提高工科专业课堂教学效果的方法探索

刘琳 胡莉 李海波

摘 要 工科专业课程具有理论实践一体化特点。在“开发内化”教学模式下，教师预先设计工程情景或引入实际工程案例，引导学生针对具体工程问题课前预习、课中练习、课后复习，激发学生自我学习和创新精神培养。实践证明教学效果明显，学生解决实际问题能力显著提高。

关键词 开发内化 课堂教学 实践知识 效果

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2018.08.033

Abstract The professional courses of engineering higher education have a course of the characteristics of theory and practice. Under the "development internalization" teaching model， teachers pre-design project scenarios or introduce actual project cases， guide students on specific engineering issues， pre-learning， in-class practice， and review after class， inspire students to learn and innovate. Practice has proved that the teaching effect is obvious， and the ability of students to solve practical problems is significantly improved.

Keywords development internalization； classroom teaching； practical knowledge； effect

2016年4月教育部發布的《中国工程教育质量报告》数据显示，截止到2014年我国工程教育人才培养规模位居世界第一，[1]但现实中，随着经济建设的发展，工程教育在培养学生工程思维、创新能力、实践能力、跨学科国际视野等方面，仍然难以满足我国技术创新、发展先进制造业、信息化产业等对工程技术人才的多元化需求。

针对我国工程教育存在的问题，探寻其解决之道是当务之急。许多学者对改进我国工程教育现状提出以学生为中心的自主式、问题式、项目训练式的课程教学，解决了我国工程教育面临的部分问题。但是，面对工程教育课程模式的改进，以及如何在课程教学方面做出创新，仍然是工程教育界值得关注的重要命题。[2]

1 工科专业能力培养及专业课程特点

培养适应社会需求的合格工程师是高等工程教育人才培养目标之一。作为人才培养计划的基本要素，课程和教学环节是人才培养目标得以落实的着力点，是相关知识、能力和素养能否真正得到落实、能否培养出符合要求的工程技术人才的关键。课堂教学是一项系统工程，需要课程、教学方法、教学条件、师资等多方面的配合，同时，学生的学习效果又会系统地渗透到每一门课程和教学环节中。这样，学生应该获得的知识、能力和素养与课程体系之间就建立了某种联系，这是课程功能的具体体现。

工科专业课程是有相应的专业应用背景的工程、产品类课程，依据不同专业背景、工程特点设置，除高等数学、化学、力学等基础课外，通常还包括工程知识类、工程技术类、工程实验类、工程管理类等课程。由此可见，工程高等教育的主要专业课程为理论实践一体化课程，是工科学生学习专业知识的主要途径。[3]如“环境影响评价及案例分析”、“给排水工程”是环境工程专业学生的主要核心专业课，具有理论知识与实践应用一体化特点。

通过课程学习培养工科学生的工程素质，使学生掌握一定的专业知识、专业技能，只学习理论知识是不可能完成的。高等工科专业学生需要了解一定的工程背景，并且有一定的工程实践训练。针对工科专业课程特征，如何在课堂教学环节将这些理论实践一体化知识转化为学生的能力，使今后能够有正确的工程思维、工程方法以解决实际问题，这是当前工程教育改革中必须解决的问题。

2 “开发内化”教学创新

为了提高工科高等教育水平，许多专家、教育工作者做出了努力。对于课程教学更加强调教育的全面性、基础性和综合能力的培养，从以“知识”学习为中心向技术、能力、素质全面发展转移；更加强调学生的个性发展、创造精神和创新能力的培养。[4]注重课程内容的理论知识与实践运用的统一，课堂教学与学生课外自主学习结合，有效促进学生在知识和能力方面的整体发展。

“开发内化”教学模式是对传统教学模式的创新，是开发学生潜能、内化学生能力的一种教学尝试，其核心是“预习、练习、复习”。教师根据教学内容、教学目标提前布置学习任务，学生自主学习；课堂上教师采用讲授、测验、讨论相结合进行课堂教学、释疑解惑；课后加强巩固和复习。这种教学模式强调教学活动的有效性，调动学生自主学习的内动力，引导和促成学生将知识“内化”为分析、解决实际问题的能力。[5]实施新的教学模式后课堂教学效果有了显著提高。

3 “开发内化”教学实践

工科专业课程具有理论实践一体化特征，在“开发内化”教学模式下，课前预习、课中练习、课后复习等教学环节，学生的知识内化基本以理论知识占优、实践知识较弱。怎样采用合适的教学手段加入工程实践的知识元素，开发学生实践创新潜质，自我学习的精神非常有必要。

3.1 单一实践知识点的“开发内化”课堂教学

如何在开发内化教学中把实践相关的知识在课堂教学环节更好地完成值得探索。本教学研究探索在开发内化教学中，针对实践相关的知识实施“翻转”教学，即利用目前流行的“翻转课堂”教学概念，让学生先自行学习，再通过课堂展示、讨论及教师引导教学的方式进行。通过设置与实践知识相关的工程背景、应用情景，设计学习任务单，提前2至3周布置给学生，要求学生先行查阅资料自主学习，再到课堂进行讨论，以加强实践知识在开发内化教学预习环节的教学效果，达到充分学习知识和内化自我能力的教学目的，提高学生工程素养。如针对“给排水管网工程”专业课程的排水管网设计、施工、管网的管理及维护等与实践密切相关的知识点，把学生分成4组，提前布置任务，教师给出知识点的工程背景或情景，任务完成的路径，提出完成学习及讨论的时间、内容及要求。学生通过查找资料、寻找案例、主动观察等，完成老师布置的任务。实践证明学生的学习效果、学习热情明显提高。

3.2 专业知识综合应用的“开发内化”课堂教学

传统的工科专业课程以教师课堂讲授，学生学习知识为主，缺乏对工程素养训练的针对性。在“开发内化”课堂教学中，教师预先设计工程情景或引入实际的工程案例，采用以研究解决“问题”为中心，引导学生课前、课中、课后针对具体工程问题，学习、研究如何综合地运用多学科的知识和经验去分析和解决问题。相同的问题因产生的背景情况不同，会有完全不同的合理解决方案，解决问题的答案也可以是多种多样。通过这一过程，学生能够对相应的知识得以内化，解决实践问题的能力得以培养锻炼。课程采用的案例从教师参与的工程项目入手，收集组织、编辑案例材料，进行制作工作。工程项目包含设计、制造、调试到投运过程，项目的设计任务书、设计说明书、图纸、使用维修说明书等，或者现场活动及工程设备的录像等，均可以选择为教学案例。设计任务清单时，充分考虑学生的特点制订任务计划，先是任务目标、总方案，再按计划逐步向下分解项目内容。课前在教师指导下分段自主学习，课堂上教师讲解、讨论相结合，让学生逐渐消化案例所反映的工程背景和有关技术内容。如“环境影响评价及案例分析”课程，把学生分成4组，通过提前布置任务，发布任务要求及完成时间节点，之后在課堂上进行工程分段讲解、讨论，学生逐步消化具有实践工程背景的案例。如“福建省某纸业股份有限公司热电站节能技改项目”、“某城市道路交通的噪声及振动控制”案例，学生从开始对工程分析无从下手，到期末结课时能够对整个工程及环境影响进行分析、总结讨论，学生的综合应用能力、工程实践知识有了大幅进步。

4 结语

国家的高速发展对工科专业人才培养提出了更高要求。高等工程教育的课堂教学是人才培养的重要环节，涉及到课程设置、教学条件和设施、师资等多方面因素。基于高等工程教育所存在的问题，采用“开发内化”教学模式进行了课堂教学有益尝试，学生自我学习、创新思维、动手能力得到了锻炼，教学效果显著提高。实践证明，只有发现问题，正视问题并努力解决问题，才能为国家培养适合社会需求的优秀工科专业人才。

参考文献

[1] 教育部.中国工程教育质量报告（摘要）[N].中国教育报，高等教育·特刊，2016-4-8（006）.

[2] 汪友生，王阳.工科高等教育与社会脱节的原因与对策分析[J].高等工程教育研究，2016（3）.

[3] 崔军.中外高等工程教育课程研究[M].南京大学出版社，2013.

[4] 高有华.高等教育课程理论新探[M].江苏大学出版社，2009.11.

[5] 赵作斌.大学成功素质理论与实践[M].武汉：武汉大学出版社，2009.