工科類專業(yè)課程教學結(jié)構(gòu)改革的

收稿日期：2013-04-07

基金項目：重慶市高等教育教學改革研究項目（103115）

作者簡介：趙志舟（1971- ），男，重慶交通大學河海學院副教授，主要從事河流動力學與航道整治研究，（E-mail）zhzz2008@163.com。

摘要：專業(yè)課在工科人才培養(yǎng)過程中具有非常重要的作用，構(gòu)建適合課程教學特點的教學結(jié)構(gòu)是進行工科專業(yè)課程深層次教學改革的需求。文章以港航工程專業(yè)核心課程航道整治為例，在教學現(xiàn)狀調(diào)查的基礎(chǔ)上，闡述了該課程的教學理念，總結(jié)了 “主導—主體”教學結(jié)構(gòu)改革措施及實踐經(jīng)驗。采取“主導—主體”教學結(jié)構(gòu)，既能發(fā)揮教師的主導作用又能充分體現(xiàn)學生的認知主體地位，符合教學要求。

關(guān)鍵詞：教學結(jié)構(gòu)；教學模式；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G6420文獻標志碼：A文章編號：10052909（2013）05008505國家水運交通戰(zhàn)略發(fā)展，急需大量具有較強工程實踐能力和創(chuàng)新能力的港航專業(yè)人才。文章以港航專業(yè)核心課程航道整治為例，探討工科專業(yè)課程教學結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與改革措施。航道整治為港航專業(yè)核心課程，要求學生掌握航道維護、灘險整治設計的基本理論和設計方法，課程有一定的理論基礎(chǔ)，但同時也是一門實踐性很強的學科。近年來課程組承擔了部分相關(guān)教改課題的研究，通過課程體系改革，開發(fā)研制了多媒體課件和課程網(wǎng)站，提高了航道整治課程的教學質(zhì)量，但同樣存在以教師為主體的傳統(tǒng)教學弊病。多年來，國內(nèi)教學改革雖然取得了不小的成績，但是并沒有大的突破，問題在于只注重教學內(nèi)容、手段和方法的改革，而忽視教學結(jié)構(gòu)的改革[1]。如何利用、改造現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)課程資源，采納教學理論與教學設計的最新研究成果，構(gòu)建適合課程特點的教學結(jié)構(gòu)，探索創(chuàng)新教學模式與方法是進行課程深層次教學改革的需求。

一、教學結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀分析

（一） 教學結(jié)構(gòu)的概念

教學結(jié)構(gòu)[2]，是指在一定的教育思想、教學理論、學習理論指導下，在某種環(huán)境中展開的教學活動的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式。它將直接反映教師的教育思想、教育理念，以及教學活動進程。教學結(jié)構(gòu)的改變必然會觸動教育思想、教學觀念、教與學的理論等根本性問題，而教學內(nèi)容、教學手段、教學方法改革則不一定會觸動這類根本性的問題。可見，教學結(jié)構(gòu)的改革是更深層次的改革，教學結(jié)構(gòu)改革的意義更重要，當然也將面臨更多的困難。（二）教學結(jié)構(gòu)的劃分

圍繞教學系統(tǒng)4個核心要素的關(guān)系可以形成“以教師為中心”“以學生為中心”“以媒體為中心”“主導一主體”等不同類型的教學結(jié)構(gòu)。

（1）“以教師為中心”教學結(jié)構(gòu)。在中國，“以教師為中心”教學結(jié)構(gòu)至今仍占據(jù)著統(tǒng)治地位，一方面由國情發(fā)展的客觀性所決定，另一方面與其所依賴的教學理論和學習理論是分不開的。

“以教師為中心”的理論基礎(chǔ)主要包括以行為主義為基礎(chǔ)的學習理論和以奧蘇貝爾理論為代表的教學理論。此類教學結(jié)構(gòu)有較高的教學效率，但缺點在于學生被動學習，主體意識喪失，學生的思想僵化，無法滿足現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型人才的要求。

高等建筑教育2013年第22卷第5期

趙志舟工科類專業(yè)課程教學結(jié)構(gòu)改革的思考

（2）“以學生為中心”教學結(jié)構(gòu)。其主要建立在建構(gòu)主義教學理論和學習理論上，主要內(nèi)容可以概括為：“以學生為中心，在整個教學過程中由教師擔負組織者、指導者、幫助者和促進者的職責，利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素充分發(fā)揮學生的主動性、積極性，激發(fā)創(chuàng)新精神，最終使學生實現(xiàn)對當前所學知識意義的建構(gòu)。”建構(gòu)主義學習理論在教學、教育中造成的影響不夠令人滿意，只是在實現(xiàn)認知發(fā)展目標時有優(yōu)勢，在實現(xiàn)情感發(fā)展目標和簡單技能訓練目標時，遠不如人本主義和行為主義學習理論。自20世紀 90 年代末到21世紀初，美國的教育質(zhì)量特別是基礎(chǔ)教育質(zhì)量出現(xiàn)明顯滑坡，被認為是奉行喬納森等建構(gòu)主義理論的結(jié)果[3]。

（三）教學結(jié)構(gòu)與教學模式的關(guān)系

南國農(nóng)先生指出，當前教育技術(shù)理論建設方面存在名稱、定義、定位、起點、理論體系問題，雖經(jīng)多次討論，并未最后解決[3]。近年來國內(nèi)對 “教學結(jié)構(gòu)”與“教學模式”的概念存在分歧。

提倡“教學結(jié)構(gòu)”的學者主張教學結(jié)構(gòu)比教學模式對教學變革更具有決定性作用，并認為“教學結(jié)構(gòu)是教學活動進程的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形式”，“教學模式是穩(wěn)定的教學活動的框架和程序” [1-2、4-5]；反對者認為“教學結(jié)構(gòu)”的提出給教學實踐造成了混亂，故應該繼續(xù)使用“教學模式”概念[6-8]。

朱永海[9]從漢語構(gòu)詞法的角度指出了兩者不是同一個層次上的概念，并著重利用系統(tǒng)科學的方法，從時空思維框架和傳播學角度分析了“教學結(jié)構(gòu)”和“教學過程”是一對系統(tǒng)時空范疇，提出教學結(jié)構(gòu)指教學要素在空間上靜態(tài)的排列組織形式，從而形成穩(wěn)定的靜態(tài)結(jié)構(gòu)形式。教學模式指教學要素在時間上的動態(tài)展開形式，從而形成穩(wěn)定的教學活動進程。教學結(jié)構(gòu)孕育著教學過程，教學結(jié)構(gòu)的變化直接導致教學過程的改變；教學過程包含和體現(xiàn)著教學結(jié)構(gòu)，教學結(jié)構(gòu)向教學功能的轉(zhuǎn)化必須借助教學過程才能實現(xiàn)。另外，教學系統(tǒng)要素在同一空間狀態(tài)對應著不同的時間過程，因此，相同的教學結(jié)構(gòu)可以對應不同的教學模式。

二、航道整治課程教學現(xiàn)狀調(diào)查

（1）目前港航專業(yè)課程教改取得了不少成績，但多從教學過程的不同要素或教學環(huán)節(jié)開展教學改革研究，課堂教學中“以教師為中心”的教學結(jié)構(gòu)仍沒有改變，沒有形成4個教學要素相互聯(lián)系、相互作用的教學結(jié)構(gòu)。

（2）教學設計仍以教師講述為主，雖然采用了多媒體課件、課程網(wǎng)站等現(xiàn)代化的教學手段，但媒體教學平臺情境創(chuàng)設質(zhì)量、網(wǎng)站擴充性教學資源的構(gòu)建、協(xié)作學習和討論交流功能等還有待提升，對問題性教學的重視不夠。

（3）總體來看，第7學期學生學習任務較重，學生復習考研、找工作花費了大量的時間與精力，明顯影響了學生的學習主動性與學習效果。因此，需要采取合理的教學設計方法，激發(fā)學生主動學習的興趣。

（4）理論課教學為32學時，且行課時往往遇到國慶節(jié)等假期，實際的教學學時進一步縮短。為保證教學時間，應采取彈性、靈活的教學方法，在較短的時間內(nèi)讓學生獲得更多知識，提高能力，實現(xiàn)既定的教學目標。

（5）從最近幾年的教學實踐來看，學生已經(jīng)具備工程水力學、工程水文學、河流動力學等先行基礎(chǔ)課的基本知識，有較好的學習基礎(chǔ)。但由于工程水文學沒有進行大作業(yè)或課程設計的訓練，學生對河床地形圖的讀圖能力較差，圖形、數(shù)據(jù)處理與分析能力較差，缺乏對河床演變綜合分析能力的訓練，因此，應增加實踐能力的訓練，提高學生素質(zhì)。

（6）實驗教學雖然開設了驗證實驗、綜合實驗項目，但目前實驗教學仍以教師演示為主，存在學生走過場的現(xiàn)象。學生參與實驗的主動性較差，雖然設置開放實驗室項目，但沒有實現(xiàn)真正意義上的開放。

（7）普遍存在學生死記硬背應付考試的現(xiàn)象，需改革航道整治課程考核方式，促進對理論知識的理解，提高學生動手能力和創(chuàng)新能力。

三、課程教學理念

（1）改變課堂教學中以教師為中心的教學方式，教學內(nèi)容、教學媒體、教學進程符合港航專業(yè)學生學習的認知規(guī)律，提高學生學習的主動性。

（2）注重實驗教學、課程設計、實習、畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)教學，培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)。

（3）發(fā)揮科研優(yōu)勢，科研成果深度融入教學，形成科研信息進課堂，科研成果進教材，科研項目進實驗教學，科研選題進畢業(yè)設計，科研活動進學生第二課堂的“科研五進課程”教學模式。以此提高教學的科學性、適用性和前沿性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，增強學生的動手能力。

四、課程教學結(jié)構(gòu)

有機結(jié)合奧蘇貝爾學習理論、建構(gòu)主義理論、B-learning理論的優(yōu)點，采取能發(fā)揮教師主導作用又能充分體現(xiàn)學生認知主體地位的“主導—主體”教學結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)學習方式優(yōu)勢和數(shù)字化學習優(yōu)勢相結(jié)合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。

現(xiàn)代教學環(huán)境下，教學系統(tǒng)由教師、學生、教材（教學內(nèi)容） 、現(xiàn)代教學媒體4個要素構(gòu)成。合理處理教學系統(tǒng)4個核心要素不同的作用關(guān)系，以形成一種緊密的耦合系統(tǒng)[5]。

（1）教師對學生及其學習過程中的教學內(nèi)容及教學媒體進行總體的指導和把握。教師根據(jù)學生的特點為其選擇、設計特定的教學內(nèi)容、教學媒體和交流方式。教師是教學過程的組織者、知識意義建構(gòu)的促進者、學生良好情操的培育者。

（2）學生擁有大量經(jīng)教師選擇、設計并控制的學習資源，是學習活動的主體，是信息加工與情感體驗的主體，是知識意義的主動建構(gòu)者。

（3）教材不是唯一的教學內(nèi)容，通過教師指導、自主學習與協(xié)作交流，學生可以從多種學習對象（課程教師、學生以及有關(guān)專家）和多種教學資源（圖書資料及網(wǎng)上資源）中獲取多方面的知識。

（4）教學媒體既可以是輔助教師授課的演示工具，也可以是促進學生自主學習的認知工具與情感激勵工具。

在學教并重的教學結(jié)構(gòu)中，學生在開放式互動的學習環(huán)境中，擁有大量經(jīng)教師選擇、剔除冗余信息的資源，有利于其主動性和積極性的發(fā)揮，有利于創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)。教師通過對教學內(nèi)容、教學媒體、學習活動等的設計，使學生在學習過程中既有自主權(quán)，又不會發(fā)生偏離，能在適當?shù)臅r候得到教師或?qū)＜摇⒒锇榈闹笇А?/p>

教師如何依據(jù)課程特點，通過合理、靈活的教學模式引導學生主動學習是“主導—主體”教學結(jié)構(gòu)改革的重點。例如：一般教材在講述山區(qū)河流急流灘時，均為急流灘的現(xiàn)象與礙航特征、形成原因、整治方法，內(nèi)容平鋪直敘，學生感覺枯燥，因而缺乏學習的興趣和動力。然而引導學生主動學習則可通過錄像直觀展現(xiàn)某一典型急流灘的水流特征，說明可能出現(xiàn)的海事事故。然后設置情景問題一：如果你是一名船長，考慮航行時能否安全通過此灘段？應收集哪些信息幫助作出正確的判斷？船舶的航行線路應該如何擬定？情景問題二：如果你是一名航道管理人員，有船舶運輸部門反映，船舶航行困難，你認為該灘應該采取哪些管理措施與治理措施？通過問題引發(fā)學生對急流灘整治技術(shù)學習的興趣。在此基礎(chǔ)上，講述急流灘的一般整治方法，將上述典型灘險的地形、水流特性、船舶參數(shù)資料提供給學生，讓學生思考解決此問題的多種方案。再進一步結(jié)合教學水槽模型，印證其合理性，并探索河勢特征的變化規(guī)律及其水力學原理。通過多樣化的教學形式和方法，教學效果有利明顯改善。

五、課程教學模式

不同的思想和理論必然形成不同的教學結(jié)構(gòu)，“主導—主體”教學結(jié)構(gòu)建立了教學系統(tǒng)中各要素的相互聯(lián)系。各要素相互作用而形成的教學結(jié)構(gòu)必須在“教學活動進程”中才能顯現(xiàn)，通過合理的教學模式實現(xiàn)。

一種教學模式就是一種教學文化或?qū)W習文化。任何一種教學模式總是蘊涵一定的價值追求，應注意結(jié)合各門學科的特點建構(gòu)易于實現(xiàn)學科課程整合的新型教學模式，建構(gòu)多樣化、真正有益于促進學習者發(fā)展的新型教學模式或新型教學文化。

（1）發(fā)揮傳統(tǒng)教學方法的優(yōu)勢，并結(jié)合建構(gòu)主義技術(shù)觀加以完善。對教師而言講授法對知識體系的教學是有效的。學習結(jié)果來自于思維的過程，教師應合理采取先行組織者教學策略，幫助學生理清課程知識結(jié)構(gòu)脈絡，將新學習的知識與學生原有的知識和經(jīng)驗整合，引導學生進行有意義的學習。

首先，建立多媒體教學平臺。不僅能解決教學內(nèi)容多、學時不夠等矛盾，同時也可隨時補充關(guān)于該學科的最新動態(tài)和工程范例，做到理論與實際相結(jié)合，使教學更為生動具體，便于知識的接受和掌握。大量精美的圖片、影像電子資源和緊跟學科前沿的文獻資料在課堂上廣泛應用，可吸引學生的注意力，提高教學效果。

第二，課堂講授注重師生互動，雙向交流。在教學過程中，除在課堂上進行關(guān)鍵性、啟發(fā)性和興趣性的提問外，鼓勵學生主動提問，培養(yǎng)學生提問的能力，激發(fā)他們的學習興趣和求知欲。

第三，課堂教學與工程實踐相結(jié)合。教師應牢固樹立理論來源于實踐并最終服務于實踐的理念，積極參加工程實踐活動。教師在教學工作中把最新工程事例詳實生動地展示給學生，使學生體會到科學既抽象又具體，既深刻又樸素，應用工程就在身邊，在掌握知識的同時，也享受到學習與實踐的快樂。

航道整治課程是一門實踐性非常強的學科，教師在課堂教學、課程網(wǎng)站中應增加適當?shù)墓こ虒嵺`圖片、視頻、科研成果等資料，但此類資料的直觀感受不如原型或?qū)嶓w模型。多年來學校承擔了不少灘段的航道整治河工模型試驗項目，如建成的有長江九龍坡—朝天門河段整治模型、長江荊江河段高灘守護模型、黃河什川吊橋灘河段模型、黃河雙旋溝灘河段模型、山區(qū)河道型水庫滑坡涌浪對航道危害及預防技術(shù)研究模型、澧水青山樞紐船閘改造工程物理模型、瀾滄江曼廳大沙壩模型等，通過模型演示教學試驗，可展示山區(qū)河流、平原河流、庫區(qū)、壩區(qū)等不同類型航道整治問題與整治技術(shù)。部分有興趣的學生還可參加課題組進行試驗研究，有助于對理論知識的理解，開拓學生的眼界。課堂教學與工程實踐相結(jié)合，教學的真實性、問題的復雜性、解決問題所富有的挑戰(zhàn)性有助于激發(fā)其進一步學習的興趣。

（2）根據(jù)課程不同知識結(jié)構(gòu)的特點，以啟發(fā)式教學思想為指導，采取超越傳統(tǒng)“三中心”的“講中學”或“做中學”，走向“例中學”等多樣化的教學形式和方法，拓展研究式、拋錨式、協(xié)作式等教學組織形式，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、實踐能力和學習能力。

（3）建立新型師生關(guān)系，加強師生在教學過程中的雙向交流。教師從講授者的單一角色向?qū)煛⒋龠M者、研究者和學習者等多樣化的角色轉(zhuǎn)變；學生的角色在教師的引導下也應當轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃印⒔?gòu)、協(xié)作、自覺、情境和反思的學習者。在課堂上適當增加師生討論的時間，但課外的交流更不能忽視，除課外答疑輔導時間外，課后充分利用各種現(xiàn)代化交流手段，如教學管理平臺、精品課程網(wǎng)站的交互平臺、E-mail、論壇、短信、電話等，與學生進行交流，鼓勵學生參與教學過程，隨時了解學生對所學知識的掌握程度，將被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃铀伎迹龑W習者的孤獨感，形成一種平等合作關(guān)系。

（4）引導學生主動實踐、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。改善實驗課教學情境，設置綜合性實驗項目，引導學生主動實踐。結(jié)合目前擁有內(nèi)河航道工程國家技術(shù)中心等科研平臺，可以向本科生開設學科前沿研究課題的研究演示試驗，如：“卵石沙波三維運動規(guī)律的試驗研究”項目建立了處于國內(nèi)先進水平的高精度水槽和卵石沙波測試系統(tǒng)，可以演示河流動力學的卵石沙波的形成演變過程及先進的試驗測控技術(shù)。通過演示試驗，使學生了解學科前沿動態(tài)，激發(fā)學生學習興趣。

通過參與教師科研項目、全國水利創(chuàng)新大賽等各種大學生創(chuàng)新實踐活動、各種主題的社團活動，營造濃厚的工程實踐氛圍，培養(yǎng)學生的團隊合作能力，提高綜合素質(zhì)。

（5）充分發(fā)揮B-learning的優(yōu)勢[10]，引導學生充分利用課程網(wǎng)站、網(wǎng)絡等進行學習。在一些實踐性較強的教學內(nèi)容中利用任務驅(qū)動模式、協(xié)作模式，設計一些課后需要查閱文獻、綜合分析完成的任務。讓學生在完成安排的任務中獲得成就感，既提高了學生的積極性、主動性，又培養(yǎng)了學生解決實際問題的能力。

課程組利用校園網(wǎng)擴充課程資源，包括教學大綱、課程教案、網(wǎng)絡課件、作業(yè)習題、課程設計、試驗教學、遠程考試、特色資源等內(nèi)容。其中，在特色資源欄目設置了河流與航道的圖片資料集、大型工程科研及施工視頻錄像、專家講座等內(nèi)容，極大豐富了教學內(nèi)容，起到了很好的引導作用。

此外還為學生指定教學參考教材書目、推薦與課程相關(guān)的著作和學術(shù)期刊、推薦相關(guān)網(wǎng)站，便于學生進行網(wǎng)絡學習。

（6）采取混合式綜合評價，既要對學習者的學習成果予以評價，又要對教師的教學效果進行評價。另外也要對課堂教學設計和教學媒體使用等進行評價。

倡導“以學習者發(fā)展為中心”的真實評價，評價標準充分反映學習者多元化觀點和多樣化問題解決方案，改變目前普遍存在的學生死記硬背應付考試的現(xiàn)象，改革航道整治課程考核方式，增加理論課綜合分析題比重，增加實驗動手能力考核成績。

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Reform of teaching structure for specialized courses of engineering majors

ZHAO Zhizhou

（School of River and Ocean Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， P. R. China）

Abstract： Specialized courses are important in cultivating engineering talents. Therefore， constructing a teaching structure in accordance with the characteristics of specialized courses is the requirement of deep teaching reform. Taking water regulation course of harbor and channel engineering specialty as an example and based on current teaching situation investigation， the teaching conception of the course was presented， the teaching structure titled “l(fā)eading and the man body” was proposed， and the teaching experience was concluded. The “l(fā)eading and the man body” teaching structure focus on teachers leading role as well as students cognitive subject status which can meet the teaching requirements.

Keywords： teaching structure； teaching mode； innovation ability

（編輯周沫）