如何用科研調動學生的學習積極性

【摘 要】剖析了大學生課堂學習效率低的根源，以《液壓與氣壓傳動》教學為例，從借助科研實踐改變授課方式，采用項目驅動學習法，創新考核方式，創新解決問題的方法，訓練多種能力等角度，結合具體事例介紹了如何利用科研實踐調動學生的學習興趣，引導大學生主動學習。

【關鍵詞】 科研；學習積極性

常聽同事說大學生課堂上學習不認真，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。是什么原因導致了高校課堂學習效率低？

1.學習效率低的內外因分析

大學課堂中，學生的學習效率取決于內因和外因兩方面。

內因有：（1）大學課程少，學習壓力不大，對自己要求放松，只求能過關就行；（2） 基礎薄弱，跟不上老師講課節奏；（3）有些課程自己不感興趣；（4）自控力不強，經不起手機等新鮮事物誘惑；（5）學習目的不明確，內心空虛寂寞；（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）手機網絡內容豐富吸引人；（6）周圍環境吵鬧干擾。

2.解決之道

針對上述現象，不少學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，還必須結合“疏”的方法，如心理疏導、人生觀價值觀的專題講座、人生規劃，榜樣示范效應等等，這里不一一贅述。筆者著重從專業課教學的角度談談自己的想法。

以《液壓與氣壓傳動》教學為例，該課程是機械類各專業的主要技術基礎課程。教學中往往過于強調流體力學等理論基礎知識，內容呆板不直觀，造成學生學習較為困難，課堂學習效果不佳，考核結果不理想。下面結合筆者科研經歷，介紹如何利用科研實踐調動學生的學習興趣，引導學生主動學習。

2.1 借助科研實踐改變授課方式

在介紹“液壓回路”這一章節時，回路形式很多，功能復雜，但闡述的文字內容很少，工程實例更少，學生學習混亂，不知其所以然。筆者利用LabVIEW軟件開發了一套液壓傳動虛擬實驗系統[3]，如圖1所示。

該系統模擬了傳統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，觀察實驗現象和模擬實驗數據分析。在課堂上學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，請學生到講臺前自己操作，觀察現象，從而鞏固知識點。

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

2.2 采用項目驅動學習法，創新考核方式

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

項目的實施貫穿于課程的整個教學過程中，課程教學初期分配項目，便于學生帶著目標學，帶著問題學，課程教學完成，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行考核。

2.3探索解決問題的方法，訓練多種能力

在教學過程中，學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，游刃有余。但只憑這一點要想解決“低頭族”問題，還遠遠不夠。

大學課堂中，知識的傳授固然重要，但學習和研究方法的介紹，以及學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。

如在介紹泵和馬達相關參數計算時，絕大部分教材都是先介紹概念、公式，最后直接寫出推導演變后的結果。由于泵和馬達的工作原理是逆向的，所以有些公式形式看上去一樣，但本質上是反的，這就造成學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，筆者自創了一套解題方法，見圖3。

泵-馬達閉式系統共有14個參數，這類計算題不外乎已知8個參數，求其他6個參數，需要構建6個方程聯立求解。學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），馬達也有2個類似公式，再加上泵的流量等于馬達的流量，泵的壓力等于馬達的壓力，這就構成了6個方程，問題迎刃而解。從幾年的教學實踐情況看，學生反映效果很好。

再如，在液壓系統分析章節中，補充介紹該領域最前沿的研究熱點——無閥液壓伺服系統[6]，進而分享創新思路，介紹系統樣機加工、裝配、調試中出現的種種現象和解決辦法，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、溝通協調能力、動手能力、書面表達能力、創新能力等，要告訴學生只要做有心人，大家都可以做到。結合項目驅動學習法，可以有意識地鍛煉學生這些能力。

往往與課程相關的書本外的東西，特別是教者經歷的經驗和教訓，學生學習勁頭很足，相關理論知識的學習也不枯燥，掌握牢固，所以教師在這方面要多下功夫。

3.結論

教與學是相輔相成的，要想學生學得好，首先教師必須教得好。教師除了要熟練掌握本專業的知識，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，才能很好的杜絕大學課堂“低頭族”現象，教出“青勝于藍”的學生來。

參考文獻：

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

[2]BRTN北京網絡臺.大學課堂“低頭族”，怎樣才能抬起頭？[EB/OL].[2014-05-22] http：//news.brtn.cn/20140522/ARTI14007270 75964114.shtml.

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

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

[5]吳國慶，曹陽，吳樹謙等.無閥液壓伺服系統及其控制方法[P].中國：CN201410072472.8，2014.

作者簡介：

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