周麗軍
摘要:為了充分發揮專業基礎課程在職業教育改革中的作用,培養具有創新意識的高素質工程技術人才,本人在《工程力學》課堂教學中開展了研討式教學的實踐研究。通過確立研討課題、規劃實踐途徑和制定考評機制,提高學生學習的自主、參與和創新意識,實現了教與學的相互統一和促進。
關鍵詞:研討式教學;職業院校;專業基礎課程;教學探索
中圖分類號:G718.5 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)21-0192-02
職業教育是推動經濟發展、促進就業、改善民生的重要途徑,《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》中提出要大力發展職業教育。具有扎實科學基礎知識和創新精神的高素質技術型人才是未來社會發展的需求。為了實現這個目標,對培養職教人才的院校在教學和研究實踐等方面提出了更高的要求。因此,職業教育的本科教育教學和教法必須進行改革。《工程力學》作為機械類及其相關專業學生必修的一門重要的專業基礎課,它既是一門基礎課程,又是一門能直接應用于工程實際的技術課程。它不僅對學生學習后續專業知識起到橋梁作用,而且對于開發學生思維、培養學生的觀察力、想象力、創新力以及解決工程實際問題的能力都將產生重大影響。那么如何發揮其在整個職業教育改革中的作用,培養高水平的職業技術人才,是當前教學實踐中面臨的一個新挑戰。
《工程力學》課程概念多、理論邏輯性強,同時與工程實踐緊密結合,傳統教學方式只是注重教師將知識完整的傳授給學生,局限于教材內容,以照本宣科為主,缺乏針對性、實踐性以及與工程應用的銜接性。考核方式也比較單一,導致大部分學生都以考試合格為主要目的,并不能真正掌握這門課,更不能用之于工程實際。目前,職業技術高等院校的《工程力學》教學中存在以下問題:(1)傳統教學模式注重教師講,學生被動聽,學生學習方法單一;學生完成作業,題目是簡化后的模型,學生機械照搬解題過程,并不了解如何將工程實際問題抽象簡化為力學模型;(2)由于近年來課程設置中實踐課時量的增加,理論課學時相對減少;(3)科技發展迅速,學科知識更新快;(4)學生在學習課程過程中感覺到內容枯燥、抽象、難理解,導致其學習興趣不高,主動學習效果差;(5)課程銜接性不強,很多教師不了解后續課程的需求。基于上述現狀,為了提高職業技術高等院校《工程力學》課程的教學質量,有必要在教學當中逐步開展教學方式的改革和實踐。本人近年來不斷嘗試各種課堂教學改革,并將研討式教學方式引入《工程力學》課程的課堂教學環節中,設計與其密切相關的工程實際問題作為研討主題,使學生通過小組研討、網絡學習與實地考察等方式直接參與到課程學習過程中,可以充分調動學生學習的積極性和主動性,實現教與學的互動與共鳴,培養學生思維和創新能力,真正發揮好學生的主體作用;做并好后續課程和實踐教學環節的引領。
一、研討式教學方式在《工程力學》課堂中的探索
研討式教學方式強調在教師的精心準備和指導下,為實現一定的教學目標,通過預先的設計與組織,將研究與討論相結合,充分調動發揮學生的主體作用,啟發學生就特定問題尋找答案,發表自己的見解,以培養學生的獨立思考能力和創新精神,對加強學生素質教育和提高本科教學質量具有重要意義。討論式教學的環節大致包括:設計問題、啟發思路、創立途徑、評價結論。
1.研討主題的確立。由于授課學時的限制,在研討式教學過程中,研討主題的確定非常重要。研討主題既要激發學生的學習興趣,又要包含應需掌握的知識點。所以,關于課程研討主題的確定,課程組教師應努力研究教學內容、教學大綱,并經過校外考察、專家指導、集體討論和研究,最終確定課程的研討次數和研討主題。課題內容注重基礎性,實用性,斜接性,前沿性。
第一類問題:基本概念。比如,(1)小變形與平截面假設在每一類基本變形問題中的作用和意義;(2)宏觀力學中的兩個獨立的材料彈性參數(彈性模量和泊松比是常數),而且泊松比一般在0到0.5之間( )。然而,在納米尺度下,材料和結構的彈性參數會呈現出尺寸效應,結構的泊松比會出現大于0.5或小于零的情況;(3)在拉/壓彎組合變形的剛度計算問題中,梁的中性軸(層)與幾何中軸不再重合,在計算梁的撓度時,需要建立幾何中軸的撓度方程等。這些基本概念是極其重要的,但是在傳統教學中一般不會提及,即使提到也不會引起學生的重視。把它們作為探討主題提出來,學生們就會深入思考、調研和分析這些問題。拓寬了學生們的知識面,也培養了他們的創新意識。
第二類問題:工程實踐應用。比如,(1)飛鳥撞擊飛機中的動應力問題;(2)機械結構設計中的強度問題;(3)機床刀具加工過程的力學行為;(4)飛機起落架與機翼力學模型的簡化;(5)橋梁與堤壩等受外荷情況和應力分析等。工程實踐類主題有利于培養學生分析、解決問題的能力,促進基礎課與后續課程及工程實踐的銜接,提高學生的綜合素質。
第三類問題:學科(交叉學科)發展前沿。比如,(1)爬山虎和DNA等螺旋狀生長中的材料力學問題;(2)大樹的生長高度以及樹皮沿樹干方向產生裂紋與材料力學的關系;(3)高靈敏度傳感器及納米器件中的一些材料力學問題等。這類型主題有利于拓寬學生的視野和知識面,鍛煉學生的研究精神和創新意識。
當然,主題的設定也受益于課程組教師本身的科學研究領域和課題;在學習過程中不斷收集案例進行分析研究,不斷增加新的研討內容。
2.研討方法和途徑的設定。研討主題確定以后,如何高質量的完成主題的研討,關鍵是要充分調動起學生的積極性并為學生創造自由的研討平臺。根據研討主題類型的不同,研討教學穿插在理論課教學之中。教師提前向學生介紹開展研討式教學的基本要求,每一個研討主題包含的知識點以及要求學生完成的任務,以便學生能夠有充分的準備。
每次研討可以獨立或分組(5人左右,男、女生合作,動手能力和理論基礎層次不同的學生組成)或集體完成知識點學習和研討式實踐任務,通過查找網絡或圖書館資料、咨詢、討論等方式制定具體的研究方案和成員分工,進行課題論證,課程組教師要給予學生一定的研究經費保障。在給定的時間內完成上述任務,然后進行課堂展示和答辯,交流學習調研成果。由主講教師組織人員檢查研討式學習效果,并進行總結和點評,講解過程也是師生之間互相學習的過程,可以隨時對課題疑問進行相互討論和交流。這樣既可以活躍課堂教學氣氛,又能讓學生充分展示自我學習結果,增加學生對課程的學習興趣,調動全員參與的熱情。
最后,由教師完善研究成果,整理成冊作為資料,供后續學生以及兄弟院校學生參閱和交流。
3.評價機制和考核制度的確立。每一個主題學習后,學生提交成果報告。之后,學生代表和老師分別對學習結果進行評價打分,并綜合統計。每次研討的分數和研討次數的數值直接作為課程成績最終考核評定分數的重要一部分。
通過每個主題的實踐和研討,開拓了學生的視野,培養了學生的動手能力和創新意識,提高了工程力學課程的教學質量,促進了職業院校力學課程的建設。
二、研討式教學方式在課堂中應用的效果
把研討式教學引入課堂,對學生和教師都是一個提升自我能力的機會和挑戰。
就學生而言,扎實了學生的基本功,加深了對基本概念的理解,了解問題的工程背景和基本工作原理,理論聯系實際,增強分析工程實際問題和解決問題的能力。在學習過程中,便于學生掌握網絡應用技術、各種數學計算和繪圖軟件等工具,并且提升了文獻查找、篩選和整理工作的敏銳性和條理性。開拓了學生的學習視野,培養了學生的科研思維、素養和工作能力,激發個體主動和獨立學習的能力;并且在同學合作過程中使學生具備了團隊合作精神,在團隊中取他人之長,補己之短,做到相互促進。同時,學生與教師之間的交流也增多,對教師產生更強的親近感和信任感,更容易接受教師,從而更容易融入到課程學習之中。
就教師而言,該方式的采用對教師也提出了更高的要求。在以往傳統教學中,教師只需要講清楚基本概念,上好習題課,灌輸學生求解理論模型的方法就可以了,學生只知道“怎么做”,而學生對問題的“為什么”卻一無所知。研討式教學方式引入課堂教學,需要教師不僅具有扎實的專業理論知識,還應具有豐富的工程實際經驗,這也是理論教師的再學習過程。并且通過指導學生,了解學生的需求和發展的需求,因材施教,因需而教,這也勢必會加大教師的工作投入和提高創新能力的要求,將進一步提升教師的科研和教學能力,從而實現以教學促進科研,以科研服務教學的雙贏局面。總之,研討式教學方式的實施,能真正意義上實現教與學的相互促進。
三、結論
如何發揮好專業基礎課程在整個職業教育過程中的作用,是我們每一位承擔課程教師不可推卸的責任。因此,在教學過程中,我們要不斷的變通和改革教學方法和手段,切實圍繞教育以提高教學質量為宗旨,實現其對實踐教學環節的引領作用。研討式教學方式在職業技術院校基礎課中的應用是教與學相互統一的教學實踐過程,對教師和學生來說都是一種新型的學習模式。在這個過程中,不僅對學生的學習能力和思維方式進行了挑戰,而且對教師的綜合能力和專業知識素養也提出了更高的要求。
實踐表明,研討式教學可以提升專業基礎課程的教學質量,促進基礎課與后續課程及工程實踐的銜接,提高職業技術院校學生的綜合創新能力,有利于培養高素質的職業技術人才。
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