工科专业课课堂教学质量提高途径探索

摘要:针对工科专业课程教学特点和课堂教学策略,根据作者多年的教学经验,对工科专业的课堂教学方法进行了探讨,总结了提高工科专业课堂教学质量的途径,分别从备课和教学方法方面对课堂教学进行了探索,对进一步提高工科课堂教学改革具有一定的指导意义。

关键词:工科专业课;课堂教学;教学质量

中图分类号:G424.31 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)11-0241-03

研究型教学与学习是新世纪高校教育发展的必然趋势和要求,是创建研究型大学的重要组成部分。课堂教学是教学各环节中不可缺少的重要环节,专业教学是培养工科学生专业素质及创新能力的重要阶段,学生的绝大部分专业知识及能力来源于专业教学课堂。通过对专业课堂教学要素的重组整合,营造有利于学生主动学习的课堂环境,提供给学生主动学习的条件与机会,引导学生自主发展,增强学生的实践能力及激发学生的研究兴趣。因此,提高专业课课堂教学质量至关重要。

《工程水文学》是水利工程专业的基础课,是应用水文知识于工程建设(主要是水利工程)的一门专业学科,它研究与水利工程的规划、设计、施工和运营管理有关的水文问题,主要内容为水文计算、水利计算和水文预报等。其作用是使水利工程专业的学生能了解水利工程技术中的基础专业问题,以及对工程技术中水文分析中的概念和方法等,进一步完善学生的知识面并提高学生对专业的认识。近年来,郑州大学水利与环境学院在《工程水文学》精品课程教学中,通过“面向21世纪水利水电工程专业人才培养目标和课程体系研究与实践”(省教改项目)和“《工程水文学》网络课件”(省网络课程)等项目的研究实施,依据学校培养目标和社会的需要,坚持“拓宽基础,突出特长,培养能力及强化素质”的基本思路,在探索工科学生创新和实践能力培养途径、构架理论教学与实践教学互动人才培养体系方面作了大量的尝试工作。

本文在分析工科专业课教学特点及教学策略的基础上,以《工程水文学》课为例,从备课、教学方法等直接影响到课堂教学质量的因素进行探索。

一、工科专业课教学特点及课堂教学策略

工科专业不同于其他学科,有其自身的特点。在现代教学改革前提下,在缩短总学时的同时,要求拓宽基础,增加基础课学时,使得专业课学时比以前减少许多,因此,工科专业课不仅具有学时紧、实践性强、更新快等的特点,而且从教学内容上讲还具有基础内容与综合内容相结合、教学内容的知识点与应用知识点的数学建模和数学实验能力相结合的特点。因此,课堂教学要求处理好5个关系,即系列专业课程内部之间的关系、基础知识与建模和实验的关系、与后续相关课程的关系、学生为中心与教师课堂教学之间的关系、课堂上导引和课后练习之间的关系。

从哲学方面来看,课堂教学是师生共同完成的“认识――实践――再认识”的过程;从教育方面来看,教师要帮助学生逐步完成社会化的过程,课堂则是教师实现这一目标的主渠道,是师生进行交流的舞台,因此,课堂教学是学生学习知识、培养学生创新能力的主要渠道。构筑了采用多种教学包括“知识、氛围和情感” 策略,明确课堂教学创新教学中师生的地位,在理论和实践教学中摒弃课堂教学模式化、采用多种教学手段和方法实现课堂教学中的创新意识的培养的创新教育思想。教师作为主体,立足于“导”,而不是“灌”,学生作为学习主体则体现“动”,教学就是师生互动、共同作用于知识客体、使学生在课堂学习中发生变化的过程。教学是一个动态的过程,针对不同的学生、不同的教学情境、不同教学条件应该采用多种教学方式,在教学课堂中也会出现一些估计不到的情况和教育良机,需要教师随时把握、随机调整。我们多年的《工程水文学》教学在理论和实践教学方面逐渐形成了实现学生潜能的多级开发的教法革新,在教学手段上总结出了“宽范式、讨论式、问题式、立体式以及个性化教学模式”等教学方法;在实践教学方面总结出“训练式、开放式和实践教学模式”的教学法。

二、提高工科专业课课堂教学质量的途径

(一) 备课

工科教学改革正在进行,一方面要求工科专业课程体系进行调整,另一方面也要求课堂教学内容的整合,因此,备课就成为提高课堂教学质量最首要的途径。教师在深刻理解教学大纲基本知识点的基础上,选择适用教材,结合相关教学内容,吃透教材,明确教学内容的重点和难点,制定详尽的教学日历,采用现代化手段积极进行备课。整个备课过程中重在教学内容的深度,深度是指基本教学内容深层次的内涵,追求教学内容的深度,不仅可以帮助学生加深对基本教学内容的理解,而且可以激发学生的钻研精神和创新精神。一是从基本理论方面挖掘基本教学内容的深度;二是从工程实例分析中挖掘基本教学内容的深度;三是从学科发展历史中挖掘基本教学内容的深度。

1.选择适用教材,及时更新讲课内容

适用教材有两层含义[3]:一方面,尽量选用新出版的教材,以解决教材修订速度慢与知识更新快的矛盾;另一方面,所选教材的内容应与课时量大致相当。否则,内容多不能讲完,学生可能会认为教师不负责任,该门课程也不重要,从思想上轻视专业课。我们在《工程水文学》的教学中,根据我院不同专业培养目标及课时要求,给排水专业选择了面向21世纪课程教材2001年版的《水文学》,而水工专业和地信专业选择2008年版的全国高等院校水利水电类精品规划教材《工程水文学》,并及时收集国内外最新资料补充到教学内容中,拓宽教学内容,开阔学生视野,让学生及时了解本专业知识的发展方向和前进步伐。

2.挖掘书本知识,突出重点和难点,优化教学内容

在多年的实践教学中,深深感到学生在学习中花了大量的时间,但从其所学的教学内容总体来看最后还是只见“树木”不见“森林”,不能很好地把握所学的内容,不能把所学的内容联系起来作进一步的归纳总结,因此,教师在备课过程中应着眼于高处,从宏观上把握教学内容,要做到这一点,教师必须挖掘书本知识,才能将课堂内容进行提炼,并在课堂教学中将概念和理论知识进行归纳和提升,也能将不同概念进行比较和区别。专业课程实践性强这样的特点要求在保证教学内容严谨性和系统性的前提下,以课程重点为主线,将课堂所涉及到的概念、理论、原理和方法以串联的方式组织为课堂教学内容的知识点,对于重点问题可以从工程事例出发引导学生的形象思维,帮助学生在理解的基础上进行记忆,解决了传统教学手段难以描述和讲清的问题,同时,从实践激发学生的学习兴趣,为学生的独立思维提供了更大的思维空间。

3.以现代教育理论为指导,将教学与信息技术有机结合,实现立体化教学模式

借助计算机生成包括文字、图象、声音等多种信息的多媒体课件,可以准确、形象、直观地将知识传授给学生,将抽象问题形象化,有利于增强学生形象思维能力和对知识的理解,获得较好的教学效果,另外多媒体技术还能省去教师课堂现场做图和时间,有助于解决课时少与授课内容多的矛盾。

借助网络技术,将多媒体课件网络化,实现课堂教学和实践教学的融合,改变了教学过程中“教”与“学”的关系,将单向的“教”与“学”变成了多向的“教学互动”,同时,通过教学服务系统,引导学生主动学习,全方位强化应用知识和能力的训练,开放性的课程教学系统为学习增添了新内容。

(二) 教学方法

教学方法是教师和学生为达到教学目的而共同进行认识和实践活动的途径和手段,它是师生双方的协同活动,在长期的教学实践中,已形成了多种教学方法,如讲授法、问答法、讨论法、演示法、自学指导法等[5]。这些方法就其本质而言,都是在长期教学实践中逐渐形成的,然而,对于不同的专业课程应因课而教,因人而教。笔者在多年的《工程水文学》教学过程中,在教学手段上总结出了“宽范式、讨论式、问题式、立体式以及个性化教学模式”等教学方法;在实践教学方面总结出“训练式、开放式和实践教学模式”的教学法。

1.课堂教学重在自主设计

课堂教学效果如何,教师教学设计是非常关键的,不同的教学内容要求采用不同的教学方法和手段实施。现代研究型教育需要坚持素质教育、工程教育和创新教育的结合。因此,课堂教学的设计对于整个课堂的教学效果就会有很大的不同,研究型教育不仅仅地是简单告诉学生只能学或做什么,不能做或学什么,结论是什么,而是要求学生通过课堂教学内容学会去思考,学了什么,能做什么,不能做什么,怎么做及结果是什么。传统的教学模式没有任何悬念,就课本内容进行讲授,因而对学生没有吸引力,学生兴趣不大,效果甚微。现在我们根据不同的教学内容设计不同的教学方法。例如,对于概念性强的教学内容,要注重概念的讲解,同时引导学生发现和掌握规律,而对于应用性强的教学内容,注重学生的应用训练,同时加大课堂信息量等。这样通过课堂教学引导和指导学生学习,提高学生学习的兴趣和提高学生自己提出问题和解决问题的能力,变被动的学习为主动学习。

2.注重启发式教学,注意不同层次的需求

课堂教学需要活跃的课堂的学习氛围,因此,课堂教学过程中需要启发、引导学生的思维,需要采用讨论式、互动式的教学方法,特别是需要激发学生听课的热情和积极性,使学生不仅是带着耳朵和眼睛来上课,而且更重要的是带着大脑来上课。

所谓互动式教学法,其主要宗旨是活化课堂教学,使教与学相互结合、相互渗透,师与生相互启发、相互推动,最终达到学生自主学习的目的。其内涵包括巧妙创设问题,激发求知欲望,引导课堂讨论,鼓励求异思维,分层发展提高,尝试创造体验。这样的教学决不仅仅是教师一个人从头讲到尾,而是学生参与教学活动中,学生的思想不敢开小差。实施这样教学方法的关键在于教师要怎样启发怎样引导。首先是要善于提出问题,其次是分析问题和解决问题。课堂教学中要适度给学生留一定的思维空间,教师需要精心设计一些能够刺激和引导学生思维的问题。例如,在讲授《工程水文学》中“径流”部分内容中时,讲授正式内容前,先问了学生们一系列的问题,“当降雨结束了,河道里为什么还有比较大的水流,且维持一段时间?为什么久晴不雨河道中水流一直川流不息?城市化后河道中的水流会有什么样的变化?”等这样能的问题,激发了学生的听课兴趣,随着讲课内容的进行,引导学生利用课堂所讲授的内容回答问题,使学生在分析问题过程中,获得应用基本理论分析和解决问题的能力

3.运用自学指导法,培养学生的自学能力

专业课之间往往有不同程度的交叉,有的内容在一些专业课中有所涉及,仅仅由于课程所关注的不同因而侧重点不同,或者对于叙述性内容较多的课,学生易于理解,而教师讲授难出新意,也容易落入照本宣科的误区,而授课学时又比较紧张,因此,在课程教学中可以适当安排一些自学内容,这样可以缓解学时少与内容多的矛盾。

指导学生自学需做到以下几点:(1)指导学生阅读理解教材,及可参考的教材;(2)鼓励学生上台讲解自学内容;(3)鼓励学生提出问题,同时鼓励学生自己回答,在学生中形成一种讨论的氛围,教师帮忙总结回答;(4)教师对教学内容精讲。

4.采用现代化教学手段, 激发学生的创新精神

课程教学内容与方法的改革和创新不仅有赖于将科研成果转化为教学资源,有赖于积累教学经验,也要充分应用现代教育技术,包括信息技术、计算机技术、多媒体和网络技术等。在课堂教学继承粉笔和黑板优点,发挥现代教育技术的优点,拓宽学生的视野,导学生学习和思维的过程。实践证明,(1)现代信息技术的运用应该能够引起教学深度和广度的深刻变化。例如,利用动画技术可以将原来所采用的教学模型“活”起来,有利于学生理解。采用真实感很强的三维动画, 不仅可以帮助学生正确认识某些基本理论,而且能够使学生认识到这些理论的局限性。(2)现代信息技术的运用能够引导学生从书本和教室走向广阔的外部世界,能够使学生感受到所学的内容并不是枯燥的理论和繁琐的数学推导,而是具有丰富多彩的实际内涵。(3)现代信息技术的运用能够引导教育者采用更好的教学策略启发学生思维,激发学生的创新精神。(4)现代信息技术的运用是基于现代教学理论与信息技术指导下的教学,促使现代教学成为立体化式的教学模式。

5.课堂教学与课外学习相结合

研究型教学就是要鼓励学生“在学习中研究,在研究中学习”,就是要鼓励学生不满足于书本上的知识学习,要研究和掌握书本上没有的东西,我们在教学过程中要给学生提供基于课程教学内容而又略高于课程教学内容的文献资料 或获取文献资料的途径,开阔学生视野,满足不同学生的需要,培养学生搜集研究资料和阅读文献的能力,逐步培养成研究问题的良好习惯。

在课外作业中,本着基本训练的原则,鼓励学生研究一些没有标准和唯一答案的学习研究问题,这些学习研究问题可以是基本教学内容的扩展和延伸,也可以是与工程实际有关的问题,还可以是一些专业课中的建模问题。也将创新的教学理念落实在了课程与教学环节上。

三、结语

多年的教学实践,旨在以教学模式为突破口,以教师为主导作用的充分发挥为先导,构建学生学习的主体性,实现学生的多级开发,实现由传统的知识型、单一型向现代的素质型、开放型和复合型转化的创新型人才培养模式的根本性变革,培养学生的创新精神和实践能力,以满足21世纪人才的多元需求。

在现代的课堂教学中,需要有柔性的课程体系相匹配,实现基础内容与综合内容提高相结合、教学内容的知识点与应用知识点相结合、经典内容与专业课程技术的相结合,体现教学内容的学术深度、课堂教学的自主设计、教学过程中的启发与引导、课外学习重在研究,加强基础、因材施教、分层培养。多范围的教学模式促使学生从“定式思维”逐步向“开放式思维”转变,在教学中注重培养学生的分析总结能力,融会贯通知识,提高学生具有应用知识和创新知识的本领。

参考文献:

[1] 詹道江,叶守泽.工程水文学[M].北京:中国水利水电出版社,2000.

[2] 吴明远,詹道江,叶守泽.工程水文学[M].北京:水利电力出版社,1987.

[3] 胡彩虹,吴泽宁,左其亭.工程水文学课堂教学中的创新精神和实践能力的培养浅谈[J].中国科教创新导刊,2008,(32).

[4] 吴海桥,李勇.提高工科专业课堂教学质量的探索[J].高教论坛,2006,(3):88-89.

[5] 潘家祯.“双语教学”的内涵及其思考[J].化工高等教育,2003,(3):48.