工科课堂教学中调动学生的专注力和学习能动性的实践

摘 要：工科类课程兼具理论性、实验性、工程性，为调动学生课堂上的专注力、提升学生的学习能动性，适时插入一些非常规的教学方式：调整课程节奏、适时发问、引入科研案例、布置具有研究性功课、插入一些励志性言语，可激发学生的内在智慧和学习使命感，产生了良好效果。这种以学生为中心的主动式学习方法也存在知识系统性和完整性不强等缺陷，应该与传统的教学方法相辅佐，根据课程和章节的实际需要而灵活采用。

关键词：学习能动性；主动式学习；激发学生智慧

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）02-0140-03

Abstract： Engineering course is both theoretical， experimental and physical. In order to arouse students' concentration in class and improve their learning initiative， some unconventional teaching methods such as adjusting the rhythm of curriculum， timely questioning， introducing scientific research case， arranging a research work and inserting some inspirational words can stimulate students' inner wisdom and sense of mission and achieve good results. But this kind of student-centered active learning method lacks systematism and integration of knowledge. It should be supplemented with traditional teaching methods and flexibly adopted according to the actual needs of the course.

Keywords： learning initiative； active learning； stimulating students' wisdom

工科類课程大多知识面广，兼具理论性、实验性、工程性，有的课程还略显枯燥，纯粹采用传统的传递——接受式教育方法很难取得良好的教学效果，要让所有学生全程集中注意力、跟上教师思路并非易事。笔者在教学实践中，通过适时插入一些非常规的教学方式，以调动学生的专注力、提升学生的学习能动性。这些措施包括：关注学生表情，调整课程节奏；适时发问，调动学生思想；引入科研案例，以科研问题激发学生的探究心；布置具有一定研究性、挑战性的功课，激发学生的内在智慧；时常插入一些励志性言语，激发学生的学习使命感。

一、相关的教学法理论及实践

提升学生的专注力和学习能动性的理论有很多，如IBL（Inquiry-Based Learning）、PBL（Problem-Based Learning）、TBL（Team-based learning）、CBE（Competency-Based Education），这些大多是基于建构主义学习理论或研究性学习理论的学习方法。这些方法旨在以问题为导向、以职业所需的能力为导向，发挥学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力、综合分析能力和创新意识，发挥协作与团体的集体智慧。由此派生出许多具体的教学方法，如任务驱动教学法、项目教学法、案例教学法、参与式教学法等。建构主义的思想源于康德对理性主义与经验主义的综合，其核心是围绕着人的主体性而展开，认为：主体不能直接通向外部世界，而只能通过利用内部建构认知原则去组织经验，从而发展知识。康德相信世界的本来面目是人们无法知道的，而且也无需推测它，人们所知道的只是自己的经验而已；强调学习者在不断解决疑难问题的过程中完成对知识的建构。研究性学习或教学理论集合了认知结构理论、多元智能理论、建构主义学习理论、主体性教育思想、终身教育理论等多种心理学与教育学理论思想精华[1]，认为学生的学习过程如同科学家的研究过程，在探究过程中主动发现问题、分析问题及解决问题，并在过程中逐渐获取知识、训练技能、培养能力，发展自己的个性[2]。

国内一些教师对这些教学法理论进行了教学实践和总结。王鹏[3]进行了“任务驱动教学法”在“汽车底盘”课程中的教学实践，通过给出有关汽车轴系零部件的任务内容的实践操作，激发学生的好奇心和求知欲。傅四保[4]在“教育技术学研究方法”课程教学中引入“项目教学法”，将学生按照“组间同质，组内异质”的原则进行分组开展学习、完成项目。在项目活动的探究过程中，学生对遇到的问题一起探讨、一起研究，逐步解决问题，完成科研项目，在此过程完成知识的建构及积累。吴伦敦[5]在教师培训中的运用案例教学，较好地解决了传统的传授式培训存在的弊端，显现出案例教学的示范性价值。郭春欢[6]将“参与式教学”引入建筑设计教学中，让学生参与到具体的建筑设计任务中来，通过不同设计方案的交流、总结，达到使学生主动学习的目的。

上述教学理论与实践对激发学生的学习兴趣，增强学生主动学习的意识，加深学生对学习内容的理解，培养学生分析、创新、协作等综合能力有良好的作用。但我们也要意识到这些教学方法不足的一面：首先，建构式学习理论过于强调知识的相对性、独特性，否认知识的客观性、共同性；过于强调学生学习知识的情境性、非结构性，忽略抽象与概括的重要功能[7]；其次，针对专题的探究式学习方式容易造成学生的知识结构过于狭窄，知识体系缺乏系统性和完整性，不利于全面发展[8]；此外，这些教学方法要求配置知识面广、综合能力强的教师队伍，并要求有充足的课时支撑，使得教学成本升高。因此，不宜一味追求某些主动式学习的教学方法而完全舍弃传统的教学方法。“教学有法、教无定法、教有定规、贵在得法”，学校不宜采用固定的教学方法，而应在科学的教学理念指引下，根据课程和章节的实际需要，采取适宜的教学方法。

笔者在课堂教学中，在传统的教学方法基础上所穿插的一些非常规教学方式，具有上述教学方法的一些特征，对于提升学生的课堂专注力、增强学生主动学习的意识有积极作用。

二、课堂教学实践

（一）关注学生表情，调整课程节奏；适时发问，调动学生思想

由于班级学生的知识基础、领悟能力及自制力存在一定差异，传统的传递-接受式教学中，并非所有的学生都能跟上教师的节奏。因此，教师应适时调整授课节奏，使得绝大部分学生能在整堂课中保持对所授内容的领悟。观察学生表情是判断学生是否跟上教师节奏的重要依据。眼神呆滞、眉头紧锁、表情或姿态长时间没有变化等特征都是学生没有跟上教师节奏、思想游离的表现。這时候，可以考虑停顿一小段时间，部分同学会因为教师话语的停顿回过神来。进一步地，适时提出问题，让学生思考、回答，会让这些学生的思想集中到课堂内容上来。随后的讲述就应适当放慢节奏。有的教师为了完成教学日历中的内容，课程的某些时段语速极快，其实很可能部分学生完全没有领悟，作了无用功。在讲“风力发电”中风力机的叶片结构前，首先发问：你们知道飞机为何能飞起来的吗？随后对大家七嘴八舌的回答作总结性表述，再引入与“机翼升力产生”相类似的叶片结构描述。这样从大家感兴趣的问题引出话题，能有效调动同学的思想，引发学生的好奇心和求知欲。

（二）引入科研案例，以科研问题激发学生的探究心

科研案例的叙述能增强学生的兴趣度，调动学生的注意力；其次，科研案例中所要解决的问题能激发学生的好奇心和思维量，带着问题和思考的学习过程将起到事半功倍的效果。

换热器是工业领域应用非常广泛的一种通用机械，在能源动力领域的应用也非常普遍，如锅炉中的省煤器、气体预热器，汽轮机的凝汽器、油冷却器，电机的气体冷却器等。因此，在能源动力类的课程设置中，换热器是一门“标配”课程。但由于换热器通常未被列入“主干”课程，加上部分课程内容略显‘枯燥，要让每个学生全程精神力集中不是一件容易的事情。

我校本科设置的换热器课程名为“高效换热器”，除了传统的换热器内容外，更多的融入了高效、紧凑换热元件及换热设备的内容，紧贴换热器发展前沿。引入换热器前沿课题的阐述，也是上好这门课程的需要。

换热器的强化传热是笔者的主要研究方向，承担了许多相关课题的研究。在讲述到板式换热器章节的时候，引入了一个板式换热器设计计算软件编制的课题。该软件主要针对可拆卸式板式换热器进行热力设计计算。针对日常生活中大家都要喝的牛奶切入话题，用该软件演示一套用于牛奶加工消毒的板式换热器系统的设计过程。演示过程中，适时的留下一些问题：传热系数如何计算？如何构成多流道、多流程的流动（牵涉到盲孔和密封圈的布置）？如何让流体形成三维流动（牵涉到板片波纹形状及布置）？板片如何承压（牵涉到板片触点的问题）？这样，围绕这些问题展开课程内容，提升了学生的课堂注意力和学习兴趣。软件的最终设计结果展示了所有板片的形状及布置图，包括牛奶、加热工质和冷却工质的流动路径，丰富多彩的画面将学生的兴趣度调动到一个高潮。

同样地，在讲述板翅式换热器的课程内容时，引入板翅式汽车油冷却器的研究课题；在讲述翅片管换热器时，引入炼油厂空冷器的研究课题、电站直接空冷研究课题、电机空-空冷却器研究课题；讲述相变换热强化元件时，引入降膜蒸发换热研究课题。教学实践表明：这些紧贴研究前沿的课题的引入，学生反响热烈，呈现良好互动。

（三）布置具有一定研究性、挑战性的功课，激发学生的内在智慧

吴军[9]认为：教育就是“引出”，美国的一些一流大学都在做同样一件事情：引出潜藏在孩子内心的智能，笔者对此深有同感。在一些课程的教学中，笔者尝试向学生布置一些结合课程内容的、有一定研究性、挑战性的小项目、小案例、小问题，让学生想办法解决，试图以此激发学生的学习兴趣、不服输的心态、内心的智慧。

笔者曾当任过本科“制冷装置自动化”课程的主讲，其中有“四通阀原理及结构”章节[10]。笔者在讲述这部分内容之前，先向学生交待了四通阀的作用，然后让同学课后自己设计四通阀的结构，并在下次课上讲述自己设计的四通阀结构及工作原理。当然，笔者讲了许多鼓励性的话语，讲到了自主创新的重要性，并让同学相信自己是有创新能力的，当然，也规定了创新成果计入成绩。同学受到鼓动并且被分配具体的创新任务后，激发了浓厚的创新兴趣。出乎笔者的意料，课上同学争相恐后上台拿出自己的设计方案，热情空前高涨。从同学们拿出的方案看，有实用价值并且有特色和亮点的还真不少，有几个方案还值得申请专利！学生的内在智慧和创新潜能被有效激发！通过点评设计方案后再进入“四通阀原理及结构”的系统知识讲述时，学生的专注度非常高。

（四）插入励志性言语，激发学生的学习使命感

课堂教学中，合适的节点插入恰当的励志性语言，可以让学生增强学习的目的性、学习的使命感。

在“新能源技术”的课程中，在讲到“核能利用”中的核聚变时，强调目前可控的核聚变尚未实现，一旦实现将彻底解决人类的能源问题。随后激励学生：或许我们这一代人手中还不能彻底解决这一问题，那么希望你们这一代人能彻底解决这一问题，说不定在座的同学中就会出现解决这一问题的科学家。这些话语说出后，有的同学会心微笑，有的同学眼神闪亮，充满挑战欲和使命感。同样地，在讲到“单位GDP能耗”时提到：中国的这一指标高于发达国家，使得能源消耗过多，也是造成“雾霾”等恶劣环境的重要原因；要解决这一问题，主要依靠科技进步，很希望在座的同学以后能成为降低“单位GDP能耗”的重要贡献者，为全面赶超发达国家发挥重要作用。

三、结束语

课堂上关注学生表情，适时发问，引入科研案例，布置具有一定研究性、挑战性的功课，时常插入一些励志性言语，能有效调动学生的课堂专注力、激发学生的内在智慧和学习使命感。这些方法中，有的具有建构主义学习理论或研究性学习理论的特征，即激发学生的学习兴趣，进行主动学习、自我完成知识的建构。但这种以学生为中心的主动式学习方法也存在知识系统性和完整性不强等缺陷，应该与传统的教学方法相结合，根据课程和章节的实际需要，采取适宜的教学方法。

参考文献

[1]路慧.理工类研究型大学开展研究性教学的实践探索与模式建构[D].大连理工大学，2013.

[2]中华人民共和国教育部高等教育司.研究性学习和创新能力培养的研究与示范[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]王朋.任务驱动教学法在“汽车底盘”课程中的应用[J].新课程研究，2016（4）：85-87.

[4]傅四保.建构主义学习理论指导下的项目教学法初探[J].中国大学教学，2011（2）：56-58.

[5]吴伦敦.案例教学运用于教师培训的示范性价值[J].教师教育论坛，2013（2）：80-84.

[6]郭春欢.参与式教学在应用型本科院校建筑设计教学中的应用[J].亚太教育，2016（12）：113.

[7]杨维东，贾楠.建构主义学习理论述评[J].理论导刊，2011（50）：77-80.

[8]马少华，应志国.PBL、TBL、CBE三种教学方法的比较研究[J].中国高等医学教育，2012（10）：109-110.

[9]吴军.大学之路[M].北京：人民邮电出版社，2015.

[10]欧阳新萍，李辉.改进教学方法培养创新人才[J].中国电力教育，2008（110）：41-42.