陸建紅，米曉，范振強(qiáng)，李宗喜

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新工科課堂教學(xué)模式改革創(chuàng)新研究＊

陸建紅，米曉，范振強(qiáng)，李宗喜

（華北水利水電大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，河南 鄭州 450046）

新形勢(shì)下，與新工科理念相匹配的課堂教學(xué)模式改革與發(fā)展已經(jīng)站在新的歷史起點(diǎn)，傳統(tǒng)課堂教學(xué)價(jià)值的局限性日益明顯，探索有中國(guó)特色的工程教育迫在眉睫。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程能力，課堂教學(xué)模式必須要有新的改革創(chuàng)新思路與舉措。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式局限性的分析，提出了新工科課堂教學(xué)模式改革創(chuàng)新的基本思路，構(gòu)建了創(chuàng)新型工程思維教學(xué)模式。

新工科；課堂教學(xué)；改革創(chuàng)新；創(chuàng)新型工程思維教學(xué)模式

人才培養(yǎng)是大學(xué)職能的根本所在，工科教育中的課堂教學(xué)服務(wù)于人才培養(yǎng)的目標(biāo)。課堂教學(xué)是在一定的教育教學(xué)思想和理論指導(dǎo)下，為完成特定的教學(xué)目標(biāo)而圍繞某一主題形成的教學(xué)結(jié)構(gòu)及其具體可操作的實(shí)踐活動(dòng)方式，是教師的“教”與學(xué)生“學(xué)”的內(nèi)、外化有機(jī)結(jié)合的過(guò)程。教師的“教”起主導(dǎo)作用，服務(wù)于學(xué)生學(xué)習(xí)的要求取向；學(xué)生的“學(xué)”是活動(dòng)的主體，作為獲取知識(shí)的主要方式，是教師“教”的目標(biāo)取向。

1 課堂教學(xué)的價(jià)值論述

1.1 傳統(tǒng)課堂教學(xué)的價(jià)值論述

教育的本質(zhì)在于師生之間精致、奇妙地互動(dòng)，不管教育技術(shù)多么發(fā)達(dá)，機(jī)器都無(wú)法取代[1]。經(jīng)過(guò)超過(guò)千年實(shí)踐的傳統(tǒng)課堂教學(xué)價(jià)值遠(yuǎn)不止于此。在教師和學(xué)生的面對(duì)面教學(xué)過(guò)程中，教師能根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)調(diào)整教學(xué)方式和進(jìn)度，學(xué)生在教室中集體學(xué)習(xí)氛圍下的學(xué)習(xí)意識(shí)與學(xué)習(xí)效率較高。教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和態(tài)度的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督和約束是互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式不可比擬的，課堂教學(xué)中師生面對(duì)面交流的情感傳遞對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程有微妙且實(shí)際的促進(jìn)。

大學(xué)課堂的傳統(tǒng)教學(xué)方式與中學(xué)課堂教學(xué)方式的順利過(guò)渡更有利于學(xué)生接受比中學(xué)復(fù)雜的多的知識(shí)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)課堂教學(xué)自有其價(jià)值所在，但如不進(jìn)行創(chuàng)新改革，其弊端也顯而易見(jiàn)。灌輸式的教與被動(dòng)式的學(xué)、學(xué)生的積極性主動(dòng)性發(fā)揮不出來(lái)、培養(yǎng)人才的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力低，這些弊端在諸多研究論述中均有提及。

1.2 新型教學(xué)方式的利弊分析

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展與普及帶來(lái)了新型的教學(xué)方式，這些教學(xué)方式各有特點(diǎn)。相比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式而言，慕課、微課和翻轉(zhuǎn)課堂這些新型的教學(xué)方式從一定程度上降低了學(xué)習(xí)門(mén)檻、提高了學(xué)習(xí)效率，因此受到了大眾的歡迎。但隨著實(shí)際應(yīng)用也出現(xiàn)了問(wèn)題，以慕課為例。慕課的退學(xué)率很高，比如50 000名注冊(cè)學(xué)習(xí)加州大學(xué)伯克利分?！败浖こ獭钡膶W(xué)習(xí)者中只有7%完成了整個(gè)慕課[2]。慕課的“在線(xiàn)、自動(dòng)打分和同伴互評(píng)”特征中，自動(dòng)打分只能以選擇題等簡(jiǎn)單方式考查學(xué)生對(duì)基本概念的掌握程度，同伴互評(píng)由于缺少教師的有效監(jiān)督受到了質(zhì)疑。更為重要的是，慕課對(duì)學(xué)習(xí)者的自我管理和約束有很高的要求。但現(xiàn)實(shí)情況是我國(guó)大部分經(jīng)歷過(guò)高強(qiáng)度高考備考學(xué)習(xí)的大學(xué)生，沒(méi)有自我管理的能力或者自我管理的能力很低。

1.3 新工科建設(shè)中的專(zhuān)業(yè)課特點(diǎn)

在新工科建設(shè)中，占據(jù)主導(dǎo)地位的工科教育中的專(zhuān)業(yè)課幫助學(xué)生建立自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架。工科教育中的專(zhuān)業(yè)課有其自身特點(diǎn)，每一門(mén)專(zhuān)業(yè)課都有其自身特有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，也就是所謂的“綱”。教學(xué)絕不只是教一個(gè)一個(gè)的知識(shí)點(diǎn)，而是必須找到主線(xiàn)，讓學(xué)生了解并理解這門(mén)課程從哪里來(lái)、到哪里去，讓學(xué)生知道知識(shí)的來(lái)龍去脈，知道并把握知識(shí)與知識(shí)之間的聯(lián)系，進(jìn)而了解和掌握知識(shí)背后所隱藏的能力和思維方式，這就是結(jié)構(gòu)。掌握了一門(mén)課程一門(mén)學(xué)科的結(jié)構(gòu)或者說(shuō)框架，那么所學(xué)到的知識(shí)就不是孤立的、割裂的、支離破碎的，而是整體的、系統(tǒng)的、相互聯(lián)系的。每一門(mén)專(zhuān)業(yè)課都有其特定的工程背景，或者是每一門(mén)專(zhuān)業(yè)課都是為了教會(huì)學(xué)生某一方面的工程思維或者工程能力。比如給排水科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中的“給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)”專(zhuān)業(yè)課，要讓學(xué)生受到專(zhuān)業(yè)技能、工程設(shè)計(jì)等方面的基本訓(xùn)練，具備解決給水排水管網(wǎng)工程問(wèn)題與進(jìn)行科學(xué)研究的初步能力，培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力和良好的綜合素質(zhì)。在這種特點(diǎn)與要求之下，課堂教學(xué)模式以傳統(tǒng)的教學(xué)方式方法為基礎(chǔ)，融合模式創(chuàng)新，會(huì)對(duì)新工科建設(shè)過(guò)程中更好地培養(yǎng)具有工程教育背景和創(chuàng)新思維的人才起到重要作用，為開(kāi)創(chuàng)中國(guó)模式的高等工程教育打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 新時(shí)代新工科的新型教學(xué)模式

2.1 課程知識(shí)傳授在教育過(guò)程中的基礎(chǔ)地位

教學(xué)質(zhì)量是核心，教師的“教”都是為學(xué)生的“學(xué)”服務(wù)，這個(gè)“教”包括了課堂講授、課后答疑，也包括實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練指導(dǎo)，甚至包括課程之外的言傳身教的影響。正在全國(guó)開(kāi)展的工程教育認(rèn)證是以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)，其實(shí)質(zhì)也是檢查工科專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)過(guò)程是否促進(jìn)并保證了學(xué)生有效“學(xué)”。教的內(nèi)容包含課程知識(shí)點(diǎn)、課程知識(shí)結(jié)構(gòu)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架結(jié)構(gòu)、職業(yè)道德、思考方式、工作學(xué)習(xí)態(tài)度等等，其中課程知識(shí)是基礎(chǔ)。

2.2 各種教學(xué)形式的協(xié)調(diào)配合作用

在教學(xué)改革中我們應(yīng)該堅(jiān)持的是一切教學(xué)活動(dòng)都是為了學(xué)生的“學(xué)”服務(wù)，而知識(shí)傳授是工程教育教學(xué)內(nèi)容的重要部分，此為“守正”。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，教學(xué)形式可以多樣化，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生特點(diǎn)和其他可利用的技術(shù)手段的不同而相應(yīng)變化，此為“創(chuàng)新”。守正與創(chuàng)新二者相互協(xié)調(diào)，相互促進(jìn)。

各種教學(xué)形式需協(xié)調(diào)配合，比如互聯(lián)網(wǎng)新型教學(xué)方式與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活采用。相比較而言，互聯(lián)網(wǎng)新型教學(xué)方式更適合碎片化學(xué)習(xí)，比如學(xué)生在校期間的某些選修課或者工作之后利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)修；課堂教學(xué)更適合目前工程教育中專(zhuān)業(yè)課的授課，有利于復(fù)雜的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)傳授。工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中，要求工科學(xué)生畢業(yè)后能夠解決復(fù)雜的工程問(wèn)題，而“作坊式、手把手”的課堂教學(xué)能夠更有效地進(jìn)行知識(shí)框架傳授和能力訓(xùn)練，這是目前的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式所不及的。

2.3 “深耕細(xì)作”的課堂教學(xué)模式改革思想

基于目前的工科教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行“深耕細(xì)作”式改革更為現(xiàn)實(shí)，也更有實(shí)際效果。所謂“深耕細(xì)作”就是，從傳統(tǒng)課堂教學(xué)出發(fā)，按照“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體”的原則，結(jié)合先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)成果和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，采用多種教學(xué)方式手段，小步快跑地解決傳統(tǒng)教學(xué)方法中的問(wèn)題，通過(guò)分析研究，把課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)做得更深入仔細(xì)，對(duì)課堂教學(xué)模式進(jìn)行深入研究和改革實(shí)踐。

3 課堂教學(xué)模式改革創(chuàng)新研究

結(jié)合新形勢(shì)下國(guó)家新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)特點(diǎn)，以學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展和工程能力培養(yǎng)為中心，對(duì)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)進(jìn)行改革創(chuàng)新[3-10]，構(gòu)建創(chuàng)新型工程思維教學(xué)模式。此種教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體、教師主導(dǎo)、工程為基、多模式并用的基本原則。

3.1 以教與學(xué)平等原則構(gòu)建的互動(dòng)式教學(xué)模式

通過(guò)營(yíng)造多邊互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境，在教師和學(xué)生雙方平等交流探討的過(guò)程中，達(dá)到不同觀點(diǎn)碰撞交融，進(jìn)而激發(fā)師生雙方的主動(dòng)性和探索性，大幅度提高教學(xué)效果。此種模式以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，提倡教師與學(xué)生互相之間開(kāi)展討論、交流和溝通，師生關(guān)系和教學(xué)關(guān)系不再是單向的，而是多向的、互動(dòng)的。在教學(xué)活動(dòng)中，教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)單一的知識(shí)講授者角色，充當(dāng)好鼓勵(lì)者、引導(dǎo)者、組織者、咨詢(xún)者、幫助者等角色，創(chuàng)造條件讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、總結(jié)規(guī)律，形成探究式學(xué)習(xí)的模式；學(xué)生從單純接受者的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過(guò)程的主體，自覺(jué)地、積極地、主動(dòng)地參與到課堂互動(dòng)活動(dòng)中來(lái)，培養(yǎng)產(chǎn)生新認(rèn)識(shí)、新思想和創(chuàng)新事物的創(chuàng)新能力。

3.2 以最大限度調(diào)動(dòng)積極性為原則的參與式教學(xué)模式

參與式教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需要和愿望，以學(xué)生主體性為內(nèi)核，以自覺(jué)性選擇性為特征進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)過(guò)程中，教師誠(chéng)心誠(chéng)意地把學(xué)生當(dāng)做主人，使他們切實(shí)感受到成為學(xué)習(xí)主人的真正樂(lè)趣和與教師、同學(xué)共同探求知識(shí)的幸福。參與式教學(xué)不僅有利于發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的潛能，而且有利于滿(mǎn)足學(xué)生的心理需要。參與式教學(xué)還有利于學(xué)生更多地交流與合作。教師既是指導(dǎo)者又是參與者，強(qiáng)調(diào)教師從學(xué)生的學(xué)習(xí)中汲取養(yǎng)料，實(shí)現(xiàn)“教學(xué)相長(zhǎng)”的目標(biāo)。

3.3 以解決實(shí)際問(wèn)題為根本導(dǎo)向的研討式教學(xué)模式

研討式教學(xué)，以解決問(wèn)題為中心，通過(guò)由教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，然后師生共同查找資料，研究、討論、實(shí)踐、探索，提出解決問(wèn)題辦法，使學(xué)生掌握知識(shí)和技能。研討式教學(xué)要求以“導(dǎo)”為主，設(shè)置貼近學(xué)生生活、富有吸引力的情境，提出有思考價(jià)值的問(wèn)題，要求教師有全面、深刻、獨(dú)到的見(jiàn)解，了解學(xué)生原有知識(shí)基礎(chǔ)和能力水平，并且有熟練利用現(xiàn)代化手段教學(xué)的能力。要求學(xué)生通過(guò)查閱資料、研究討論后解決問(wèn)題。這種教師當(dāng)“導(dǎo)演”，學(xué)生當(dāng)“演員”的模式，創(chuàng)設(shè)了師生、生生之間平等、和諧的教學(xué)環(huán)境，體現(xiàn)教學(xué)的民主化，形成和諧共進(jìn)、教學(xué)相長(zhǎng)的境界。學(xué)生以小組為單位，選擇學(xué)科相關(guān)專(zhuān)題（專(zhuān)題題目可以是同學(xué)自選，也可以由教師指定），課前“生生合作”和“師生合作”進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的信息收集和PPT課件的制作，教師提供講授方法和講授內(nèi)容指導(dǎo)，使同學(xué)更加自信地站在講臺(tái)上。

3.4 以實(shí)際工程案例為基礎(chǔ)的案例式教學(xué)模式

案例式教學(xué)以實(shí)際工程為例進(jìn)行教學(xué)，可以促進(jìn)隱性知識(shí)與顯性知識(shí)的不斷轉(zhuǎn)化，通過(guò)具體的情境，將隱性的知識(shí)外顯，或?qū)@性的知識(shí)內(nèi)化，使學(xué)生更深切地理解理論的真諦，訓(xùn)練學(xué)生分析、解決問(wèn)題的實(shí)際能力，從而加深他們對(duì)基本原理和概念的理解。對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)的工學(xué)學(xué)科，案例式教學(xué)無(wú)疑是一種十分有效的教學(xué)方法。

3.5 融合多種現(xiàn)代教學(xué)手段的綜合教學(xué)模式

以上教學(xué)方法主要是靠教學(xué)方式的調(diào)整來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新，這對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天來(lái)說(shuō)，還是不夠的。所以在應(yīng)用以上教學(xué)方法的同時(shí)，合理地使用現(xiàn)代教學(xué)設(shè)施和現(xiàn)代教學(xué)手段，就能提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，也是創(chuàng)新教學(xué)方法的有效途徑。這些現(xiàn)代教學(xué)手段包括多媒體技術(shù)、數(shù)字計(jì)算技術(shù)等。多媒體教學(xué)過(guò)程，重視教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，真正做到互動(dòng)教學(xué)，使多媒體技術(shù)真正服務(wù)于課堂教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。數(shù)字計(jì)算技術(shù)對(duì)工科專(zhuān)業(yè)課程中計(jì)算比較繁瑣的教學(xué)內(nèi)容非常有效。以給水排水工程專(zhuān)業(yè)給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程中的給水管網(wǎng)平差計(jì)算為例，利用數(shù)字計(jì)算技術(shù)，兼顧了手工計(jì)算和專(zhuān)業(yè)軟件計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)。除多媒體技術(shù)和數(shù)字計(jì)算技術(shù)之外，還可以通過(guò)工程錄像、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將工程現(xiàn)場(chǎng)引入課堂，打破時(shí)空界限，使教師授課與實(shí)際工作緊密結(jié)合，使學(xué)生與實(shí)際工程直接接觸，有效地提高了學(xué)生主觀學(xué)習(xí)的興趣，達(dá)到了良好的教學(xué)效果，也極大地節(jié)約了教學(xué)資源。

4 結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)新型工程思維教學(xué)模式不是為追求形式手段的花樣翻新，而是構(gòu)建以生為本、問(wèn)題導(dǎo)向、以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程思維為關(guān)鍵的教學(xué)方法系統(tǒng)，讓學(xué)生積極地參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，變被動(dòng)接受為主動(dòng)吸收，變單向輸送為多向交流，加強(qiáng)其獨(dú)立自主意識(shí)、開(kāi)拓創(chuàng)新精神和實(shí)踐應(yīng)用、工程能力的培養(yǎng)，從而為實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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2095－6835（2019）05－0048－03

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.05.048

陸建紅（1973—），女，華北水利水電大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)，副教授，博士，研究方向?yàn)榻o水排水管網(wǎng)、水處理理論與技術(shù)的教學(xué)與研究。

華北水利水電大學(xué)2016年度卓越教學(xué)團(tuán)隊(duì)，華北水利水電大學(xué)2017年教育教學(xué)改革項(xiàng)目

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕