本科生專業知識的獲取能力和應用能力的提升策略

[摘 要] 大學本科學生的專業知識的獲取能力、應用能力和思維創新能力的培養是大學本科教育中重要的內涵，它可體現在本科學生的培養的各個環節中。本文以《動力氣象學》課程為例，在教學過程中進行了積極而有效的改革探索，尤其是在教學方法和環節等方面進行大膽的思考和嘗試，激發學生自主學習的積極性、提高學生的知識獲取能力，并采取有效措施鍛煉和培養學生的專業知識的綜合應用能力、努力激發和培養學生的思維創新能力。

[關鍵詞] 本科生;專業知識;自學能力;綜合應用能力

[基金項目] 中山大學2018年度本科教學質量工程類項目“《動力氣象學》課程教學團隊”

[作者簡介] 簡茂球（1965—），男，廣東陽江人，博士，教授，研究方向為氣候動力學。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）43-0216-03 ? ?[收稿日期] 2020-03-20

一、引言

現代大學的本科教學都在提倡探索研究型教學、研究型學習，提高大學生的知識獲取能力、實踐能力和創新能力，要真正達到上述目的，需要在本科人才培養的各個環節中都要朝著上述目標努力，這在各專業所有的課程教學環節中也不例外。

在大學里的本科專業課程教學過程中，在傳授學生專業知識的同時，更重要的一個方面是培養學生的專業知識獲取能力、應用能力（實踐能力）和思維創新能力，而這些方面恰恰是我們在教學過程容易忽略的。要實現上述目標，這就要求大學教師們進行教學改革探索，尤其是教學方法等方面進行大膽的嘗試，以提高本科課程的整體教學效果，提高學生的自主學習能力和專業知識的應用能力和創新能力，只有這樣，才能提升學生在社會中競爭力和創造力，推動科學的發展和社會的進步。

基于上述原因，下面結合我們講授的大氣科學本科生一門重要的專業基礎課程《動力氣象學》課程的嘗試和做法，闡述對本科學生的自主學習能力和專業知識應用能力培養的思考和建議，希望為本科生的培養提供一些有益的參考。為了提高《動力氣象學》課程的教學效果，培養學生的自學能力、應用能力和創新能力，本課程開展了以下內容的教學改革，具體包括：（1）學生自主學習的支持與激勵機制建設;（2）科研與教學結合，推動研究性教學方法與手段，提高學生專業知識的綜合應用能力、培養學生創新實踐能力。

二、課程教學過程中本科生知識獲取能力的培養

本科生知識獲取能力包括了自主學習能力、歸納總結能力和參考資料的主動查找能力。毫無疑問，為了提高本科學生學習專業知識的效率，本科課程教學過程中絕大部份時間是用于以老師講授為主的授課環節，但為了培養學生的自學能力，還應該安排部分時間來實施學生自學能力的培養。當然，這一過程可以是課堂和課外時間相結合來實現。

在學生自主學習的支持與激勵機制建設方面，我們結合課程教學進行以下的嘗試。

1.選擇部分相對容易的課程內容（如大尺度大氣垂直運動的計算）讓學生課外先自學，并提出自學的要求（如查閱相關參考書、對內容的理解），最后通過以下方式檢查學生的自學效果：安排課堂時間，隨機讓幾個學生以授課展示的方式講給老師和學生聽，隨后學生和老師提問和討論，最后老師點評講解。從實施的結果看，效果還是不錯的。具體體現在以下幾方面：從學生在課堂上展示的內容看，學生查閱了相關參考書和文獻，這培養和鍛煉了他們查閱參考資料的習慣和能力;從準備展示內容的方式看，鍛煉了學生的歸納、總結和邏輯思維能力;展示過程鍛煉了學生的口頭表達和交流能力;在展示期間，大家的提問、討論和老師的點評，可以使得學生認識自己的優點和不足，進一步提升自己的自學能力。

值得一提的一個有趣的小插曲是，由于學生展示時間和名額有限，一個學生為了爭取到展示的機會，預先就給我發郵件，懇求我要給她展示的機會，這也是我首次碰到，這種學習和鍛煉的積極性當然要鼓勵。雖然有展示機會的只有少數幾名學生，但是由于是隨機點名的，所以所有學生都是做了準備的。另外，所有學生因都參加展示過程，因此，他們也會從中或多或少地有所收獲，取長補短。期末的教學調查問卷的結果同樣也證實了上述結果。

2.計劃出一小部份時間在課堂上選擇部分內容，限定時間讓學生自學，自學前，老師提出要重點關注和理解的問題，自學過程完成后，老師以提問方式檢查學生的自學效果，最后老師評講指出不足和問題。這種方式一方面鍛煉了學生的自學能力，更重要的另一方面是鍛煉學生的自學效率。通過以上過程，提高學生的自學能力和激發學生自主學習的積極性，并建立一種鼓勵學生自主學習的氛圍。

3.另一種方式能培養和鍛煉學生自學能力的途徑是預習式教學，即以學生課前泛讀預習、教師課堂講授的形式進行。該方式要求學生在上課前閱讀有關內容，并在上課前一兩天提交與閱讀內容有關的一二個問題，并說明自己認為難以理解的部分。通過這種方式，保證學生完成課前閱讀和思考任務，也讓教師能夠更充分了解學生的學習難點，更易于明確課堂教學的重點，有效地提高學生對教學內容的認知。在美國，有實施10年的實踐研究表明：接受預習式教法的學生的學習表現明顯比傳統的復習式教法有優勢[1]。我們的調查表明，學生認為預習式教學對他們課程學習效果的幫助“較大”“一般”“不明顯”的分別占40%、56%和4%，說明預習教學法對學生的自學能力和學習效果都是非常有幫助的。

學生的歸納總結能力可以反映其對所學知識的內容及邏輯性的理解和掌握程度。為了提高學生的學習效果，我們要求學生對老師所講授每章課程內容做書面歸納總結，并在課堂上做隨機抽查及點評。這樣做的好處是，一方面有效督促了學生對所學內容的復習，更重要的是加深了學生對所學內容的邏輯性思考，從而鞏固其對所學知識的理解和掌握，避免死記硬背，為以后專業知識的應用奠定良好的基礎。

培養學生查找相關參考資料的主動性及能力也是提高學生知識獲取能力的一個重要方面。授課老師的課堂講授內容以及提供的參考資料總是有限的，我們積極鼓勵學生在課外查找和閱讀相關參考資料，這一方面可以鍛煉學生的資料搜索能力及使其學到補充性知識，更重要的還可能讓學生從中體會到知識的多樣性或者矛盾性，從而使其發散性思維和批判性思維得到一定的鍛煉和提高。

三、課程教學過程中本科生專業知識綜合應用能力的培養

除了培養學生的自學能力外，他們的專業知識的綜合應用能力也是需要培養的重要方面。培根曾說過：“知識本身并沒有告訴人們怎樣運用它，運用的方法乃在書本之外”。在提倡科研與教學相結合，推動研究性教學方法與手段，提高學生知識的應用能力、培養學生思維創新和實踐能力方面，進行下面嘗試。

1.經典或較新的文獻的閱讀

在每章內容講授完后，從學術期刊中挑選1～2篇展示已講知識的較經典或較新的應用方面的文獻（論文），要求學生閱讀并展開課堂討論，提高學生對所學專業知識應用的理解力能。這方面的鍛煉既可以增強學生對所學專業知識的理解，還可讓學生明白所學知識有何用處。

2.科研學術講座的解惑

結合授課老師科研課題和本單位老師的科研課題，在課堂時間安排少量有關的學術講座，講授有關知識如何應用，讓學生深刻體會知識的應用過程。此外，本單位有學術報告活動時，也及時通知學生，鼓勵他們去聽。這些安排的確能夠提高學生對所學專業知識的應用的理解，同時還可激發和滿足了部份有強烈求知愿望學生的好奇心，而這些學生往往是拔尖的那部份，其中的絕大多數在以后是計劃要繼續深造的。

3.研究型綜合練習的鍛煉

在授課學期，安排學生以小組形式開展一個研究性的知識綜合應用練習，讓學生嘗試將所學理論知識應用到實際的科研問題中去，并在課程最后安排時間讓所有小組進行展示、交流和討論。需要說明的是，所選擇的綜合應用練習應該包括較多專業知識的應用，而不僅僅是一門課程的內容。例如，本課程安排了一個以計算渦度方程來診斷一個實際大氣中熱帶氣旋（臺風）演變過程的例子，該例子實際上需要學生應用到計算方法（利用差分格式來表達微分項的計算）、天氣學知識、動力氣象學知識和氣象類畫圖軟件，所牽涉的專業知識較廣。

上述綜合性練習除了鍛煉學生的專業知識的綜合應用能力之外，還可激發和培養了學生的思維創新能力，因為針對這樣一個專業科學問題，完成任務過程中各個環節的可選擇性可謂多種多樣，這需要學生去思考什么樣的邏輯思路、計算方式和結果的表達形式才是科學的、合理的。因為是小組形式去完成上數綜合型練習，所以還可培養學生相互討論、互相幫助的團隊合作精神，當然，這種形式也可能會出現“能者多勞”的現象。

最后的課堂展示環節鍛煉了學生的口頭表達能力，并通過展示、提問和老師點評可以顯示出學生在完成任務過程中的優點和不足，這對學生對進一步提高學生的理論知識的應用能力、培養學生的創新思維是非常有幫助的。事后的調查問卷表明，這樣的嘗試受到絕大多數學生的肯定和歡迎，他們表示從中可以學習到不少課堂老師授課內容中沒有的知識，同時也提高了他們對專業知識的理解及其應用能力。

另外，對學生完成上述任務給予分數考核，并以一定的比例計入總成績，這是對他們的努力和付出的激勵和獎勵。

對學生的創新思維和能力的培養并非是一蹴而就的過程。要告訴學生，在人類對自然的探索過程中，往往會出現“所見非所得”的現象，因為人的大腦會悄然扮演已知和未知的信息的審查者，制造出“顯而易見的事實”，從而讓人們在從事創新工作中，對于一些非常明顯的征兆、細節和問題視而不見。很多領域之所以存在初學者、年輕學者作出重大發現的現象，就是因為各領域的專家經過長期的知識的積累和思考訓練，會不經意地形成高效率的思考模式，回避一些可能對現有信息、結論形成沖擊甚至否定的事實[2-3]。因此，所謂創新和創造，就是永遠要像一個初學者那樣保持強烈的好奇心，要敢于挑戰“權威”。此外，在當下科學技術發展迅速和日漸復雜化的背景下，創新性思維的培養和建立往往需要一個較長的過程，需要足夠的耐心和毅力。

四、結語

培養本科學生專業知識的獲取能力、應用能力（實踐能力）和思維創新能力是大學本科教育中重要的內涵，它可體現在本科學生的培養的各個環節中。本論文以課堂教學過程為例子，結合具體的大氣科學類專業基礎課教學總結了培養本科學生的自主學習能力、專業知識的應用能力（實踐能力）和思維創新能力的具體例子和做法。希望上述例子可以為其它理科類專業課程的教學改革提供一些可借鑒的經驗。

當然，培養本科學生專業知識的獲取能力、應用能力（實踐能力）和思維創新能力或許還有的其它更好方式和途徑，不同專業所采取的方法也可能完全不同。有一點也許是大家都會認同的，那就是教師應該積極而努力去思考如何培養和提高學生的自主學習能力、專業知識的應用能力和思維創新能力，并在教學過程嘗試和改進，只有這樣，才會使得大學本科生的培養質量不斷提升，為社會輸送更優秀的人才。不管怎樣，對學生而言，需要的是老師提供培養各種能力的機會給他們，真可謂“給點陽光就燦爛”。

參考文獻

[1]Crouch C H，Mazur E.Peer Instruction：Ten Years of Experience and Results[J].American Journal of Physics，2001（9）：970-977.

[2]凱文·阿什頓.被誤讀的創新：關于人類探索、發現和創造的真相[M].北京：中信出版集團股份有限公司，2017：356.

[3]鄭渝川.沒有捷徑可走，創新無非是好奇心加耐心[N].廣州日報，2017-06-13.