhuǎn)”教學，即利用目前流行的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學概念，讓學生先自行學習，再通過課堂展示、討論及教師引導教學的方式進行。通過設(shè)置與實踐知識相關(guān)的工程背景、應(yīng)用情景，設(shè)計學習任務(wù)單，提前2至3周布置給學生，要求學生先行查閱資料自主學習，再到課堂進行討論，以加強實踐知識在開發(fā)內(nèi)化教學預(yù)習環(huán)節(jié)的教學效果，達到充分學習知識和內(nèi)化自我能力的教學目的，提高學生工程素養(yǎng)。如針對“給排水管網(wǎng)工程”專業(yè)課程的排水管網(wǎng)設(shè)計、施工、管網(wǎng)的管理及維護等與實踐密切相關(guān)的知識點，把學生分成4組，提前布置任務(wù)，教師給出知識點的工程背景或情景，任務(wù)完成的路徑，提出完成學習及討論的時間、內(nèi)容及要求。學生通過查找資料、尋找案例、主動觀察等，完成老師布置的任務(wù)。實踐證明學生的學習效果、學習熱情明顯提高。

3.2 專業(yè)知識綜合應(yīng)用的“開發(fā)內(nèi)化”課堂教學

傳統(tǒng)的工科專業(yè)課程以教師課堂講授，學生學習知識為主，缺乏對工程素養(yǎng)訓練的針對性。在“開發(fā)內(nèi)化”課堂教學中，教師預(yù)先設(shè)計工程情景或引入實際的工程案例，采用以研究解決“問題”為中心，引導學生課前、課中、課后針對具體工程問題，學習、研究如何綜合地運用多學科的知識和經(jīng)驗去分析和解決問題。相同的問題因產(chǎn)生的背景情況不同，會有完全不同的合理解決方案，解決問題的答案也可以是多種多樣。通過這一過程，學生能夠?qū)ο鄳?yīng)的知識得以內(nèi)化，解決實踐問題的能力得以培養(yǎng)鍛煉。課程采用的案例從教師參與的工程項目入手，收集組織、編輯案例材料，進行制作工作。工程項目包含設(shè)計、制造、調(diào)試到投運過程，項目的設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計說明書、圖紙、使用維修說明書等，或者現(xiàn)場活動及工程設(shè)備的錄像等，均可以選擇為教學案例。設(shè)計任務(wù)清單時，充分考慮學生的特點制訂任務(wù)計劃，先是任務(wù)目標、總方案，再按計劃逐步向下分解項目內(nèi)容。課前在教師指導下分段自主學習，課堂上教師講解、討論相結(jié)合，讓學生逐漸消化案例所反映的工程背景和有關(guān)技術(shù)內(nèi)容。如“環(huán)境影響評價及案例分析”課程，把學生分成4組，通過提前布置任務(wù)，發(fā)布任務(wù)要求及完成時間節(jié)點，之后在課堂上進行工程分段講解、討論，學生逐步消化具有實踐工程背景的案例。如“福建省某紙業(yè)股份有限公司熱電站節(jié)能技改項目”、“某城市道路交通的噪聲及振動控制”案例，學生從開始對工程分析無從下手，到期末結(jié)課時能夠?qū)φ麄€工程及環(huán)境影響進行分析、總結(jié)討論，學生的綜合應(yīng)用能力、工程實踐知識有了大幅進步。

4 結(jié)語

國家的高速發(fā)展對工科專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高要求。高等工程教育的課堂教學是人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，涉及到課程設(shè)置、教學條件和設(shè)施、師資等多方面因素?；诟叩裙こ探逃嬖诘膯栴}，采用“開發(fā)內(nèi)化”教學模式進行了課堂教學有益嘗試，學生自我學習、創(chuàng)新思維、動手能力得到了鍛煉，教學效果顯著提高。實踐證明，只有發(fā)現(xiàn)問題，正視問題并努力解決問題，才能為國家培養(yǎng)適合社會需求的優(yōu)秀工科專業(yè)人才。

參考文獻

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[4] 高有華.高等教育課程理論新探[M].江蘇大學出版社，2009.11.

[5] 趙作斌.大學成功素質(zhì)理論與實踐[M].武漢：武漢大學出版社，2009.