專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革的方法探討＊

李攀杰,李勝利

（鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

1 概述

新形勢(shì)下大學(xué)生的就業(yè)形勢(shì)不可謂不嚴(yán)峻。雖然隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市場(chǎng)所能提供的就業(yè)崗位豐富多樣，但社會(huì)對(duì)工科大學(xué)生所應(yīng)具備的實(shí)踐創(chuàng)新能力也相應(yīng)有了更高、更新的要求[1]?，F(xiàn)階段學(xué)校培養(yǎng)的大多人才與社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)，大學(xué)生畢業(yè)后很難與社會(huì)需要進(jìn)行對(duì)接[2]。大一與大二進(jìn)行的通識(shí)教育被大眾廣泛認(rèn)同，但是涉及專業(yè)課學(xué)習(xí)的大三與大四階段仍然以理論學(xué)習(xí)為主，學(xué)生對(duì)專業(yè)的體會(huì)與認(rèn)識(shí)不夠深刻，導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力普遍較差，而且缺乏對(duì)專業(yè)知識(shí)的深刻理解與實(shí)踐能力。因此，對(duì)教學(xué)思路進(jìn)行改革，增加專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，能夠使得學(xué)生加深對(duì)專業(yè)的認(rèn)知，且更符合社會(huì)對(duì)大學(xué)生所應(yīng)具有能力的要求。

有關(guān)教學(xué)中實(shí)踐作用的研究文獻(xiàn)特別多。于漫[3]結(jié)合材料科學(xué)與工程學(xué)院的教學(xué)實(shí)際，闡述了加強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新教育的意義，指出優(yōu)質(zhì)的校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地是培養(yǎng)與提升學(xué)生實(shí)踐能力、科研素質(zhì)、創(chuàng)新意義與能力的重要平臺(tái)。尹吉慶[4]等進(jìn)行了高校物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況調(diào)研，從演示實(shí)驗(yàn)室規(guī)模、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)模式綜述了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展與現(xiàn)狀。李文濤[5]等指出實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果需要進(jìn)一步提升，學(xué)生看得多卻做得少。眾多的教學(xué)改革文獻(xiàn)[6-8]提到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)加強(qiáng)學(xué)生印象并提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要意義，但是對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合具體專業(yè)的方法探討較少。現(xiàn)階段大學(xué)階段也有生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，這些生產(chǎn)與實(shí)踐的課程對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力具有重要意義，但是對(duì)于某單一專業(yè)課的更為具體的以問題為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究相對(duì)較少。

為了適應(yīng)鄭州大學(xué)“雙一流”建設(shè)的需要，同時(shí)結(jié)合交通工程專業(yè)的具體特點(diǎn)，本文擬進(jìn)行交通工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革的研究與實(shí)踐。分別從教學(xué)改革的主要舉措與教學(xué)方式改革兩個(gè)角度進(jìn)行專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革研究。

2 教學(xué)改革主要舉措

2.1 課程安排的調(diào)整

研究新的課程安排，不僅要有理論教學(xué)還要有實(shí)驗(yàn)教學(xué)，增加學(xué)生對(duì)課程的理解程度的和實(shí)踐能力。過去專業(yè)課以理論教學(xué)為主，依托PPT 對(duì)案例進(jìn)行講解，學(xué)生的動(dòng)手能力以及對(duì)專業(yè)的理解力較差。因此進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的新課程安排，精簡(jiǎn)理論課程并與實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合，增進(jìn)學(xué)生對(duì)交通工程專業(yè)課程的理解與實(shí)踐能力。鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院在土木類（交通工程專業(yè)）新的人才培養(yǎng)方案中，已經(jīng)對(duì)理論授課與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)進(jìn)行了調(diào)整。例如路橋檢測(cè)、橋梁加固、橋梁監(jiān)控、橋梁健康監(jiān)測(cè)、橋梁抗風(fēng)、橋梁抗震等，這些課程以8 個(gè)學(xué)時(shí)的理論授課為0.5 個(gè)學(xué)分，以12 個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為0.5 個(gè)學(xué)分，縮減了理論課程的學(xué)分，增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)分。理論授課為教室正常授課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，在老師指導(dǎo)下學(xué)生開展實(shí)踐活動(dòng)。通過課程安排的調(diào)整，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革奠定了基礎(chǔ)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件條件建設(shè)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利實(shí)施需要硬件條件建設(shè)。國(guó)外課堂非常強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力，作者曾經(jīng)作為聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生在國(guó)外學(xué)習(xí)一年，所在學(xué)校的有些課程直接安排在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)室有很好的條件支持教學(xué)。因此，在老師準(zhǔn)備開專業(yè)課時(shí)，首先要求老師能夠準(zhǔn)備好相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)要做好場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)器材、耗材等的準(zhǔn)備工作。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)具有各種儀器與設(shè)備，但是針對(duì)專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然需要有針對(duì)性的重組實(shí)驗(yàn)室資源，而針對(duì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課題需要建立特定的實(shí)驗(yàn)構(gòu)件等。例如，對(duì)于橋梁健康監(jiān)測(cè)環(huán)境振動(dòng)測(cè)試，可在實(shí)驗(yàn)室找一根可重復(fù)使用的梁，供學(xué)生進(jìn)行測(cè)試。鄭州大學(xué)交通工程專業(yè)2018 年通過了教育部工程教育認(rèn)證，在這一教學(xué)改革思路的指導(dǎo)下實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)在不斷改善，勢(shì)必能夠逐漸滿足交通工程專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)條件。

2.3 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱的研究與實(shí)施

專業(yè)培養(yǎng)方案確定了專業(yè)課中實(shí)驗(yàn)課的總體思想和要求，增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分量。但是具體到各個(gè)課程如何較好地實(shí)現(xiàn)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要進(jìn)行深入的研究和謀劃。這需要相關(guān)的專業(yè)課老師進(jìn)行詳盡的規(guī)劃，撰寫課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱，準(zhǔn)備教案、課件、實(shí)施報(bào)告等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的安排對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果有重要影響。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上不僅是看教師如何演示，而是要結(jié)合理論課程所學(xué)知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)實(shí)踐。設(shè)計(jì)針對(duì)專業(yè)課且難度適中的實(shí)驗(yàn)題目，以探索實(shí)驗(yàn)任務(wù)為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)踐，進(jìn)而加深對(duì)專業(yè)課的理解。

3 教學(xué)方式改革探索

3.1 理論課程授課方式探索

通過增加與學(xué)生的互動(dòng)提高理論課的授課效率。大幅壓縮專業(yè)課的理論學(xué)時(shí)后，對(duì)任課教師的理論授課提出了很大的挑戰(zhàn)。例如，往常需要32 個(gè)學(xué)時(shí)的現(xiàn)在被壓縮至16 學(xué)時(shí)，再按照往常的準(zhǔn)備內(nèi)容來講肯定講不完，增加授課速度學(xué)生會(huì)聽不懂，因此必然要對(duì)自己授課內(nèi)容有所取舍，大刀闊斧的進(jìn)行改革。為了讓學(xué)生能夠掌握專業(yè)課中關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，要通過布置作業(yè)的方式讓學(xué)生課下自己自學(xué)。考慮到學(xué)生課下自學(xué)的主動(dòng)性不高，老師要增加與學(xué)生課堂的互動(dòng)來督促學(xué)生課下的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生課堂上的注意力。具體方法為：任課教師可以講述基本的概念，對(duì)部分重要的內(nèi)容課堂上沒有時(shí)間講時(shí)，可以通過直接布置作業(yè)的方式讓學(xué)生課下自學(xué)并做作業(yè)，下一堂課隨機(jī)抽學(xué)生上臺(tái)講習(xí)題作業(yè)。例如可以利用商業(yè)編程軟件MATLAB 直接在課堂上生成隨機(jī)數(shù)，讓對(duì)應(yīng)的學(xué)生上臺(tái)講，既可以調(diào)用學(xué)生積極性又保證了提問的公平性。總之，通過增加課堂上與學(xué)生的互動(dòng)，改變過去老師一言堂的授課方式，提高專業(yè)課理論課程的授課效率。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式探索

通過分組考核的方式激勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生對(duì)交通工程專業(yè)的理解。?？普n案例原來是在PPT 中，通過任課教師授課的方式傳遞給學(xué)生?，F(xiàn)在針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，需要教師結(jié)合各個(gè)專業(yè)課的特點(diǎn)，結(jié)合課程的理論教學(xué)的深度，設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。學(xué)生在以課題為導(dǎo)向的過程中，類似于在做作業(yè)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)增加實(shí)踐能力，通過分析數(shù)據(jù)增加對(duì)專業(yè)的理解。具體方法為：任課老師首先講解實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、注意事項(xiàng)等；其次，隨機(jī)將學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所要求的人數(shù)進(jìn)行分組，以每組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；最后，老師作為裁判，通過引入積分制去評(píng)價(jià)各組的表現(xiàn)，以激勵(lì)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)?？傊ㄟ^有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)課題以及利用學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，來增加學(xué)生對(duì)專業(yè)課的理解和學(xué)習(xí)積極性。

4 結(jié)論

1）本文給出了更加適應(yīng)于時(shí)代需求的專業(yè)課教學(xué)模式。通過增加實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革研究，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課的積極性與主動(dòng)性，提高了學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解和自身的實(shí)踐能力。

2）以交通工程本科專業(yè)課為實(shí)施對(duì)象，采取一系列的教學(xué)改革舉措夯實(shí)教改思路。包括研究專業(yè)課程調(diào)整的方案，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件水平，按課程建設(shè)要求編寫教學(xué)大綱、準(zhǔn)備必要的教學(xué)課件等。

3）創(chuàng)建學(xué)生積極參與的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐機(jī)制。通過讓學(xué)生上臺(tái)講習(xí)題，實(shí)驗(yàn)課分組評(píng)比等方式提高學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)積極性，使所修課程的學(xué)生增進(jìn)專業(yè)理解與專業(yè)實(shí)踐能力。