專業課程實驗教學內容改革的方法探討＊

李攀杰,李勝利

（鄭州大學土木工程學院，河南 鄭州 450001）

1 概述

新形勢下大學生的就業形勢不可謂不嚴峻。雖然隨著我國市場經濟的發展，市場所能提供的就業崗位豐富多樣，但社會對工科大學生所應具備的實踐創新能力也相應有了更高、更新的要求[1]。現階段學校培養的大多人才與社會需求嚴重脫節，大學生畢業后很難與社會需要進行對接[2]。大一與大二進行的通識教育被大眾廣泛認同，但是涉及專業課學習的大三與大四階段仍然以理論學習為主，學生對專業的體會與認識不夠深刻，導致學生的動手能力普遍較差，而且缺乏對專業知識的深刻理解與實踐能力。因此，對教學思路進行改革，增加專業課的實驗教學內容，能夠使得學生加深對專業的認知，且更符合社會對大學生所應具有能力的要求。

有關教學中實踐作用的研究文獻特別多。于漫[3]結合材料科學與工程學院的教學實際，闡述了加強實踐創新教育的意義，指出優質的校內外實習基地是培養與提升學生實踐能力、科研素質、創新意義與能力的重要平臺。尹吉慶[4]等進行了高校物理演示實驗教學的情況調研，從演示實驗室規模、實驗內容和教學模式綜述了實驗教學的發展與現狀。李文濤[5]等指出實習與實訓教學效果需要進一步提升，學生看得多卻做得少。眾多的教學改革文獻[6-8]提到實驗教學對加強學生印象并提高學生動手能力的重要意義，但是對于實驗教學的結合具體專業的方法探討較少。現階段大學階段也有生產實習、認識實習、課程設計、畢業設計等，這些生產與實踐的課程對于提高學生的實踐操作能力具有重要意義，但是對于某單一專業課的更為具體的以問題為導向的實驗教學方法研究相對較少。

為了適應鄭州大學“雙一流”建設的需要，同時結合交通工程專業的具體特點，本文擬進行交通工程專業實驗教學內容改革的研究與實踐。分別從教學改革的主要舉措與教學方式改革兩個角度進行專業課實驗教學內容改革研究。

2 教學改革主要舉措

2.1 課程安排的調整

研究新的課程安排，不僅要有理論教學還要有實驗教學，增加學生對課程的理解程度的和實踐能力。過去專業課以理論教學為主，依托PPT 對案例進行講解，學生的動手能力以及對專業的理解力較差。因此進行理論與實驗教學相結合的新課程安排，精簡理論課程并與實驗課程相結合，增進學生對交通工程專業課程的理解與實踐能力。鄭州大學土木工程學院在土木類（交通工程專業）新的人才培養方案中，已經對理論授課與實驗教學課時進行了調整。例如路橋檢測、橋梁加固、橋梁監控、橋梁健康監測、橋梁抗風、橋梁抗震等，這些課程以8 個學時的理論授課為0.5 個學分，以12 個學時的實驗教學為0.5 個學分，縮減了理論課程的學分，增加了實驗教學的學分。理論授課為教室正常授課，實驗教學可在實驗室進行，在老師指導下學生開展實踐活動。通過課程安排的調整，為實驗教學內容改革奠定了基礎。

2.2 實驗教學硬件條件建設

實驗教學的順利實施需要硬件條件建設。國外課堂非常強調動手能力，作者曾經作為聯合培養博士研究生在國外學習一年，所在學校的有些課程直接安排在實驗室進行，實驗室有很好的條件支持教學。因此，在老師準備開專業課時，首先要求老師能夠準備好相應的實驗教學條件。對于實驗教學要做好場地、實驗器材、耗材等的準備工作。現有實驗室中已經具有各種儀器與設備，但是針對專業課實驗教學仍然需要有針對性的重組實驗室資源，而針對相應的實驗課題需要建立特定的實驗構件等。例如，對于橋梁健康監測環境振動測試，可在實驗室找一根可重復使用的梁，供學生進行測試。鄭州大學交通工程專業2018 年通過了教育部工程教育認證，在這一教學改革思路的指導下實驗條件已經在不斷改善，勢必能夠逐漸滿足交通工程專業課的實驗條件。

2.3 實驗課程教學大綱的研究與實施

專業培養方案確定了專業課中實驗課的總體思想和要求，增加了實驗教學的分量。但是具體到各個課程如何較好地實現課程實驗教學，需要進行深入的研究和謀劃。這需要相關的專業課老師進行詳盡的規劃，撰寫課程教學大綱、實驗大綱，準備教案、課件、實施報告等。實驗教學課程的安排對實驗教學效果有重要影響。學生在實驗課堂上不僅是看教師如何演示，而是要結合理論課程所學知識進行主動實踐。設計針對專業課且難度適中的實驗題目，以探索實驗任務為導向，引導學生進行課程實踐，進而加深對專業課的理解。

3 教學方式改革探索

3.1 理論課程授課方式探索

通過增加與學生的互動提高理論課的授課效率。大幅壓縮專業課的理論學時后，對任課教師的理論授課提出了很大的挑戰。例如，往常需要32 個學時的現在被壓縮至16 學時，再按照往常的準備內容來講肯定講不完，增加授課速度學生會聽不懂，因此必然要對自己授課內容有所取舍，大刀闊斧的進行改革。為了讓學生能夠掌握專業課中關鍵的知識點，要通過布置作業的方式讓學生課下自己自學。考慮到學生課下自學的主動性不高，老師要增加與學生課堂的互動來督促學生課下的學習，提高學生課堂上的注意力。具體方法為：任課教師可以講述基本的概念，對部分重要的內容課堂上沒有時間講時，可以通過直接布置作業的方式讓學生課下自學并做作業，下一堂課隨機抽學生上臺講習題作業。例如可以利用商業編程軟件MATLAB 直接在課堂上生成隨機數，讓對應的學生上臺講，既可以調用學生積極性又保證了提問的公平性。總之，通過增加課堂上與學生的互動，改變過去老師一言堂的授課方式，提高專業課理論課程的授課效率。

3.2 實驗教學方式探索

通過分組考核的方式激勵學生積極主動完成實驗教學內容，提高學生對交通工程專業的理解。專科課案例原來是在PPT 中，通過任課教師授課的方式傳遞給學生。現在針對實驗教學，需要教師結合各個專業課的特點，結合課程的理論教學的深度，設計具有針對性的實驗課題進行實驗課程教學。學生在以課題為導向的過程中，類似于在做作業，通過實驗教學增加實踐能力，通過分析數據增加對專業的理解。具體方法為：任課老師首先講解實驗的注意事項，包括實驗內容、方法、注意事項等；其次，隨機將學生按照實驗內容所要求的人數進行分組，以每組為單位進行實驗操作；最后，老師作為裁判，通過引入積分制去評價各組的表現，以激勵學生的競爭意識。總之，通過有針對性的實驗課題以及利用學生的競爭意識，來增加學生對專業課的理解和學習積極性。

4 結論

1）本文給出了更加適應于時代需求的專業課教學模式。通過增加實驗課的教學改革研究，促進學生學習專業課的積極性與主動性，提高了學生對專業的理解和自身的實踐能力。

2）以交通工程本科專業課為實施對象，采取一系列的教學改革舉措夯實教改思路。包括研究專業課程調整的方案，提升實驗教學硬件水平，按課程建設要求編寫教學大綱、準備必要的教學課件等。

3）創建學生積極參與的實驗教學的實踐機制。通過讓學生上臺講習題，實驗課分組評比等方式提高學生專業課學習積極性，使所修課程的學生增進專業理解與專業實踐能力。