工科院校理学专业教学培养模式研究

唐杰

摘要：人才培养是高等学校的根本任务，人才培养模式从根本上规定了人才特征，集中地反映了一所高校的教育思想、办学理念、人才观、质量观和办学风格。本文针对工科院校开设的理科专业，从教学培养模式现状、教学培养模式特色几个方面进行研究。

关键词：教学培养模式；专业设置；课程体系

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）37-0107-03

地球物理学是地球科学的主要学科之一，是通过定量的物理方法（如：地震弹性波、重力、地磁、地电、地热和放射能等方法）研究地球以及寻找地球内部矿藏资源的一门综合性学科，研究范围包括地球的地壳、地幔、地核和大气层。通过对国内研究型大学相对成熟的地球物理人才培养模式进行对比分析和工科高校依托工学专业多年办学经验开设理学地球物理专业的具体特点，中国石油大学（华东）确立了“理工结合，以工带理，以理强工”的专业建设指导思想和“宽基础、重实践”的课程设置体系。

一、特色化教学培养模式分析

（一）理论、实践和科研训练三结合，构建立体化人才培养方案

世界各国大学的办学成果已经证明了强大的理科是建设强大的工科的基础。最近几年，各高校在本校的优势专业的基础上，拓展优势专业的思想内涵，纷纷开设了理学地球物理学科，学科群建设初见成效。地球物理学教学的培养目标是培养一批理论基础扎实、实践应变能力强，毕业后既可以在油矿企业工作、也可以服务于工程勘探和建设的人才，并为将来成为与勘查工程有关的高级研究人才打下基础。与本校主干专业勘查技术与工程专业培养目标以培养学生工程实践能力为主，毕业后主要去往油矿企业不同，地球物理专业相比更加注重学生的基础理论知识和基本方法的学习，让学生牢牢地掌握专业的理论和技能，以后可以将其扩展延伸到新的发展方向，解决目前的科学难题和创新课题。因此，两者既有联系又有区别。地球物理专业在加强学科基础知识的学习基础上，及时引入科研研究最新的成果，从而更新了教学内容、培养了创新能力，完成了宽口径的学习和个性化培养。实践的教学贯穿于整个理论学习中，统筹安排各项教学环节和教学内容，设计集成式的教学培养；学生通过科研相关课程的学习和参与“大学生创新性实验计划项目”、学科竞赛等科研课题，培养他们的实践能力和创新精神。大学的主要职能是人才的培养，但不同于科研院所的是，大学生还要面临毕业就业问题，这就必须结合理科发展、促进学生的基础素质积累，从而达到教学相长的效果。学校是培养人才的地方，所以真正评价一个学校的教学质量的核心指标是人才质量和顶尖程度。因此，大学学科建设不能盲目地关注自身学科发展，还要承担起大学的职能，在这指导思想的引领下，我们要把加强本科学科建设和教学质量纳入学科建设的规划之中。除此，大学学科建设也要注重科研建设和创新培养，提高学科水平，吸收和综合已有的学术成果，将其转化为优质的本科教学资源。既要重视学科领头人的作用，也要加强学科教学中师资能力；不仅要提高师资队伍的科研水平，也要加强教学能力，使得学科建设既能满足科学研究的需要，又能发挥教学作用。所以，人才培养是在工科院校开展理科学科建设的主要内容之一，“教学改革和包括教学研究在内的教育研究是学科建设的重要方面。”

（二）依托学科建设，以高水平科研促进高水平教学

冯友兰先生在《<宗璞小说散文选>佚序》中说：“一个教师讲一本教科书，最好的教师对这门课的知识，定须比教科书多许多倍，才能讲得头头是道，津津有味，信手拈来，皆成妙趣。如果他的知识，只和教科书一样多，讲起来就难免结结巴巴，吞吞吐吐，看起来好像是不能畅所欲言，实际上是他没有什么可言。如果他的知识还少于教科书，他就只好搞照本宣科，在学生面前唱催眠曲了。”这要求老师的知识应该远远超出课本上的基础知识。地球物理专业依托国家重点学科建设、科研项目攻关和重大工程建设，培养并形成了一支老中青结合且身居教学、科研和重大工程的师资队伍，以高水平教学团队建设促进高水平本科教学。大学教学过程中科研是教学的“源”，科研成果的引入促进教学内容的更新，体现出大学教学内容的前沿性特点，教学是“流”，这种源流关系是实现大学教学过程的学术性源泉。正如雅思贝尔斯所言：“尤其重要的是，教学要以研究成果为内容。”所以，研究与教学并重是大学的首要原则。最好的研究者同时也是最优良的老师，只有这样的老师才能带领学生们真正地去探索科学知识。这些老师拥有很深厚的知识，通过与他们的交流学习，学生们能够有效地学习专业知识，还能获得科学研究的方法和理念。通过老师的循循善诱，学生们获得的不仅是课本上的知识，最重要的能够把所学的活学活用，发挥创新能力。

近年来，地球物理专业许多毕业设计题目直接来源于国家级研究课题。学校应该创造条件积极建设相应的理科专业，为科研成果到课堂知识的转化提供一个广阔的人才培养平台，推动学生乃至学校基础科学的发展和进步，从而形成一个良性的知识循环，使科技和教育之间建立一条通道，相互提供新鲜的知识血液；推进科研成果进教材、进课堂、进实验项目、进毕业设计，及时将高水平的科学研究成果转化为高水平的教学资源。

二、理科专业培养模式探析

（一）基础能力培养

理科生的教育不能仅限于理科思维的培养，在培养理科思维的同时应该穿插多方位思维的教育模式。在地球物理学这一专业的学习中，学习像弹性波动力学、信号分析等一些偏理科的专业课是必不可少的，但是要培养出一个成功的地球物理学的专业人才光有处理、分析数据的能力是不够的。要配合上例如石油天然气地质与勘探、沉积岩石学等科目才能让地球物理学专业的学生在地震勘探领域更加的如鱼得水。只有熟练掌握基础理论知识，才能在理科数据分析的道路上越走越远。

（二）创新能力培养

科学创新要有基础性、战略性、综合性、前瞻性，那么就必須考虑学生的创新能力培养，使得我们的学科建设紧紧瞄准国际目标，立足学科前沿。“创新是民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力”，目前，科学进步和创新能力关乎着着国家的发展进程，只有发展创新能力，才能使我国立足于世界民族之林。

理科生的教育应该注重引导学生学会学习，学会创造，不断挖掘他们内在的潜能。在理科教学中，教学情境在学生创造性思维的产生和发展中起到了决定性的作用，所以，精心设计教学情境是培养学生创造性思维的重要途径。通过“过程”教学，让学生从被动地吸取知识、记忆、反复练习、强化储层中走出来，主动参与、融合已有的知识和经验去解决问题，构建自己的知识体系。学生在学习理科的定义、定理、概念、公式等数学知识的过程中，发挥归纳概括能力，强化创新思考能力。教师在课堂上设置问题情境和悬念，引导学生调动学科知识和创新能力去主动解决学科问题，让学生在学科学习中充分发挥主动权，为以后发现新问题、解决新问题打下坚实的基础。

发散思维是创新思维的重要支点，是学生成为创造性人才的基础。学生发散能力的训练和培养在实施创新教育、培养创造型人才中起着关键的作用。发散思维的本质就是想象力的充分自由，是最为活跃的思维方式，具有很大的创造性。所以培养理科生的创新性发散思维是必不可少的。

（三）理科与工科相联系

“理工结合，以工带理，以理强工”是我们专业建设的指导思想，这就要求我们对学生培养的时候兼顾理论与实际，引领学生学习工科知识。我院都十分重视每年大一学生和大四的学生实习，不仅有专门的老师带队，实地教授，为同学耐心讲解，帮助同学把课本的理论知识与实际的知识联系起来，而且还聘请了企业和研究员的高管和专家为学生讲解专业知识。

（四）理科专业的教与学

课程设置目标是课程体系、内容、发展方向的重要体现，也是学校教育整体目标的具体体现。设置和实施课程时必须满足一定社会发展和一部分社会团体的需要。所以进行课程设置和改革的首要前提是明确课程目标。韩愈在其《师说》中道，“师者，所以传道、受业、解惑也。”教师在教学过程中要在重点、难点、学生疑点出提出具有启发性的问题，让学生主动去思考和解决，感受知识的产生、发展，培养学生解决问题的能力。旧知识是获取新知识的基础，新知识是旧知识符合逻辑的发展。在现有的知识基础上，让学生通过联想、类比，通过自学的方式，得到新的知识.

在学生具备一定的专业基础之后，教师可以指导学生去发现与课程相关的一些问题，在老师的引导下，学生逐渐地发现问题、解决问题，对自己所学的专业知识进行实际的运用，最后提出自己的新想法、新观点，完成课题的研究。这个研究可以是一篇课程论文。学生们开始接触到研究问题时可能没有考虑到研究问题的难度，会提出一系列问题，有些可能没有考虑研究的可实现性。在这个时候老师们就要积极地去引导学生考虑研究问题的可实现，掌握科学研究中的合理性。例如，在一般的地方高等院校，如果学校本身的实验条件并不具备，教师就有必要引导学生更多地考虑现有条件下能实现的实验，逐步缩小研究目标的范围，使得研究的目标可控。研究目标的选择，首先考虑的是学生的需要和兴趣。

经过多年的教学探索和实践，对于理论性较强、学习难度较高的理科课程，采用单一的教学手段和方法，已经很难满足课程的教学要求。在实际的教学过程中，板书与多媒体课件各有利弊。板书有助于学生跟着教师的思路走，不会因为一时的听不懂或走神而跟不上课堂进度，但是采用板书所花费的时间较多，有可能不能及时按教学计划完成课程，并且教师书写过程中有可能会出现笔误，从而误导学生。多媒体课件可以节约课堂时间，可以生动形象地展示教学内容，并且错误率较低，但是学生容易走神，并且如果错过某些内容，就可能会造成之后课程的学习困难，从而跟不上课堂进度。因此在实际教学过程中，教师需要注意教学方法的研究与改进，充分利用板书与多媒体课件，只有板书与多媒体课件很好地融合，才能激发学生的学习兴趣与动力。

作业是考核学生听课质量、查漏补缺的最好方式，传统的布置作业方式有其弊端，所有同学的作业任务都一样，这样会有一部分同学抄袭其他同学，达不到作业的效果，因此转变作业方式，课堂上把同学分成若干个组，每个组布置不同的具有代表性的习题，并且习题的难度是因人而异的，作业布置要少而精，在减少学生负担的同时达到好的效果。另外除了巩固题目还应布置探索性的题目，引发学生的思考，锻炼学生查阅文献、汇总信息的能力。

三、总结

在重点工科大学的教育中，理科的教育也占着举足轻重的作用。没有较高水平的理科做依托，工科的科研和教学是不可能处于前列的。素质教育是现代高等教育的基础，在培养学生工程技术和科学知识的同时，应注重学生人文科学素质和理科素养的培养。

为了培育出高素质的人才，工科院校要深入理科专业教学模式改革，贯彻理论、实践和科研训练三方结合的教学理念，使理科教育兼具趣味性和实用性的同时，让学生掌握理论研究的方式方法，达到积累基础知识提高科研能力的目的。大学的职能是人才培养，要依托学科建设，以高水平科研促进高水平教学，将科研成果带入课堂，并积极引导学生培养自主学习和发现问题解決问题的能力，观察学生兴趣尽可能设定符合其个性发展的教育方式，这就要求教师不但有雄厚的基础理论知识，还要有一定的工程素养，科研教学两手抓，不断地提高师资队伍的综合素质。教育是一个发展课题，各高校应具有发展兼容的眼光，加强同其他校企和国际的交流合作，相互取长补短，开放办学，形成一个不断向先进模式和理念靠拢的良性发展。

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