高校工科专业课教学的探索与实践＊

蒋 莉,于国辉,张 丽

(华北水利水电学院,河南郑州 450011)

高校工科专业课教学的探索与实践＊

蒋 莉,于国辉,张 丽

(华北水利水电学院,河南郑州 450011)

从目前高校工科专业课存在的老师难讲、学生难学的现象出发,针对专业课实践性强、专业理论抽象、在校生无实际工程及生产经验等问题,在水电站专业课教学中进行探索与实践,提出了将丰富的课堂教学、全面的考核手段、有效的生产实践和直观的专业网络课程体系有机地结合起来的教学模式。实践证明,该模式在培养工科专业学生的创新意识、工程实践意识、学以致用的工作能力上收到了良好的效果。

工科专业课;教学;水电站;探索;实践

高等院校的工科专业课是各类工科技术人员必须掌握的专业课程,其教学的目的是使学生获得相关专业的基本理论、基本知识与基本技能,为今后从事工程技术和科学研究工作打下基础。专业课教学是培养工科学生专业素质及创新能力的重要阶段,其教学质量的好坏,关系到学生专业知识、专业素养和专业创新能力的形成和提高,关系到学生从事本专业工作能力的高低和设计成果的可靠性。因此,在教学过程中如何帮助学生加深对专业概念和专业理论的理解,培养学生将专业理论灵活应用于工作实际的素质,提高学生的动手能力和创新能力,成为高校工科专业课教学中亟待解决的问题。

一、专业课教学中存在的问题

专业课教学中普遍存在着老师难讲、学生难学、学习目标不明确的现象,原因归结下来大致有如下几点:(1)专业名词多、概念抽象。(2)传统专业课课堂教学中多为教师一直讲、学生一直听的模式,如果老师讲得过多、过细、过全,可能出现学生被动接受知识后引起的厌学情绪。(3)专业课教材一般偏重于理论、方法、事实与成果的叙述,但其涉及的应用内容处在不断的更新中,因此,教材内容与工程实际相比滞后。(4)专业课实践性强,理论和实践联系非常紧密,但高校教育的对象,大都是从未离开校门的毫无实际经验的学生,对专业知识没有感性认知。

二、专业课教学中的探索与实践

水电站为水利水电工程专业的专业课,水利水电工程多地处偏远,学生没有接触实际工程的机会,老师难讲、学生难学的现象尤为突出。针对问题,笔者逐渐摸索出一套行之有效的教学方法。

(一)更新教学手段与教学内容

1.应用而不依赖多种教学辅助手段

在专业课授课时,往往有大量的设备、结构、流程、运行等内容,可利用教学模型、科研项目实体模型、CA I教学片、工程录像片、教学挂图、已建工程照片图册、实习照片、自制的PPT课件等多种辅助教学手段,这些课件、软件及图片、模型等有文字、图形、动画、视频等信息,内容丰富、形象生动、效果直观,可帮助学生建立起空间、感性的概念,并能极大的激发学生的学习兴趣。比如,在学习反击式水轮机构造时,将反击式水轮机的实体模型搬进课堂,蜗壳的型式、蜗壳与座环的连接、转轮的形状这些抽象的概念一目了然。

尽管各种教学辅助手段生动有趣,但并不是所有的教学内容都可以用教学辅助手段来实现,如专业基本原理、公式的推导等就一定需要通过教师用抽象的符号和逻辑思维方面的语言来描述或表达。授之以鱼,不如授之以渔,通过教师的逻辑推导,学生除了学习新知识外,更重要的是学到了分析问题、解决问题的方法。

2.师生双向交流的互动启发式教学

为了防止教师单向传授方式引起学生厌学情绪的发生,在课堂上可多问几个问什么、让学生自己找问题、找答案,多展开课堂讨论,引导学生去思考。教师在启发学生针对问题寻找答案的同时,在学生所给答案的基础上予以分析,着重评判学生答案取得的方法,循序渐进地培养学生独立思考的能力。比如在开始学习压力前池时,教师没有说前面的内容如何,接下来我们来学习压力前池,而是提出这样的问题:如果渠道后面的压力管道条数较多,而渠道宽度较小,压力管道如何均匀的从渠道中取水?同学们展开热烈的讨论,给出许多办法,通过讨论,最简单的方法就是加大渠道末端宽度,就此引出压力前池。思想活跃的师生双向交流,既充分发挥了教师的指导作用,又充分尊重学生在学习活动中的主体地位,活跃了课堂气氛,调动了学生的学习积极性和主动性。

3.结合教学内容,每周一例

工科专业课是基础理论在工程实践中的应用,具有应用性强、更新快的特点。一些专业课教材讲授的某些内容和方法甚至在工程实际中已经不再具有应用价值,如果新的理论和方法不能够及时补充进来,就会使得教材内容与工程实际脱节。在这种情况下,教师如果一味依赖教材,势必降低学生对专业课的学习热情。针对这种现象,专业课教师积极应参与工程设计、设备开发、搜集最新的国内外与专业相关的科技动态信息和工程实例,撷取精华,结合实际教学进度,尽可能每周给学生介绍一个与本周教学内容相关的工程实例,可包括开发目标、设计、制造、调试及投入使用的有关文字(如合同文本、设计任务书、设计说明书、使用维修说明书等)、图纸、现场活动及设备实物的录像等。如在学习压力管道时,用一次课的时间来介绍三峡水电站压力管道,教师先将工程的背景、原始资料、存在的技术问题介绍给学生,然后让学生结合本周学习内容分组分析探讨压力管道在设计、制造、运输、安装中都会存在哪些问题、如何解决。教师最后总结,介绍三峡水电站压力管道的技术措施,鼓励学生的创新思路,师生共同讨论本课程学习后的收获体会,并让学生自己写总结。通过工程实例的学习研讨,学生能更好的理解专业概念和掌握专业理论,能逐步获得工程设计、设备开发的知识,创造力得以激发。

(二)改革考核方式

对学生学习成果的考核往往使用考试的方式,但专业课教学对学生的最终要求是将理论灵活应用于实际,仅仅要求学生记住一些概念、名词解释、公式等是不够的,在教学中可逐步推行以考查代替考试的考核方式,即学生成绩由课堂表现、随堂小结、试验能力、课后作业、结课论文及考试成绩综合给出。

以考查学生的综合能力来代替单一试卷考试的考核方式,学生在平时的学习中要完成学习任务就必须要自己动手实验、查阅资料、独立思考,这将有利于学生动手能力的培养和知识面的拓宽。如学习水电站类型之后,布置课后作业,要求查阅资料,了解我国各大水系上各有哪些水电站、分属于哪种类型,下一次课堂上抽出10分钟的时间让同学们交流分享查阅到的信息。在查阅大量资料时,水电站类型及其适用条件和工程实际结合起来,既巩固了理论知识,又激发了学习兴趣,学生反响热烈。

(三)加强生产实践环节

1.上好实验课,提高学生的动手能力

实验是联系理论和实际的主要途径之一,可使同学们从实验中发现问题、思考问题、探索问题、解决问题,让其开拓思维,更加感性的理解书本上的理论。但目前的实验课大多存在如下问题:对试验课的重视程度不够,学生认为试验课就是“放羊”,只是看看稀罕,而做实验和分析实验数据是科研人员的事,与他们无关;还有一些实验课仅仅是观摩,或者老师已经把所有的参数都设置好,学生只需要进行很简单的操作即可,而且得出来的结果很可能是千篇一律,这样实验就失去了价值。针对以上的问题,从教学计划和平时教学活动中就要强调实验的重要性,比如将试验能力纳入本门课的考核项目之一以引起同学们的重视;教师在实验课上切实做好指导工作,不大包大揽,课前可以不公布实验结果;让不同的实验组设定不同的参数进行实验,然后让学生分组对比、分析不同实验参数得到的实验结果。让学生亲自动手和参与整个实验过程,使每个学生都有机会动手操作,增加学生在实验课上的主人翁意识,既可锻炼学生的动手能力,又可培养学生发现问题、分析问题的能力。

2.依托实习基地,加深专业理论掌握

通过到与本专业相关作为本专业实习基地的实际工程、生产企业的认识实习和生产实习,让学生亲历工程、生产现场,通过感性认识和实践,既加强了对理论知识的理解和掌握,又锻炼了学生的实践动手能力。如到小浪底枢纽实习基地,同学们在地下厂房中见到了主厂房、副厂房、安装间以及正在检修的机组、吊车梁的运行,纷纷反映对厂房上部结构的构造有了更新的认识。

3.与生产、科研单位联合指导毕业设计

毕业设计(论文)是高校教学计划的一个重要环节,其主要目的是培养学生综合运用所学知识,理论联系实际,独立分析、解决问题,使学生在科研选题、调查研究、检查和查阅中外文献资料、综合分析、实验设计及研究、计算、数据处理、文字表达等方面的能力得到综合训练,进而巩固和加深所学的专业知识,提升学生全面素质。对于工科专业,毕业设计更是学生工作前的一次“实战演习”,对于培养学生的工程实践意识、责任意识、理论灵活应用于实际的能力有着重大的意义。

在以往的毕业设计指导工作中,除了在校内的精心指导,我们逐渐摸索出了一条与科研院所、设计、施工、监理等单位合作,联合指导毕业设计的思路。本着对学生负责的原则严格挑选联合指导单位及指导工程师,使学生进入这些单位在指导工程师的指导下参与实际项目的试验、设计、施工、监理,校内指导教师随时和学生保持联系问并且每周定期和学生交流、答疑。由于学生参与的实际项目要评审、实施、应用,学生对工作的责任感、对理论的实践意识、独立思考和动手能力得到了有效的建立和加强。

(四)以专业课网络课程为平台,提高学习效率

针对课堂学习内容较多、时间相对较短,授课内容无法复制的问题,学生可以应用校园网络、多媒体教室等,根据自己的具体情况在专业课网络课程上自由选择学习内容和测试内容,实现课前预习、课后复习和平时练习。固定一位教师专门进行专业课网络课程的维护、链接与信息更新,并且每天都安排课程组的一位教师在线答疑,通过与学生的交流互动,能及时发现学生在学习中存在的问题,并以此调整和改进教学方法。专业课网络课程体系,巩固了课堂的教学成果,提高了学习效率,亦可作为突发事件的应急机制。

三、结语

将丰富的课堂教学、全面的考核手段、有效的生产实践有机结合起来的教学模式,加上有效、直观的专业网络课程体系,融专业知识培养和素质教育为一体,激发了学生的学习兴趣和创新意识,帮助学生加深了对专业理论知识的掌握、巩固和应用,对培养工科专业学生的创新意识、工程实践意识、学以致用的工作能力有很大的应用价值,通过几年的探索与实践,受到了学生和专家的一致好评。

[1]吴玮.对工科专业课教学的思考[J].中国科教创新导刊,2008, (35).

[2]谢志江,孙红岩,蒋和生,等.案例教学法在工科教学中的应用[J].高等工程教育研究,2003,(5).

[3]范海雁.高校专业课课堂教学方法探究[J].科技信息,2009, (21).

2010-03-29

华北水利水电学院教改项目

蒋莉(1976-),女,河南郑州人,讲师,硕士研究生。