参与式教学法在数学物理方程课程中的实践探索

李林锐++刘艳艳++赵玲玲++王福昌

【摘要】本文结合近些年我院在地球物理学专业的学生中实施参与式教学法在数学物理方程课程教学中的实践，浅谈了如何在数学物理方程课堂上开展参与式教学，如何用参与式教学调动学生学习数学物理方程的主动性和参与的积极性.运用参与式教学方法在很大程度上发挥了学生学习的主动性，提高了学生的专业素质和应用知识的能力，使得数学物理方程课程教学效果得到明显的提高.

【关键词】数学物理方程教学；参与式；教学法；专业课程；教学改革

【中图分类号】O175.24【文献标识码】A

近年来，随着高等教育“以生为本”教育理念的推广，教学活动要想充分发挥学生的功能，就必须借助学生主体参与这一有效机制[1]-[3].数学物理方程是许多工科院校高年级学生的一门专业基础课，它是一门承上启下的课程，为进一步学习后续专业课程提供必要的数学基础和工具，在培养学生的创新能力和实际解决问题的能力方面起着重要的作用.因此在本科院校开展“数学物理方程课程中实施参与式教学探讨”的研究是一种新的尝试.本文在分析实施参与式教学的必要性上，结合数学物理方程课程教学实践，分析参与式教学在数学物理方程课程教学中的应用，并提出了实施参与式教学的一些问题.

一、实施参与式教学方法的必要性

（一）教育大环境的影响

随着我国高等教育从精英教育转向大众教育，学生的理论基础差异较大，部分学生的学习能力有所欠缺，尤其是随着电子网络时代的发展，智能手机、Ipad、电脑的普及，使学生对电子产品的依赖程度不断加深，网络时代对传统的教学模式的冲击，令教育质量低下成为一个突出的问题.这就要求教师必须改变传统的教学模式，寻求更为积极有效的教学方式，给学生多元化、全方位的学习指导，吸引学生的学习兴趣.

（二）“以生为本”教育理念的推广

传统的数学教学模式是注入式的教学，教师一言堂的教，但在新的形势下，尤其是“以生为本”的教育理念的不断推广，要培养学生的创新能力和解决实际问题的能力，让大学教育的“教”和“学”可以有效结合，让学生发挥自身的主动作用，强调教师和学生相互配合完成教学任务，加强对学生自我思考能力的引导，让学生的思想感情融入教学活动之中，让学生以主体身份参与教学活动.

（三）我院地学类专业特色的要求

由于我院的专业是以防灾减灾专业为主，大部分工科类课程都属于地学类课程，而地学类专业除了有较强的专业性和实用性外，还有突出的实践性，而专业课的实习教学是整个课程不可分割的重要教学环节，它起着理论联系实际，巩固课程教学的作用，能够加深对基本理论的认识.但在与专业实习教师交流过程中发现，学生对在实习过程中应用到的數学物理方程的理论知识掌握得比较扎实，但是从理论到应用还是存在一定的差距.鉴于此种情况，尝试在数学物理方程教学过程中加入学生参与性的任务，是改善后续地学类实习现状的一个重要的途径.

二、参与式教学方法的实践方案

所谓“参与式教学法”是在教学过程中以学生为中心，鼓励学生积极参与教学过程，突出学生在教学过程中的主体地位，加强教师与学生之间以及学生与学生之间的信息交流和反馈，进而培养学生系统思考、团队与创新精神和解决实际问题的能力.目前国际国内通用的参与式教学方法主要有两种形式，一种是正规的参与教学法，另一种是在传统的教学过程中加入参与式教学法的元素.正规的参与式教学法以分小组活动为主，每小组以4～6人为宜，活动形式灵活多样.由于目前我校教学班级人数较多及课时的限制，这种做法难以实现，于是采用在传统的教学过程中加入参与式教学法的元素，这样既可以保持传统教学法的优势，又可以发挥参与式教学的特点，使学生的学习积极性得到提高，应用本门数学工具课解决专业领域实际问题的能力得到加强.我们以本校的数学物理方程课程教学为例，谈谈如何在课堂教学中应用参与式教学方法，提高教学质量.

（一）开设导论课，介绍教学目标

不同专业的本科学生最好能够按照专业开设导论课程，学生需要在系统地学习专业的知识之前，从整个框架上了解自己要学哪些课程，这个专业需要掌握与数学物理方程课程相关的哪些知识，以便能够更好地了解各学科专业及其发展趋势，拓展知识面，尽快适应新的课程的学习.在此基础上，教师详细介绍本门课程的主要知识体系，并要求学生以书面的形式提出自己的意见和方案，在认真参考学生的意见后，最终确定本课程的教学内容.同时教师介绍课程的教学目标，澄清教学理念，了解学生对课程内容和教师的预期，从而有针对性地调整教学内容侧重点，从多个层面激发学生的学习主动性和积极性.

（二）针对学生专业需求调整教学内容，给学生有针对性地留任务

由于不同的专业学生在后期的专业课程中对数学物理方程需求的侧重点也不同，研究不同专业学生的培养计划，了解不同专业所需要的数学物理方程的知识和应用领域，教师在授课过程中应充分联系学生的专业知识制订相关的教学计划和教学大纲，使学生明确所学内容与自身专业技能的相关性，提升激励效果.例如，地球物理专业学生学习地球深部构造、进行地震预测经常会遇到地震波的传播用到波动方程，需要详细讲解波动方程的性质、求解方法，尤其是三维波动方程的一些性质及其方程中某些参数的物理意义；地下水与科学工程专业在后续的专业课程中会用到地下水运动模型方程、渗流方程，以及这些方程在水文预报中的作用，我们在讲解数学物理方程时就侧重讲解一些与之相关的Navier-Stokes方程和Euler方程的解的性质和解的结构.授课教师可以针对专业课程对数学物理方程的所需来突出其教学重点，划分好教学层次，合理分配教学课时比例，强调教学的实用性，使得学生能够自觉把数学物理方程与专业课程融合一起，为学生的后续专业课、未来的毕业设计以及学生的进一步深造打下坚实的基础.

（三）以教学目标为方向，制订参与式教学规则，控制教学过程

教师在参与式教学中，要有针对性地设计教学内容，明确每节课的教学目标，教学过程中能够把握时间和控制整个教学环节，这样才能起到参与的效果.除了以小组为单位，小讲课相结合的方法之外，课堂讨论是学生参与教学的一种最直接的方式.一是课堂即兴讨论，在每次课的最后15～20分钟，提出一个既紧扣教学内容又使学生感兴趣的专业课问题交给学生讨论.二是分组讨论，由教师拟定或者学生提出课堂中的问题，每个小组一个问题，先在组长的主持下进行小组讨论，再推举代表在全班交流，有利于调动学生参与的积极性.学习本身是一个“输入—输出”的过程，学生要把学习到的知识内化成自己的东西，学习过程中不仅仅需要倾听，更多地需要表述，与上课之前的自学内容相联系，课程中的表述既有对既定的原理、内容的理解表述，也有自己对书上既定内容的思考的表述，表述需要学生对既定内容有自己的理解、思考和看法，并对此进行说明、表达，简述自己的思想或观点，从而使得学生理解并掌握本节课程的知识点，因此教师可以直接了解到学生对所讲知识点的掌握情况，并及时对学生进行个别指导.

（四）改革考核方法，改变教学管理

参与式教学可以避免将知识的掌握程度作为唯一的评价内容.在数学物理方程课程的考核中，加大平時个人作业和小组作业的比重，小组作业都是案例分析、调研实践等活动及报告；在平时要求学生结合自己所学专业就某些问题写小论文总结学习成果，或者利用已经学习到的知识结合自己的专业课程自己提出问题，建立数学模型解决自己所学专业课程中的问题，以小论文形式提交，培养学生从事专业工作的能力，而这一环节也作为课程成绩的一部分，占据一定的百分比.另外奖励学生们对课堂的贡献，对提供案例等资料、积极参与课程建设、对教学内容和课程建设提出批评建议的学生们给予加分奖励.

三、结束语

本文介绍了数学物理方程教学改革的一些研究和实践，经过近年的教学实践和改进，通过教学改革，结合学生的专业特点授课，让学生参与到课堂中来，激发了学生对数学物理方程课程学习的兴趣和主动性，提升了课堂教学质量，对课程内容的掌握和解决问题的能力也得到了明显的提高，达到了预期的教学效果.

【参考文献】

[1]叶冬连，万昆，曾婷，毛杰键.基于翻转课堂的参与式教学模式师生互动效果研究[J].现代教育技术，2014，24（12）：77-83.

[2]谢泽琛.参与式教学在微格教学中的实践探索[J].当代教育论坛，2011（9）：63-64.

[3]苏文平.参与式教学法在本科教学中的实践创新[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2009，22（3）：74-77.