全過程課題式教學與考核方法的理論與實踐

王建秀 周潔 劉無忌 張宇澄 劉琦 葉真華 崔韜 趙宇 徐娜

摘要：基于《多孔介質流體動力學》研究生課程，提出了全過程課題式教學方法。在課堂教學中，首先建立基礎知識的概念框架，然后讓同學們自行尋找應用領域和科學問題，撰寫并提交課題申請，完成課題工作，提交研究報告，通過演講對課題進行總結和匯報，最終采用多指標體系對成績進行評定。該方法教學效果良好，可為類似課程教改提供參考。

關鍵詞：多孔介質流體動力學；教學改革；課題式教學方法

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）06-0176-02

一、引言

《多孔介質流體動力學》是地質工程專業碩士研究生選修課程，在教材的選用方面，越來越多的《地下水動力學》教材引入了《多孔介質流體動力學》的教學內容，使地下水動力學和高等地下水動力學的教學內容、本科生和碩士研究生教學的界限變得越來越模糊。同時，該課程偏重于滲流力學領域，對于確定論文題目的同學，如果在其論文中不用此課程知識，或者對于未確定論文題目、不知此課程知識對其有何用處的同學而言，都可能對此課程興趣不高。為此，引入了課題式教學方法，對該教學方法進行了初步探索。

課題式教學是在教師指導下，從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究，并在研究過程中主動地獲取知識、應用知識解決問題的學習活動。國外早在20世紀40年代就首先提出了“以問題為本”的課題式教學模式。通過長期不斷地推廣、修正，課題式教學法已經日趨完善，并得到了廣泛應用。其應用對象主要是本科教學和研究生教學，涉及的課程幾乎涵蓋了醫學、理學、工程學以及社會科學等全部知識領域[1]。課題研究的類型包括成果應用型、解決問題型、經驗總結型和探求新知型[2]。課題式教學是將學習、設計、研究貫穿于課程教學始終的一種教學方法，也是不同于注入式教學的一種新的教學形式。它打破了舊模式下的“滿堂灌”和“一言堂”模式，讓學生在教師指導下開展學習、研究、討論和設計，把教、學和做三者有機地結合在一起。它重方法傳授，重能力培養，重學生主體作用和學習主動性的發揮。通過這種教學形式，可以使學生的學習能力、設計能力、科研能力、創新能力、與人合作的能力、收集和整理資料的能力、文字和口頭表達能力同時得到培養和提高[3]。

二、全過程課題式教學方法

1.教材選用。本課程曾經選用《地下水動力學》和《地下水水力學》作為教材，但前者的內容很多在本科生階段講授過，重復教學效果不好。后者為學術專著，缺乏概念體系，在“教”與“學”方面均存在一定的難度。而地質工程專業同學學習領域較廣，力學課程，其研究領域可能涉及的多孔介質種類多，可能包括地下水、各種天然氣體、人工漿液等。為此，在課程中選用《多孔介質滲流力學》和《高等滲流力學》作為教學參考書，從多孔介質與地質體的區別，地下水與通用流體的區別上，明確劃分了本科教學階段和研究生教學階段的教學內容。

2.基本概念體系教學。《高等滲流力學》除一般多孔介質滲流力學理論外，還涉及較多石油工程內容，不宜給非石油方向地質工程專業同學選講。地質工程中涉及的滲流問題更多，包括邊坡、隧道、地基、地質災害防治、人工材料等多領域，課堂教學很難實現應用領域的全覆蓋。為此，在課程教學體系中，課堂教學重點在于幫助同學們建立基本的概念體系，明確建立多孔介質的特性、流體的特性、各類基本方程、物性方程、本構方程、定解問題等的概念框架，為同學們解決工程實踐問題提供基礎。

3.發現問題的課題式教學方法。在通過課堂教學建立起基本概念體系后，教師按照國家自然科學基金申請格式，給出模板，要求同學們利用所學基本知識，結合自己課題組的專長、學習興趣等去尋找要解決的科學問題。改變了以往教師出題，學生解題的千篇一律的方法，讓同學們帶著自己的需求和興趣去尋找自己要解決的問題。尋找科學問題的工作具有一定難度。這個科學問題必須和本課程密切相關，通過大量閱讀文獻，撰寫綜述來論證問題是否成立。選定題目后，還要大量閱讀文獻，了解國內外研究現狀，按照規范要求撰寫研究的必要性、國內外研究現狀、研究目標、研究內容、技術路線、研究方案及可行分析等。這些工作不但包含了發現問題能力的訓練，同時也讓同學們知道，在研究的過程中，怎樣對一個科學問題設定研究目標，怎樣將其分解為研究內容，怎樣設定實現的技術路徑。同時，還要兼顧可行性等。完成此工作后，要求每個人設定6分鐘演講和答辯，教師通過提問、點評等，幫助同學修訂研究方向，確保課題可行。讓同學在反復修改中，抽絲剝繭，逐步接近自己設定的科學問題。

4.解決問題的課題式教學方法。在選定自己的課題并通過答辯修正后，開始具體實施。此過程同學們會遇到很多問題，有選擇開展實驗工作，實驗條件不具備的；有開始選擇案例研究，案例的數據無法滿足其實施要求的；有設定技術路線實施不通，工作失敗的。學生要花費大量時間研讀和反復推敲自己提出的科學問題，學習如何用數學模型進行表述，學習如何尋找計算工具實施計算，學習如何搜集數據進行建模條件等。在此過程中，同學們學習能力以及解決問題能力的差異體現無遺。在課程報告的撰寫中，也存在較大差異。有同學撰寫規范、美觀，符合模板要求且內容齊全，論述深入，文整美觀。有同學撰寫丟項，公式、圖、表無編號，無圖名，無引用。有錯別字，排版斷行，無參考文獻，參考文獻引用不規范等諸多問題。同學們在完成工作后，要進行課堂演講和答辯，個別引用了非自己工作的同學，無法明確說明自己工作的前因后果。個別直接引用其他領域研究報告充頂課程報告的，沒有花費足夠時間完成任務的同學與其他同學形成鮮明的對比。在答辯過程中，同學們全程參加，進行了全程錄像，提交的PPT和錄像也是后面成績評定的依據之一。

三、課題式教學的考核方式

在課程考核方面，課程的成績由課程報告（開題）、課程報告（結題）、開題演講和結題演講四個部分構成（表1）。其中課程報告（開題）包括8個評價指標，共40分；課程報告（結題）包括6個指標，共30分；開題演講和結題演講各占15分，總分100分。因匯報時間有限（6分鐘），鍛煉了同學們在有限時間內精準簡練地表達能力。同時，很多同學因沒有經驗或沒有充分準備，在演講時間截止時，僅僅述及研究現狀，整個研究工作全貌都無法展示，得到了經驗和教訓。能更客觀地評價學生學習的效果。

四、結束語

通過三年的教學改革，《多孔介質流體動力學》課題式教學積累了一定的經驗。在課堂教學中，首先建立基礎知識的基本概念框架，讓同學們自己去尋找應用領域和科學問題，解決自己提出的問題，通過演講和課程報告對以上工作進行總結。利用課題式教學，讓學生帶著問題去學習，更能明確學習的方向。

參考文獻：

[1]丁晶，周志尊，趙君嫦.課題式教學法是高校培養創新型人才的必然趨勢[J].中國醫學教育技術，2010，24（1）：78-80.

[2]姜明.關于課題式教學的探討[J].交通高教研究，2004，（4）：69-70.

[3]周輝，劉力天，高麗娟，閆冰.課題式教學方法的研究與實踐[J].繼續教育，2011，（11）：16-19.