工程類專業概論課程教學改革的探索與實踐

李敏　李雨潤　王麗娟　韓非

摘要：專業概論課程是專業課程學習的“導航標”，然而，工程類專業概論課程往往具有口徑大、內容廣、跳躍快、綜合性強等特點，且受課時壓縮的限制，實現其科學合理教學至關重要。本文以城市水工程概論課程為例，結合“知識傳授”和“定向提問—學生探究—案例展現”的教學模式，探索專業概論課程的適宜教學模式。結果發現：“知識傳授”和“定向提問—學生探究—案例展現”相結合的模式注重師生之間的“自我建構”和“團隊構建”，這不僅有利于幫助學生掌握專業知識，提升學生專業學習的能力，而且能促進專業知識結構的不斷更新和完善；該模式是讓學生在掌握基本概念的基礎上發揮其主觀能動性，使得學生在師生間討論氛圍中吸收和深化專業知識；該模式更有利于激發學生的專業興趣，反映和吸收本學科領域的最新研究成果，體現學科交叉的特點，適宜于工程類專業概論課程的學習。相結合的教學模式有利于完善學生的知識結構，以實現教學質量提高與人才培養模式相適應的需求。

關鍵詞：教學改革；工程類專業概論課程；教學模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）38-0146-04

一、引言

工程類專業概論課程是高校學生的專業先導課程，具有較強的理論性與實踐性，對于激發學生專業興趣和開拓專業視野具有積極意義。然而，伴隨著知識信息化、多面化及手機使用的普遍化，學生在課堂上的專注力日趨下降，知識的獲取缺少了符合科學心理學的學習模式[1]。探索適合于工程類專業概論課程的教學教法，對于提高課堂效率、改善專業課教學效果至關重要。

傳統教學與多媒體教學相結合是目前廣泛采用的教學方式[2]，傳統教學方法可以使學生有充分的思考時間，但提供的信息量較少，如城市水工程概論這門課程涉及水文學、環境工程學、水力學、建筑學、生物學、化學、土壤學、經濟學等方面知識，概念性的知識較多，要在較短時間內講授并使學生掌握或理解這些內容的難度較大。通過編制多媒體課件，采用圖片、視頻、音頻、動畫等教學手段，適時地為同學們形象、生動、直觀地講解從取水、水處理、供水、污廢水的收集處理及排放的整個工藝流程；設置進入建筑物內部，觀測詳細管路布置及管中水流情況；模擬火災發生，展示高層建筑報警啟動直至全面噴水實施的全過程，通過視覺、聽覺，激發學生的學習興趣與學習熱情。

然而，“教師講，學生錄”，這種灌輸式教學依舊是目前概論課程的主要教學方式，在教學中往往忽視了學生的主觀能動性及其發言的豐富性與多樣性[3]。課堂教學活動應是教與學的統一，是一種以學生主體為基礎，培養能力、養成品格和訓練方法的過程。及時了解學生的學習情況，并給予有效地反饋，建立師生之間的互動模式，才是良好的教學模式。本文針對工程類專業概論課程的特殊性，依據學習共同體理念，提出“知識傳授”和“定向提問—學生探究—案例展現”相結合的教學模式，并以城市水工程概論課程為例進行實踐教學探索及完善。

二、“學習共同體”的發展現狀及其融入專業概論課程學習的必要性

“學習共同體”是以維果茨基心理發展理論、社會建構主義理論為基礎提出的教學模式，指出“人所特有的心理技能不是從內部自發產生的，他們只能產生于人們的協同活動和人與人的交往之中，人所特有的新的心理過程必須在人的外部活動中形成，隨后才可能轉移到內部，成為人的內部心理過程的結構”。即學習是在學習者參與外部活動的過程中獲得的，對于大學的課堂教學，需要通過學生間、師生間的外部學習活動實現所授內容的理解和深化[4，5]。

近年來，伴隨著高等教育的大眾化、知識信息化及多面化，特別是手機使用的普及化，大學生的基礎知識水平明顯下降，學生在課堂上的專注力日趨下降，傳統課堂教學特定的組織形式未能調動學生參與學習的積極性和主動性，師生間、生生間的溝通嚴重不足，教師與學生、學生與學生的“學習共同體”被慢慢解體，知識的獲取缺少了符合科學心理學的學習模式[6，7]。蔡元培指出，大學是“共同研究學術之機關”，“在校學者當有研究學問之興趣，尤當養成學問家之人格。”，教師應利用各種教學環節，激發學生的學習興趣，調動學生的積極性和主動性[8]。交互性對話是實現課堂學習共同體的構建、激發和維持學習共同體活力的有效措施[9]，交互性對話已改傳統教學的單向灌輸模式，提倡每個人都是學習的主體參與者，倡導激發成員的歸屬感及責任感，要求彼此間圍繞共同的任務，積極參與，相互交流，分享知識、經驗、智慧。它能夠有效改善溝通不足的現狀，有利于建立良好的學習氛圍，共同促進有意義地學習。

專業概論課程的范圍往往涵蓋本專業的全貌，具有綜合性強、口徑大、內容廣、跳躍快等特點[10]，如城市水工程概論包括有取水工程、給水排水管網、給水污水廠（水質及水處理工藝）、建筑給水排水及消防系統、水工藝設備、水工程施工及經濟等方向，要求學生必須站在學科全局的高度，充分認識與把握學科全貌，以期做到理論基礎扎實、專業知識面廣、實踐能力強、綜合素質高。該課程的任務是培養學生認識給排水工程的專業范疇，掌握相關基本概念、理論和方法，初步建立解決問題的工程方法，能對一些簡單的工程實際問題進行定性分析，為學習后續相關專業課程打好必要的基礎。因此，在課時有限且面臨壓縮的形式下，對于理論與實踐性都很強的專業概論課程的學習，更需要調動學生的主觀能動性，激發學習興趣，建立有效的師生及生生之間的學習共同體的課堂教學模式。

三、城市水工程概論教學的改革實踐

1.教學模式的改革。（1）將教材改編為以定向問題為核心的學習體系。提出定向問題后，學生組建各種討論小組，設計“學習情景”，討論“定向問題”的內容，教師圍繞“定向問題”，設計“學習資源”、“學習策略”、“認知途徑”。結束部分通過“生生討論—教師點評—師生討論—歸納總結”的模式使學生糾正誤解或曲解，使更多的學習問題得到有效科學的解決。如在《城市水工程概論》講解過程中，針對水的處理方法，建立討論小組，以課后作業的形式，給學生留出足夠的時間去查閱相關資料并了解現狀，然后在課堂上設定10—15min的時間由小組代表對討論結果進行報告，老師圍繞所述內容進行點評，接著師生針對重點題進行討論，給出更科學、更專業的闡釋，最后完成歸納總結。整個過程鼓勵同學們摒棄課本知識點的約束，發表自己的觀點，暢所欲言。實踐證明：這樣不僅調動了同學們學習的主動性，加深了專業知識的理解，使得學生能在有限的90分鐘課堂時間下將所授知識理解、消化并吸收，而且有利于將最近的研究進展納入教學內容，促進教學內容的完善化和教學設計的合理化。（2）教學過程中有效結合“知識傳授”及“三注重”。“三注重”，即注重學生的發展、注重學生的學習過程、注重學生的學下效果。已改傳統單一的教學模式及沉悶的課堂教學氣氛，注重學生的發展，讓學生先學習，提出問題，然后教師與學生一起學習，通過討論式、問答式、演講式等共同學習的方式去解決疑惑。在共同解惑過程中，教師啟發、引導學生實現知識點的連接及新知識的理解，使學生在學習中實現實踐；培養學生們的學習興趣，注重學生的學習過程，幫助學生掌握好的學習方法，努力提升學生學習的效率；扭轉學生學習的態度，注重學生的學習效果，積極開展學生與學生之間的熱烈討論，讓學生都積極投入到學習過程中。endprint

正確有效的討論需建立在對專業知識科學正確理解的基礎上，專業概論教學對象往往是大一或者大二的學生，他們的專業知識還非常有限，因此，需要借助知識傳授掌握專業基本理論。如在城市水工程概論課程教學中，教師首先對每部分內容的專業術語和基礎理論采用“知識傳授”的教學模式，如水源、給水排水管道系統作用、設計流量、暴雨強度的計算、各水質標準、建筑給排水系統、水工藝設備的類型等基本概念，采取知識傳授模式直接向學生介紹，以啟發學生在具體的案例教學及小組討論中逐步進行消化。對于具體的污染處理設備及其原理、城區給排水管網的科學布置及注意事項、建筑給排水管道的布置及其給排水方式等內容，采用學生自主學習、小組討論及教師輔導相結合模式，留出時間由學生自己通過自學闡釋所學構筑物、管道、系統的結構特點、適用范圍、注意事項及不足之處，并提出完善的具體想法和理由，教師針對相關想法與學生們進行討論，引導大家思考。實踐證明：兩者相結合的教學方式，可有效解決學生查閱資料過程及對問題思考的盲目性，以更快更有效的方式更好地了解相關構筑物、技術及系統運行的發展歷程、應用現狀和研究趨勢。

2.教學方法的改革。（1）利用創新教育，培養學生的研究能力。培養學生的創新能力是實施“科教興國”和可持續發展戰略的重要途徑。當前教育改革不斷深化，素質教育已深入人心。創造精神、創新能力是人才素質的核心。開發人的創造力，培養人的創新意識、創新精神和創新能力，已成為實施素質教育的重要內容。配合大學專業課堂教學內容，積極帶領學生參加各項課外科技活動競賽，幫助學生積極主動地去了解專業課程在工程實際、現代科學技術中的具體應用和需解決的工程技術問題，使學生在低年級的學習中就能樹立研究思想，培養研究興趣，從而增強學生的學習興趣及學好該專業的信心。實踐證明：創新教學是實現專業知識升華的有效措施，培養創新能力，鼓勵學生多渠道獲取信息與資料，增強了學生查找、分析與交流信息的能力，能夠有效解決學生在專業學習過程中普遍存在的“廣”和“深”的矛盾問題。（2）利用案例教學，實現知識的“溫故而知新”。案例教學法由前西德教育家瓦·根舍因提出，是基于情景學習論、認知彈性論，以學生為主體，憑借具有多元表征的潛在價值的“案例”，引導學習者進入科學探索和反思的學習過程[11]。案例教學，注重學生利用理論知識解決實際問題的能力，可幫助學生鞏固學習內容，提高學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。如城市水工程概論專業課的教學過程，案例教學從兩個方面來實現：一方面，利用實習時間帶領學生深入凈水廠、污水處理廠、施工建筑等場所進行現場實踐，對各種工程的工藝參數、運行效果進行詳細介紹，強調點睛之處及注意事項，同時要求學生收集相關資料，并對所得到的資料進行整理、提煉、歸納及總結，幫助學生解課堂之惑；另一方面，利用典型工程案例，引導學生開展研究性學習，要求學生針對具體案例進行分析討論，如對于某一具體建筑的給水方式、管道的布置、采取的理由和依據等進行分析。實踐教學證明，案例教學是落實專業課程教學的有效方法，廣泛收集國內外給排水領域具有代表性的成功及失敗案例及現場的實習參觀，不僅能夠加深學生對內容的理解，增強學習的主動性，開闊學生的知識面，激發學生的求知欲，提高教學效果；而且有利于促進理性思考與感性認識相結合，啟迪學生對自己將來的專業前景和發展規劃有所思考，從而有意識地培養自己的工程素質。（3）建立微平臺，注重效果跟蹤，及時改進。建立微平臺，注重利用課后時間與同學們交流，詢問對課程學習內容的理解程度、難點及疑問，并以問卷調查的形式征求同學們對教學方法、內容及進度等的意見與建議，以便及時對后續的上課內容與方式進行改進。

3.考核方式改革。專業概論課程往往涉及多方面的知識，如城市水工程概論課程，涉及水文學、水力學、環境學、建筑學、電化學、生物學、施工、經濟學等多方面的知識，完全掌握難度較大，而且也沒必要完全掌握，因為在后續的專業課中會詳細地去學習。專業概論課程的學習目標應是讓學生形成專業系統框架，掌握一些基本概念，樹立專業思想，然后在后期的專業學習中慢慢體會。因此，對于專業概論課程的考核，應注重學生獨立思考能力、創新能力的培養，應以知識、能力、素質來綜合評價學生。實踐證明，結合筆試（閉卷，評價基本概念的掌握情況，30%）、課堂討論（30%）、課程論文（20%）及實習總結報告（10%）的考核方式綜合考察學生的學習效果，有利于實現學習效果的真實性評價。

四、結束語

“學習共同體”的課堂教學模式注重培養學生的學習興趣，適用于專業概論課程的學習。工程類專業概論課程具有較強的理論性和實踐性，其最大的特點是信息量大、學科交叉多、知識點互相滲透，與工程密切相關。采用“知識傳授”和“定向提問—學生探究—案例展現”相結合的教學模式，學習過程中對于重要的概念、理論、推導應采用知識傳授的方法，而對于處理工藝流程、設備、構筑物及系統運行等內容采用“定向提問—學生探究—案例展現”的方法，從學生的認知規律著手，調動學生的主觀能動性、學習積極性、主動性和創造性，在授課過程中采用“啟發式”、“引導式”、“互動式”的教學方式，鼓勵學生提出問題、討論問題，以提高其學習興趣，最大程度地改善教學的時效性。相結合的教學模式有利于反映和吸收本學科領域的最新研究成果，體現學科交叉的特點，完善學生的知識結構，實現教學質量提高與人才培養模式相適應的需求。

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