理工基礎(chǔ)類課程教學(xué)改革探索

劉學(xué)鋒+張偉偉

[摘 要]高?；A(chǔ)類課程是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中起著舉足輕重的作用。大學(xué)力學(xué)課程教學(xué)存在學(xué)生不感興趣、教師滿堂灌、學(xué)生人文素質(zhì)不足等問題。教師可以根據(jù)課程特點(diǎn)對課程內(nèi)容設(shè)置、課堂教學(xué)方式等方面進(jìn)行改革，并將改革經(jīng)驗(yàn)推廣到其他基礎(chǔ)類課程的教學(xué)上。

[關(guān)鍵詞]力學(xué)；基礎(chǔ)課程；教學(xué)改革；教學(xué)模式

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2017）01-0006-03

高校基礎(chǔ)類課程是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中起著舉足輕重的作用。但隨著教育理念和技術(shù)的不斷發(fā)展，高校教學(xué)也在不斷變化，基礎(chǔ)類課程教學(xué)在新的環(huán)境下受到了很大的沖擊。 學(xué)生不重視、課時(shí)量減少等因素都會(huì)導(dǎo)致課程的教學(xué)質(zhì)量不斷下滑。在這種大環(huán)境下，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)科和學(xué)生的特點(diǎn)及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，結(jié)合新技術(shù)不斷完善教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量。本文以力學(xué)課程為例，討論了基礎(chǔ)類課程中普遍存在的問題和整改的方法。

在物理學(xué)的教學(xué)過程中，力學(xué)是物理學(xué)中最基礎(chǔ)的專業(yè)必修課，是要最先進(jìn)行講授的學(xué)科，對學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有著重要的作用。另外，力學(xué)也是與高中知識(shí)聯(lián)系最緊密的學(xué)科，對學(xué)生順利由中學(xué)的學(xué)習(xí)思維過渡到大學(xué)的學(xué)習(xí)思維起到關(guān)鍵的引導(dǎo)作用。力學(xué)的教學(xué)改革已進(jìn)行了多年，積累了不少的經(jīng)驗(yàn)，取得了很大進(jìn)步。但是就目前來看，該課程的教學(xué)仍然存在一些問題和不合理的現(xiàn)象，給課程的后續(xù)發(fā)展帶來了一定困難。筆者從事力學(xué)教學(xué)工作多年，在教學(xué)過程中也遇到了不少問題。

一、力學(xué)課程存在的問題

力學(xué)是一門傳統(tǒng)的理工科基礎(chǔ)課程，但是目前傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新形勢的要求，存在一些問題，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，由于力學(xué)是一門基礎(chǔ)性質(zhì)的課程，很多學(xué)生感覺要學(xué)的知識(shí)已經(jīng)過時(shí)了，學(xué)習(xí)意義不大。再加上大學(xué)力學(xué)與高中力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有重復(fù)，學(xué)生更會(huì)覺得沒什么新意，從而降低了對課程的期望值和新鮮感，學(xué)習(xí)勁頭不強(qiáng)。

第二，一般的理工課程因?yàn)槭芟抻谡n程本身的性質(zhì)，教學(xué)方式大都相對固定，教師整節(jié)課從頭講到尾，學(xué)生只是機(jī)械地聽著課。這種單調(diào)的方式很容易使學(xué)生走神，效率不高。理工科的課程對于大部分的學(xué)生來講是枯燥的，而剛剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生還沒有培養(yǎng)出成熟的學(xué)習(xí)習(xí)慣，再加上沒有升學(xué)壓力，學(xué)習(xí)基本靠興趣，這種“滿堂灌”的模式很容易使他們產(chǎn)生厭煩的情緒。

第三，理工科的學(xué)生因?yàn)樵诟咧羞^早進(jìn)行文理分班，大多存在人文素質(zhì)不足的問題。愛因斯坦曾說：“用專業(yè)知識(shí)教育人是不夠的。通過專業(yè)教育， 他可以成為一種有用的機(jī)器， 但是不能成為一個(gè)和諧發(fā)展的人。”如今，大家已經(jīng)意識(shí)到了這個(gè)問題的重要性。強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)與人文科學(xué)的融合，科學(xué)教育與人文教育相互滲透與整合是高等教育發(fā)展的必然趨勢。但是目前針對這一點(diǎn)，大部分教師在教學(xué)中做得還不到位，或者說不知道該如何滲透以及滲透到什么程度。

以上三點(diǎn)是力學(xué)教學(xué)的一些突出問題，也是理工科基礎(chǔ)類課程無法回避的問題。只有解決好這些問題，課程才能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展，才能不被淘汰掉。而解決這些問題的關(guān)鍵在于教師，教師只有把握住課程特點(diǎn)，積極尋找對策，才能為課程的發(fā)展創(chuàng)造更好的機(jī)會(huì)和條件。

二、合理調(diào)整內(nèi)容

（一）明確大學(xué)課程和中學(xué)課程的區(qū)別和聯(lián)系

大學(xué)力學(xué)的知識(shí)點(diǎn)和中學(xué)已經(jīng)學(xué)過的雖有不少看似重合的地方，但大學(xué)講授的是一般規(guī)律，而中學(xué)講授的是特殊規(guī)律，知識(shí)點(diǎn)相似但高度不同。教師在教學(xué)時(shí)要注意引導(dǎo)，并巧妙地利用這種聯(lián)系，在學(xué)生已經(jīng)熟悉的物理規(guī)律基礎(chǔ)上深入淺出地講解新的規(guī)律，使學(xué)生能更快更容易地掌握新知識(shí)。比如在講解剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，要把轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與學(xué)生熟悉的質(zhì)量做好比較，找出二者的共性和不同的地方。

（二）關(guān)注高中改革動(dòng)向，注意課堂知識(shí)點(diǎn)的銜接

近幾年國家一些地區(qū)實(shí)施高中教育改革，將一些非主要學(xué)科如物理進(jìn)行了分類，不同地區(qū)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容也不一樣。比如，有些學(xué)生沒有學(xué)過動(dòng)量，而有些學(xué)生沒有學(xué)過幾何光學(xué)部分，這給高校教學(xué)帶來了不小的影響。大學(xué)里教師要面對的是全國各地的學(xué)生，知識(shí)該從何種程度開始講起才能讓大多數(shù)人都接受？需不需要補(bǔ)充知識(shí)？需要補(bǔ)充哪些知識(shí)？ 這是這兩年來教師普遍遇到的新問題。所以，高校教師應(yīng)該時(shí)刻關(guān)注中學(xué)的改革動(dòng)態(tài)，做好調(diào)研工作，以便提前準(zhǔn)備好應(yīng)對的策略，這樣才不至于碰到問題就手忙腳亂。

（三）內(nèi)容分等級(jí)，合理取舍

目前大部分的理工科院校中基礎(chǔ)課的課時(shí)量都在大幅度減少。在這種新形勢下，要想保證課程質(zhì)量，將力學(xué)課程上得好、上得精彩，教師要付出更多的努力。首先教師要對教學(xué)內(nèi)容做適當(dāng)調(diào)整，合理取舍。教師可根據(jù)學(xué)生專業(yè)和課程要求將全部內(nèi)容分為幾個(gè)等級(jí)，根據(jù)分類等級(jí)確定是否要講解以及要講解的深度。其次，高校中有些課程內(nèi)容有所重復(fù)，如物理學(xué)科的學(xué)生所學(xué)的課程中力學(xué)與理論力學(xué)的部分內(nèi)容就是重復(fù)的，教師可以提前做好調(diào)研工作，與其他科目協(xié)調(diào)確定適合的教學(xué)范圍。

三、多種教學(xué)方法并用，精心設(shè)計(jì)課堂

對教師來講，提高教學(xué)質(zhì)量有賴于教學(xué)理念的更新、教學(xué)方法和教學(xué)手段的完善。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該本著“以人為本”的原則，不斷突破已有教學(xué)模式，探索新的教學(xué)方式。教學(xué)方法應(yīng)與課程特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，因材、因人施教。

（一）設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)課堂，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索的能力

翻轉(zhuǎn)課堂是近年來新出現(xiàn)的授課形式，是一種新穎而有效的教學(xué)方法。翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)之一就是在最大化地開展課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)完成知識(shí)內(nèi)化的最大化，提高學(xué)習(xí)效率?？紤]到學(xué)生目前課業(yè)較多，課余時(shí)間并不充裕，而翻轉(zhuǎn)課堂又要求課前完成大量的學(xué)習(xí)任務(wù)，所以課程并沒有全面采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，而是選取了幾節(jié)適合的內(nèi)容作為嘗試。力學(xué)課程已經(jīng)錄制了相關(guān)教學(xué)視頻，教師也積累了不少相關(guān)的素材，前期可以提供給學(xué)生作為自學(xué)材料；學(xué)生可以根據(jù)所學(xué)提出問題，在課堂上進(jìn)行探討，最終形成科學(xué)結(jié)論。翻轉(zhuǎn)課堂培養(yǎng)的是學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和思考的能力，這也是素質(zhì)教育中提倡的學(xué)習(xí)者應(yīng)有的能力。在翻轉(zhuǎn)課堂個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境中，教師主要發(fā)揮領(lǐng)路人的作用，要提前制訂好學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)計(jì)劃，并在課堂討論時(shí)對學(xué)生進(jìn)行組織和引導(dǎo)。

（二）課堂與實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場教學(xué)結(jié)合

力學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，因此提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的有效途徑之一便是實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合。通常有兩種方式：一種是在課堂上進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，即教師邊操作實(shí)驗(yàn)邊進(jìn)行講解。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是方便快捷，且講解和實(shí)驗(yàn)相匹配，學(xué)生容易理解；缺點(diǎn)是大班教學(xué)條件下只有部分學(xué)生能真正看清實(shí)驗(yàn)過程，大多學(xué)生只是走馬觀花。第二種是實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生人手一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀器，自己完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生必須親自動(dòng)手；缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不僅限于力學(xué)，與力學(xué)課堂教學(xué)聯(lián)系不緊密。結(jié)合兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，教師在教學(xué)中可采用分組討論教學(xué)的方法。這種方法是首先選出適合的內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)室中將學(xué)生分成若干組，每組一套演示儀器，學(xué)生按照教師的提示操作演示儀器、觀察現(xiàn)象，然后組內(nèi)討論得出相應(yīng)的結(jié)論。這種方法使學(xué)生上課勁頭十足，思維活躍，反應(yīng)熱烈，且組內(nèi)人員能夠相互協(xié)助，觀察問題更加細(xì)致，提高了分析問題和解決問題的能力，效果較好。另外，課堂成績可計(jì)入期末考核成績，使學(xué)生主動(dòng)性更高。

四、提高學(xué)生對課程的參與度

探索、研究和發(fā)現(xiàn)是研究型大學(xué)的核心。充分提高學(xué)生對課程的參與程度、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，才能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)發(fā)展和個(gè)性發(fā)展。

（一）充分利用數(shù)字化平臺(tái)，對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)值模擬

如今，隨著多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日臻成熟，數(shù)字化教學(xué)在高校中已十分普遍，學(xué)生能出色掌握不少計(jì)算機(jī)軟件。因此力學(xué)中如落體偏東、旋進(jìn)、共振等問題可以引導(dǎo)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，利用所學(xué)知識(shí)通過計(jì)算機(jī)仿真模擬出整個(gè)過程，使本來枯燥的問題變得形象直觀。學(xué)生還可以對問題進(jìn)行拓展，比如落體偏東問題中可以人為加上一些干擾條件如考慮風(fēng)速、磁場等因素，利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能模擬出一些常規(guī)情況下難以得到的結(jié)果。

（二）組織專題研討，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)言

為了考核學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決問題的能力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，可以增加專題研討考核環(huán)節(jié)。具體做法是課前將學(xué)生進(jìn)行分組，每組選擇一個(gè)題目先進(jìn)行研究，課堂上再通過開放性交流進(jìn)行深入研討，最后得到結(jié)論。教師要全程主持并進(jìn)行引導(dǎo)， 這樣可以督促學(xué)生積極思考，鼓勵(lì)學(xué)生參與討論和發(fā)表自己的觀點(diǎn)，克服以往研討課學(xué)生發(fā)言少、參與度低的問題。該環(huán)節(jié)成績可以計(jì)入期末總評(píng)。下面是部分研討題目。

（三）培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，使其能獨(dú)立撰寫論文

探索型本科教育的目的是使學(xué)生參與到知識(shí)的探究中，而不是將知識(shí)僅僅用作考試；是培養(yǎng)學(xué)生的研究型思維，培養(yǎng)其初步的科研能力，從而使教與學(xué)、教與研都能夠有機(jī)結(jié)合。要使學(xué)生對某個(gè)問題進(jìn)行深入的研究，最好的方法是鼓勵(lì)學(xué)生自己或與他人以團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式撰寫科技論文。教師可以將前沿?zé)狳c(diǎn)問題滲透到教學(xué)內(nèi)容中，也可將課程內(nèi)容與學(xué)生的專業(yè)領(lǐng)域結(jié)合進(jìn)行研究。論文可在考試后上交，作為成績評(píng)定的參考。

此外一些簡單的定理也可以讓學(xué)生自己證明，以鍛煉他們的邏輯推演能力。這些方法都可以使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)為主動(dòng)學(xué)，提高學(xué)生的參與程度，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，提高其學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

五、重視兩種文化的結(jié)合

在培養(yǎng)大學(xué)生時(shí)， 要強(qiáng)調(diào)科學(xué)文化與人文文化的結(jié)合， 要重視各學(xué)科之間的相互作用和相互滲透。只有這樣才能培養(yǎng)出在科學(xué)研究上有所創(chuàng)新的學(xué)生，培養(yǎng)出適應(yīng)性強(qiáng)、有創(chuàng)造力的學(xué)生，培養(yǎng)出既精通技術(shù)， 又了解社會(huì)的學(xué)生。在日常教學(xué)活動(dòng)中，對理工科類學(xué)生進(jìn)行人文素質(zhì)的培養(yǎng)是教師不可推卸的責(zé)任。而利用有限的課時(shí)提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，“摻沙子”應(yīng)該是比較實(shí)際的辦法，即教師在課程講授過程中加入一些人文文化內(nèi)容，潛移默化地提高學(xué)生的人文素質(zhì)。

（一）引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀

今天的校園在各種人生價(jià)值的沖擊下， 學(xué)生開始講實(shí)惠、講功利，缺少合作精神和奉獻(xiàn)精神，這些都是與真正的科學(xué)精神背道而馳的。教師可以通過加入一些科學(xué)發(fā)展歷史中的故事，讓學(xué)生意識(shí)到科學(xué)的道路是崎嶇不平的，人類在科學(xué)發(fā)展的過程中經(jīng)常會(huì)付出巨大的代價(jià)，甚至是生命。而正是科學(xué)家們的犧牲精神和奉獻(xiàn)精神，才成就了科學(xué)的進(jìn)步，這種精神是應(yīng)該被保留和傳承下去的。

（二）引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀

針對學(xué)生群體中出現(xiàn)的目標(biāo)缺失、貪圖享樂、害怕失敗、缺乏勇氣的現(xiàn)象，可以通過加強(qiáng)人文主義教育得到改善。居里夫人曾說過：“我們生活似乎都不容易，但是那有什么關(guān)系？我們應(yīng)該有恒心， 尤其要有自信心?！笨茖W(xué)研究從不是一蹴而就的，科學(xué)家們的成就正是源于對真理的渴求和強(qiáng)大的自信心。不僅研究科學(xué)要如此，做任何事都要如此，有恒心和毅力才能獲得成功。

六、結(jié)語

新技術(shù)和新的教學(xué)模式的不斷涌現(xiàn)，為經(jīng)典的基礎(chǔ)類課程帶來新的契機(jī)。高校教師應(yīng)該牢牢把握這些機(jī)會(huì)，不斷改進(jìn)自己的教學(xué)水平?！敖虒W(xué)工作是人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)，是高等教育工作的重中之重，也是高等學(xué)校存在的基本原因?！盵8]大家群策群力，才能使我們的基礎(chǔ)類課程煥發(fā)新的活力。

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]