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一、相關基本概念
多年擔任哈佛大學校長的博克認為,大學教育的核心事務是“教育目標”與“教育方法”,“真正影響教育品質的事發生在大學課堂,師生互動的教學情景中”。“探究式方法”作為強調基于問題、面向實際,凸顯自主探究、合作互動的一種學習的方法,是指學生在學習時,教師通過給他們一些事例和問題,讓學生通過閱讀、思考、討論、聽講等途徑去獨立探究,自行發現并掌握相應結論的一種方法。在探究式教學的過程中,學生的主體地位、自主能力都得到了加強。“工程教育”是指以培養未來工程師為目標,主要以工科課程為主,密切聯系工程應用的教育方式,目前主要指一些工科專業。“以問題為導向”是在教學環節的設計中,無論是回顧舊知識點、導入新知識點、建立新舊知識聯系、新知識點之間的銜接,還是結論的突出均以問題的形式展出,并且以問題或案例在其中穿針引線和突出教學內容及目標。
二、工程類教學的特點
工程類課程具有其固有的特點。部分工程類課程抽象性強,如“工程電磁場”,因為場是抽象看不見的,在中學介紹電場時只是口述場是如何分布的。在高校這門課程當中,由于理論更加深,所以抽象思維要求更高。例如,介紹場的概念時多舉例,速度場可以看路上奔跑的汽車,高度場可以在平常出去爬山,每個人所處的海拔高度,等等。在這類課程里,多媒體演示和計算機仿真教學較為重要。部分工程類課程有實踐性強的特點,如“電機學”、“電力系統自動化裝置”、“發電廠電氣主接線”等。在這類課程中必須和實際工程項目多結合,有條件的情況下,帶學生實地看看現場設備,看看設備的工作情況,了解實際企業的電氣接線圖是如何設計的。只需要初步認識,就能對理論的理解深刻很多。還有部分工程類課程具有理論性強的特點,如“電力系統分析”,對于這類課程基本上一條線。需要教師在教學上由淺入深,一步一步引導,讓學生每節課都感覺有所得,才能提高學習興趣。當然,很多工程類課程兼顧幾方面的特點。
三、結合課程特點設立問題為引導
在問題的設計中,應具有針對性,問題情境應根據教學內容,抓住基本概念和基礎知識,緊扣教材的中心及重點、難點。教師應該通過這一系列的問題作答、體悟,把這節課的重點、難點逐步引入。同時,提出的問題難度要適中。問題太易,學生會產生厭倦和輕視心理;太難,學生會望而生畏。而且問題要具有層次性,在創設問題時,應盡可能設計科學的、有梯度的、有層次的問題鏈,考慮好問題的銜接和過渡,用組合、鋪墊或設臺階等方法提高問題的整體效益,形成體系。另外,問題盡量能貼近現實或帶點趣味性,就更能吸引學生的注意,調動學生的情緒。例如,在“高電壓技術”課程中,就需要密切聯系實踐。介紹電暈放電時,需要考慮電暈放電的一些工程應用,如煙囪里靜電除塵的問題。又如,在介紹串聯電感和并聯電容內容中,在相同情況下所需電容比電感線圈的成本低得多,這就是在實際工程應用中要考慮的問題,根據書本一般只講授電氣性能的好壞,根本不考慮實際現場工程實施時的經濟成本。這些都可以在問題的設立和學生的討論中引導。再如,在“工程電磁場”課程中一個十分基礎且重要的知識點就是電場中的高斯通量定理,如公式E•dS=qε0。學生看起來是一個很簡單的公式,但是要講清楚不容易,要求學生會用它來解決實際問題更難。那么在講解的時候可以分成若干小問題:閉合曲面積分怎么作?作多大?電場強度所求點在哪?方向是什么?等式右邊的電荷量哪個地方的電荷量?為什么一個積分最后可以化為簡單計算?等等。學生如果把這些問題都解決了,那么高斯通量定理也就掌握了。問題的設立要兼顧課程特點。對于主線知識點十分清晰的課程,如某些課程教材可能一大章都是圍繞一個知識點,以大問題為主,在此基礎上進行拓展。問題了解清楚了,就基本掌握這一大章了。對于知識點、概念比較雜散的課程,應該采用問題集合。學生了解了一個問題集合則掌握了一章,再通過問題集合里的小問題掌握雜散的重要概念。這樣,學生在學習中思路會非常清晰,相當于知識點歸類整理。教學時間和教師地位的把握。教師就好比一臺晚會的主持人,在充分發揮學生主觀能動性的基礎上,把握課堂的節奏和時間。在以上兩點研究內容中,一些課程的學時數并不多,那么教學內容對于問題的合適設立是教師首先需要靠充分備課來完成的。教師在整個教學過程中應是組織者、引導者、參與者,而不是旁觀者,需要掌握何時何種情況下進入下一個流程、下一個問題、下一個知識點。在教學內容的講授上應該尊重學生情感,正確地引導,而不是一味地要求學生的答案必須和教材完全一致。多媒體手段在探究式學習中的應用。一方面多媒體可輔助教師進行問題案例的顯示,節省板書時間,方便合理地控制授課時間;另一方面,多媒體輔助顯示授課流程,幫助教師掌握每一步教學環節的進展情況。當然,多媒體顯示的流動速度性和同步性需要進行進一步的教學研究。這樣才能既讓學生覺得每一節課內容充實,又不覺得進度太快,難以接受。現代大學生對于很多理論性的課堂教學缺乏興趣,被動學習。工程教育理論性強,而且抽象,和工程項目等聯系緊密,純粹地講授無法達到預期的效果。通過對知識點形成的問題的求解和探索,提高學生課堂學習的積極性和主動性。通過問題的銜接還可建立緊湊的教學環節。工程教育的目的是培養未來的工程師,在高校中,不僅要傳授學生知識,而且要培養學生的綜合素質,其中最重要的就是獨立發現問題、解決問題的能力。通過課堂中問題的求解過程,培養學生的自主研究、獨立思考的能力。
四、結語
高校教師既有教學任務,又有科研任務。通過問題如何設立的思考和課堂中與學生探討專業方面的問題,能夠更加深刻地理解所授專業知識,逐步提高自己的科研水平和能力。同時,也能督促教師密切地和企業聯系,了解實際工程項目。
作者:熊煒 單位:三峽大學電氣與新能源學院