提高工科專業課堂教學效果的方法探索

劉琳 胡莉 李海波

摘 要 工科專業課程具有理論實踐一體化特點。在“開發內化”教學模式下，教師預先設計工程情景或引入實際工程案例，引導學生針對具體工程問題課前預習、課中練習、課后復習，激發學生自我學習和創新精神培養。實踐證明教學效果明顯，學生解決實際問題能力顯著提高。

關鍵詞 開發內化 課堂教學 實踐知識 效果

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.08.033

Abstract The professional courses of engineering higher education have a course of the characteristics of theory and practice. Under the "development internalization" teaching model， teachers pre-design project scenarios or introduce actual project cases， guide students on specific engineering issues， pre-learning， in-class practice， and review after class， inspire students to learn and innovate. Practice has proved that the teaching effect is obvious， and the ability of students to solve practical problems is significantly improved.

Keywords development internalization； classroom teaching； practical knowledge； effect

2016年4月教育部發布的《中國工程教育質量報告》數據顯示，截止到2014年我國工程教育人才培養規模位居世界第一，[1]但現實中，隨著經濟建設的發展，工程教育在培養學生工程思維、創新能力、實踐能力、跨學科國際視野等方面，仍然難以滿足我國技術創新、發展先進制造業、信息化產業等對工程技術人才的多元化需求。

針對我國工程教育存在的問題，探尋其解決之道是當務之急。許多學者對改進我國工程教育現狀提出以學生為中心的自主式、問題式、項目訓練式的課程教學，解決了我國工程教育面臨的部分問題。但是，面對工程教育課程模式的改進，以及如何在課程教學方面做出創新，仍然是工程教育界值得關注的重要命題。[2]

1 工科專業能力培養及專業課程特點

培養適應社會需求的合格工程師是高等工程教育人才培養目標之一。作為人才培養計劃的基本要素，課程和教學環節是人才培養目標得以落實的著力點，是相關知識、能力和素養能否真正得到落實、能否培養出符合要求的工程技術人才的關鍵。課堂教學是一項系統工程，需要課程、教學方法、教學條件、師資等多方面的配合，同時，學生的學習效果又會系統地滲透到每一門課程和教學環節中。這樣，學生應該獲得的知識、能力和素養與課程體系之間就建立了某種聯系，這是課程功能的具體體現。

工科專業課程是有相應的專業應用背景的工程、產品類課程，依據不同專業背景、工程特點設置，除高等數學、化學、力學等基礎課外，通常還包括工程知識類、工程技術類、工程實驗類、工程管理類等課程。由此可見，工程高等教育的主要專業課程為理論實踐一體化課程，是工科學生學習專業知識的主要途徑。[3]如“環境影響評價及案例分析”、“給排水工程”是環境工程專業學生的主要核心專業課，具有理論知識與實踐應用一體化特點。

通過課程學習培養工科學生的工程素質，使學生掌握一定的專業知識、專業技能，只學習理論知識是不可能完成的。高等工科專業學生需要了解一定的工程背景，并且有一定的工程實踐訓練。針對工科專業課程特征，如何在課堂教學環節將這些理論實踐一體化知識轉化為學生的能力，使今后能夠有正確的工程思維、工程方法以解決實際問題，這是當前工程教育改革中必須解決的問題。

2 “開發內化”教學創新

為了提高工科高等教育水平，許多專家、教育工作者做出了努力。對于課程教學更加強調教育的全面性、基礎性和綜合能力的培養，從以“知識”學習為中心向技術、能力、素質全面發展轉移；更加強調學生的個性發展、創造精神和創新能力的培養。[4]注重課程內容的理論知識與實踐運用的統一，課堂教學與學生課外自主學習結合，有效促進學生在知識和能力方面的整體發展。

“開發內化”教學模式是對傳統教學模式的創新，是開發學生潛能、內化學生能力的一種教學嘗試，其核心是“預習、練習、復習”。教師根據教學內容、教學目標提前布置學習任務，學生自主學習；課堂上教師采用講授、測驗、討論相結合進行課堂教學、釋疑解惑；課后加強鞏固和復習。這種教學模式強調教學活動的有效性，調動學生自主學習的內動力，引導和促成學生將知識“內化”為分析、解決實際問題的能力。[5]實施新的教學模式后課堂教學效果有了顯著提高。

3 “開發內化”教學實踐

工科專業課程具有理論實踐一體化特征，在“開發內化”教學模式下，課前預習、課中練習、課后復習等教學環節，學生的知識內化基本以理論知識占優、實踐知識較弱。怎樣采用合適的教學手段加入工程實踐的知識元素，開發學生實踐創新潛質，自我學習的精神非常有必要。

3.1 單一實踐知識點的“開發內化”課堂教學

如何在開發內化教學中把實踐相關的知識在課堂教學環節更好地完成值得探索。本教學研究探索在開發內化教學中，針對實踐相關的知識實施“翻轉”教學，即利用目前流行的“翻轉課堂”教學概念，讓學生先自行學習，再通過課堂展示、討論及教師引導教學的方式進行。通過設置與實踐知識相關的工程背景、應用情景，設計學習任務單，提前2至3周布置給學生，要求學生先行查閱資料自主學習，再到課堂進行討論，以加強實踐知識在開發內化教學預習環節的教學效果，達到充分學習知識和內化自我能力的教學目的，提高學生工程素養。如針對“給排水管網工程”專業課程的排水管網設計、施工、管網的管理及維護等與實踐密切相關的知識點，把學生分成4組，提前布置任務，教師給出知識點的工程背景或情景，任務完成的路徑，提出完成學習及討論的時間、內容及要求。學生通過查找資料、尋找案例、主動觀察等，完成老師布置的任務。實踐證明學生的學習效果、學習熱情明顯提高。

3.2 專業知識綜合應用的“開發內化”課堂教學

傳統的工科專業課程以教師課堂講授，學生學習知識為主，缺乏對工程素養訓練的針對性。在“開發內化”課堂教學中，教師預先設計工程情景或引入實際的工程案例，采用以研究解決“問題”為中心，引導學生課前、課中、課后針對具體工程問題，學習、研究如何綜合地運用多學科的知識和經驗去分析和解決問題。相同的問題因產生的背景情況不同，會有完全不同的合理解決方案，解決問題的答案也可以是多種多樣。通過這一過程，學生能夠對相應的知識得以內化，解決實踐問題的能力得以培養鍛煉。課程采用的案例從教師參與的工程項目入手，收集組織、編輯案例材料，進行制作工作。工程項目包含設計、制造、調試到投運過程，項目的設計任務書、設計說明書、圖紙、使用維修說明書等，或者現場活動及工程設備的錄像等，均可以選擇為教學案例。設計任務清單時，充分考慮學生的特點制訂任務計劃，先是任務目標、總方案，再按計劃逐步向下分解項目內容。課前在教師指導下分段自主學習，課堂上教師講解、討論相結合，讓學生逐漸消化案例所反映的工程背景和有關技術內容。如“環境影響評價及案例分析”課程，把學生分成4組，通過提前布置任務，發布任務要求及完成時間節點，之后在課堂上進行工程分段講解、討論，學生逐步消化具有實踐工程背景的案例。如“福建省某紙業股份有限公司熱電站節能技改項目”、“某城市道路交通的噪聲及振動控制”案例，學生從開始對工程分析無從下手，到期末結課時能夠對整個工程及環境影響進行分析、總結討論，學生的綜合應用能力、工程實踐知識有了大幅進步。

4 結語

國家的高速發展對工科專業人才培養提出了更高要求。高等工程教育的課堂教學是人才培養的重要環節，涉及到課程設置、教學條件和設施、師資等多方面因素。基于高等工程教育所存在的問題，采用“開發內化”教學模式進行了課堂教學有益嘗試，學生自我學習、創新思維、動手能力得到了鍛煉，教學效果顯著提高。實踐證明，只有發現問題，正視問題并努力解決問題，才能為國家培養適合社會需求的優秀工科專業人才。

參考文獻

[1] 教育部.中國工程教育質量報告（摘要）[N].中國教育報，高等教育·特刊，2016-4-8（006）.

[2] 汪友生，王陽.工科高等教育與社會脫節的原因與對策分析[J].高等工程教育研究，2016（3）.

[3] 崔軍.中外高等工程教育課程研究[M].南京大學出版社，2013.

[4] 高有華.高等教育課程理論新探[M].江蘇大學出版社，2009.11.

[5] 趙作斌.大學成功素質理論與實踐[M].武漢：武漢大學出版社，2009.