中法合作工程师教学中实践与理论一体化探索与研究

袁怡佳　钟圣怡　李萍　欧亚飞　李真珍　陆佳亮　邵凌翱

摘要：上海交通大学一巴黎高科卓越工程师学院借鉴法国工程师学院的教育培养模式，在基础课程教学中全面推行实践与理论一体化。本文以学院在预科基础阶段的课程设置和教学方式为例，阐述如何在整个教学活动中实现实践与理论一体化，并讨论了学生对其开展情况的反馈意见。

关键词：实践和理论一体化；基础课程教学；法国工程师培养模式

上海交通大学一巴黎高科卓越工程师学院（以下简称“交大巴黎高科学院”）是由上海交通大学与法国巴黎高科工程师集团（以下简称“巴黎高科集团”）于2012年联合创办的。上海交通大学是我国历史最悠久，集“综合性、研究性、国际化”为一体的国内一流、国际知名大学，而巴黎高科集团则汇集了全法最具声望的12所工程师学校，其毕业生能够在相当广泛的工程技术领域展现才能，深受工业界、企业界的欢迎。此次强强联手，创立了独特的“预科基础阶段+工程师阶段”培养计划，学院学制为“4+2.5”年。其中，最初3年为“预科基础阶段”，不分专业，课程以数学计算机和物理化学为主，目的是让学生具备扎实的数理化基础，全面深入地掌握相关知识，具备独立思考和解决问题的能力。本文将详细介绍和探讨交大巴黎高科学院在基础课程教学中是如何实现实践和理论一体化的。

一、实践与理论一体化教学方式介绍

为了强化学生对多学科知识的综合运用能力，交大巴黎高科学院引进了法国工程师预科教育阶段的大平台教学制度，即在基础教育阶段不分专业，强调建立扎实的数理基础。所有学生除了思想政治、人文语言类课程外，只上两门课程数学计算机和物理化学。在除去语言学期的五个预科阶段学期中，数学计算机共有58学分，物理化学共44学分，全面涵盖高等数学和大学物理（化学）的各个学科，且课时量相当大。其中，数学计算机课程包括微积分、复变函数、概率论统计、操作系统、操作结构等，物理化学课程包括电学、光学、力学、热力学、电磁学、物质结构导论、普通化学原理等。打个比方，法国的预科基础阶段就是国内基础课程的升级和加强版，而且两门课程均由同一位教师或一个教学团体连贯地完成所有教学。一些重要的数理课程会周期性地循环出现，且难度逐步上升，帮助学生温故知新并学会融会贯通。

在教学方式上，交大巴黎高科学院预科基础教学与传统的中国基础课程教学相比，具有极为鲜明的特色：实践与理论一体化，并具体体现在教学的各个环节。通常情况下，国内基础课程（高等数学、大学物理、大学化学）大多采用传统的教学方式，即教师授课，伴有少量随堂习题和实验，学生被动接受知识。如此以教师为主体的注入式教学方式使得学生被迫学习，死记硬背理论知识，缺乏学习主动性和创新精神。显然，这种教学方式培养不了当代社会渴求的高素质创新性人才。而法国工程师教育强调应用型与实践能力，致力于培养毕业后立刻能适应企业需求的人才。因此，除了常规的大班理论课，还设置了大量的实践习题课程、实践实验课程和每月考核模式。交大巴黎高科学院也沿用了这一教学方式，引进了法式教育中习题课、实验课和每月考核模式。

小班授课的习题课着重加深对理论知识的理解和拓展其在实践中的应用。由任课老师根据当前讲解课的进度，选择典型的计算类题目和理论在现实生活中的应用类题目，学生独立思考尝试解题，最后在习题课上教师采取互动的方式，引导性地讲解题目。同样小班授课的实验课，着重强化对动手能力和独立思考、解决问题能力的训练，由教师先讲解实验的大致内容，接着学生动手实验并理解理论知识在实际中的运用。如有问题，及时和教师交流，以实践、实验和理论教学密切结合的教学方式来培养学生的动手能力，在实验中提出创新思路，从而在本质上加深其对理论知识的理解，并切合实际应用。每月考核模式包括口试、家庭作业和月考，此系统性的考核方式一方面持续加强学生对于理论知识的深刻理解和扩展其在实际应用中的意义，另一方面能使教师实时掌握学生的学习情况。口试是法国工程师基础教学模式中的一大特色，由一位教师对三位学生进行面对面的考核，就理论知识及其实际应用要求学生当场解答并解释思路，在互动中完成考核。每月的家庭作业安排在月考之前，旨在帮助学生复习、巩固理论知识及拓宽其实际应用。家庭作业和月考的题目都是由任课老师按照教学进度精心出题，意在让学生在解题过程中加深对于理论知识的记忆和理解。以上所述各个教学环节的目的，是要做到实践和理论一体化，开拓学生的视野，培养学生的实践能力和素质，增加学生在课堂上的参与性、互动性和自主性，使整个教学活动成为一个有趣而主动的过程。

二、实践与理论一体化教学方式的开展情况

在预科基础教育阶段，每位学生每周有讲解课若干课时、习题课2课时，每周或每两周2课时的实验课；每月有法语、数学和物理化学各1小时的口试，家庭作业设计时长约为2～4小时，月考2小时。

理论课由任课老师统一给整个年级的学生授课，在严谨的理论讲解及推导的同时，重视联系其在实际意义中的应用。例如在物理课上，当引入新的参数概念或现象时，教师会给出其在现实中的数据或实例，以便学生建立直观认识。比如在解释电磁波的反射和透射现象时，教师会给出如何通过极化去除反射的例子（如太阳眼镜、相机滤镜等）；在解释瑞利散射时，教师会解释为什么天空是蓝色、太阳落山时是红色，等等。

习题课与实验课则是小班化教学，一般人数控制在20人左右，做到师生配比高，以此保证教学质量。习题课采取随堂让学生思考解题或者事先分发题目要求学生思考的方式，题目是由任课老师精挑细选的，具有代表性和实际应用意义。比如在经典力学原理课程中，通过受力分析和计算来证明为什么我们从高处跃下时要弯曲膝盖；而在电磁学中会介绍磁悬浮、微波炉、钳形电流表等工作原理。為鼓励学生在课前有针对性地学习思考，教师有时会提前布置问题，在习题课前查看每位学生的解题情况，并和他们做简短的个别交流，便于了解学生的共同难点，在之后的讲解中就这些难点作详细引导和解释。除此以外，教师还会请同学上黑板边书写解题过程边说明解题思路，教师在一旁进行指导并给出其在日常生活中的例子。比如在计算互感电路之后，我们会引出电动牙刷进行充电的实例。可以看出，习题课不是死板枯燥的公式计算，而是通过计算去解释、理解理论在实际生活中的应用，并且让学生在解题过程中自我检查对于理论知识掌握的不足之处。endprint

实验课是学生参与实践的重要环节。每次实验由任课老师挑选具有实用意义的主题，教师会事先分发实验指南，包括实验目标、操作步骤和所需测量的物理量，最后一部分是学生在某一目的要求下自主设计实验，并要求学生事先完成理论部分的学习并考虑如何实现实验。实验课上，学生随机地两两分组合作做实验，如遇任何问题，及时和教师沟通解决，每堂课配有两名任课教师，由此充分调动学生的学习兴趣。学生们在亲手实践的过程中，加深了对理论知识的理解，觉得学有所用，并且锻炼培养了学生独立思考、与他人协作和创新思维的能力。

除了常规课程，每月进行的考核（口试+家庭作业+月考）也旨在加强学生在实践中的理论应用。时长1小时、一对三的口试，先由教师提出有关课程内容的理论问题，再要求学生通过灵活运用理论知识，解释其在日常生活中的实例。比如热化学，在提问自由焓、化学势的概念和推导系统平衡的条件后，让学生解答通过反渗透来实现海水淡化的题目。对于家庭作业和月考的题目，任课老师会亲自撰写或精心挑选相对较长的、难度循序渐进的系统性题目，以此来考查学生对于理论知识的理解和对其灵活应用的能力，同时也能时时督促学生学习。比如在电路基础中，要求学生通过电路、功率的计算，来理解法国高速列车的充电原理和研究如何提高其充电效率，等等。

三、实践与理论一体化在教学中的反馈研究

预科基础阶段课程已经过4届学生的实践，我们就学生对于实践与理论一体化在教学中实施的情况进行了一次无记名问卷调查，涉及2012-2015级4届学生，试卷共125份。问卷就实践和理论一体化在物理理论课、习题课、实验课和每月考核中开展的情况进行了详细的调查。

首先，我们就学生希望的教学方式和理论联系实践在教学中的诉求做了调查。绝大多数学生（90%）希望教学能够理论联系实践。预科基础阶段课程概念多、理论性强、内容抽象且难以理解，纯理论的教学更会让学生觉得枯燥乏味，提不起学习的兴趣。其实，基础课程的很多知识都与学生的日常生活密切相关，将理论知识与具体的实例联系起来，才能让死板的课本知识变得生动直观，让学生乐于接受、易于记忆，也更能提高学生的学习热情与动力。学生们认为，通过理论联系实践，能更好地理解和掌握理论知识，了解理论对实践的指导和检验作用。

对于实践和理论一体化在理论课中开展情况的反馈，约70%学生觉得理论课是纯理论教学，并且理论学习时间过长；30%学生认为理论课做到了理论联系实践，而且理论和实践在时间分配上合理。对于每学期平均8.8学分的物理，除去习题课、实验课及每月考核占去的课时，每周只有4小时左右的理论课，导致任课老师没有充裕的时间深入地将实践引入到理论中来。因此，教师今后需更加注意将抽象的理论知识和生活现象结合起来，以激发学生的求知欲。

就实践和理论一体化在习题课中开展情况的反馈，仅20%学生觉得习题课是机械重复的理论计算，绝大多数认为习题课是很有帮助的。通过习题课，学生不仅能巩固加深对理论知识的理解，拓宽其应用知识面，而且能让学生从中自我检验对于理论知识的掌握情况并及时加以完善。这和教师对于习题课预期的目标是非常符合的。

同时，我们也调查了实践与理论一体化在实验课中的实行效果。实验是与课堂理论教学相配合的一个重要的实践性教学环节。实验课把理论知识具体化和形象化，学生通过实验能够更有效地掌握理论，并且增强了动手及独立思考的能力，有利于培养学生的科学创新精神。学生的反馈完全符合教师对于实驗课设定的目的。

最后，作者就学生对每月考核进行了调查。“口试+家庭作业十月考”作为一种创新的持续性考核方式，不但能经常督促学生学习，避免期末考试时临时抱佛脚、突击复习，而且通过实际场景的模拟，能够真正了解到学生对于理论知识的掌握情况和灵活应用的能力。

[责任编辑：夏鲁惠]endprint