工科专业教学方法改革创新研究

王 燕，郑 健，王秀勇

(兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州 730050)



工科专业教学方法改革创新研究

王 燕，郑 健，王秀勇

(兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃兰州 730050)

工科专业是我国高等教育的重要组成部分，在培养学生专业技能和创新实践方面发挥了重要作用。但目前教学中存在一些问题，影响了创新型复合人才的培养。为改变这一现状，必须对现有教学方法进行创新。

工科专业；教学方法；创新

高等教育是国家培养高层次人才的重要平台，其培养质量直接影响国家的核心竞争力。工科教学是高等教育的重要组成部分，对培养学生专业技能和创新实践能力至关重要。随着科技的发展和新技术的不断涌现，社会对人才培养的要求也随之改变：不但要具有扎实的专业知识，还要有过硬的实践技能，更要具有创新思维。如何让学生将枯燥的书本知识转化为生产力，并在学习过程中创新，跟上时代发展，是目前工科教学所探索的重点。

1 教学方法的涵义

国内外学者对教学方法有不同的定义。日本教育学家佐藤正夫认为，教学方法是引导与调节教学过程最重要的手段，是师生实现课程所计划的目标和接受一定教学内容所必须遵循的原则性步骤[1]。而在我国，大学教学方法被认为“是在教学中为完成一定的教学目的、任务所采取的教学途径或教学程序，是以解决教学任务为目的的师生间共同进行认识和实践的方法体系。”[2]“是实现教学目的和完成教学任务不可或缺的工具；是师生在教学活动中采用的方法，包括教师教的方法和学生学的方法；是由若干教学方式构成的所有具体教学方式的总和。”[3]因此，教学方法的实质是为了实现一定的教学目标，教师引导学生在专门课程内容学习活动过程中所采用的方式、手段的综合，包含教师的教法、学生的学法等内容，是教学过程科学性和艺术性的体现。

2 工科专业教学方法特征

2.1 教学方法呆板

虽然经历了多年的教学改革，但目前大学教育仍然以黑板、教科书等教学媒介为主体，教师单纯地讲，无法调动“教”与“学”双方的积极性。即使通过多媒体提供了生动直观的影音资料，教师的启发与学生的参与也较少，学生听课较为被动。受传统教学习惯的影响，教师在教学过程中大多由理论推导得出定论，很少提出“为什么”、“目的”、“意义”等问题，启发性较弱，导致学生的主动思考与研究问题的能力普遍较弱，无法引导学生发散思维和创新。

2.2 学习方法固守陈规

目前我国高校本科生普遍在学习中对老师和课堂的依赖性过强，只要求读懂教材内容、听懂教师讲授，自我主动钻研不够，独立学习能力不强。在学习状态上，只顺从地跟着老师学习，很少围绕课程内容发现和分析问题。在学习层次上，主要是继承性学习，创新性较少。大学与中学相比，更加强调创新，很多学生还没有很好地转变思维，学习中自己思索和创新不够。在学习情感上，应试型居多，兴趣型较少。兴趣是最好的老师，有兴趣才能调动自身的内在动力去钻研。然而，目前教学中普遍重分数、轻能力，学生习惯于死记硬背，应付考试[4]。这些问题的存在，造成我国大学生创新能力普遍不足，严重阻碍了创新型人才的培养，制约着人才质量的提高。

2.3 理论与实践结合不够紧密

工科是实践性和技术性较强的学科，它要求学生不仅具备丰富的理论知识，还要有较强的实践动手能力。但目前高校普遍重理论轻实践，加上工科实习基地建设困难、实习过程中存在的各种安全隐患以及实习经费薄弱等，导致学生参与工程实践的机会少，无法将理论知识与实践有效结合起来。有些院校的实践环节只能在设备陈旧的实验室进行，无法进行科技创新，导致学生所学与社会实际脱轨，创新能力下降，这迫切需要有更好的教学方法来解决潜在问题。

3 工科专业教学方法改革创新的阻力

3.1 学生数理基础薄弱

数理基础弱是影响后期专业课程学习和科技创新的重要因素，也是教学方法改革的一大阻力。大一新生对大学学习比较迷茫，对专业缺乏认识，学习目标不明确，忽略了“高等数学”、“大学物理”等基础课的重要性，导致数理基础薄弱。数理基础是后期专业课学好的必备条件，但目前工科专业学生的数理基础普遍较弱，在后期专业课学习中不善于运用数学思维，看到公式大多死记硬背，理论转化为实践的能力弱，影响教学方法创新。

3.2 思想转变难

在素质教育下对人才观、质量观和教学观应有全新的认识。应试教育下形成的不注重传授学生学习方法、培养学生思维能力的教学模式已不适应社会需求。素质教育下高水平教学应该以学生为主体，启发学生探索和思考问题的能力。学生应带着问题去学习，多查阅资料，紧跟科技前沿，并进行创新实践，让知识、能力和素质协调发展。这需要学校、教师和学生共同改变思想。

3.3 其他方面的阻力

由于多方面的原因，目前高校普遍重科研轻教学，很少有教师真正投入到教学方法改革及实践中去。调查研究证明，认为我国教师第一要务是科研的占调查人数的65%，而认为是教学的只占24.8%。许多教师认为教学改革是针对课程体系和教学内容进行改革，教学方法改革并不重要。由于精力有限，大多教师不愿付出努力去创新[5]。

4 工科专业教学方法创新的基本措施

在素质教育导向下，培养专业基础知识扎实、逻辑思维严密、动手能力和创新意识强的多能型人才是工科专业的培养目标。多媒体、互联网、微课程、计算机辅助教学等现代化教学手段和方法为工科教学的改革创新提供了有利条件。笔者在总结前人研究的基础上[6]，提出了工科专业教学方法改革创新的基本措施(图1)。

4.1 落实教学目标，加强综合能力培养

教学目标是一切教学活动的中心，教学方法改革要围绕教学目标进行。培养具有扎实专业知识、实践能力、逻辑思维能力和创新意识的多能型人才，首先要加强数学思维能力的培养。数学是一切自然科学的基础，是学好后期专业课的必须条件；其次是提高理论联系实际的能力。该目标要求加强专业课知识学习的同时配合教学实践，使学生能将书本知识有效转化为实际工程问题，提高理论与实际的协调能力；最后是加强创新意识培养。这以逻辑思维、实践能力的培养为前提，培养学生在学习中收集、分析和利用信息解决问题的能力，并鼓励学生参加科技创新活动。

图1 工科专业教学方法创新的基本措施框架

4.2 多方应用资源，创新课程知识体系

教学资源是课程教学活动的基础，多媒体技术、微课程、网络资源和书本教材等为教学方法改革创新提供了丰富的资源。通过网络，可以为专业课提供生动形象的产品、设备、工程实例等；结合多媒体技术，对教材内容进行释疑和拓展，传递更多的专业前沿知识，有助于学生理解、掌握和应用知识，并启发科技创新意识。近几年国家倡导的微课程，以教学视频为主要载体，主要针对教学中某个知识点(重点、难点、疑点)或教学环节而开展教学，对教学方法改革有积极作用。因此，利用网络资源、微课程与传统教材资源并借助多媒体技术，构建适应学生个体特征的课堂，能够最大限度地让学生理解和掌握知识，促进教学效果提高。

4.3 改革教学内容，增加实践创新比重

要增强学生的实践能力和创新意识，需在教学过程中引入科研学分，激励学生对一些问题敢于思考、勇于实践、善于总结，增强创新意识。同时，调整课时比例，增加实践学时，并创新实践教学方法，将自身实践经验与工程实际融入实践教学，以提高学生动手能力和创新能力。对工程实践性强的专业，实行“卓越计划”，通过“校内+企业”的教学模式培养学生的工程实践能力、敬业精神和职业素养。根据学生与课程内容特点，合理地将教学内容划分为基础、提高和强化三个学习阶段。通过书本知识及课程配套实验来完成基础理论学习，通过专题教学、课程前沿技术讨论等形式来提高学习能力，通过科技创新活动及卓越训练等来强化所学知识。

4.4 创新教学方法，提高教学效果

教学方法直接影响着教学效果，全能型创新人才培养要求教师讲授知识的同时引导、启发学生自主思考与探索，以调动学生自主学习的能力和兴趣。在教学方法上需根据课程内容，将板书讲授、板书与多媒体结合、分组讨论、案例式教学以及“翻转课堂”等多种教学方法协调使用。在基本理论学习阶段，可采用板书与多媒体结合的讲授方式，用生动、形象的图例将抽象理论知识具体化，活跃课堂气氛，提高教学效果。在提高学习阶段，可采用案例、分组讨论以及翻转课堂等模式，使教师与学生一起，共同对实际案例进行讨论分析，这样不仅能增加师生交流，还能提高学生分析问题、解决问题的能力，加深对所学知识的理解。在强化学习阶段，可进行创新课题研究和工程实际训练，在融合课堂知识的同时提高创新性。因此，在工科专业教学方法中，教师在不同课程、不同章节课程内容讲授时，需合理采用教学方法，将多种教学方式有机结合，在完善系统理论教学的基础上，加强对学生实践能力及创新思维的培养。

4.5 改革考核办法，加强主观能动性

多能型复合人才的目标是培养学生思考问题、解决问题及理论联系实际的能力，考核办法上也要作相应的改进。一是改进考试试题结构。限制客观性试题的比例，严控死记硬背类题型的比分，增加主观发挥性题目。二是改革考试形式与记分办法。课堂提问、讨论发言和创新作业都要计入总成绩。在一些测评课程中，鼓励学生写与课程相关的论文或创新实践报告。在课程设计和实践课程环节，应增加设计型和综合型实验，以考核学生的动手能力。通过上述办法，既可以避免考试中的作弊现象，又能调动学生的学习积极性和独立思考问题的能力。

4.6 加强管理，科学评价教学成果

学校管理部门应成立专业科学的指导委员会，认真听取他们对教学内容、课程体系、教学方法及人才培养模式的意见与建议，建立科学的评价体系，以便及时、全面地了解学生的学习水平，同时也能对教师教学效果进行监督和确认。

5 结论

合理的教学方法，不仅能充分调动学生学习的兴趣，引导学生主动学习，而且能提升教学信息的广度和深度，培养具有开阔眼界、基础扎实的多能型复合人才。教学方法的创新需要学校、教师与学生的共同努力。学校要重视和支持教师教学方法创新，教师更要投入大量精力去设计教学方法、课堂内容并付诸实施，在学生的配合下，培养学生自我学习能力、分析问题和解决问题的能力以及创新能力，从而提高教学质量。

[1]佐藤正夫.教学论原理[M].钟启泉,译.北京:人民教育出版社,1996.

[2]谢安邦.高等教育学[M].北京:高等教育出版社,1998:150.

[3]姚利民.高校教学方法研究述评[J].大学教育科学,2010(1):20-29.

[4]张德江.改革教学方法,培养创新人才[J].中国大学教学,2009(5):7-10.

[5]阎光才.研究型大学中本科教学与科学研究间关系失衡的迷局[J].高等教育研究,2012(7):38-45.

[6]李浩君,邱飞岳.工科类专业课程的立体化教学方法研究[J].浙江工业大学学报：社会科学版,2008(4):416-420.

2016-06-25

兰州理工大学教学研究项目“适于土木工程专业的《水力学》课程内容建设及教学实践研究”(JY2013027)。

王 燕(1982- )，女，讲师，博士研究生，从事水力学及流体力学研究。

郑 健(1981- )，男，副教授，博士，从事水利水电工程研究。

G642

A

2095-7602(2016)10-0124-04