教育教學改革工科授課方法探討

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摘要：針對新時代工科授課所面臨的突出問題，文章分別從教育對象、教育內容和教育方式三個方面做出分析，指出了當前教學中學生主動性不強、知識結構松散和課堂教學方式滯后的特點。并根據工科內容的典型性特征，結合新時代大學生學習環境，提出了基于生活實踐的興趣引導策略、面向工程應用的目標驅動策略、融會貫通的知識整合策略和多資源協同的自主課堂策略。以《內燃機原理》課程為例，詳細說明了教改授課的轉變方法，突出了學生的綜合能力培養。所做工作實現了新時代工科授課的探索，為進一步優化教學改革打下基礎。

關鍵詞：教育教學改革；工科授課；綜合能力培養；大學生

一、引言

高等教育在新時代中承擔著新使命，“高等教育強國要在教育強國建設中先行實現，高等教育不是適應新時代的問題，要贏得新時代，最重要的是要有領跑新時代的能力”[1]。特別是伴隨著《關于開展新工科研究與實踐的通知》與《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》的，吹響了工科教育改革的號角。然而，新形勢提出了新要求，新時代產生了新問題，教育教學不僅要在課時內容和知識體系上進行改革創新，更需要扎根于授課過程，夯實基礎，為學生的綜合能力提升提供助力。為探討新時代教改中的工科授課方法，文章以《內燃機原理》課程為例，分別從教學對象、教學內容與教學方式三個方面進行研究。所做工作旨在通過對現階段的教學特點分析，提出相應的課堂授課策略，以適應新時代的教學狀況與教學目標。其中，《內燃機原理》是車輛工程專業的核心課程，它綜合了流體力學、燃燒學、理論力學和機械原理等知識，是具有典型性的工科代表課程。

二、新時代課程教學特點分析

隨著社會和教育環境的不斷發展，學生自身及其學習方法也發生了根本性的改變，傳統的教學內容與教學關系需要適應時代需求，實現在“新工科”背景下的改革蛻變。總的來看，當前課堂授課主要存在以下問題。1.教學對象對知識學習的目的性和主動性不強。基于學生所處的社會環境與成長環境，一方面學生的經濟供給相對充裕，缺乏長期的人生規劃與學習動力；另一方面隨著信息化程度的推進，特別是互聯網和手機等硬件設備的高度普及，學生精力偏移的誘因增加，主動性降低。尤其在教育基礎相對薄弱的地方性院校中，部分學生對學習抱著得過且過的心態，認識不到學習的重要性[2]；學習動力不足，積極性不高[3]。2.教學內容不系統，缺乏清晰的課程體系與知識關聯。課程教學的目的在于知識傳授，而教育培養的重點則在于學生綜合素質提升。在傳統教學中通常存在課程各自為政、整體系統性不強的問題，并沒有從人才培養的角度構建整體知識框架。以《內燃機原理》為例，一方面相關支撐課程與本課程的聯系性不強，基礎課程講解缺乏工程背景與應用意義；另一方面，作為課程結構頂端的《內燃機原理》也沒有起到專業知識的整合與引領作用，授課重點往往局限于課程本身。3.教學方式滯后，不能滿足基于教學目的的生動授課。首先，教學具有知識傳授的功能，傳統以教師為中心的“一言式”教學方法，難于提升學生的學習興趣[4]；其次，教學的意義在于探索和創新精神培養，“填鴨式”的教學方法缺乏活力；最后，單純的講解式授課不能滿足新時代綜合人才培養，理論需要聯系實踐，知識需要得以應用。

三、工科教學改革授課方法探討

工科教學從課程內容上具有知識點繁雜和邏輯性要求高的特點，相對于其他教學科目單調枯燥。故在新時代的教學改革中，需要密切結合專業特點，關注教學對象狀態，實現授課內容與方式的優化調整。1.基于生活實踐的興趣引導策略。求知與探索是根植人類心中的種子，只要這顆種子能得以激活便能生長成參天大樹。為使理論知識能夠在短暫的學習過程中聯系實踐，構建基于目標求解的認知過程，需要將生活實例引入課堂學習。生活實例的引入不僅能夠理論聯系實踐為知識增加應用背景，還能切實地激發興趣，以與個人密切相關的事、物來引導學生記憶。以位于安徽蕪湖的安徽工程大學為例，借助本地企業———奇瑞汽車所的最新車型進行引導式講解。其自主研發的發動機動力總成為1.6TG-DI-7DCT，借由此提出問題：（1）1.6代表排量，排量如何計算？（2）GDI代表什么？有何作用？（3）為什么汽油機需要增壓中冷？等等。相較于傳統教學，學習目標由枯燥的知識點記憶，改變為對身邊“事”和關心“物”的認知理解，激發了學生學習的積極性。由于工科課程的特殊屬性，能夠聯系生活的知識點很多，例如《內燃機原理》中的VVT、VTCS、汽油機柴油機標號等，所以基于生活實踐的興趣引導策略具有廣闊的實踐空間。2.面向工程應用的目標驅動策略。為落實“新工科”背景下“培養一大批多樣化、創新型卓越工程科技人才”[5]目標，需要突出課程知識的實際應用背景，著力于工程問題的解決和工程技術的推進。反映到具體授課中，則需要將零散的認知知識歸納為整體的工程問題，通過對相應問題的提出和解決，自上而下地進行學習。相較于傳統教學，目標驅動不僅有效提高了學習目的性，還能夠有的放矢的培養人才，滿足社會對來之能用、用之有效的卓越人才需求。以汽油發動機的運行特性與動力匹配為例，首先拋出在滿足負載需求時如何節省燃油的實際問題，繼而引入速度特性與負荷特性逐層講解，最終回歸到實現應用。在換氣章節，緊緊圍繞如何提高混合氣體充量系數與減少缸內殘余廢氣展開課程；在燃燒章節時，則重點突出基于燃燒效率與能量轉換的燃燒過程優化。如此在滿足學生學習特點的前提下，實現了新時代授課邏輯的轉變，是教學改革的一個重要方向。3.融會貫通的知識整合策略。無論是將知識變成技能，還是利用知識創造知識，都需要相關知識的綜合應用與多領域知識的交叉融合[6]。所以教學授課不能僅僅局限于本課程內容，要能夠在整體的知識框架中起到前后連接的節點作用。特別是針對大三、大四的專業核心課程，要充分體現其對本專業知識的統籌引領功能，提升學生的綜合工程素養。在內燃機發展綜述一節，內燃機由外燃機演變而來，而外燃機的具體組織形式是蒸汽機。基于《液壓與氣壓傳動》知識，可以引導學生分析蒸汽機的工作原理。而內燃機工作需要換氣過程，結合《工程流體力學》講述進、排氣門設計及其與轉速的關系。同時，如何加速汽油機燃燒擴散又需要回顧《工程熱力學》內容。如此通過頂層課程的相關知識關聯，實現了專業知識內容的連接整合。4.多資源協同的自主課堂策略。如果將學習比作一盤大菜，那么興趣即為“食欲”，目的是“營養”，知識整合是“味道”，而最為直接的授課方式則是“顏色”與“香味”。為使學生更好地融入課堂、接受知識，靈活、自主、生動的授課形式必不可少。特別是在信息高度發達、互聯網+教育資源豐富的今天，善于借助網絡利用MOOC等教學資源，是實現教學改革的關鍵。在《內燃機原理》授課教改中重點采取以下措施：（1）轉變教師角色，使教師成為學生學習的引導者，鼓勵并促使學生使用網絡工具學習、拓展知識[7]；（2）建立以學生為主的課堂授課關系，根據學生特點組織多樣化教學內容；（3）課堂教學與實物實驗同步進行，具象化教學知識、協同認知；（4）開展具有針對性的參觀實習，完善學生知識體系。

四、結論

文章深入剖析了新時代課程教學中的授課癥結，給出了當前教育環境中所存在問題，探討了教育教學改革中的策略與方法。結合新時代的學生特點、學習環境與“新工科”培養目標，從興趣引導、目標導向、知識整合和授課方式入手，全方位地提出了授課優化策略。所提出策略著重于師生教學關系轉變與知識傳輸優化，緊密貼合工程應用背景，致力于實現“多樣化創新型工程科技人才”培養，并以《內燃機原理》為例進行了具體說明。但是教學改革，特別是工科授課是一個與時俱進的持續改善過程，下一步將深化所提出的教改策略實施，推進授課效果的逐步提高。

參考文獻：

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[2]杜友堅,陳云奔,孟美婷.地方高校大學生學習心理狀況調查研究[J].教育學術月刊,2014,(6):76-80.

[3]張華峰,趙琳,郭菲.第一代大學生的學習畫像———基于“中國大學生學習發展和追蹤調查”的分析[J].清華大學教育研究,2016,(6).

[4]李光明,伏軍,馬儀,等.“新工科”背景下課程教學方式改革研究———以《內燃機設計》課程為例[J].輕工科技,2019,35(4):160-161.

[5]高教司.“新工科”建設行動路線(“天大行動”)[J].高等工程教育研究,2017,(02).

[6]章云,李麗娟,楊文斌,等.新工科多專業融合培養模式的構建與實踐[J].高等工程教育研究,2019,(2).

[7]張榮蕓,時培成,肖平.翻轉課堂在高校工科教學中的應用———以《工程機械底盤》課程為例[J].開封教育學院學報,2017,37(9):133-134.

作者:尚正陽 徐凱佳 潘家保 張榮蕓 單位:安徽工程大學