工科類交叉學科發現學習式教學模式下的素質拓展研究

摘要：分析了在學科交叉氣氛活躍的工科類專業開展教學方法、教育模式、學習方式探索與實踐的重要意義。解析了發現式教學法的基本思想及當前存在的、亟待解決的主要問題。針對學科性質和對學生的培養要求，研究在發現式教學模式中教師和學生兩極主體的確立、根據不同的教學內容建立發現式教學模式、建立發現式教學模式定量評價體系。選擇學科交叉氣氛活躍的材料成型及控制工程專業，探索發現式教學模式在工科學生素質拓展中的實施策略并進行多樣性實踐，在課程教學、畢業設計、創新實踐等多個領域開展模式的運用、驗證工作。

關鍵詞：交叉學科，發現學習，素質拓展，傳統教學模式

中圖分類號 ： G642.0文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（B）-0000-00

0.引言

當前在世界范圍內，多學科交叉融合已成許多綜合性大學探索的熱點[1]。重慶大學是以工科為主、多學科協調發展的綜合性大學。繼續保持和進一步提升以機電、能源和材料為代表的工科學科優勢，并促進學科間的深度交叉與融合，對擴大重慶大學的國際知名度和學術影響力、對夯實高水平大學建設的基礎至關重要。相應地，不斷增強工科專業學生跨學科知識融合能力、提升其獨立工作能力、激發其自主創新能力成為工科類交叉學科學生素質拓展的重要內容。這就需要在具備學科深度交叉與融合特色的專業領域，通過提供緊密結合相關科學前沿、緊密結合相關科研與工程實際、適應學生個體差異的多樣性教學命題，先進科學的研究手段，傳統與現代相結合的引導方式，吸引本科生的學習、研究興趣和優秀學生的回歸，為優秀學生創造一個積極的學習環境和營造一種不同于傳統被動接受式的主動學習氛圍，在優秀人才培養方面發揮特殊的作用。

選擇學科交叉氣氛活躍的工科類專業，開展在教學方法、教育模式、學習方式探索與實踐的教研項目有利于促進學科間的大交叉，促進各學科的相互借鑒與發展。教學是由教師和學生的雙邊活動所構成的。傳統教學模式將教師作為活動的主體，信息的傳遞模式單調地呈現為教師向學生的流動。在傳統教學模式下，學生對教學活動的參與性和貢獻很小，其處于被動接受的地位，這對培養工科類交叉學科學生們獨立分析問題、解決問題和自主創新的能力，顯然十分不利。而發現式教學作為一種新型教學模式，注重認知主體主觀能動性的發揮和自主學習能力的培養，符合工科類交叉學科專業強調學生解決實際問題能力的要求。

1.發現式教學法思想

發現式教學法的基本思想可追溯到古希臘哲學家蘇格拉底的“產婆術”教學方法和近代西方教育家盧梭、第斯多惠、斯賓塞等人的教學思想，后由美國教育家布魯納從20世紀50年代起積極倡導而被當代國際教育界普遍接受[2，3]。發現式教學法的基本思想是以學生為主體，獨立實現對知識的認識過程，即讓教師充當學習促進者的角色，引導學生自覺對情境發問、主動探索科學知識（包括主動研究客觀事物屬性、主動發現事物發展起因和事物內部聯系、主動找出科學規律）、最終建立自己的認知并進一步實現解決問題的方法及步驟。這種教學模式與室外教育和源于杜威的進步教育運動享有共同的哲學基礎[3]。

針對發現式教學理念，國內外學者已經開展了一系列相關研究。國內外學者對發現式教學理論的理解主要有認知建構主義教學理論、情知教學論、試悟學說、頓悟學說、假設法和探究法教育思想[4]。發現式教學的現代學習觀主要強調學會學習[5]，基于對學生獨立人格和探索精神的尊重，為學生蘊藏在心靈中的創造的種子提供一種適宜生長的環境，這將有利于激發學生的學習激情，提高其分析、動手和創新能力。在教學流程方面，布魯納認為發現式教學模式一般分為五個階段，即教師為學生創設系列問題、引導學生觀察分析問題和查閱文獻并啟發學生提出解決問題的假設、學生自覺主動將假設付諸理論或實踐并檢驗其真實性價值、進行檢驗結果分析評價并得出結論、反復模擬訓練以進一步拓展知識深度及廣度[2]。在操作程序上，發現式教學模式是由模擬科學研究的發現過程而展開的。在教學內容上，發現式教學模式開設一系列學科課程并加以結構化處理，以保證學科知識的系統性和理論性。在教學形式上，發現式教學可分為案例式、社會調查式、情景模擬式、項目式和競賽式等多種方式[6]。

2.發現式教學模式存在的問題

國際上關于發現式教學理念實施策略的研究尚處在初級階段，還缺乏與學科特點匹配的系統性研究成果的支撐，仍有如下幾個問題亟待研究解決。

（1）關于發現式教學模式中主體如何界定。傳統教學方式中存在“教師中心論”，與之不同的是發現式教學模式確定了學生在教學活動中的主體地位，要求發揮認知主體即學生的主觀能動性。雖然學生被確立為主體，但教師的角色發揮仍然是教學目的能否實現的關鍵。傳統教學方法經常會受到學生的各種抱怨，但即使采取了發現式教學模式，如果不充分發揮教師在教學活動中的另一極主體地位，不對學生的探索發現進行認真策劃和精心引導，單一的發散型教學活動將會讓學生無所適從、收效甚微[6，7]。因此，依據工科類交叉學科特點界定發現式教學模式中的兩極主體，確定這兩極主體在教學活動中的職責和權重，是發現式教學模式能否發揮積極作用的重要前提。

（2）關于發現式教學模式應用場合的相關研究。雖然相對于傳統教學方式，發現式教學模式具有一系列優點，但同樣具有一些局限性。如何針對不同的教學內容，采取不同的教學模式穿插進行，發揮各自的優點、相互取長補短，是決定發現式教學模式成敗的關鍵因素。

，這正如傳統教學方式也具有單位時間內輸送的知識容量大、知識系統性強等優點

（3）發現式教學模式定量評價體系的建立。教學評價體系是整個教學活動中的重要組成部分，教學評價既是對學生學習能力和學習效果的評價，更是對教師教授能力和教學效果的評價。在教學活動中，教學的兩極主體，即教師和學生之間存在兩條信息回路。一條是知識信息回路，一條則是情感信息回路；無論哪一條回路發生故障，都會影響教學活動的質量。科學的教學評價體系建立的重要性不僅在于客觀反應教學質量的好壞，更在于會影響到教師工作的積極性和學生學習的積極性；這是對發現式教學模式正確應用的重要保障。

3.發現式教學模式構建過程

（1）發現式教學模式中兩極主體確立和界定

如前所述，教學活動是教師和學生的雙邊活動；因此在這一活動中，沒有配角，兩極都是主角和主體，要同等重視并讓兩極主體各自發揮正確的作用。教師在教學活動中，要始終明晰教學目標和教學要求，根據自己的知識水平和教學經驗，精心規劃教學內容和把握教學節奏；教師對教學內容的主導會設立一個正確的框架，避免學生的盲目發現。同時，教師會對學生的發現活動進行評判，幫助學生獲得正確的知識和發現。學生在發現式教學活動中具有很大的自由度，他們需要自己思考問題、查閱資料、嘗試解決問題、對結果進行判斷直至獲得有價值的結果。在這一系列的學習活動中，終極培養目標是讓學生具備獨立探索和自主創新的能力。

（2）發現式教學模式和傳統教學模式的并存與穿插

在工科類交叉學科的課程設置中，理論學習與實踐應用知識并重。對純基礎理論知識的學習，發現式教學方式顯然不適合，這時應以傳統教學模式為主，確保課堂教學中知識的系統性、嚴密性、完整性和知識傳輸過程中的高密度、大容量。對應用性知識的學習，應注重發現式教學模式，在教師精心設定的主線下讓學生實現“有所究、有所想和有所悟”。 兩種教學模式相互支持、相互補充，將教學活動的效果最佳化作為目標。

（3）發現式教學模式評價體系的建立

教學評價體系的重要性，在于它既是教學質量好壞的評判依據，又關系到教學模式中兩極主體下一步工作的積極性。發現式教學模式效果的好壞不能簡單以教師評分或學生評價來衡量，學生的獨立探索和創新能力是否真正獲得了提高，很難給予定量評判。本申請課題擬在學科交叉氣氛活躍的工科類專業中，選擇以一至兩門專業課程為例，給出對應的發現式教學模式評價指標譜圖；并在此基礎上，分析總結工科教學中具有普適性的評價指標及其相互關系。

4.模式成效

選擇學科交叉氣氛活躍的材料成型及控制工程專業，探索發現式教學模式在工科學生素質拓展中的實施策略并進行多樣性實踐，在課程教學、畢業設計、創新實踐等多個領域開展模式的運用、驗證工作。如在三年內指導本科生完成三項大學生創新實驗項目，分別為劉金同學主持的《7075鋁合金再結晶型軟化流變行為及在大型鍛造模擬中的應用》、陸棟的《雙輪強旋速度對鋁合金筒件壁厚減薄率的影響研究》、王波的《超高強度鋼板高溫流變行為表征及在熱沖壓成形模擬中的應用》，三個項目全部獲得優秀一等獎。指導了曾小敏、付誠、黃小雙三個本科校級優秀畢業論文。指導本科生發表CSCD核心論文三篇、SCI檢索論文一篇。

參考文獻

[1]鄭文濤.高等學校交叉學科建設：現實困境與對策選擇[J].社會科學管理與評論，2009（2）：20-25.

[2]樂健.“發現式學習”與“研究性學習”的差異比較[J].語文學刊，2007（12）：108-110.

[3]Simth T. The theory and practice of challenge education[M]. Roland C， Havens M Hoty， 1992.

[4]郭建鵬.如何準確理解建構主義教學思想[J].教育學報，2005（6）：52-56.

[5]邁克爾·普林斯.歸納式教學法的定義、比較與研究基礎[J].高等工程教育研究，2009（4）：13-17.

[6]趙清正.探索發現式教學法的理論與實踐[J].課題博覽，2007（3）：16-19.

[7]孫兵，保慧.運用發現式教學方法開展機電專業創新教育[J].南通紡織職業技術學院學報（綜合版），2004（1）：72-75.