“多元專題講座式”教學模式在工科研究生課程中的應(yīng)用

黃彪　王國玉　韓占忠　侯明佳　高德明

摘 要 “多元專題講座式”研究生課程教學模式，能夠充分發(fā)揮出教師與學生的雙主體作用。本文以“高等流體力學”為例，闡述了“多元專題講座式”教學模式的教學思想和過程，并在教學內(nèi)容、教學方法和考評體系上突出了新的設(shè)想。并分析了“多元專題講座式”教學模式在課程實施中需要注意的問題，針對提高工科研究生課程教學質(zhì)量相關(guān)方面提出見解，從而對研究生的創(chuàng)新思維、科研實踐能力和綜合素質(zhì)等進行培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 工科研究生課程 多元專題講座式 教學方法

Abstract The teaching model of "multi subject lecture"， which can give full play to the role of teachers and students. Taking "advanced fluid mechanics" as an example， this paper expounds the teaching thought and process of "multi subject lecture" teaching mode， and highlights the new ideas in the teaching content， teaching methods and evaluation system. And the analysis of the "multiple lecture" teaching mode in the course need to pay attention to the problems in the implementation， in order to improve the teaching quality of engineering graduate students curriculum related aspects put forward opinions， so as to carry out the cultivation of Postgraduates' creative thinking and scientific research ability and overall quality.

Keywords course of engineering graduate students； multi subject lecture； teaching methods

“專題講座式”教學模式指在遵守課程指導性教學大綱的前提下，把教學內(nèi)容按照一定的標準分成若干部分（即幾個專題），然后分配給不同學科背景且從事學科教學的教師，將每個部分視為獨立的專題來備課和授課，共同完成一門課程教學任務(wù)的一種教學方法。①②以教學計劃為根本，將學科要點與學生的實際思維相結(jié)合，對當前的熱點難點問題以及學科前沿領(lǐng)域的相關(guān)問題進行指導分析。近年來，“專題講座式”教學模式在思想政治理論課程中有較為成功的應(yīng)用。周蓮芳針對南京師范大學研究生思想政治理論課課程建設(shè)的實踐，探索并構(gòu)建了“專題講座型”的研究生思想政治理論課教學模式，通過科學設(shè)計教學專題，取得了顯著的成效。③王同起在“中國近代現(xiàn)代史綱要”中設(shè)置專題講座，發(fā)現(xiàn)采取專題講座的形式能夠激發(fā)學生的學習興趣，提高了教學時效。④袁建萍詳細分析了影響專題講座課吸引力的因素和環(huán)節(jié)，研究認為教師必須掌握“專題講座”教學備課講課的方法和藝術(shù)，以采取相應(yīng)措施，提高講座課的吸引力。⑤

對于絕大多數(shù)工科研究生課程，知識體系龐雜，頭緒繁多，概念相對比較抽象。譬如申請者所承擔的研究生《高等流體力學》教學，要求學生不僅需要掌握流體力學的思維特點，還要學會處理實際中有關(guān)流體力學的問題，對將來涉及到的流體力學問題奠定理論基礎(chǔ)，以便應(yīng)用到學科課題等方面的研究工作，⑥學生普遍反映課程難度較大，尤其是對于數(shù)理基礎(chǔ)相對薄弱的工科研究生，現(xiàn)行的教學內(nèi)容比較晦澀難懂?？陀^而言，在高等流體力學的教學中，存在一些問題，即過于強調(diào)基本理論的內(nèi)容，對數(shù)學知識的要求也相對較高，但對于解決工程實際方面的應(yīng)用，講解的內(nèi)容較少，尤其是在工程實際問題中，如何應(yīng)用基本理論去分析和解決這一內(nèi)容卻幾乎空白，不利于形成良好的教學效果。具體到筆者所在的北京理工大學機械學院的學生，目前選用的教材和教學內(nèi)容強調(diào)高等流體力學中勢流理論、理想流體流動等方面，與自身科研的課題的聯(lián)系比較有限，學習興趣也難以調(diào)動起來。如果在課程設(shè)置中采用“多元專題講座”這一非常規(guī)的教學方法，根據(jù)選課學生不同的學科背景以及需求，結(jié)合教材和學科發(fā)展選定幾個主要專題（如高速水動力學、氣動葉柵流動、湍流燃燒等），進行專題講座，并將工程實踐內(nèi)容引入課堂，不僅擴展了學生的知識面，使其更好地了解理論知識應(yīng)用于工程實際的方法；也可以提高學生的積極性，為將來在相關(guān)課題研究或工程應(yīng)用中奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)于如何有效地調(diào)動學生的學習熱情，需要講座教師在深入淺出的理論闡述中加以生動豐富的工程實踐解說。⑦對于“多元專題講座”的授課方式，往往需要不止一位授課教師，每位授課教師在對應(yīng)的專題方向已經(jīng)進行了長期、系統(tǒng)的鉆研。“專題講座”教學模式合理的將教師的科研與教學工作有效的結(jié)合了起來。⑧要成為一名優(yōu)秀的教師，必須不斷學習，不斷豐富自我知識。只有達到厚積薄發(fā)，游刃有余的境界，教師才能授人以漁。蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說：只有把自己知識的百分之一用于課堂講授就夠了的教師才是真正的教師。隨著社會的不斷進步，科技的快速發(fā)展，大學教育應(yīng)該緊跟科技的腳步，因此教師需要不斷學習，不斷了解與研究領(lǐng)域相關(guān)的各方面最新的科學知識，在提高自己，緊跟時代步伐的同時，可以進行知識的積累，深入了解所教學科。進行相關(guān)的科學研究，可以使教師更加直接、全面的獲取學科前沿知識。⑨因此在教學中，可以站在學科的前沿，從更高的層次對本專業(yè)的知識體系進行把握；同時可以在教學中對本專業(yè)的研究成果進行介紹，著眼于現(xiàn)代科技的發(fā)展，對所教學內(nèi)容進行一定程度的深化，使教師的科研能力與教學能力相輔相成，同時將科研成果不斷轉(zhuǎn)化為教學成果。采取“專題講座型”教學模式，教師可以結(jié)合自己的研究方向，自主選擇教學內(nèi)容，并在教學中引入自己的科研成果，可以很好的提高教師的主動性和積極性，同時也更好地展現(xiàn)了教師的個人人格魅力，實施更有效的教學。隨著教師主動性的提高以及教學內(nèi)容與科研相結(jié)合的方式，教師對教學內(nèi)容的理解更加透徹，教學質(zhì)量會隨之上升。豗豘豙

因此，“多元專題講座式”研究生課程教學模式，有助于充分發(fā)揮教師與學生的雙主體作用。不僅很大程度上提高了教師的主動性與積極性，也提升了學生學習的興趣，使學生真正了解并參與到課程研究中去，適應(yīng)了學生的個性發(fā)展，并滿足了社會對研究生的根本需求，真正體現(xiàn)以學生發(fā)展為本的理念，提高了研究生課程教學質(zhì)量。但在“多元專題講座式”教學模式的具體實施過程中，還亟待提出適合工科研究生課程教學內(nèi)容、方法以及課程考評體系，分析提高專題講座課程吸引力的因素和環(huán)節(jié)，提出基于“多元專題講座”教學模式的課程綜合評價方式。豛豜

1 工科研究生課程“多元專題講座式”教學模式實施方法

1.1 教學內(nèi)容的選擇

開展“多元專題講座”教學模式，首先需要分析不同學科背景研究生對教學內(nèi)容的需求與選擇，我們以“高等流體力學”教學為例，通過調(diào)查研究法和統(tǒng)計分析法，提出適合于北京理工大學熱能與動力工程專業(yè)研究生的“多元專題講座”教學模式。

根據(jù)課程特點，“高等流體力學”的授課內(nèi)容由以下三部分組成，分別為：流體力學理論教學、流體力學實驗教學、計算流體力學（CFD）教學。在課前，根據(jù)選課學生的學術(shù)背景和研究方向，通過調(diào)研、調(diào)查問卷、座談會等方式，實證分析在“多元專題講座”教學模式下，學生對課程內(nèi)容設(shè)置的需求。

在理論教學方面，以研究生創(chuàng)新教材《高等工程流體力學》為依托，將教材章節(jié)的教學內(nèi)容歸納為四個專題，分別為：《流體力學基本方程》、《理想不可壓縮流體的流動》、《粘性不可壓縮流體的流動》、《理想可壓縮流體的流動》。這一部分是學習的基礎(chǔ)。

在實驗教學方面，將以選課學生的學科背景和研究期間的實際需要，結(jié)合北京理工大學機械學院熱能與動力工程系研究方向，擬開展兩到三個專題，分別為：《流體測試技術(shù)》、《復(fù)雜多相流動實驗研究》、《發(fā)動機湍流燃燒可視化實驗研究》。

在計算流體力學（CFD）教學方面，將著重貼近目前機械與動力能源領(lǐng)域前沿問題，開展四到五個專題，分別為：《葉輪機械與流體動力學》、《空化和超空化流動現(xiàn)象的研究》、《燃料與空氣的匹配與流動控制》、《航行器噴水推進及其水動力學特性研究》。

上述專題內(nèi)容的設(shè)置，主要考慮以下兩點：（1）所設(shè)專題應(yīng)基本涵蓋本課程的內(nèi)容體系，可以滿足教材編寫的初衷；（2）基于機車學院的學科背景，增設(shè)了貼近機械與動力能源領(lǐng)域前沿問題的新專題，彌補了教材較為陳舊，偏重理論的不足。兩者結(jié)合，在確保教學內(nèi)容沒有偏離總體教學目的的同時，又有所探索和創(chuàng)新。

1.2 教學方法的創(chuàng)新

（1）流體力學理論教學：流體力學理論體系嚴密，從流體靜力學、運動學、理想流體動力學、粘性流體動力學，到專題內(nèi)容如旋渦理論、勢流理論、波浪理論、邊界層理論、機翼理論、相似理論以及管內(nèi)流動問題等。在這部分的四個專題中，將由教學經(jīng)驗豐富、基礎(chǔ)理論扎實的教師主講。在課程的講解中，力求嚴密而又不失流體力學的系統(tǒng)性，要求學生掌握堅實的流體力學理論基礎(chǔ)，同時采用啟發(fā)、討論的方式將有關(guān)流動概念以身邊常見的流動問題，引導學生深入學習內(nèi)容的問題實質(zhì)。針對工科研究生的學習，所創(chuàng)新的教學特點為：一方面應(yīng)該對流體力學基本微分方程組進行深入講解，另一方面應(yīng)注重理論與實際相結(jié)合，應(yīng)用基本理論解決各類流體力學的實際問題。在教學內(nèi)容方面，針對本科生所學的相關(guān)內(nèi)容，需要有恰當?shù)匿亯|和引用，使學生可以更好的理解內(nèi)容，避免不必要的重復(fù)。

（2）流體力學實驗教學：在重視課堂理論教學的基礎(chǔ)上，擬在實驗教學方面進行了大膽改革，將流體力學的實驗課程分成四個層次：流動顯示的形象教學、直接測量的定量方法、創(chuàng)新實驗的設(shè)計與開展、實驗結(jié)果的綜合分析四個層次，積極發(fā)揮不同層次、不同學科背景學生的學習積極性，還可以讓學生盡早接觸工程實際、擴展學生思維、訓練學生分析問題和解決問題的能力。在這部分的兩到三個專題中，將由實驗經(jīng)驗豐富的教師主講，高年級的博士研究生配合相關(guān)實驗的進行和研究。

（3）計算流體力學（CFD）教學：計算流體力學對于機械與動力專業(yè)的研究生而言，是一門非常重要的課程，這門課程是學生后續(xù)科研、工作中必要的工具。該課程特點基礎(chǔ)理論部分抽象，不易理解，對計算機繪圖方面要求較高，也需要較好的軟件操作能力，對于學生學習來說，有一定的難度。在這部分的四到五個專題中，將由精于CFD研究的中青年教師主講，力求理論與實際應(yīng)用結(jié)合緊密，將抽象的概念與具體問題相結(jié)合，讓學生學會解決問題的方法。在“專題講座”教學中，探索案例式、研討式、實踐教學等多種途徑、多種媒體有機結(jié)合的 “立體化”教學模式，該種模式有利于啟發(fā)研究生的創(chuàng)新思維能力，提高科研實踐水平，對研究生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到促進作用，有利于研究生個性的發(fā)展。

1.3 考核方式的改革

在“多元專題講座”課程考核中，實行多角度綜合評價的方式。學生最終成績由“文獻綜述”、“提問討論等課堂表現(xiàn)”、“課程大作業(yè)”等部分綜合構(gòu)成。文獻綜述反映了學生對課程專業(yè)知識的理解深度；提問、討論等課堂發(fā)言體現(xiàn)了學生對所學內(nèi)容的理解和深入思考，以及反映出該生的課堂參與度；“課程大作業(yè)”體現(xiàn)了學生對課堂所學知識的應(yīng)用程度。這種“多元立體式”的評價方式可以對學生進行客觀科學的評價，正視并且尊重學生的個體差異，從多方面的綜合素質(zhì)對學生進行鼓勵和肯定。相比于傳統(tǒng)的僅對考察信息記憶總量的考核方式，更加科學客觀。

2 工科研究生課程“多元專題講座式”教學中需注意的問題

在工科研究生課程“多元專題講座式”教學中，一方面需要對課程的基本原理進行講解，另一方面要將現(xiàn)代計算技術(shù)的新發(fā)展引入教學中，重點講解其對解決實際問題的應(yīng)用。在教學實施過程中，根據(jù)筆者的實踐和體會，需要注意以下幾個問題：

（1）堅持教學與科研相結(jié)合方式在教學中的應(yīng)用：創(chuàng)造能力人才的培養(yǎng)，必須將教學與科研有機結(jié)合起來。教師通過對相關(guān)學科進行科研探究，能進一步加深對本學科的理解和認識，更新教學手段，豐富知識結(jié)構(gòu)，從而激發(fā)學生對學習和研究的熱情?！皩ｎ}教學”將科研與教學工作有效的結(jié)合起來，如何尋求兩者的最佳搭配效果，及時將科研成果轉(zhuǎn)化為教學內(nèi)容，是課程設(shè)計與實施過程中一個重要的問題。

（2）加強影響專題講座課吸引力因素和環(huán)節(jié)的分析：采用“專題講座式”教學模式對授課教師的要求更加嚴格，除了擁有豐富的專業(yè)知識并不斷學習該領(lǐng)域的前沿科學，還必須不斷提高備課講課的方法和藝術(shù)，了解提高課程吸引力的因素和環(huán)節(jié)。

（3）加強“多元專題講座式”教學團隊的建設(shè)：在專題教學中，課堂教學目標是力求達到研究生課程的科學性、知識性、現(xiàn)實性和趣味性的有機統(tǒng)一。所以任課教師不僅要具備深厚的知識理論內(nèi)涵，還要在科研中不斷豐富與時俱進的創(chuàng)新精神。如何形成年齡結(jié)構(gòu)合理、理論功底硬、學科平臺高、有創(chuàng)新精神的研究生課程教學團隊，也是教學中需要解決的關(guān)鍵問題。

3 結(jié)束語

將“多元專題講座式”研究生思課程教學模式運用到工科研究生教學中，有助于調(diào)動教師教學積極性和學生學習積極性。更有助于培養(yǎng)學生的科研精神，提升其綜合素質(zhì)。教師教學內(nèi)容、教學方法和考評體系的設(shè)計中，應(yīng)加強學生對所學知識的理解和應(yīng)用能力，為日后工程、科研和工作打下良好基礎(chǔ)。

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基金項目：北京理工大學第十批教育教學改革研究課題

注釋

① 杜東平，唐新明.研究性學習和研究型課程的實踐與探索[M].重慶：重慶出版社，2002.

② 董文明，李凌飛，唐卿雁等.開設(shè)“專題講座”對提高大學生科研創(chuàng)新能力的時間與探討[J].教育教學論壇，2012（23）：90-91.

③ 周蓮芳.探索實踐“菜單式專題講座型”的研究生思政課教學模式[J].思想政治教育，2015.31（1）：63-65.

④ 王同起.對開設(shè)“中國近現(xiàn)代史綱要”專題講座的思考[J].思想理論教育導刊，2012.6：49-51.

⑤ 袁建萍.提高專題講座課吸引力的因素和環(huán)節(jié)[J].中共烏魯木齊市委黨校學報，2005.3：70-73.

⑥ 謝翠麗，倪玲英.《工程流體力學》本科課程引入CFD教學的探討[J].力學與實踐，2013.35（3）：91-93.

⑦ 劉為民.多元專題講座式教學方式在工科“概論”類課程中的應(yīng)用[J].科教文匯，2014.2：65-66.

⑧ 張素蓮.以課程組為基礎(chǔ)的團隊教學模式[J].教育教學論壇，2013.11（48）：257-258.

⑨ Shaffer P. S.， McDermott L. C. A research-based approach to improving student understanding of the vector nature of kinematical concepts[J]. American Journal of Physics，2005.73（10）：921-931.

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