高校工科教學方法探析

摘要：高校工科教學應該根據不同的教學內容，不同的教學對象，分別采用理論實踐型、實踐型、討論型、啟發型等教學方式，這樣才能充分調動工科類大學生的學習自主性，從而達成最佳的教學效果。

關鍵詞：工科；教師；學生；教學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）40-0056-03

大學生教育關系到一個國家未來的整體競爭力。大學生能力的高低又主要來自于其在大學期間學習的自主性，其中工科類學生更偏重于動手實踐的部分。因此如何提高工科大學生的學習自主性成為工科教學中的主要問題，同時也關系到工科大學生的教育效果。長期以來，高校工科教育主要還是以灌輸式系統講授進行工科教學活動，這種教學方法最大的優點是知識容量大、效率高、成本低、通用性強等。學生通過教師的講解，可以系統高效地接受知識。然而這樣，教師始終是課堂的主導，學生處于被動接受的地位，不利于調動學生的學習積極性，也限制了學生的思維空間，束縛了學生創造力的發揮。尤其工科是主要偏重于應用實踐，過多的理論講述不能讓學生明白所學的知識應用于何領域。近年來，就如何教好工科課程，怎樣提高學生的綜合素質，許多同仁都進行了有益的探索。筆者多年來一直從事高校工科的教學工作，也在不斷思索怎樣教好這些課程。工科教學應該根據所教知識在現實工業社會領域典型應用來展開教學內容與知識應用的方法，不妥之處，敬請同仁予以批評指正。

一、所教知識應用典型

工科課程都是跟技術相關的，所以工科的教學不能照本宣科，一直以“灌輸式”的方法進行教學，這樣會毫無效果。因為工科的知識與現實的社會發達程度有著太高的關聯度，所以工科教學必須與現代社會的科技水平緊密聯系。這就需要工科教師擁有比較豐富的工程實踐經驗。工科教師先通過一個應用例子對所教知識進行一個輪廓式的描述，在此講述的過程中，可以帶領學生進行簡單的工程應用流程的瀏覽。讓學生更多知道了如何進行一個工程應用的設計、步驟和方法。在此過程中，挖掘出學生更多的興趣，增強其自主性；同時，加強學生對所學知識的理解。如講述數字電路、模擬電路、電磁兼容、PCB設計等相關學科時，教師如果直接地進行各章節具體知識的講述，結果學生就會是一頭霧水和疑問：為什么要學習三極管原理？學習了有什么可用的地方？為什么要學習觸發器、邏輯門？觸發器、邏輯門學習了有什么用？為什么要學習3W規則？學了有什么用等一連串的疑問會讓學生對所學知識產生厭惡。

由此可見，工科課程教學中前期進行一個典型案例的剖析能提高工科課程教學的效果。因為，知識在于舉一反三。連教師自己都沒有“一”的能力，那么讓學生擁有“三”的概率太低。也只有當學生擁有并消化了“一”，才能產生更多的“三”。因此，應用典型的剖析目的是讓學生更為直接地接觸到“一”。

二、重點內容與應用例子交叉講述

重點內容也就是一門課程最為核心的部分，是學生應該掌握與理解的部分。理解了重點內容，相當于學生可以利用知識進行一些相關領域的應用。如以VHDL語言授課為例，開設這門課程的目的，應該是為了讓學生能掌握一門硬件描述語言以有利于學生未來進行嵌入式開發。所以，讓學生理解與能使用這門語言做為這門課程的講述目的，也就是說VHDL語言的語法規則等就是本門課程的重點內容。但是，這些重點內容又不能完全地只靠講述來進行。一味地講述，讓學生完全不能理解一個語言中的關鍵字到底學習了有什么意義，并且這種講述也會讓聽者分神。如實體，原文講述是實體部分規定了設計單元的輸入、輸出接口信號或引腳，任何一個基本設計單元的實體都具有如下結構：

ENTITY 實體名IS——開始；

？搖 [GENERIC（類屬表）；]？搖——類屬參數說明；

[PORT（端口表）；]？搖？搖？搖——端口說明；

END 實體名；？搖——結束。

如果不進行應用例子的詳細交叉講解，學生根本就不會明白這個東西是什么？所以，應該加入一個完整的非常簡單的應用實例來進行詳細講解。這樣的作用是讓學生一直接觸到整個語言應用的輪廓，并假如一直如此講述，相當于心理學上的強化作用，教師們一直的強化、反復、再反復。這樣一來，學生在進行VHDL語言編寫時，就會有一種條件反射，知道它的整體結構是什么，該如何編寫等。如：

LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；

ENTITY and_2 IS

PORT（a，b：IN STD_LOGIC；

？搖？搖y：OUT STD_LOGIC）；

END and_2；

ARCHITECTURE rtl OF and_2 IS

BEGIN

？搖？搖y <= a AND b；

END rtl；

通過上述非常簡單又整體結構完整的應用示例來進行“實體”這個內容的講解，則效果更為明顯，加強了前面所學內容的同時又引出后面需學習的內容。反復強化知識，讓一些知識變為學生的條件發射，最后成為自己的工具利器。

三、總結性內容以討論實踐演示為主

對于課程中的總結性內容以討論實踐演示為主。工科的總結性內容，會呈現給學生一個應用性的領域。但是，一些教材上的內容并沒有同步給出這個領域最為熱點與難點的知識。所以，需要教師在前期進行相關領域的研究與探索。通過教師自己前期的工作，會呈現給學生一個聯系更為緊密的總結。在講解總結性內容時，可讓學生參入討論以及自己的理解。在這些討論的過程中，教師可以抓取學生的信息，如較多學生已理解的知識點，較多學生還沒掌握的知識點，學生的疑惑點等。教師都根據這些信息，在后期對學生的知識進行一些修補。

應用實踐肯定是工科學生最為有利的課程部分，但是不同的工科課程都完全能進行實踐的可能性太低，并且同時也是以學校的教學實驗條件為前提的。現行的學校很多的實驗條件建設用于一些實驗室的建設中，有沒有一種可能是學校對于工科實驗條件的建設只用于對于必須的調試、測試等儀器設備工具上，讓學生自己申請一部分經費進行實踐的可能性。這樣的優點在于培養學生的靈活力、主動性，創造力，也就是最終實現舉一反三的能力。因為現行的一些實驗臺、實驗箱局限性太大，最多是以演示而存在課程之中。因此，在上述的條件下，盡可能地滿足工科教學的演示部分，以演示輔導教學，作為教學內容的補充。

實踐演示的目的是為了讓學生更為直觀地了解自己所學知識的應用，誘發學生更大的學習熱情，更能引起學生的自我思考。人貴在自我思考。如：

LIBRARY IEEE；

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL；

ENTITY and_2 IS

PORT（a，b：IN STD_LOGIC；

？搖？搖y：OUT STD_LOGIC）；

END and_2；

ARCHITECTURE rtl OF and_2 IS

BEGIN

？搖？搖y <= a AND b；

END rtl；

這例子只有通過演示，在a，b兩個引腳上通上‘0’、‘1’電平時，看y輸出端的電平信號，以驗證上述程序的正確性。通過y輸出端的電平信號呈現，學生自己也明白了這個非常簡單的邏輯與門是如何實現的。也正是需通過一個非常簡單的例子，帶領著學生慢慢跨進這門學科的大門。因此，根據討論可以了解學生的學習情況；通過實踐增強學生的動手能力以及消化所學知識的能力；通過演示讓學生明白了所學的知識與實際應用的映射關系以及其內在的聯系。三者是相輔相成的，也是工科課程教學的最有力的補充。

教師和學生是大學的兩大主體，但是學生又是所有環節中最為重要的角色而存在于教育中。少年強則國強，教育的任務就是為了我國的大學生更有朝氣、學識、更有創造力、也更富有競爭力。在全球一體化的人才競爭的大背景之下，我國高校教育需要探索的東西很多。就目前工科教育來說，上述的工科教學方法，是我根據自己的教學經驗、學生反饋以及學生時代的反思而成。因為，工科是高校中與現代社會科技聯系最為緊密的體現者。總之，高校工科教學需根據教學內容靈活多變，使得教學內容與教學方法有機統一、教師主導地位與學生主體地位緊密結合，使得工科學生對學習更為積極主動以及高效率。

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基金項目：校高層次人才基金（2012BS036）

作者簡介：劉伍豐（1983-），男，博士，高級工程師，測控技術與儀器專業，河南省鄭州市高新區蓮花街河南工業大學電氣工程學院測控。