如何用科研調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

曹 陽1.2/1.南通大學(xué)機械工程學(xué)院 2.江蘇省風(fēng)能應(yīng)用技術(shù)工程中心

如何用科研調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

曹 陽1.2/1.南通大學(xué)機械工程學(xué)院 2.江蘇省風(fēng)能應(yīng)用技術(shù)工程中心

剖析了大學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效率低的根源，以《液壓與氣壓傳動》教學(xué)為例，從借助科研實踐改變授課方式，采用項目驅(qū)動學(xué)習(xí)法，創(chuàng)新考核方式，創(chuàng)新解決問題的方法，訓(xùn)練多種能力等角度，結(jié)合具體事例介紹了如何利用科研實踐調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)大學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

科研；學(xué)習(xí)積極性

常聽同事說大學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)不認(rèn)真，講課效果差。這邊在講臺上很賣力地介紹，底下總有一些學(xué)生要么低頭看手機，要么趴桌上睡覺，要么交頭接耳、竊竊私議。是什么原因?qū)е铝烁咝Ｕn堂學(xué)習(xí)效率低？

1．學(xué)習(xí)效率低的內(nèi)外因分析

大學(xué)課堂中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率取決于內(nèi)因和外因兩方面。

內(nèi)因有：(1)大學(xué)課程少，學(xué)習(xí)壓力不大，對自己要求放松，只求能過關(guān)就行；(2)基礎(chǔ)薄弱，跟不上老師講課節(jié)奏；(3)有些課程自己不感興趣；(4)自控力不強，經(jīng)不起手機等新鮮事物誘惑；(5)學(xué)習(xí)目的不明確，內(nèi)心空虛寂寞；(6)夜貓子，睡眠不足。

外因有：(1)理論性太強，枯燥無味；(2)教師備課不充分，講課照本宣科；(3)講課語氣語調(diào)平淡，易引起聽覺疲勞；(4)授課形式單一，缺乏課堂掌控力；(5)手機網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容豐富吸引人；（6）周圍環(huán)境吵鬧干擾。

2．解決之道

針對上述現(xiàn)象，不少學(xué)校開始費盡心思地予以防范[1-2]：有的建立無手機課堂，有的出臺“扣分”政策，有的實施信號屏蔽，有的點名提問……。這些都是“堵”的做法，還必須結(jié)合“疏”的方法，如心理疏導(dǎo)、人生觀價值觀的專題講座、人生規(guī)劃，榜樣示范效應(yīng)等等，這里不一一贅述。筆者著重從專業(yè)課教學(xué)的角度談?wù)勛约旱南敕ā?/p>

以《液壓與氣壓傳動》教學(xué)為例，該課程是機械類各專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課程。教學(xué)中往往過于強調(diào)流體力學(xué)等理論基礎(chǔ)知識，內(nèi)容呆板不直觀，造成學(xué)生學(xué)習(xí)較為困難，課堂學(xué)習(xí)效果不佳，考核結(jié)果不理想。下面結(jié)合筆者科研經(jīng)歷，介紹如何利用科研實踐調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

2.1 借助科研實踐改變授課方式

在介紹“液壓回路”這一章節(jié)時，回路形式很多，功能復(fù)雜，但闡述的文字內(nèi)容很少，工程實例更少，學(xué)生學(xué)習(xí)混亂，不知其所以然。筆者利用LabVIEW軟件開發(fā)了一套液壓傳動虛擬實驗系統(tǒng)[3]，如圖1所示。

該系統(tǒng)模擬了傳統(tǒng)液壓實驗臺的大部分功能，可在計算機上模擬液壓傳動實驗，觀察實驗現(xiàn)象和模擬實驗數(shù)據(jù)分析。在課堂上學(xué)生不僅可以看到仿真的動畫效果，還可以看到實驗室操作時所看不到的液壓油路走向。在課堂上可以針對不同知識點提出一系列小問題，請學(xué)生到講臺前自己操作，觀察現(xiàn)象，從而鞏固知識點。

圖1 液壓傳動虛擬實驗系統(tǒng)

學(xué)生覺得這種授課方式靈活新穎，學(xué)習(xí)興趣高漲，爭先恐后地想親自操作。所以老師不僅要努力創(chuàng)造機會搞科研，而且要思考如何將科研與教學(xué)有機融合，不斷地探索新的授課方式。

2.2 采用項目驅(qū)動學(xué)習(xí)法，創(chuàng)新考核方式

筆者采用項目驅(qū)動學(xué)習(xí)法，因材施教。平時有意識地從自己的科研項目、研究生課題、各級創(chuàng)新比賽或日常生活中，提煉與“液壓與氣壓傳動”相關(guān)的具有不同難度的小項目。如關(guān)于流體傳動伯努利方程的應(yīng)用，就可以設(shè)置“高壓鍋排氣口上方放置雞蛋會產(chǎn)生什么現(xiàn)象”（見圖2）、“垂直軸風(fēng)力發(fā)電機原理”[5]等項目；關(guān)于調(diào)速回路的效率問題，可以提出“一種節(jié)能回路的設(shè)計”、“無閥液壓控制系統(tǒng)研究”[6]等小項目。項目成員采用民主與集中的形式進(jìn)行組隊，根據(jù)學(xué)生的平時學(xué)習(xí)狀況，因材施教，分配以不同的項目，對思維活躍的學(xué)生或小組可以安排難度大的題目，將基礎(chǔ)差一些的學(xué)生編入指定項目組。每個項目預(yù)先分解出一系列目標(biāo)，每個目標(biāo)對應(yīng)若干個知識點，學(xué)生結(jié)合知識點，掌握設(shè)計或操作要領(lǐng)，獨立實施項目。在項目（活動）的設(shè)計或操作或研究過程中，要項達(dá)到一個個目標(biāo)，就必須去翻書自學(xué)、課堂認(rèn)真聽講，才能完成項目總結(jié)。

圖2 項目驅(qū)動學(xué)習(xí)法項目示例

項目的實施貫穿于課程的整個教學(xué)過程中，課程教學(xué)初期分配項目，便于學(xué)生帶著目標(biāo)學(xué)，帶著問題學(xué)，課程教學(xué)完成，項目必須完成。項目的實施與完成情況作為該課程的平時成績進(jìn)行考核。

2.3 探索解決問題的方法，訓(xùn)練多種能力

在教學(xué)過程中，學(xué)生最不喜歡的是照本宣科，因此對教師最基本的要求是對講授的知識了然于心，講課時才能詳略得當(dāng)，游刃有余。但只憑這一點要想解決“低頭族”問題，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

大學(xué)課堂中，知識的傳授固然重要，但學(xué)習(xí)和研究方法的介紹，以及學(xué)生能力的鍛煉同等重要。而后者正是一些老師（特別是年輕老師）沒有引起足夠重視的地方。

如在介紹泵和馬達(dá)相關(guān)參數(shù)計算時，絕大部分教材都是先介紹概念、公式，最后直接寫出推導(dǎo)演變后的結(jié)果。由于泵和馬達(dá)的工作原理是逆向的，所以有些公式形式看上去一樣，但本質(zhì)上是反的，這就造成學(xué)生在解這類計算題時找不到解題的切入點，且極容易出錯。為此，筆者自創(chuàng)了一套解題方法，見圖3。

圖3 泵-馬達(dá)參數(shù)計算示例

泵-馬達(dá)閉式系統(tǒng)共有14個參數(shù)，這類計算題不外乎已知8個參數(shù)，求其他6個參數(shù)，需要構(gòu)建6個方程聯(lián)立求解。學(xué)生只要掌握功率和效率這兩個基本公式（式（1）和式（2）），解題時總是從效率入手。

泵的效率為式（3）和（4），馬達(dá)也有2個類似公式，再加上泵的流量等于馬達(dá)的流量，泵的壓力等于馬達(dá)的壓力，這就構(gòu)成了6個方程，問題迎刃而解。從幾年的教學(xué)實踐情況看，學(xué)生反映效果很好。

再如，在液壓系統(tǒng)分析章節(jié)中，補充介紹該領(lǐng)域最前沿的研究熱點——無閥液壓伺服系統(tǒng)[6]，進(jìn)而分享創(chuàng)新思路，介紹系統(tǒng)樣機加工、裝配、調(diào)試中出現(xiàn)的種種現(xiàn)象和解決辦法，介紹專利怎么寫、項目申請書怎么寫等等。這其中就包含多種能力：觀察能力、溝通協(xié)調(diào)能力、動手能力、書面表達(dá)能力、創(chuàng)新能力等，要告訴學(xué)生只要做有心人，大家都可以做到。結(jié)合項目驅(qū)動學(xué)習(xí)法，可以有意識地鍛煉學(xué)生這些能力。

往往與課程相關(guān)的書本外的東西，特別是教者經(jīng)歷的經(jīng)驗和教訓(xùn)，學(xué)生學(xué)習(xí)勁頭很足，相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)也不枯燥，掌握牢固，所以教師在這方面要多下功夫。

3．結(jié)論

教與學(xué)是相輔相成的，要想學(xué)生學(xué)得好，首先教師必須教得好。教師除了要熟練掌握本專業(yè)的知識，努力專研教法外，還必須要積極開展科研活動，以科研促教學(xué)，才能很好的杜絕大學(xué)課堂“低頭族”現(xiàn)象，教出“青勝于藍(lán)”的學(xué)生來。

[1]湖南師范大學(xué)法學(xué)院評論組.第259期：我看高校課堂低頭族[EB/OL].[2015-10-13]http://uzone.univs.cn/news2_2008_723530.htm l.

[2]BRTN北京網(wǎng)絡(luò)臺.大學(xué)課堂“低頭族”，怎樣才能抬起頭？[EB/OL].[2014-05-22]http://news.brtn.cn/20140522/ARTI1400727075964114.shtm l.

[3]曹陽，張培峰．基于LabVIEW的虛擬液壓傳動實驗設(shè)計[J]．機械工程師，2008（2）：110-122.

[4]曹陽,吳國慶,茅靖峰等.用于風(fēng)力發(fā)電的垂直軸升阻耦合型風(fēng)力機[P].中國:ZL201110268632.2,2012.

[5]吳國慶,曹陽,吳樹謙等.無閥液壓伺服系統(tǒng)及其控制方法[P].中國：CN 201410072472.8，2014.

曹陽（1970.03-），男，江蘇海安人，研究生，南通大學(xué)副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事可再生能源、機電一體化技術(shù)方面的研究。