問題探究式教學法在《漁用材料力學》課程中的探索與實踐

王飛 馬家志

摘 要：《漁用材料力學》是一門海洋漁業科學與技術專業的學科基礎課，涉及漁用材料與經典力學的融合，傳統的教學方法很難達到應有的授課效果。為此，教學組在認真領會問題探究式教學法的基礎上，將之應用于本課程的教學實踐中，并取得良好成效。

關鍵詞：漁用材料力學；問題探究式；探索與實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2018）03-0103-03

Abstract： Mechanics of Fishing Materials is a fundamental course for marine fishery science and technology majors， which involves the integration of fishing materials and classical mechanics. The traditional teaching methods cannot meet the teaching requirements. Therefore， problem-based teaching method is applied to the teaching practice， and the teaching effect is good.

Keywords： Mechanics of Fishing Materials； problem-based teaching method； exploration and practice

教學法指“師生為完成一定教學任務，在共同活動中所采用的教學方式、途徑和手段”，教學法是課程學習的核心。大學教育的核心任務不只是給學生教什么知識，而是更側重于用什么方法來教，怎樣才能教得更好。哈佛大學前校長博克認為，教學內容固然重要，但對于大學生影響更深遠的還是教學方法。高等學校是培養專業人才的基地，而專業人才的培養依賴于教學體系的完善程度和創新程度，教學法在整個教學體系的完善程度和創新程度上占有關鍵的地位。傳統的講授式課堂教學模式是學生被動接收課堂知識，抑制了學生創新思維的發展，不利于專業人才的培養，因此課堂教學方法的改革，以及與課程內容的有機融合勢在必行。本文對問題探究式教學方法進行了解析，并將之應用到《漁用材料力學》的課程教學實踐中，取得了良好的教學效果，借此為同類課程的教學提供參考。

一、《漁用材料力學》課程簡介

《漁用材料力學》是在國家卓越農林人才教育培養的背景下，開設的一門海洋漁業科學與技術專業的學科基礎課，是一門漁用材料與經典力學相結合的理論較深、難度較大的專業基礎課，是《漁具材料工藝學》、《漁具漁法學》等后續專業課程的基礎，其概念多、公式多，與工程實際的聯系比較緊密。若用傳統的教學方法授課，學生會很難理解概念、原理，從而導致理論與實際的距離拉大；若將相關概念、原理與工程實際問題串聯起來，寓概念、原理于實際工程問題中，讓學生針對工程實際問題進行分析、探究，則會極大地提高學生的學習主動性，會明顯提升學生分析綜合問題的能力，從而有利于培養創造性的專業人才。

二、問題探究式教學法及其特點

問題探究式教學模式其實就是以問題——探究為主線，教師根據教學大綱的要求，結合學生的專業方向，設計出既能融合課程內容、又能考慮專業的實際應用的不同層次的簡單問題和綜合性實踐問題，以問題為核心，以學生的學習主動性和積極性為動力，通過思考、討論、分析、修改、討論、分析、修改、結論等途徑，得出解決問題的方法；或者在討論交流過程中，讓學生自己發現問題，得出解決辦法，以此來激發學生的求知欲、創造欲，從而來培養學生的實踐能力和創造能力。與傳統教學模式相比，問題探究式教學具有如下特點：

（一）開始于預先設計好的問題

以問題作為媒介，將準備要學的知識點隱含在問題中，讓學生結合前期所學，通過對教師所提供的問題進行分析、討論和研究，明確它大體涉及知識范圍，需要解決問題類型，在小組的討論下或教師的指點下，找出解決問題的方法，經過一番探究，最后通過問題的完成去實現對所學知識的理解和應用。

（二）強調師生互動探究的過程

探究是一種活動、一個過程，更是一種學習方式。雖然問題探究式教學模式的主體是學生，需要學生的參與配合，沒有學生的自主參與，沒有學生的主體意識的發揮，是不可能做到對問題的真正探究。但是作為問題的提供者也非常重要，沒有教師的問題，學生沒有思考的內容，沒有教師的參與，當學生碰到沒能力解決的難點時，學生就會束手無策，長此以往會打擊學生的積極性，因此教師與學生的共同參與是至關重要的。在整個過程中，教師起著導師、指揮家的作用，會在學生討論的過程中不停地巡視，不斷地給予學生點撥和指導。這樣就會不斷地激發學生的求知欲望，使他們真正地參與到知識的獲取過程中去，同時培養他們科學探索的能力。

（三）重視學生間的合作

在探究活動中，每個學生都以自己的方式，結合自己已有的知識來完成對問題的理解。由于每個學生的知識存儲不同，思考問題的方式也可能不同，對同一個問題可能會出現不同方面的理解。因而，通過團隊之間的合作，學生之間的交流，可以彌補因個人由于思考問題的片面性而導致對問題理解的不全面，這樣就可以擴展學生的視野，使個體的理解和認識更加豐富和全面。在共享思維成果的基礎上，達到對當前所學知識的正確理解。

三、問題探究式教學法在《漁用材料力學》中的應用

對于難度較大，專業較深的《漁用材料力學》課程，問題的提出是問題探究式教學法的關鍵所在；討論小組的存在是問題探究式教學法的橋梁；教師的引導是問題探究式教學法的指揮棒。

（一）課程問題的設計和組織

探究式教學的載體與核心是問題，學習活動是圍繞問題展開的。探究式教學的出發點是設定需要解答的問題，這是進一步探究的起點。教師在對教學內容總體認識和把握的基礎上，提出課堂上所要解決的不同難易層次的問題。通過提出問題，從學生的需要出發組織教學問題，以問題為中心讓學生搜尋、發現、確立、探索、解決，學生也由被動的接受者、服從者、執行者變成了主動的發現者、研究者、探索者。

對于《漁用材料力學》而言，圍繞學生專業知識結構、能力形成的基本要求，依據教學大綱，剝離出《漁用材料力學》教學內容的核心部分（拉壓、扭轉、彎曲）和非核心部分（剪切），對核心部分在基本點、重點、難點等方面進行層次分解，設計出易、中、難等不同層次的問題，以問題為切入點，通過學生對問題的完成情況，確定教師精講的內容和要求學生自學的內容，并在課堂教學過程中集中時間與精力講解重點、難點以及知識的運用等環節。比如《漁用材料力學》中集魚燈的掛桿（圖1），在集魚燈垂直于掛桿軸線的均布力作用下產生哪些變形？釣魚竿在漁獲物的作用下產生什么變形？變形和外力之間存在什么關系？能否列出它們之間的函數關系式？如果釣魚時既有漁獲物又有浪的情況下，釣魚竿會出現哪些變形？這些問題中無論是簡單的變形還是復雜的組合變形，都需要經過精心的設計，既要考慮到知識的結構和大綱的內容，又要考慮到學生的知識儲備和可做性。接著就需要學生結合前期所學，對該問題進行分析討論，得出合理的結論。

此外，圍繞課程提出的問題要力求精致、新穎、多樣。從學生將來從事的專業領域的實際需要出發，以解決專業實際問題為導向設計問題，通過理論分析，縮短理論與實際的距離。學生了解理論知識與專業實際的具體聯系，既扎實地學好書本理論知識，又能形成分析實際問題、解決實際問題的綜合能力，促使學生學有專學、學以致用、以用促學，真正做到了理論教學與專業實際相結合。

同時，對于要求學生自學的內容，教師要提前提出學習任務與學習要求，通過實行課前預習制度等途徑，讓學生完成基本知識的學習，并在課堂教學過程中用適當的時間完成對學生自學情況的檢查與驗證。

（二）討論小組的設立和組成

探究教學模式強調學生的積極參與，學習任務主要是通過學生自主研究和協作學習完成的，小組協作是經常采用的組織形式。例如，對2014級海漁專業的28名學生，分成7組，每組4人，每組設有組長和副組長；對2015級海漁專業的36名學生，分成6組，每組6人，每組設有組長和副組長；對2016級海漁專業的30名學生，分成6小組，每組5人，同樣每組設有組長和副組長，在探究過程中，小組成員既有分工，又有合作。學生要積極主動地利用各自所儲備的知識對問題進行分析、討論，最好形成大家一致的結論，從而共同完成學習任務，這樣不但解決了課程問題，同時提高了學生的團隊合作精神。同時從這個分組的對比中也得出，小組成員不宜太多，否則容易引起部分學生的偷懶現象。

（三）教師的引導和教學

創設情境，以問題為載體，以培養思維能力為核心。從問題探究式教學法的模式結構來看，問題貫穿在教學的全過程中，學生分析問題、解決問題的過程，就是他們結合已有的知識進行推理的過程，這推理的過程也是學生思維能力的發展過程，該過程激發了學生自主探究的欲望，有時學生也會根據教學內容自主地提出問題進行討論。教師為了達到讓學生自主學習的目的，要引導學生自己去不斷地發現問題并不斷地加以解決。對學生沒有發現的一些重要問題，教師應提出來讓學生討論， 盡量確保教學內容的完整性。同時應對學生加強方法的指導，對學生的討論結果進行評價。在對學生的討論結果進行評價時， 常常可以滲透學習方法的指導，指導學生從“學會”到“會學”，因此教師起到了指揮家的作用。

在小組討論的過程中，使學生在發表自己的探究成果和方法、傾聽他人探究經驗的過程中進行客觀的比較和鑒別，從不同角度改進自己的結論，克服原先獨立探索中的片面性和局限性，最終完成對所學知識完整或較為完整的結論。這一階段以學生質疑、爭論、答辯為主，是對自主探究階段學習效果的升華，同時也為學生掌握學習方法、培養綜合能力提供了大好時機。例如，對《漁用材料力學》中綜合性漁業實踐案列——TR人工魚礁拉伸或壓縮、扭轉、剪切、彎曲的組合變形分析中（圖2），學生在分析時，可能會遺漏某個變形，或是某個知識點，這時教師應從側面提醒學生是否考慮到了每個變形的疊加。學生在思考過程中會不斷地吸取團隊成員的討論結果，不斷地修正自己的不足，最終提交了一份完整而又準確的分析報告，從而對TR人工魚礁在相似工況下的拉壓、扭轉、彎曲變形得出了一份完整的分析報告。

另外，對2015級海漁的36 位學生的統計中，發現有67.3%的學生在一學期中提出過5次以上的問題，提出的問題涉及到《漁用材料力學》的拉壓、剪切、扭轉和彎曲的四大變形，從而可見學生的學習興趣得到了提升，課堂互動參與度和知識掌握程度也得到明顯的加強。

圖2 TR人工魚礁

四、結束語

“問題探究式教學法”改變了教師“以講為主，以講居先”的格局，調動了學生學習的積極性和主動性，注重了學生自學能力和積極探索精神的培養和鍛煉，提高了學生運用知識的能力和水平。在當前的《漁用材料力學》課程教學中，問題探究式教學法起著非常重要的作用，已逐步形成“教師精講與學生自學相結合”的教學組織形式。不僅提高了學生學習的自主性和創新性，突出了“學生本位”意識，也有利于學生科學思維的培養和解決問題能力的提高與創新，通過“授之以漁” 的方式使學生們獲得了持續學習的能力。本教學實踐為學生提供了一個集獨立思考、直抒己見、尋求疑問于一體的平臺，為學生學習較難、較枯燥的力學課程提供了一個較合理的方法，同時也為成功培養專業技術型人才提供一條路徑。

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