（南通理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 南通 226002）

為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，2017 年以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，對中國高等教育中體量規(guī)模最大的本科教育提出了更高的人才培養(yǎng)質(zhì)量要求。教學(xué)活動是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)、教育教學(xué)目標(biāo)及社會價值的主要活動之一，教師需采用先進(jìn)的教學(xué)理念和合理的教學(xué)方法，使學(xué)生具備扎實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)和過硬的本領(lǐng)，同時注重提高學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和社會責(zé)任感。

新工科需要新方法。以“教師講授為主”的傳統(tǒng)教學(xué)方法，在實(shí)施過程中，師生互動偏少，難以激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問題、解決問題和不斷創(chuàng)新的意識，不利于學(xué)生未來的可持續(xù)發(fā)展。因此，探索和建立有效的基于“師生互動”的教學(xué)方法體系有一定的現(xiàn)實(shí)意義。以新工科背景下機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化傳統(tǒng)專業(yè)的教學(xué)為例，對師生互動教學(xué)方法體系的構(gòu)建進(jìn)一步說明。

1 新工科的內(nèi)涵及對教學(xué)方法的要求

新工科有兩種解釋，即新興的工科專業(yè)和傳統(tǒng)工科專業(yè)的新階段。新工科，“工科”是本質(zhì)，關(guān)鍵是“新”，其內(nèi)涵體現(xiàn)在五個“新”，即新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量和新體系[1]。顧佩華提出了高校新工科建設(shè)和教育改革的基本內(nèi)容，即新理念、新模式、新方法、新內(nèi)容和新質(zhì)量，認(rèn)為可以通過這五個方面來構(gòu)建新工科專業(yè)或改造現(xiàn)有專業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域社會需求的技術(shù)人才[2]。

在新的工程教育理念和模式下，還需要創(chuàng)新工程教育的教學(xué)方法和手段，構(gòu)建新的教學(xué)方法體系。根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系，有效地組織教學(xué)過程，采取可靠的保障措施滿足教學(xué)活動，提高學(xué)習(xí)效果，提升培養(yǎng)質(zhì)量。

筆者認(rèn)為，新的教學(xué)方法體系的構(gòu)建來自兩個方面的要求：①內(nèi)因。傳統(tǒng)的教學(xué)方法體系已經(jīng)不能適應(yīng)新工科發(fā)展所帶來的新知識和能力的要求，如人工智能、3D 打印、虛擬現(xiàn)實(shí)等，教師的“一言堂”顯然不利于新知識的傳授。②外因。新技術(shù)帶來的生活學(xué)習(xí)方式也在快速變化，學(xué)生們更喜歡成果導(dǎo)向?qū)W習(xí)方式，喜歡不受空間和時間限制的學(xué)習(xí)方式，倒逼教師授課時不斷采用新的教學(xué)方法，如體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、互動式學(xué)習(xí)等，并準(zhǔn)備大量教學(xué)資源。

合理的師生互動教學(xué)方法體系，正是基于上述內(nèi)外兩方面因素提出的，是適應(yīng)新工科教學(xué)的途徑之一。師生互動的教學(xué)方法體系通?？梢岳斫鉃闉檫_(dá)到具體教學(xué)目標(biāo)，以師生互動為主要手段，將教師的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)組織、學(xué)生學(xué)習(xí)、討論溝通、教學(xué)效果及評價等按照教學(xué)規(guī)律和秩序完成的整個教學(xué)全過程。

2 師生互動的教學(xué)方法體系構(gòu)建的原則

強(qiáng)化師生互動，提高接受新知識的能力，構(gòu)建師生互動式的教學(xué)方法體系時應(yīng)遵循以下原則。

2.1 科學(xué)性與思想性相結(jié)合的原則

互動式教學(xué)遵循教學(xué)基本規(guī)律，教師的首要任務(wù)是確定教學(xué)目標(biāo)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)是一切教學(xué)活動的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。學(xué)生需有主動認(rèn)知的意愿，明確自身學(xué)習(xí)目的，并為此付諸實(shí)踐。另外，在互動過程中，增加工科學(xué)生的價值感和使命感，培養(yǎng)中國工程師的家國情懷。

2.2 理論聯(lián)系實(shí)際的原則

新工科所涉及的新內(nèi)容區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容，具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，光有理論而沒有實(shí)踐就會降低教學(xué)效果。教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以實(shí)際案例為切入點(diǎn)，組織學(xué)生開展互動，這種互動不局限于課堂，應(yīng)提前提供案例，引導(dǎo)學(xué)生分析、查找資料，組織學(xué)生研究、討論，提出解決問題的方案，使學(xué)生掌握有關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識獨(dú)立或團(tuán)隊(duì)合作解決實(shí)際問題的能力。

2.3 知識的系統(tǒng)性與認(rèn)知的循序漸進(jìn)相結(jié)合的原則

新經(jīng)濟(jì)時代，適應(yīng)未來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新工科人才，需具備學(xué)科專業(yè)知識跨界融合的能力，好的互動教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)有利于在知識傳授過程中，幫助學(xué)生建立專業(yè)節(jié)點(diǎn)獲信息源的關(guān)聯(lián)。如講增材制造（3D 打?。r，學(xué)生需不斷回顧補(bǔ)充學(xué)過的傳統(tǒng)機(jī)械加工方式，完善知識系統(tǒng)，合理銜接已掌握的知識和新知識，實(shí)現(xiàn)通過一種學(xué)習(xí)促進(jìn)另一種學(xué)習(xí)的“正遷移”。

2.4 學(xué)生個性化與主體性培養(yǎng)原則

新工科培養(yǎng)的是“人”，未來的工程活動更關(guān)注“人”的需求，因此，互動教學(xué)需要發(fā)揮學(xué)生的個性化需求。教師有義務(wù)和責(zé)任引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到他們自身是學(xué)習(xí)的主體，要教會學(xué)生如何進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行規(guī)劃、組織、自我管理、自我評價，學(xué)習(xí)過程中應(yīng)發(fā)散思維，富有創(chuàng)新意識。

3 師生互動的教學(xué)方法體系構(gòu)建過程

互動式教學(xué)方法體系構(gòu)建的過程可以分為三個階段：教學(xué)目標(biāo)的確立、師生互動式教學(xué)策略應(yīng)用、互動式教學(xué)效果評價。

3.1 教學(xué)目標(biāo)的確立

教學(xué)目標(biāo)是整個教學(xué)過程的靈魂，教學(xué)方法的選擇和應(yīng)用應(yīng)以高效實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為宗旨。教師需對教學(xué)內(nèi)容合理規(guī)劃、有序分類，將抽象的、總體的教學(xué)要求細(xì)化為明確且可操作性強(qiáng)的具體教學(xué)目標(biāo)，包括知識、能力、素質(zhì)等方面。例如“液壓與氣壓傳動”課程是機(jī)械專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，在掌握液壓與氣動基本原理的基礎(chǔ)上，會使用常用的功能元件、會分析典型的回路、會搭建常見的傳動系統(tǒng)是該課程的教學(xué)目標(biāo)。

3.2 師生互動的教學(xué)策略應(yīng)用

互動式教學(xué)的主要目的是如何建立良好的師生互動關(guān)系，并突出“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體地位”，去教師中心化，要將傳統(tǒng)的“教師動、學(xué)生不動（懶得動）”的狀態(tài)變成“教師動→學(xué)生動→教師跟著學(xué)生動、學(xué)生跟著教師動”，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高教師的教學(xué)組織能力，從而不斷優(yōu)化教學(xué)效果。

實(shí)現(xiàn)師生互動的策略有多種，教師可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、課程特點(diǎn)、學(xué)生的學(xué)情等因素合理選擇?？刹捎玫牟呗园ㄌ釂?、討論、角色扮演、案例教學(xué)、合作學(xué)習(xí)等[3-4]。可以使用一種策略，也可以多種策略結(jié)合使用。例如對于“液壓與氣壓傳動”課程，各種抽象的圖形符號已經(jīng)無法刺激學(xué)生的求知欲，加之先前經(jīng)歷過“工程圖學(xué)”課程的煎熬，學(xué)生信心一次次受到打擊，因此，再用書本上典型原理圖分析工作過程已經(jīng)不合適?？梢酝ㄟ^人工智能設(shè)備的控制來進(jìn)行案例教學(xué)，比如“吉他機(jī)器人”，通過程序控制機(jī)器人手指的氣壓傳動。不僅增強(qiáng)了工科學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且對氣壓元件的功能、選型及系統(tǒng)的搭建都有了較為深入的認(rèn)識。

合作學(xué)習(xí)也是師生互動教學(xué)的有效方法[5]。獨(dú)學(xué)而無友，則孤陋寡聞。“工程圖學(xué)”是工程技術(shù)界的語言，需要很強(qiáng)的空間想象力。當(dāng)然，合適的教學(xué)方法也許能彌補(bǔ)部分工程想象力缺乏的遺憾，除了用三維輔助設(shè)計(jì)的方法彌補(bǔ)外，對于尚未接觸過三維設(shè)計(jì)的學(xué)生，合作學(xué)習(xí)也是一種可靠方法。可以建立合作小組，共同完成每一次課后任務(wù)，也可以在小組內(nèi)由學(xué)生出題，同組其他學(xué)生解題。能出題的學(xué)生至少說明他自己已經(jīng)掌握了知識點(diǎn)，這既是對自己的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)，也要是對別人的學(xué)習(xí)負(fù)責(zé)。

3.3 互動式教學(xué)策略應(yīng)用效果評價

互動式教學(xué)策略應(yīng)用效果主要通過檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果、對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評價，屬于成果導(dǎo)向，可采用過程性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合的方式。過程性評價側(cè)重考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、互動學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度、能力展現(xiàn)及階段學(xué)習(xí)成果。總結(jié)性評價是在課程教學(xué)結(jié)束時檢驗(yàn)學(xué)生對課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。

4 師生互動的教學(xué)方法體系構(gòu)建的保障

新工科的“新”體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的“新”，新方法為新素養(yǎng)、新知識、新質(zhì)量提供支撐，構(gòu)建師生互動的教學(xué)方法體系離不開管理機(jī)制的運(yùn)行和優(yōu)質(zhì)資源的配置。

4.1 教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法手段的持續(xù)更新機(jī)制

新產(chǎn)業(yè)革命的到來和新經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，需要將學(xué)科專業(yè)的前沿、發(fā)展、對工程技術(shù)人才的新要求引入課程，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，不斷豐富教學(xué)方法，建立教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法手段的持續(xù)更新機(jī)制。高校應(yīng)制訂激勵政策和評價機(jī)制，鼓勵教師將學(xué)科前沿知識、新的工程科技成果引入課程，鼓勵以3D 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等信息技術(shù)為支撐的更具交互性、智能化和個性化的教學(xué)方式和手段，在課程評優(yōu)和教師評職中給予加分，保障教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法手段的持續(xù)更新[6]。

4.2 教材及教輔等優(yōu)質(zhì)資源的建設(shè)

教材及教輔資源是教師開展教學(xué)活動的基本素材，是新知識的載體，對順利開展互動式教學(xué)、為學(xué)生提供優(yōu)秀且適合的教材尤為重要。教材及教輔資源的建設(shè)應(yīng)考慮產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈及前沿學(xué)科知識的交叉，將工科的新技術(shù)引入教材及教輔，不能“用昨天的技術(shù)教明天的學(xué)生”，建設(shè)好MOOC、SPOC 等線上課程和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，將機(jī)械工程領(lǐng)域最新的發(fā)展、最新的科研成果及時補(bǔ)充進(jìn)資源庫，優(yōu)質(zhì)的課程資源有助于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，有助于在實(shí)施互動式教學(xué)時激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、開闊解決實(shí)際問題的思路，為更好地開展互動式教學(xué)提供基礎(chǔ)保障。

4.3 教學(xué)管理機(jī)制的人性化改善

制訂教學(xué)管理機(jī)制是為了使教師和學(xué)生遵守規(guī)章制度，保證教學(xué)工作良好運(yùn)行。但管理是為了發(fā)展，教學(xué)管理機(jī)制不可一成不變?；邮浇虒W(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式有較大不同，實(shí)施過程中，會出現(xiàn)各種矛盾。針對矛盾，學(xué)校在科學(xué)管理的指導(dǎo)思想下，使教學(xué)管理制度更加人性化、民主化，尊重和信任教師，給予教師更多的自主權(quán)，并創(chuàng)造條件支持教師開展互動教學(xué)，提供必要的軟件、硬件支持，對于教師積極開展教學(xué)改革和創(chuàng)新有積極作用，幫助教師樹立正確的教育價值觀和“以生為本”的教學(xué)理念。

5 師生互動教學(xué)體系有效性評價

師生互動教學(xué)體系的構(gòu)建是否有效，反映在人才的培養(yǎng)質(zhì)量方面，但歸根結(jié)底反映在每門課程的評價結(jié)果方面。具體可以從以下幾個方面進(jìn)行評價。

5.1 是否適用于施教內(nèi)容及受教對象

隨著科學(xué)技術(shù)和工程的發(fā)展與進(jìn)步、教育進(jìn)步和社會發(fā)展，新的方法將會動態(tài)出現(xiàn)，支持師生互動教學(xué)的途徑將更多。開展互動式教學(xué)時，教師應(yīng)針對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，這種教學(xué)設(shè)計(jì)能引起大部分學(xué)生的共鳴，能在他們的頭腦中產(chǎn)生新的問題或者新的思考，引導(dǎo)學(xué)生建立問題空間及其相互的關(guān)聯(lián)，從而促進(jìn)學(xué)生主動地去尋找相關(guān)的學(xué)習(xí)材料，進(jìn)行深入探究和學(xué)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)聯(lián)力也是新工科人才的主要能力[7]。此外，教師的任務(wù)是通過互動式教學(xué)尊重學(xué)生、啟發(fā)學(xué)生。教師可以設(shè)計(jì)若干個任務(wù)或過程性、階段性考核了解學(xué)生對所授內(nèi)容的掌握、理解情況，通過任務(wù)完成情況及考核情況反饋互動式教學(xué)的有效性。

例如，講增材制造（3D 打?。r，可以讓學(xué)生聯(lián)系數(shù)控技術(shù)、材料成形技術(shù)、三維建模技術(shù)。機(jī)械專業(yè)的課程實(shí)踐性很強(qiáng)，通過師生線上線下的互動可以了解學(xué)習(xí)效果進(jìn)而完成階段考核。

5.2 教學(xué)目標(biāo)完成的效率

師生互動的教學(xué)效果取決于課程的教學(xué)目標(biāo)完成情況。在開展互動式教學(xué)時，利用教育新技術(shù)并結(jié)合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，有可能會出現(xiàn)課堂上搞得轟轟烈烈，但課后學(xué)生認(rèn)為沒有真正學(xué)到該學(xué)的知識或技能的情況，導(dǎo)致教學(xué)效率低。有效的教學(xué)方法體系應(yīng)在既定的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，師生在花費(fèi)合理的時間、精力基礎(chǔ)上完成規(guī)定的教學(xué)任務(wù)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，使學(xué)生的專業(yè)知識、能力和素質(zhì)等都能得到有效提高。

例如，“工程力學(xué)”課程包括“靜力學(xué)”和“材料力學(xué)”兩部分，知識點(diǎn)較多，系統(tǒng)性很強(qiáng)，在有限的學(xué)時內(nèi)，只有不間斷檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，才能不斷夯實(shí)基礎(chǔ)，繼續(xù)深入學(xué)習(xí)。

5.3 是否達(dá)到育人的目的

新工科的人才不僅要能適應(yīng)未來的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，甚至能引領(lǐng)未來工程發(fā)展。當(dāng)然，未來的工程人才還應(yīng)該“德行兼?zhèn)洹薄＞唧w講，機(jī)械專業(yè)的學(xué)生除了掌握機(jī)械專業(yè)的知識和技能外，教會學(xué)生掌握終身學(xué)習(xí)的本領(lǐng)，還應(yīng)該在師生互動中，使學(xué)生養(yǎng)成崇高的道德品質(zhì)，愛國愛崗，樹立“機(jī)械報國、大國工匠”的遠(yuǎn)大志向，具備健康的身心素質(zhì)和對人類社會有強(qiáng)烈的責(zé)任感。

6 小結(jié)

“教學(xué)有法、教無定法、貴在得法”，新工科要體現(xiàn)教育教學(xué)的新方法，構(gòu)建師生互動的教學(xué)方法體系，對教師而言，其核心不僅是傳道受業(yè)，而是作為學(xué)習(xí)的組織者、學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和思想情感的交流者，把學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性充分調(diào)動起來，去教師中心化，以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生高效學(xué)習(xí)新知識，促進(jìn)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的提高，達(dá)到新工科人才的新素養(yǎng)要求。