工科課堂教學中調(diào)動學生的專注力和學習能動性的實踐

摘 要：工科類課程兼具理論性、實驗性、工程性，為調(diào)動學生課堂上的專注力、提升學生的學習能動性，適時插入一些非常規(guī)的教學方式：調(diào)整課程節(jié)奏、適時發(fā)問、引入科研案例、布置具有研究性功課、插入一些勵志性言語，可激發(fā)學生的內(nèi)在智慧和學習使命感，產(chǎn)生了良好效果。這種以學生為中心的主動式學習方法也存在知識系統(tǒng)性和完整性不強等缺陷，應該與傳統(tǒng)的教學方法相輔佐，根據(jù)課程和章節(jié)的實際需要而靈活采用。

關(guān)鍵詞：學習能動性；主動式學習；激發(fā)學生智慧

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）02-0140-03

Abstract： Engineering course is both theoretical， experimental and physical. In order to arouse students' concentration in class and improve their learning initiative， some unconventional teaching methods such as adjusting the rhythm of curriculum， timely questioning， introducing scientific research case， arranging a research work and inserting some inspirational words can stimulate students' inner wisdom and sense of mission and achieve good results. But this kind of student-centered active learning method lacks systematism and integration of knowledge. It should be supplemented with traditional teaching methods and flexibly adopted according to the actual needs of the course.

Keywords： learning initiative； active learning； stimulating students' wisdom

工科類課程大多知識面廣，兼具理論性、實驗性、工程性，有的課程還略顯枯燥，純粹采用傳統(tǒng)的傳遞——接受式教育方法很難取得良好的教學效果，要讓所有學生全程集中注意力、跟上教師思路并非易事。筆者在教學實踐中，通過適時插入一些非常規(guī)的教學方式，以調(diào)動學生的專注力、提升學生的學習能動性。這些措施包括：關(guān)注學生表情，調(diào)整課程節(jié)奏；適時發(fā)問，調(diào)動學生思想；引入科研案例，以科研問題激發(fā)學生的探究心；布置具有一定研究性、挑戰(zhàn)性的功課，激發(fā)學生的內(nèi)在智慧；時常插入一些勵志性言語，激發(fā)學生的學習使命感。

一、相關(guān)的教學法理論及實踐

提升學生的專注力和學習能動性的理論有很多，如IBL（Inquiry-Based Learning）、PBL（Problem-Based Learning）、TBL（Team-based learning）、CBE（Competency-Based Education），這些大多是基于建構(gòu)主義學習理論或研究性學習理論的學習方法。這些方法旨在以問題為導向、以職業(yè)所需的能力為導向，發(fā)揮學生學習的主觀能動性，培養(yǎng)學生的自學能力、綜合分析能力和創(chuàng)新意識，發(fā)揮協(xié)作與團體的集體智慧。由此派生出許多具體的教學方法，如任務驅(qū)動教學法、項目教學法、案例教學法、參與式教學法等。建構(gòu)主義的思想源于康德對理性主義與經(jīng)驗主義的綜合，其核心是圍繞著人的主體性而展開，認為：主體不能直接通向外部世界，而只能通過利用內(nèi)部建構(gòu)認知原則去組織經(jīng)驗，從而發(fā)展知識?？档孪嘈攀澜绲谋緛砻婺渴侨藗儫o法知道的，而且也無需推測它，人們所知道的只是自己的經(jīng)驗而已；強調(diào)學習者在不斷解決疑難問題的過程中完成對知識的建構(gòu)。研究性學習或教學理論集合了認知結(jié)構(gòu)理論、多元智能理論、建構(gòu)主義學習理論、主體性教育思想、終身教育理論等多種心理學與教育學理論思想精華[1]，認為學生的學習過程如同科學家的研究過程，在探究過程中主動發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題，并在過程中逐漸獲取知識、訓練技能、培養(yǎng)能力，發(fā)展自己的個性[2]。

國內(nèi)一些教師對這些教學法理論進行了教學實踐和總結(jié)。王鵬[3]進行了“任務驅(qū)動教學法”在“汽車底盤”課程中的教學實踐，通過給出有關(guān)汽車軸系零部件的任務內(nèi)容的實踐操作，激發(fā)學生的好奇心和求知欲。傅四保[4]在“教育技術(shù)學研究方法”課程教學中引入“項目教學法”，將學生按照“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的原則進行分組開展學習、完成項目。在項目活動的探究過程中，學生對遇到的問題一起探討、一起研究，逐步解決問題，完成科研項目，在此過程完成知識的建構(gòu)及積累。吳倫敦[5]在教師培訓中的運用案例教學，較好地解決了傳統(tǒng)的傳授式培訓存在的弊端，顯現(xiàn)出案例教學的示范性價值。郭春歡[6]將“參與式教學”引入建筑設(shè)計教學中，讓學生參與到具體的建筑設(shè)計任務中來，通過不同設(shè)計方案的交流、總結(jié)，達到使學生主動學習的目的。

上述教學理論與實踐對激發(fā)學生的學習興趣，增強學生主動學習的意識，加深學生對學習內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學生分析、創(chuàng)新、協(xié)作等綜合能力有良好的作用。但我們也要意識到這些教學方法不足的一面：首先，建構(gòu)式學習理論過于強調(diào)知識的相對性、獨特性，否認知識的客觀性、共同性；過于強調(diào)學生學習知識的情境性、非結(jié)構(gòu)性，忽略抽象與概括的重要功能[7]；其次，針對專題的探究式學習方式容易造成學生的知識結(jié)構(gòu)過于狹窄，知識體系缺乏系統(tǒng)性和完整性，不利于全面發(fā)展[8]；此外，這些教學方法要求配置知識面廣、綜合能力強的教師隊伍，并要求有充足的課時支撐，使得教學成本升高。因此，不宜一味追求某些主動式學習的教學方法而完全舍棄傳統(tǒng)的教學方法。“教學有法、教無定法、教有定規(guī)、貴在得法”，學校不宜采用固定的教學方法，而應在科學的教學理念指引下，根據(jù)課程和章節(jié)的實際需要，采取適宜的教學方法。

筆者在課堂教學中，在傳統(tǒng)的教學方法基礎(chǔ)上所穿插的一些非常規(guī)教學方式，具有上述教學方法的一些特征，對于提升學生的課堂專注力、增強學生主動學習的意識有積極作用。

二、課堂教學實踐

（一）關(guān)注學生表情，調(diào)整課程節(jié)奏；適時發(fā)問，調(diào)動學生思想

由于班級學生的知識基礎(chǔ)、領(lǐng)悟能力及自制力存在一定差異，傳統(tǒng)的傳遞-接受式教學中，并非所有的學生都能跟上教師的節(jié)奏。因此，教師應適時調(diào)整授課節(jié)奏，使得絕大部分學生能在整堂課中保持對所授內(nèi)容的領(lǐng)悟。觀察學生表情是判斷學生是否跟上教師節(jié)奏的重要依據(jù)。眼神呆滯、眉頭緊鎖、表情或姿態(tài)長時間沒有變化等特征都是學生沒有跟上教師節(jié)奏、思想游離的表現(xiàn)。這時候，可以考慮停頓一小段時間，部分同學會因為教師話語的停頓回過神來。進一步地，適時提出問題，讓學生思考、回答，會讓這些學生的思想集中到課堂內(nèi)容上來。隨后的講述就應適當放慢節(jié)奏。有的教師為了完成教學日歷中的內(nèi)容，課程的某些時段語速極快，其實很可能部分學生完全沒有領(lǐng)悟，作了無用功。在講“風力發(fā)電”中風力機的葉片結(jié)構(gòu)前，首先發(fā)問：你們知道飛機為何能飛起來的嗎？隨后對大家七嘴八舌的回答作總結(jié)性表述，再引入與“機翼升力產(chǎn)生”相類似的葉片結(jié)構(gòu)描述。這樣從大家感興趣的問題引出話題，能有效調(diào)動同學的思想，引發(fā)學生的好奇心和求知欲。

（二）引入科研案例，以科研問題激發(fā)學生的探究心

科研案例的敘述能增強學生的興趣度，調(diào)動學生的注意力；其次，科研案例中所要解決的問題能激發(fā)學生的好奇心和思維量，帶著問題和思考的學習過程將起到事半功倍的效果。

換熱器是工業(yè)領(lǐng)域應用非常廣泛的一種通用機械，在能源動力領(lǐng)域的應用也非常普遍，如鍋爐中的省煤器、氣體預熱器，汽輪機的凝汽器、油冷卻器，電機的氣體冷卻器等。因此，在能源動力類的課程設(shè)置中，換熱器是一門“標配”課程。但由于換熱器通常未被列入“主干”課程，加上部分課程內(nèi)容略顯‘枯燥，要讓每個學生全程精神力集中不是一件容易的事情。

我校本科設(shè)置的換熱器課程名為“高效換熱器”，除了傳統(tǒng)的換熱器內(nèi)容外，更多的融入了高效、緊湊換熱元件及換熱設(shè)備的內(nèi)容，緊貼換熱器發(fā)展前沿。引入換熱器前沿課題的闡述，也是上好這門課程的需要。

換熱器的強化傳熱是筆者的主要研究方向，承擔了許多相關(guān)課題的研究。在講述到板式換熱器章節(jié)的時候，引入了一個板式換熱器設(shè)計計算軟件編制的課題。該軟件主要針對可拆卸式板式換熱器進行熱力設(shè)計計算。針對日常生活中大家都要喝的牛奶切入話題，用該軟件演示一套用于牛奶加工消毒的板式換熱器系統(tǒng)的設(shè)計過程。演示過程中，適時的留下一些問題：傳熱系數(shù)如何計算？如何構(gòu)成多流道、多流程的流動（牽涉到盲孔和密封圈的布置）？如何讓流體形成三維流動（牽涉到板片波紋形狀及布置）？板片如何承壓（牽涉到板片觸點的問題）？這樣，圍繞這些問題展開課程內(nèi)容，提升了學生的課堂注意力和學習興趣。軟件的最終設(shè)計結(jié)果展示了所有板片的形狀及布置圖，包括牛奶、加熱工質(zhì)和冷卻工質(zhì)的流動路徑，豐富多彩的畫面將學生的興趣度調(diào)動到一個高潮。

同樣地，在講述板翅式換熱器的課程內(nèi)容時，引入板翅式汽車油冷卻器的研究課題；在講述翅片管換熱器時，引入煉油廠空冷器的研究課題、電站直接空冷研究課題、電機空-空冷卻器研究課題；講述相變換熱強化元件時，引入降膜蒸發(fā)換熱研究課題。教學實踐表明：這些緊貼研究前沿的課題的引入，學生反響熱烈，呈現(xiàn)良好互動。

（三）布置具有一定研究性、挑戰(zhàn)性的功課，激發(fā)學生的內(nèi)在智慧

吳軍[9]認為：教育就是“引出”，美國的一些一流大學都在做同樣一件事情：引出潛藏在孩子內(nèi)心的智能，筆者對此深有同感。在一些課程的教學中，筆者嘗試向?qū)W生布置一些結(jié)合課程內(nèi)容的、有一定研究性、挑戰(zhàn)性的小項目、小案例、小問題，讓學生想辦法解決，試圖以此激發(fā)學生的學習興趣、不服輸?shù)男膽B(tài)、內(nèi)心的智慧。

筆者曾當任過本科“制冷裝置自動化”課程的主講，其中有“四通閥原理及結(jié)構(gòu)”章節(jié)[10]。筆者在講述這部分內(nèi)容之前，先向?qū)W生交待了四通閥的作用，然后讓同學課后自己設(shè)計四通閥的結(jié)構(gòu)，并在下次課上講述自己設(shè)計的四通閥結(jié)構(gòu)及工作原理。當然，筆者講了許多鼓勵性的話語，講到了自主創(chuàng)新的重要性，并讓同學相信自己是有創(chuàng)新能力的，當然，也規(guī)定了創(chuàng)新成果計入成績。同學受到鼓動并且被分配具體的創(chuàng)新任務后，激發(fā)了濃厚的創(chuàng)新興趣。出乎筆者的意料，課上同學爭相恐后上臺拿出自己的設(shè)計方案，熱情空前高漲。從同學們拿出的方案看，有實用價值并且有特色和亮點的還真不少，有幾個方案還值得申請專利！學生的內(nèi)在智慧和創(chuàng)新潛能被有效激發(fā)！通過點評設(shè)計方案后再進入“四通閥原理及結(jié)構(gòu)”的系統(tǒng)知識講述時，學生的專注度非常高。

（四）插入勵志性言語，激發(fā)學生的學習使命感

課堂教學中，合適的節(jié)點插入恰當?shù)膭钪拘哉Z言，可以讓學生增強學習的目的性、學習的使命感。

在“新能源技術(shù)”的課程中，在講到“核能利用”中的核聚變時，強調(diào)目前可控的核聚變尚未實現(xiàn)，一旦實現(xiàn)將徹底解決人類的能源問題。隨后激勵學生：或許我們這一代人手中還不能徹底解決這一問題，那么希望你們這一代人能徹底解決這一問題，說不定在座的同學中就會出現(xiàn)解決這一問題的科學家。這些話語說出后，有的同學會心微笑，有的同學眼神閃亮，充滿挑戰(zhàn)欲和使命感。同樣地，在講到“單位GDP能耗”時提到：中國的這一指標高于發(fā)達國家，使得能源消耗過多，也是造成“霧霾”等惡劣環(huán)境的重要原因；要解決這一問題，主要依靠科技進步，很希望在座的同學以后能成為降低“單位GDP能耗”的重要貢獻者，為全面趕超發(fā)達國家發(fā)揮重要作用。

三、結(jié)束語

課堂上關(guān)注學生表情，適時發(fā)問，引入科研案例，布置具有一定研究性、挑戰(zhàn)性的功課，時常插入一些勵志性言語，能有效調(diào)動學生的課堂專注力、激發(fā)學生的內(nèi)在智慧和學習使命感。這些方法中，有的具有建構(gòu)主義學習理論或研究性學習理論的特征，即激發(fā)學生的學習興趣，進行主動學習、自我完成知識的建構(gòu)。但這種以學生為中心的主動式學習方法也存在知識系統(tǒng)性和完整性不強等缺陷，應該與傳統(tǒng)的教學方法相結(jié)合，根據(jù)課程和章節(jié)的實際需要，采取適宜的教學方法。

參考文獻

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