以问题为导向的《中学科学教具制作》教学方法探究

谭超

摘要：《中学科学教具制作》传统的教学仍然以理论讲授为主，学生很难从中学到基本的知识，动手能力的培养也是微乎其微。本文采用以问题为导向的教学方法，通过安排教具制作项目任务，让学生通过发现问题一学习知识一思考问题一解决问题一动手制作这几个环节，不仅学习了基础知识，而且锻炼了动手和解决问题的能力，激发了学生的积极性和自信心，同时在整个项目的完成过程中，培养了学生的团队精神，为后续的工作和学习夯实了基础。

关键词：问题导向模式；中学科学教具制作；教学方法

一、现阶段教学存在的问题

现阶段高等学校学生学习知识的主要途径是通过老师讲授的方式，虽然现在为了提高教学效率和质量，采用了项目教学、翻转课堂等新的教学方法，但是整体上，学生仍然是被动学习的模式，学生接受知识的主动性差，主动思考的机会少。高校学生不同于其他阶段的学生，他们逐渐具有自己独立的思想，长期以来，传统的教学方法容易引起学生厌学、不学等情况，这已经是高等学校普遍存在的一种问题。20世纪90年代以来，世界各国的课程改革都把学习方式的转变视为重要内容。欧美诸国纷纷倡导“主题探究”与“设计学习”活动，我国台湾推行新课程体系中“十大能力”的第九条规定“激发主动探究和研究的精神”，第十条规定“培养独立思考与解决问题的能力”。我国内地当前课程改革强调学习方式的转变，设置研究性学习，改变学生单纯、被动地接受教师知识传输的学习方式，构建开放的学习环节，为学生提供获取知识的多种渠道以及将所学知识加以综合应用的机会。因此，将学生的“被动学习”甚至是“强迫学习”改变为“主动学习”、“自愿学习”已经成为当下高校教学过程当中面临的主要问题。

实践性课程在高校的课程体系中占有很大的比重，这些课程对于学生动手能力、独立思考和解决问题的能力的培养是非常重要的。因此，对于实践性课程的教学工作就显得非常重要，然而通过调查，很多高校对于实践性较强的一些课程仍然按照传统理论课的授课方法教学，不仅教学效果差，而且容易起到反作用，对学生的学习态度带来影响，所以对于这一类课程教学方法的改革更加迫在眉睫。

二、采用以问题为导向的教学方法

《中学科学教具制作》是我院科学教育专业学生的一门拓展课程，旨在提高学生的设计能力、动手能力、思考和解决问题的能力，是一门实践性非常高的课程。但是这类课程往往安排在大学的第六或者第七学期，学生面临考研、找工作、培训、做毕业论文等很多任务，因此学生的上课积极性并不高，传统的教学仍然以理论讲授为主，讲解教具制作的方法、过程以及注意事项等，学生很难从中学到基本的知识，能力的培养也是微乎其微。针对以上问题，对于《中学科学教具制作》，采用以问题为导向的教学方法，通过安排项目任务，让学生在项目完成的过程中发现问题，根据学生提出的问题安排授课内容，最终解决所遇到的问题。学生在此过程中，经历了发现问题-学习知识-思考问题-解决问题-动手制作这几个环节，始终以问题为导向，主动参与、主动学习，在学习基础知识的同时，锻炼了动手和解决问题的能力，培养了学生的积极性和自信心，同时在整个项目的完成过程中，培养了学生的团队精神，为后续的工作和学习夯实了基础。

三、《中学科学教具制作》教学过程

《中学科学教具制作》这门课程，学生不仅需要从中学习到教具制作的方法，更是要掌握教具制作的过程。所有在采取以问题为导向的教学方法的同时，结合现代产品设计方法在教具制作中的应用，让新的教学过程贯穿整个学期。下面针对上面提出的教学方法，对每一步进行介绍：

1、头脑风暴，确定制作项目题目

虽然这门课是教具制作课程，但学生的选题并不局限于教具方面，可以是一种生活小发明，也或者是演示某种原理的装置，更强调的是创新性和可行性。全班同学根据项目分组，要求项目成员分工明确、计划周全。

2、现代产品设计方法

为了更好的完成教具制作，针对学生提出的制作盲目性强的问题，指导学生在项目完成的过程中可采取现代产品设计方法，如图1所示。

在现代产品设计方法过程中，重点去讲解怎么将该方法运用在项目制作过程当中，特别是现阶段计算机在其中可以起到的作用。

需求分析：根据现实生活中遇到的问题或者市场需求，提出解决问题或满足需求的相应产品开发方案。

可行性分析：针对需求分析阶段提出的初步设计方案，从技术的可行性、设计的可行性、加工制造的可行性、开发的经济性等方面对多种方案进行比较，筛选出满足条件的几种方案。

方案论证及总体设计：针对可行性分析初选出的几种设计方案进行全面的论证，主要从设计难度、成本、开发周期、调试难度等方面充分评价，优选出一种最佳的设计方案，并对該方案进行总体设计，完成总体设计图。

结构设计：针对提出的总体设计方案，从具体结构尺寸出发，进行详细设计，形成工程图纸，主要包括零件图和装配图。结构设计优先采用计算机辅助设计的方法，培养学生对CAD、CAE软件的兴趣。

结构优化：主要是完成一些细节方面的改进，考虑人机工程学，从方便用户使用的角度对产品的整体结构进行改进。

实验验证：主要进行强度、刚度和可靠性三方面的验证。

3、案例讲解

从上一届的作品中选出若干件优秀的作品，进行分析讲解，并让学生进行点评，分析它们的优缺点以及提出改进方案。重点培养学生发现问题和解决问题的能力，以避免在自己的作品设计中出现类似的问题。并从自己的项目题目出发，全面考虑。

4、项目实施计划编排

为了有效推进项目的实施，合理的安排项目计划是前提。在学生分解项目任务的过程中，要充分结合自己的实际，统筹兼顾。

5、以问题为导向的项目实施过程

以学生作为主体，以项目的实施为教学过程，在学生完成项目的过程当中，针对学生所遇到的问题、提出的问题，进行辅助性的、有针对性的引导，让学生直面自己遇到的问题，从而寻求解决办法，最终保证项目的顺利进行。

6、基于过关问题的教学流程

针对学生的完成情况，评价学生在过关问题解决过程中可借鉴的思想或理论，找出薄弱点提出意见和建议。

7、多样化的结课方式

通常，老师评价学生只注重学习成绩，以问题为导向的教学方法注重的是学生实践与思考探索的过程，既重视学生认知水平的发展，更重视学生的探究兴趣、态度、情感、创新思维的培养，摒弃传统的“一竿子打死”的考核制度。因此，在考核方式上，以学生自我展示为主，将学生对自己作品的展示效果作为一个评价方面，采用老师和学生双向打分的灵活方式，分别从创新性、实用性以及制作情况对学生项目进行评价。学生打分可采用现在流行的一些学习班课APP，提高学生的主动参与意识，同时在为他人评分过程中，发现自己的问题。

四、以问题为导向的教学方法注意事项

1.因材施教，针对不同的学生应采用不同的教学方法和指导方式，努力做到方方面面兼顾；2.以学生为主体的主动学习方式，并不是不管不顾，老师在其中起到了很重要的引导作用；3.轻松的学习氛围并不代表可以随意讨论和课程无关的内容，教学时间应保证良好的课堂秩序；4、注意考核方式的把控，要兼顾学习过程和学习结果。