工科專業教學方法改革創新研究

王 燕，鄭 健，王秀勇

(蘭州理工大學能源與動力工程學院，甘肅蘭州 730050)

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工科專業教學方法改革創新研究

王 燕，鄭 健，王秀勇

(蘭州理工大學能源與動力工程學院，甘肅蘭州 730050)

工科專業是我國高等教育的重要組成部分，在培養學生專業技能和創新實踐方面發揮了重要作用。但目前教學中存在一些問題，影響了創新型復合人才的培養。為改變這一現狀，必須對現有教學方法進行創新。

工科專業；教學方法；創新

高等教育是國家培養高層次人才的重要平臺，其培養質量直接影響國家的核心競爭力。工科教學是高等教育的重要組成部分，對培養學生專業技能和創新實踐能力至關重要。隨著科技的發展和新技術的不斷涌現，社會對人才培養的要求也隨之改變：不但要具有扎實的專業知識，還要有過硬的實踐技能，更要具有創新思維。如何讓學生將枯燥的書本知識轉化為生產力，并在學習過程中創新，跟上時代發展，是目前工科教學所探索的重點。

1 教學方法的涵義

國內外學者對教學方法有不同的定義。日本教育學家佐藤正夫認為，教學方法是引導與調節教學過程最重要的手段，是師生實現課程所計劃的目標和接受一定教學內容所必須遵循的原則性步驟[1]。而在我國，大學教學方法被認為“是在教學中為完成一定的教學目的、任務所采取的教學途徑或教學程序，是以解決教學任務為目的的師生間共同進行認識和實踐的方法體系。”[2]“是實現教學目的和完成教學任務不可或缺的工具；是師生在教學活動中采用的方法，包括教師教的方法和學生學的方法；是由若干教學方式構成的所有具體教學方式的總和。”[3]因此，教學方法的實質是為了實現一定的教學目標，教師引導學生在專門課程內容學習活動過程中所采用的方式、手段的綜合，包含教師的教法、學生的學法等內容，是教學過程科學性和藝術性的體現。

2 工科專業教學方法特征

2.1 教學方法呆板

雖然經歷了多年的教學改革，但目前大學教育仍然以黑板、教科書等教學媒介為主體，教師單純地講，無法調動“教”與“學”雙方的積極性。即使通過多媒體提供了生動直觀的影音資料，教師的啟發與學生的參與也較少，學生聽課較為被動。受傳統教學習慣的影響，教師在教學過程中大多由理論推導得出定論，很少提出“為什么”、“目的”、“意義”等問題，啟發性較弱，導致學生的主動思考與研究問題的能力普遍較弱，無法引導學生發散思維和創新。

2.2 學習方法固守陳規

目前我國高校本科生普遍在學習中對老師和課堂的依賴性過強，只要求讀懂教材內容、聽懂教師講授，自我主動鉆研不夠，獨立學習能力不強。在學習狀態上，只順從地跟著老師學習，很少圍繞課程內容發現和分析問題。在學習層次上，主要是繼承性學習，創新性較少。大學與中學相比，更加強調創新，很多學生還沒有很好地轉變思維，學習中自己思索和創新不夠。在學習情感上，應試型居多，興趣型較少。興趣是最好的老師，有興趣才能調動自身的內在動力去鉆研。然而，目前教學中普遍重分數、輕能力，學生習慣于死記硬背，應付考試[4]。這些問題的存在，造成我國大學生創新能力普遍不足，嚴重阻礙了創新型人才的培養，制約著人才質量的提高。

2.3 理論與實踐結合不夠緊密

工科是實踐性和技術性較強的學科，它要求學生不僅具備豐富的理論知識，還要有較強的實踐動手能力。但目前高校普遍重理論輕實踐，加上工科實習基地建設困難、實習過程中存在的各種安全隱患以及實習經費薄弱等，導致學生參與工程實踐的機會少，無法將理論知識與實踐有效結合起來。有些院校的實踐環節只能在設備陳舊的實驗室進行，無法進行科技創新，導致學生所學與社會實際脫軌，創新能力下降，這迫切需要有更好的教學方法來解決潛在問題。

3 工科專業教學方法改革創新的阻力

3.1 學生數理基礎薄弱

數理基礎弱是影響后期專業課程學習和科技創新的重要因素，也是教學方法改革的一大阻力。大一新生對大學學習比較迷茫，對專業缺乏認識，學習目標不明確，忽略了“高等數學”、“大學物理”等基礎課的重要性，導致數理基礎薄弱。數理基礎是后期專業課學好的必備條件，但目前工科專業學生的數理基礎普遍較弱，在后期專業課學習中不善于運用數學思維，看到公式大多死記硬背，理論轉化為實踐的能力弱，影響教學方法創新。

3.2 思想轉變難

在素質教育下對人才觀、質量觀和教學觀應有全新的認識。應試教育下形成的不注重傳授學生學習方法、培養學生思維能力的教學模式已不適應社會需求。素質教育下高水平教學應該以學生為主體，啟發學生探索和思考問題的能力。學生應帶著問題去學習，多查閱資料，緊跟科技前沿，并進行創新實踐，讓知識、能力和素質協調發展。這需要學校、教師和學生共同改變思想。

3.3 其他方面的阻力

由于多方面的原因，目前高校普遍重科研輕教學，很少有教師真正投入到教學方法改革及實踐中去。調查研究證明，認為我國教師第一要務是科研的占調查人數的65%，而認為是教學的只占24.8%。許多教師認為教學改革是針對課程體系和教學內容進行改革，教學方法改革并不重要。由于精力有限，大多教師不愿付出努力去創新[5]。

4 工科專業教學方法創新的基本措施

在素質教育導向下，培養專業基礎知識扎實、邏輯思維嚴密、動手能力和創新意識強的多能型人才是工科專業的培養目標。多媒體、互聯網、微課程、計算機輔助教學等現代化教學手段和方法為工科教學的改革創新提供了有利條件。筆者在總結前人研究的基礎上[6]，提出了工科專業教學方法改革創新的基本措施(圖1)。

4.1 落實教學目標，加強綜合能力培養

教學目標是一切教學活動的中心，教學方法改革要圍繞教學目標進行。培養具有扎實專業知識、實踐能力、邏輯思維能力和創新意識的多能型人才，首先要加強數學思維能力的培養。數學是一切自然科學的基礎，是學好后期專業課的必須條件；其次是提高理論聯系實際的能力。該目標要求加強專業課知識學習的同時配合教學實踐，使學生能將書本知識有效轉化為實際工程問題，提高理論與實際的協調能力；最后是加強創新意識培養。這以邏輯思維、實踐能力的培養為前提，培養學生在學習中收集、分析和利用信息解決問題的能力，并鼓勵學生參加科技創新活動。

圖1 工科專業教學方法創新的基本措施框架

4.2 多方應用資源，創新課程知識體系

教學資源是課程教學活動的基礎，多媒體技術、微課程、網絡資源和書本教材等為教學方法改革創新提供了豐富的資源。通過網絡，可以為專業課提供生動形象的產品、設備、工程實例等；結合多媒體技術，對教材內容進行釋疑和拓展，傳遞更多的專業前沿知識，有助于學生理解、掌握和應用知識，并啟發科技創新意識。近幾年國家倡導的微課程，以教學視頻為主要載體，主要針對教學中某個知識點(重點、難點、疑點)或教學環節而開展教學，對教學方法改革有積極作用。因此，利用網絡資源、微課程與傳統教材資源并借助多媒體技術，構建適應學生個體特征的課堂，能夠最大限度地讓學生理解和掌握知識，促進教學效果提高。

4.3 改革教學內容，增加實踐創新比重

要增強學生的實踐能力和創新意識，需在教學過程中引入科研學分，激勵學生對一些問題敢于思考、勇于實踐、善于總結，增強創新意識。同時，調整課時比例，增加實踐學時，并創新實踐教學方法，將自身實踐經驗與工程實際融入實踐教學，以提高學生動手能力和創新能力。對工程實踐性強的專業，實行“卓越計劃”，通過“校內+企業”的教學模式培養學生的工程實踐能力、敬業精神和職業素養。根據學生與課程內容特點，合理地將教學內容劃分為基礎、提高和強化三個學習階段。通過書本知識及課程配套實驗來完成基礎理論學習，通過專題教學、課程前沿技術討論等形式來提高學習能力，通過科技創新活動及卓越訓練等來強化所學知識。

4.4 創新教學方法，提高教學效果

教學方法直接影響著教學效果，全能型創新人才培養要求教師講授知識的同時引導、啟發學生自主思考與探索，以調動學生自主學習的能力和興趣。在教學方法上需根據課程內容，將板書講授、板書與多媒體結合、分組討論、案例式教學以及“翻轉課堂”等多種教學方法協調使用。在基本理論學習階段，可采用板書與多媒體結合的講授方式，用生動、形象的圖例將抽象理論知識具體化，活躍課堂氣氛，提高教學效果。在提高學習階段，可采用案例、分組討論以及翻轉課堂等模式，使教師與學生一起，共同對實際案例進行討論分析，這樣不僅能增加師生交流，還能提高學生分析問題、解決問題的能力，加深對所學知識的理解。在強化學習階段，可進行創新課題研究和工程實際訓練，在融合課堂知識的同時提高創新性。因此，在工科專業教學方法中，教師在不同課程、不同章節課程內容講授時，需合理采用教學方法，將多種教學方式有機結合，在完善系統理論教學的基礎上，加強對學生實踐能力及創新思維的培養。

4.5 改革考核辦法，加強主觀能動性

多能型復合人才的目標是培養學生思考問題、解決問題及理論聯系實際的能力，考核辦法上也要作相應的改進。一是改進考試試題結構。限制客觀性試題的比例，嚴控死記硬背類題型的比分，增加主觀發揮性題目。二是改革考試形式與記分辦法。課堂提問、討論發言和創新作業都要計入總成績。在一些測評課程中，鼓勵學生寫與課程相關的論文或創新實踐報告。在課程設計和實踐課程環節，應增加設計型和綜合型實驗，以考核學生的動手能力。通過上述辦法，既可以避免考試中的作弊現象，又能調動學生的學習積極性和獨立思考問題的能力。

4.6 加強管理，科學評價教學成果

學校管理部門應成立專業科學的指導委員會，認真聽取他們對教學內容、課程體系、教學方法及人才培養模式的意見與建議，建立科學的評價體系，以便及時、全面地了解學生的學習水平，同時也能對教師教學效果進行監督和確認。

5 結論

合理的教學方法，不僅能充分調動學生學習的興趣，引導學生主動學習，而且能提升教學信息的廣度和深度，培養具有開闊眼界、基礎扎實的多能型復合人才。教學方法的創新需要學校、教師與學生的共同努力。學校要重視和支持教師教學方法創新，教師更要投入大量精力去設計教學方法、課堂內容并付諸實施，在學生的配合下，培養學生自我學習能力、分析問題和解決問題的能力以及創新能力，從而提高教學質量。

[1]佐藤正夫.教學論原理[M].鐘啟泉,譯.北京:人民教育出版社,1996.

[2]謝安邦.高等教育學[M].北京:高等教育出版社,1998:150.

[3]姚利民.高校教學方法研究述評[J].大學教育科學,2010(1):20-29.

[4]張德江.改革教學方法,培養創新人才[J].中國大學教學,2009(5):7-10.

[5]閻光才.研究型大學中本科教學與科學研究間關系失衡的迷局[J].高等教育研究,2012(7):38-45.

[6]李浩君,邱飛岳.工科類專業課程的立體化教學方法研究[J].浙江工業大學學報：社會科學版,2008(4):416-420.

2016-06-25

蘭州理工大學教學研究項目“適于土木工程專業的《水力學》課程內容建設及教學實踐研究”(JY2013027)。

王 燕(1982- )，女，講師，博士研究生，從事水力學及流體力學研究。

鄭 健(1981- )，男，副教授，博士，從事水利水電工程研究。

G642

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2095-7602(2016)10-0124-04