淺議高校工科課堂教學的標準要素

曹麗瓊 程芳琴

摘 ?要：文章討論了高等學校工科教育應有的教學理念，以及工科打造“金課”的課堂教學的標準要素。并討論了工科課堂教學標準的四個保證，工科課堂教學應采取的教學方法和策略，以及一個合格工科教師應具有的核心要素。

關鍵詞：工科教育;課堂教學;教學標準;核心素養

中圖分類號：G642 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2019）22-0093-03

Abstract： The teaching idea of engineering teaching in institutions of higher learning is expounded， and the four elementary guarantees of engineering classroom teaching standards are pointed out， which are the understanding， grasping and using of classroom teaching content and the students' quality promotion. The main teaching methods and tactics of engineering majors are also suggested. In order to realize the completeness of this paper， the core qualities of a teacher of engineering teaching are analyzed.

Keywords： engineering education; classroom teaching; teaching standard; core qualities

自教育部下發《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》的文件后，關于如何加強大學課堂教學質量就成了教育專家和廣大高校師生關注的熱門話題，不要“水課”，要“金課”成了廣大高校師生的一致愿望。但如何打造“金課”？衡量“金課”的標準是什么？如何評價是不是“金課”？是擺在我們面前需要厘清的問題。

在中國一千多所本科學校里，學科門類多，教育類型不同，那么“金課”的要求都是一樣的標準？或者說一堂優秀課的標準是不是一樣的呢？答案是否定的。所有課程，因為課堂教學而有相同點，又因學科類型不同而課堂標準肯定有差異，文科與理科不同，理科和工科也有區別。特別是進入新時代，由于科學技術和新型產業的飛速發展，高校工科教育理念，內容，方法，策略都發生了深刻的革命，作為工科的“金課”標準，應當從以下幾個方面去進行考量：

一、工科教學理念

這里說的理念是從事高校工科課程教學教師對工科教育，或課程教學的理念和觀念，也就是一個從事工科教學教師的課堂價值觀，即她或他認為這門課程或一節課應該實現的目標，以及為了達到教學目標應當采用的方法和策略。

一個老師的課堂價值觀決定著一節或一門課是“金課”還是“水課”。樹立和具備了正確的教學理念和課堂價值觀，一節課就有了成為“金課”前提條件，不樹立和具備正確的教育理念和課堂價值觀，一節或一門課都可以成為“水課”。因此，培養和幫助工科教師樹立和具備正確的教學理念和課堂價值觀就變得至關重要。

（一）課堂教學應具有“高階性”

正確的教學理念和價值觀就是要使工科教師自己所教授的每一門課或每一節課都成為“金課”，自覺地認為自己所授的課程一定具有高階性，課堂教學的含金量一定要高，即讓學生感到課有所值。

每一節課都要設計成學生掌握知識和培養解決復雜問題能力的有機結合，每一節課都應當使學生有新的提高和進步。每一門課程學習下來，學生解決工程問題的綜合能力和高級思維能力都有顯著提高。

（二）課堂教學應具有先進性

每一節課都應當是圍繞教學理念最佳設計的呈現。每一節課一定要保證內容的與時俱進，及時引進相關前沿知識，教學方法和教學技術一定要體現先進性、時代性，要在提高課堂教學最佳效果上下功夫、搞創新。

教師要根據不同的教學內容和能力培養要求設計不同課堂教學活動。課堂教學設計一定要堅持有利于學生學習、掌握知識、提高能力、培養高級思維的設計原則。

（三）課堂教學應具有挑戰性和趣味性

大學工科的課堂教學應實現挑戰性和趣味性相結合的理念。一方面每堂課教學內容都應當有一定難度和挑戰性，學生上課必須高度注意力集中，通過下功夫努力才能掌握應掌握的知識，也就是“需要跳一跳才能夠得著。”

另一方面，能夠掌握科學知識，提高解決生產或工程問題的能力也應該成為工科學習的一大樂趣。在教室里、在實驗室、在實訓室、在工程教學現場、在社會服務的現場都可以讓工科的每一節課激發起學生探索科學奧秘的好奇心和興趣，為培養未來科學家和工程師奠定良好的基礎，而這正是工科教育的責任所在、魅力所在、理念所在！

二、工科課堂教學應做到的四個保證

工科教學內容與工科行業產業的發展息息相關，緊密結合。工科，特別是新工科，其科學技術的發展往往會推動課堂教學內容不斷地更新，這就要求工科教師不斷更新自己的知識，及時了解本學科、本行業的前沿發展動態，并及時將新的科學技術知識帶入課堂。為了達到較好的教學效果，就課堂教學內容而言，工科教師一定要從四個方面保證學生做到：

（一）保證讓學生聽懂課堂內容

課堂教學一定要以學生學習為核心，這個核心的基礎就是老師一定得講懂，保證學生一定得聽懂。教師要有把難點問題簡單化的能力，也要有把大信息量的知識歸納的便于學生記憶的能力。老師講解要層次分明，重點突出，邏輯性強，符合學生學習認知規律和知識儲備規律。

老師應根據學生課堂上對每個知識點學習的反應和效果來判斷學生是否聽懂了教學內容。保證每個學生聽懂教師的講授內容是一節課堂教學成功的基礎。老師上課決不能形成兩張皮，現實課堂中這種現象相當嚴重。其實老師掌控課堂效果能力的削弱是造成“水課”的原因之一。

（二）保證學生掌握教學內容

老師課堂講得明白，學生也聽得懂，但聽懂不一定意味著掌握。學生要掌握課堂教學內容，一是要有很好的學習欲望，能夠發揮學生學習的主觀能動性;二是老師要善于激發學生的學習興趣，善于引導學生把思路納入教師的講課邏輯，按照老師的安排和引導構筑起新的知識儲備，把新知識和已掌握的知識有機結合，融會貫通，消化吸收，真正領會和掌握課堂教學內容。

（三）保證學生會用教學內容

工科的課堂教學內容含有大量的科學技術和技能方面的內容，這些內容的教學不僅要求學生聽懂、掌握，更重要是要求學生能把這些科學技術知識與實踐應用緊密的結合起來，能夠用課堂上所學的知識形成解決科學研究和生產實踐問題的能力，最終用所掌握的知識和技術解決科學研究、開發科學技術，研發新技術產品，提升產業行業技術競爭力等方面實際問題的能力。

正是為了實現工科這一教學目的，工科專業往往投入很大，建設許多相應的科學實驗室，技術實驗室，實驗實訓基地，且工科的課堂教學往往會是在實驗室，實驗實訓基地等實施，形成了工科課堂空間的多樣性。培養一個工科學生的成本往往是文科學生培養成本的幾倍。

（四）保證學生素質的提升

通過工科課堂的學習，在聽懂、掌握、會用課堂教學內容之后，最終的目的是讓學生素質全面得到提升。如果是“金課”，每一節課后學生的素質一定應該得到一次提升。每上一節課，學生不僅學到了新知識，掌握了新的科學技術，促進了邏輯思維能力，形成了科學研究和解決技術問題的能力，更重要的是構筑了未來成為科學研究人才和產業行業優秀工程師的基本素質。

一門課程上下來的累積，足以提升一個工科人才的層次。

三、工科課堂應具有的教學方法和策略

工科教學不同于文理科，有其自身的特殊性，工科教師必須遵循工科教學的特殊規律，方能取得較好的教學效果。隨著科學技術的迅猛發展，早已帶動了工科教育技術的革命性變化，工科的課堂教學可以在教室、在實驗室、在實訓基地，在企業的研發基地，也可以在企業的生產車間等;課堂可以開在學校里，也可以開在信息網絡上;工科教學資源不僅僅有書本、圖書館、還有海量的虛擬實驗室資源、動畫教學資源;計算機、智能手機等都可以成為工科課堂教學的載體。針對課堂時間和空間的這些顛覆性的變化，以及教育技術提供的這些教學便利，工科教學應當采取以下的教學方法：

（一）理論+案例教學法

理論+案例教學法是工科應當常用的教學之一，其目的是向學生展示知識的典型應用，案例分析可以是知識點的成功應用，也可以是用病案展示違背知識的代價。通過案例可以讓學生準確地掌握知識點，了解知識在什么情況下應用，在什么情況下解決什么問題。理論+案例教學最大的優勢是通過案例分析強化對知識消化吸收，把理論知識轉化為要解決實際問題的意識和能力。

（二）理論+實踐教學法

工科學生科技研發能力和工程應用能力的培養必須加強實踐環節的教學。隨著工科實驗條件發展和技術條件的提升，工科教學每一門課程中實踐課的比重會越來越大，這是工科與文理課程最明顯的不同，而且工科實踐教學的多樣性會隨著時代的發展和進步越來越豐富。

工科教師要主動適應工科教學的這種發展，主動迎接新實驗設備和實驗技術的挑戰，主動學會和掌握開設新設備和新技術條件下的實驗課程和實驗項目。不僅能利用新設備和新技術開設驗證性的實驗課程，還應當能夠開設出研究性和創新性實驗項目。充分利用新設備和新技術培養工科人才的科技研發能力和解決工程實際問題的能力，從而提高工科人才的培養水平和層次。

（三）討論式、啟發式、探究式混合教學法

三式法合在一起討論是因為這三式往往會在一起交叉進行，而工科專業的特點非常適合采用這種混合式的教學方法。老師組織一個教學活動，假設用一個教學單元的內容討論如何應用到生產或是技術創新中去，那么這個討論式的教學過程教師可能會有意識的去啟發學生，組織和引導學生去探究用知識來解決所面臨的問題，用這種方法會很有效地來培養工科學生的思維能力、研究能力和工程應用能力。

（四）團隊訓練教學法

在科學技術和工程實踐中，無論是研發、創新還是生產，許多項目和工作都是由團隊來完成的。科學研究和工程領域里單打獨斗的時代早已成了歷史。因此，在工科教育中，以團隊或小組為形式的教學訓練，或實踐訓練是越來越常見的教學模式，其目的就是為工科人才培養團隊合作意識和團隊領導能力。

這種教學方法往往是以團隊的形式一起進行學習，運用掌握的知識進行項目研發、技改研討或實施、項目設計、課程設計和畢業設計等。通過這樣的團隊學習，來培養每個學生的團隊協作精神、合作意識、協同工作能力。在這樣的團隊合作中，有利于培養每一個成員的集體榮譽感和集體成就感。

團隊作業可以在一堂課中實施。老師提前把課程內容設計成若干個任務布置下去，每個團隊根據領到的任務進行認真的分析，充分討論任務的內容，完成的方法和路徑，以及完成任務的分工等，上課時團隊派代表展示其任務成果。

團隊作業也可以是一項實驗項目、研究型實驗項目、或一項課程設計。團隊在老師的指導下一旦立題，就要組織團隊成員認真分析項目的價值、目標、以及達到的目標方法、手段、策略、路徑等。分配任務，責任到人，最后形成實驗項目成果、形成實驗報告、或課程設計報告。

團隊作業也可以是畢業設計。工科的畢業設計以往大都是學生個體作業，其實畢業設計不妨做些團隊設計，這樣使畢業設計更具挑戰性。在這樣的思路下，設計題目一定要有高度、深度、難度。畢業設計的團隊人數不宜過多，一般三人一組為好，最好一組不要超過五人。指導教師要做好督導工作，保證學生的設計要高階性，讓學生能夠把在校學習的知識融會貫通地用于設計過程，練就解決實際問題的能力，并達到學生畢業設計應達到的最高水準。學生畢業設計的成果一定能夠充分展示教師的教學效果和學生學習的成果。學生團隊畢業設計在答辯形式上和學生個體答辯不同，團隊畢業設計可以進行團隊畢業答辯，團隊指定一人總體匯報設計情況，包括設計題目、選題背景、理論支撐、研究方法、研究過程、任務分配、成果形成，成果意義等。學生團隊畢業設計答辯應當要求每個成員必回答答辯老師提問的兩三個問題，答辯老師根據答辯團隊每個學生不同的表現給出相應的答辯成績。

工科教學的這種團隊教學法還有一個優勢就是通過團隊實訓，培養團隊負責人或組長的領導意識和領導能力。團隊負責人或組長可以通過不同的教學內容和項目輪流擔任，這樣有利于大多數學生領導意識和領導能力的培養。這種實訓和培養為學生走向社會，擔任工程項目負責人、項目研發負責人、未來的工商業領袖奠定了基礎。

四、工科教師應具有的核心要素

了解教育教學的人都知道，多好的教學理念、教學要求、教學方法都是要靠廣大教師在教學實踐中去實現的。能不能把好的教學理念、教學要求、教學方法實施好，關鍵要看這個教師有沒有這個實施能力和素質。一般來說，只要老師有這個實施的強烈愿望，愿意下功夫學習，那這個老師就一定會逐步掌握這樣的實施能力，逐步會培育自己擁有一個工科教師應具有的素養，且有可能成為一名優秀的工科教師。我們認為，一個工科教師的能力和素養應該具備：

（一）豐厚的專業知識

在新時代，新工科建設的大環境下，一個工科教師除了具有豐厚、系統的專業知識儲備外，還必須具有適應新工科知識結構的必要儲備和更新。科學技術的迅猛發展，要求工科教師必須與時俱進，具備快速學習和更新知識的意識、能力和素質。掌握本學科，本專業的新發展，新知識、新技術、新應用是工科教師面臨的挑戰，同時也是必備的一項職業能力和素養。缺少這種能力和素養就會被新工科教育的迅猛發展淘汰。沒有豐厚專業知識的儲備，沒有學習和快速更新知識的能力和素養，老師就會被學生感知而變得不受學生歡迎。

（二）較強的專業實踐能力、社會服務能力

學生對工科教師的要求不僅僅是教師豐厚的專業知識，更重要的是教師理論和實踐相結合的能力。作為工科教師，要想獲得這種能力和素養，必須堅持了解學科和專業的新發展，堅持到行業生產一線，參與行業科學技術的研發、技術創新，能把行業的創新發展成果及時引入工科的課堂教學。

為了獲得這種能力和素養，工科教師必須主動積極地進行科學研究，積極主動申報科研項目，積極主動申報縱向科研課題，爭取科研成果，爭取多獲專利。只有這樣，教師才會有實力和能力培養學生理論聯系實際的能力、科技研發的能力和科技服務的能力，提升工科教學的水平和層次。

（三）熱愛教學、鉆研教學

做一個合格的工科教師，必須熱愛教學。這種熱愛一定是發自內心的，且是主動的，絕不能有絲毫的被動和猶豫。只有這樣，教師就能自覺地，主觀能動地認真備課，認真組織每一次課堂教學。發自內心的熱愛，教師會關注和設計課堂的每個細節，會關注課堂上每個學生的反應，更會關注每一節課的教學效果。合格的工科教師一定會鉆研并靈活地運用先進的教學理論和先進的教學方法，會下功夫找到適合自己教學對象的教學方法和策略，把學生學習效果作為自己鉆研教學的目標。

（四）掌握先進的教學技術

作為工科教師，應當努力去做運用先進教育技術的典范。在許多工科教學的課堂上，許多的現代化的教輔技術并未在工科課堂上得到廣泛使用。究其原因，一來許多高校并未把現代化教育技術的運用納入教學工作考核范疇，二來教育技術的運用需要大量財力、物力和人力的投入，是件既費時又費力的工程。解決羈絆的關鍵在于高校各級領導和老師必須提高認識，認識到教育的現代化和智能化已經到來，教育現代化首當其沖的是教育理念的現代化和教育技術的現代化。新工科的教育應該走進新時代，走進計算機+的時代，走進教育的智能化時代，不應該停留在農耕文明時代，不應該還是一塊黑板和一支粉筆的時代。

在新時代這個背景下，智慧校園的建設和普及為實現現代化的教育技術創造了條件。工科教師應當率先垂范，主動學習和掌握各種現代化教育技術的應用，如教育模擬技術，教學動畫技術，教學全息影像技術，教學三維動畫技術，微課制作技術，翻轉課堂教學，互聯網線上線下教學等。

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