高校工科專業(yè)課教學的探索與實踐＊

蔣 莉,于國輝,張 麗

(華北水利水電學院,河南鄭州 450011)

高校工科專業(yè)課教學的探索與實踐＊

蔣 莉,于國輝,張 麗

(華北水利水電學院,河南鄭州 450011)

從目前高校工科專業(yè)課存在的老師難講、學生難學的現(xiàn)象出發(fā),針對專業(yè)課實踐性強、專業(yè)理論抽象、在校生無實際工程及生產(chǎn)經(jīng)驗等問題,在水電站專業(yè)課教學中進行探索與實踐,提出了將豐富的課堂教學、全面的考核手段、有效的生產(chǎn)實踐和直觀的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程體系有機地結(jié)合起來的教學模式。實踐證明,該模式在培養(yǎng)工科專業(yè)學生的創(chuàng)新意識、工程實踐意識、學以致用的工作能力上收到了良好的效果。

工科專業(yè)課;教學;水電站;探索;實踐

高等院校的工科專業(yè)課是各類工科技術(shù)人員必須掌握的專業(yè)課程,其教學的目的是使學生獲得相關(guān)專業(yè)的基本理論、基本知識與基本技能,為今后從事工程技術(shù)和科學研究工作打下基礎(chǔ)。專業(yè)課教學是培養(yǎng)工科學生專業(yè)素質(zhì)及創(chuàng)新能力的重要階段,其教學質(zhì)量的好壞,關(guān)系到學生專業(yè)知識、專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)創(chuàng)新能力的形成和提高,關(guān)系到學生從事本專業(yè)工作能力的高低和設(shè)計成果的可靠性。因此,在教學過程中如何幫助學生加深對專業(yè)概念和專業(yè)理論的理解,培養(yǎng)學生將專業(yè)理論靈活應用于工作實際的素質(zhì),提高學生的動手能力和創(chuàng)新能力,成為高校工科專業(yè)課教學中亟待解決的問題。

一、專業(yè)課教學中存在的問題

專業(yè)課教學中普遍存在著老師難講、學生難學、學習目標不明確的現(xiàn)象,原因歸結(jié)下來大致有如下幾點:(1)專業(yè)名詞多、概念抽象。(2)傳統(tǒng)專業(yè)課課堂教學中多為教師一直講、學生一直聽的模式,如果老師講得過多、過細、過全,可能出現(xiàn)學生被動接受知識后引起的厭學情緒。(3)專業(yè)課教材一般偏重于理論、方法、事實與成果的敘述,但其涉及的應用內(nèi)容處在不斷的更新中,因此,教材內(nèi)容與工程實際相比滯后。(4)專業(yè)課實踐性強,理論和實踐聯(lián)系非常緊密,但高校教育的對象,大都是從未離開校門的毫無實際經(jīng)驗的學生,對專業(yè)知識沒有感性認知。

二、專業(yè)課教學中的探索與實踐

水電站為水利水電工程專業(yè)的專業(yè)課,水利水電工程多地處偏遠,學生沒有接觸實際工程的機會,老師難講、學生難學的現(xiàn)象尤為突出。針對問題,筆者逐漸摸索出一套行之有效的教學方法。

(一)更新教學手段與教學內(nèi)容

1.應用而不依賴多種教學輔助手段

在專業(yè)課授課時,往往有大量的設(shè)備、結(jié)構(gòu)、流程、運行等內(nèi)容,可利用教學模型、科研項目實體模型、CA I教學片、工程錄像片、教學掛圖、已建工程照片圖冊、實習照片、自制的PPT課件等多種輔助教學手段,這些課件、軟件及圖片、模型等有文字、圖形、動畫、視頻等信息,內(nèi)容豐富、形象生動、效果直觀,可幫助學生建立起空間、感性的概念,并能極大的激發(fā)學生的學習興趣。比如,在學習反擊式水輪機構(gòu)造時,將反擊式水輪機的實體模型搬進課堂,蝸殼的型式、蝸殼與座環(huán)的連接、轉(zhuǎn)輪的形狀這些抽象的概念一目了然。

盡管各種教學輔助手段生動有趣,但并不是所有的教學內(nèi)容都可以用教學輔助手段來實現(xiàn),如專業(yè)基本原理、公式的推導等就一定需要通過教師用抽象的符號和邏輯思維方面的語言來描述或表達。授之以魚,不如授之以漁,通過教師的邏輯推導,學生除了學習新知識外,更重要的是學到了分析問題、解決問題的方法。

2.師生雙向交流的互動啟發(fā)式教學

為了防止教師單向傳授方式引起學生厭學情緒的發(fā)生,在課堂上可多問幾個問什么、讓學生自己找問題、找答案,多展開課堂討論,引導學生去思考。教師在啟發(fā)學生針對問題尋找答案的同時,在學生所給答案的基礎(chǔ)上予以分析,著重評判學生答案取得的方法,循序漸進地培養(yǎng)學生獨立思考的能力。比如在開始學習壓力前池時,教師沒有說前面的內(nèi)容如何,接下來我們來學習壓力前池,而是提出這樣的問題:如果渠道后面的壓力管道條數(shù)較多,而渠道寬度較小,壓力管道如何均勻的從渠道中取水?同學們展開熱烈的討論,給出許多辦法,通過討論,最簡單的方法就是加大渠道末端寬度,就此引出壓力前池。思想活躍的師生雙向交流,既充分發(fā)揮了教師的指導作用,又充分尊重學生在學習活動中的主體地位,活躍了課堂氣氛,調(diào)動了學生的學習積極性和主動性。

3.結(jié)合教學內(nèi)容,每周一例

工科專業(yè)課是基礎(chǔ)理論在工程實踐中的應用,具有應用性強、更新快的特點。一些專業(yè)課教材講授的某些內(nèi)容和方法甚至在工程實際中已經(jīng)不再具有應用價值,如果新的理論和方法不能夠及時補充進來,就會使得教材內(nèi)容與工程實際脫節(jié)。在這種情況下,教師如果一味依賴教材,勢必降低學生對專業(yè)課的學習熱情。針對這種現(xiàn)象,專業(yè)課教師積極應參與工程設(shè)計、設(shè)備開發(fā)、搜集最新的國內(nèi)外與專業(yè)相關(guān)的科技動態(tài)信息和工程實例,擷取精華,結(jié)合實際教學進度,盡可能每周給學生介紹一個與本周教學內(nèi)容相關(guān)的工程實例,可包括開發(fā)目標、設(shè)計、制造、調(diào)試及投入使用的有關(guān)文字(如合同文本、設(shè)計任務書、設(shè)計說明書、使用維修說明書等)、圖紙、現(xiàn)場活動及設(shè)備實物的錄像等。如在學習壓力管道時,用一次課的時間來介紹三峽水電站壓力管道,教師先將工程的背景、原始資料、存在的技術(shù)問題介紹給學生,然后讓學生結(jié)合本周學習內(nèi)容分組分析探討壓力管道在設(shè)計、制造、運輸、安裝中都會存在哪些問題、如何解決。教師最后總結(jié),介紹三峽水電站壓力管道的技術(shù)措施,鼓勵學生的創(chuàng)新思路,師生共同討論本課程學習后的收獲體會,并讓學生自己寫總結(jié)。通過工程實例的學習研討,學生能更好的理解專業(yè)概念和掌握專業(yè)理論,能逐步獲得工程設(shè)計、設(shè)備開發(fā)的知識,創(chuàng)造力得以激發(fā)。

(二)改革考核方式

對學生學習成果的考核往往使用考試的方式,但專業(yè)課教學對學生的最終要求是將理論靈活應用于實際,僅僅要求學生記住一些概念、名詞解釋、公式等是不夠的,在教學中可逐步推行以考查代替考試的考核方式,即學生成績由課堂表現(xiàn)、隨堂小結(jié)、試驗能力、課后作業(yè)、結(jié)課論文及考試成績綜合給出。

以考查學生的綜合能力來代替單一試卷考試的考核方式,學生在平時的學習中要完成學習任務就必須要自己動手實驗、查閱資料、獨立思考,這將有利于學生動手能力的培養(yǎng)和知識面的拓寬。如學習水電站類型之后,布置課后作業(yè),要求查閱資料,了解我國各大水系上各有哪些水電站、分屬于哪種類型,下一次課堂上抽出10分鐘的時間讓同學們交流分享查閱到的信息。在查閱大量資料時,水電站類型及其適用條件和工程實際結(jié)合起來,既鞏固了理論知識,又激發(fā)了學習興趣,學生反響熱烈。

(三)加強生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)

1.上好實驗課,提高學生的動手能力

實驗是聯(lián)系理論和實際的主要途徑之一,可使同學們從實驗中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、探索問題、解決問題,讓其開拓思維,更加感性的理解書本上的理論。但目前的實驗課大多存在如下問題:對試驗課的重視程度不夠,學生認為試驗課就是“放羊”,只是看看稀罕,而做實驗和分析實驗數(shù)據(jù)是科研人員的事,與他們無關(guān);還有一些實驗課僅僅是觀摩,或者老師已經(jīng)把所有的參數(shù)都設(shè)置好,學生只需要進行很簡單的操作即可,而且得出來的結(jié)果很可能是千篇一律,這樣實驗就失去了價值。針對以上的問題,從教學計劃和平時教學活動中就要強調(diào)實驗的重要性,比如將試驗能力納入本門課的考核項目之一以引起同學們的重視;教師在實驗課上切實做好指導工作,不大包大攬,課前可以不公布實驗結(jié)果;讓不同的實驗組設(shè)定不同的參數(shù)進行實驗,然后讓學生分組對比、分析不同實驗參數(shù)得到的實驗結(jié)果。讓學生親自動手和參與整個實驗過程,使每個學生都有機會動手操作,增加學生在實驗課上的主人翁意識,既可鍛煉學生的動手能力,又可培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。

2.依托實習基地,加深專業(yè)理論掌握

通過到與本專業(yè)相關(guān)作為本專業(yè)實習基地的實際工程、生產(chǎn)企業(yè)的認識實習和生產(chǎn)實習,讓學生親歷工程、生產(chǎn)現(xiàn)場,通過感性認識和實踐,既加強了對理論知識的理解和掌握,又鍛煉了學生的實踐動手能力。如到小浪底樞紐實習基地,同學們在地下廠房中見到了主廠房、副廠房、安裝間以及正在檢修的機組、吊車梁的運行,紛紛反映對廠房上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造有了更新的認識。

3.與生產(chǎn)、科研單位聯(lián)合指導畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計(論文)是高校教學計劃的一個重要環(huán)節(jié),其主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,理論聯(lián)系實際,獨立分析、解決問題,使學生在科研選題、調(diào)查研究、檢查和查閱中外文獻資料、綜合分析、實驗設(shè)計及研究、計算、數(shù)據(jù)處理、文字表達等方面的能力得到綜合訓練,進而鞏固和加深所學的專業(yè)知識,提升學生全面素質(zhì)。對于工科專業(yè),畢業(yè)設(shè)計更是學生工作前的一次“實戰(zhàn)演習”,對于培養(yǎng)學生的工程實踐意識、責任意識、理論靈活應用于實際的能力有著重大的意義。

在以往的畢業(yè)設(shè)計指導工作中,除了在校內(nèi)的精心指導,我們逐漸摸索出了一條與科研院所、設(shè)計、施工、監(jiān)理等單位合作,聯(lián)合指導畢業(yè)設(shè)計的思路。本著對學生負責的原則嚴格挑選聯(lián)合指導單位及指導工程師,使學生進入這些單位在指導工程師的指導下參與實際項目的試驗、設(shè)計、施工、監(jiān)理,校內(nèi)指導教師隨時和學生保持聯(lián)系問并且每周定期和學生交流、答疑。由于學生參與的實際項目要評審、實施、應用,學生對工作的責任感、對理論的實踐意識、獨立思考和動手能力得到了有效的建立和加強。

(四)以專業(yè)課網(wǎng)絡(luò)課程為平臺,提高學習效率

針對課堂學習內(nèi)容較多、時間相對較短,授課內(nèi)容無法復制的問題,學生可以應用校園網(wǎng)絡(luò)、多媒體教室等,根據(jù)自己的具體情況在專業(yè)課網(wǎng)絡(luò)課程上自由選擇學習內(nèi)容和測試內(nèi)容,實現(xiàn)課前預習、課后復習和平時練習。固定一位教師專門進行專業(yè)課網(wǎng)絡(luò)課程的維護、鏈接與信息更新,并且每天都安排課程組的一位教師在線答疑,通過與學生的交流互動,能及時發(fā)現(xiàn)學生在學習中存在的問題,并以此調(diào)整和改進教學方法。專業(yè)課網(wǎng)絡(luò)課程體系,鞏固了課堂的教學成果,提高了學習效率,亦可作為突發(fā)事件的應急機制。

三、結(jié)語

將豐富的課堂教學、全面的考核手段、有效的生產(chǎn)實踐有機結(jié)合起來的教學模式,加上有效、直觀的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)課程體系,融專業(yè)知識培養(yǎng)和素質(zhì)教育為一體,激發(fā)了學生的學習興趣和創(chuàng)新意識,幫助學生加深了對專業(yè)理論知識的掌握、鞏固和應用,對培養(yǎng)工科專業(yè)學生的創(chuàng)新意識、工程實踐意識、學以致用的工作能力有很大的應用價值,通過幾年的探索與實踐,受到了學生和專家的一致好評。

[1]吳瑋.對工科專業(yè)課教學的思考[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2008, (35).

[2]謝志江,孫紅巖,蔣和生,等.案例教學法在工科教學中的應用[J].高等工程教育研究,2003,(5).

[3]范海雁.高校專業(yè)課課堂教學方法探究[J].科技信息,2009, (21).

2010-03-29

華北水利水電學院教改項目

蔣莉(1976-),女,河南鄭州人,講師,碩士研究生。