專業課理論推導的課堂教學設計與實踐

董彥非

(西安航空學院 飛行器學院，西安 710077)

1 理論推導課的難題分析

工科的本科專業課教學中，理論課尤其是涉及到公式推導的理論內容總是授課中的難點。經常出現教師在臺上講得口干舌燥，推導過程寫滿一黑板，但是臺下的學生卻聽得昏昏欲睡，不知所云。

為此，不僅老師心中不滿，一堂課上下來都是滿滿的挫敗感；學生也頗不領情，聽不懂、乏味等抱怨總是不斷。

究竟什么原因導致雙方都不滿意，起不到應有的教學效果呢？

分析起來，理論推導課的難題主要來自于以下幾個方面。

一是教師教學方法陳舊，授課過程缺乏邏輯性。不講前因后果，沒有推導思路，只是一味采用滿堂灌的方式。學生不明白教師在做什么，將要做什么，沒有一條貫穿課堂內容的主線。

二是推導過程枯燥乏味，沒有用更易于理解的方式解釋推導過程，一些概念和假設等沒有展開分析，難以理解，導致講解缺乏吸引力。

三是教師與學生缺乏互動，課堂成為老師的一言堂，學生沒有參與感，沒有激發學生探索的活力。

為了達到理想的教學效果，必須糾正以上問題。同時，必須對課程內容認真分析，精心設計課堂教學過程，才能把理論推導課講的形象生動。

2 推導課的課堂教學設計

2.1 教學設計

教學設計，也稱教學系統設計，是一種教師為達成一定的教學目標所使用的“研究教學系統、教學過程，制定教學計劃的系統方法”[1-2]。教學設計的理論基礎包括系統理論、學習理論、傳播理論和教學理論[3]。教學設計是以現代傳播理論和學習理論為基礎，科學合理地運用系統理論的思想與方法，根據學生的特點和教師自身的教學觀念、教學經驗、個性風格，分析教學中的問題與要求，確定教學目標，設計解決問題的步驟，選擇和組合相應的教學策略與教學資源，為達到預期的教學效果而制定的教學實施方案的系統的計劃過程[2]。

良好的教學設計同時也為教學活動的有效實施提供科學合理的行動綱領，有利于調動教師和學生雙方在教學活動中的積極性、主動性，有利于引導教學活動取得良好的教學效果[2-3]。

2.2 理論推導課的課堂設計

為了實現較好的理論推導課的課堂教學效果，需要教師在備課階段就要精心進行講課設計，包括授課邏輯設計、講解技巧設計和語言設計等。

理論推導課相對于其他內容，更加注重邏輯性，必須要進行授課邏輯設計，增強所傳授知識的邏輯性、條理性是理論推導課教學的核心，也是一堂推導課能否吸引學生的關鍵。

每一堂課的內容或者知識點之間都要有清晰的邏輯關系，即使中間插入的一些相關知識，也同樣要求與主題內容之間的邏輯性，否則就會事與愿違，產生講課東一頭西一頭的混亂效果。

同樣，在課堂上使用的多媒體課件也要與所講內容有相對應和明確的邏輯遞推關系[4]。如果課堂教學內容邏輯是混亂的，那么無論采用什么樣的教學方法都無法達到理想的課堂教學效果。

對于課堂教學中的邏輯設計，首先要注意的是所講內容之間的內部邏輯關系。授課內容中每一個講解主題/知識點的內部邏輯關系都要表達清晰，使用教學課件時，要明確體現這種內部邏輯關系。課件中一個主題/知識點下的各個“對象”的出場順序要有明確的層次關系[4-5]。

課堂教學中邏輯設計還要注意外部邏輯關系。所謂外部邏輯關系，指的是主題/知識點與主題/知識點之間的關聯關系。清晰、明確的外部關系表述主要體現在教師的課堂講解上面。

授課過程中，講完一個主題/知識點之后，在下一個主題/知識點出現之前必須要有語言上的鋪墊。在使用課件時，不能先翻到下一頁之后，才根據課件內容講解，這樣就有被課件牽著鼻子走的感覺，顛倒了主次關系。應該在翻頁前就有語言引導和鋪墊，然后顯示出要講的內容后繼續講解，讓課件成為自己授課的輔助工具。實際授課中很忌諱的講法是“這個問題講完了，現在講下一個問題”[4-5]。

講課過程中各種講課技巧的靈活運用，可明顯提高課堂教學效果。為提高學生的興趣，講課中可單獨運用諸如設問、推理、聯想、總結分析、形象對比、制造矛盾等技巧，也可以將幾個技巧聯合使用。這些技巧有的要在課件中體現，有些只需教師用語言表達。技巧的運用要根據課程特點和教學內容精心設計，不能牽強附會勉強使用。

啟發式是課堂教學中經常使用的教學方法，可以激發學生的求知欲，吸引學生的注意力。理論推導課的課堂教學同樣需要合理使用啟發式教學方法。

3 課堂教學設計實踐

基于以上分析，筆者在《航空發動機原理》課程中，充分利用教學設計理論和方法，對噴氣式發動機推力計算公式推導內容進行了詳細設計。

為了幫助學生理解推導過程，筆者從邏輯、流程和理解三個方面展開設計。

3.1 設計一條邏輯主線

邏輯是課堂教學的核心。在進行噴氣式發動機推力計算公式推導中：從推力的引出，到獲得推力的途徑，再轉到理論分析方法，引出推力概念；通過對利用概念推導的可能性分析，指出該思路的不可能性；啟發學生思考求解的方法，并用普通物理的知識給與提示；最后落腳到采用動量定理推導推力公式。

這條邏輯線在啟發式教學方法的輔助下，始終貫穿理論推導的全過程(如圖1所示)。

圖1 講解邏輯線

在這條明確的邏輯線的指引下，學生清楚地知道公式推導和分析來龍去脈，思路清晰，增強了學習信心和興趣。

3.2 給出理論推導通用流程

專業課的公式推導一直是課堂教學的難點。對于學生對理論推導內容的畏難情緒，筆者針對性地提出了理論推導的通用流程，即第一步“模型化”、第二步“求解”、第三步“修正”的三部曲公式推導流程。理論推導通用流程如圖2所示。

圖2 理論推導通用流程

在確定使用動量定理推導推力公式以后，筆者先不急著開始推導，而是首先將這個三部曲作為通用理論推導的“套路”講給學生。使學生對推導過程有一個總體認識，做到心中有數。講解到一個階段后，學生已經清楚下一個階段是什么，理解程度和信心都得到提高。同時告訴學生，這個“套路”他們以前肯定遇到過，今天會使用，今后的學習中還會遇到，有助于消除一些學生的畏難情緒。

3.3 形象化促進難點理解

對于講課過程中有些難以理解的內容，可以采用形象化的比喻從不同角度講解。比如在講解推力計算公式中有一條假設：

設流量系數Φ0=1，即

其中A0為發動機遠前方氣流截面積，A1進氣道進口截面積。

學生對于僅僅是數字和字母表示的流量系數，以及流量系數等于1的意思不理解。為此，筆者就將發動機的吸氣過程形象地比喻成“吃面條”，使學生很快明白了此假設的含義，并開始討論是否存在“喝稀飯”的情景等，課堂氣氛也開始活躍。

接下來，提出“吃面條”假設是否合理，“喝稀飯”假設是不是更好，兩種假設是否全面，如果不合理或不全面該怎么辦的問題，促使學生思考。同時，對引出第三步“修正”也起到了很好的鋪墊作用。

4 結語

通過對理論推導課的難題分析，結合教學設計思想提出來解決思路。在噴氣式發動機推力計算公式推導課堂中設計了邏輯線、通用流程和形象化講解這三條授課思路，化解了對該推導問題的授課難題。經過多個班級的課堂實踐，結果表明，大多數學生聽懂了課堂內容，而且印象深刻。

本文提出的三條理論推導課的設計思路和方法，可以為相關理論課程的課堂設計提供參考。

[1] 顧明遠.教育大辭典[M].上海:上海教育出版社，1998：235.

[2] 謝利民.教學設計[M].北京：中央廣播電視大學出版社，2004：5.

[3] 張曉輝.精彩教學設計[M].長春：東北師范大學出版社，2010：4.

[4] 張良斌.機械設計課程課堂教學設計和教學藝術的探討[J].機械管理開發，2009，24(6)：151-153.

[5] 夏宏玉.高等教育改革論叢書[M].武漢：武漢工業大學出版社，1998：65.