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(xué)模式,能夠充分發(fā)揮出教師與學(xué)生的雙主體作用。本文以“高等流體力學(xué)”為例,闡述了“多元專題講座式”教學(xué)模式的教學(xué)思想和過程,并在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)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(xué)模式在課程實(shí)施中需要注意的問題,針對提高工科研究生課程教學(xué)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(shí)踐能力和綜合素質(zhì)等進(jìn)行培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞 工科研究生課程 多元專題講座式 教學(xué)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(xué)模式指在遵守課程指導(dǎo)性教學(xué)大綱的前提下,把教學(xué)內(nèi)容按照一定的標(biāo)準(zhǔn)分成若干部分(即幾個(gè)專題),然后分配給不同學(xué)科背景且從事學(xué)科教學(xué)的教師,將每個(gè)部分視為獨(dú)立的專題來備課和授課,共同完成一門課程教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)方法。①②以教學(xué)計(jì)劃為根本,將學(xué)科要點(diǎn)與學(xué)生的實(shí)際思維相結(jié)合,對當(dāng)前的熱點(diǎn)難點(diǎn)問題以及學(xué)科前沿領(lǐng)域的相關(guān)問題進(jìn)行指導(dǎo)分析。近年來,“專題講座式”教學(xué)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(xué)研究生思想政治理論課課程建設(shè)的實(shí)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(xué)模式,通過科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了教學(xué)時(shí)效。④袁建萍詳細(xì)分析了影響專題講座課吸引力的因素和環(huán)節(jié),研究認(rèn)為教師必須掌握“專題講座”教學(xué)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(shí)體系龐雜,頭緒繁多,概念相對比較抽象。譬如申請者所承擔(dān)的研究生《高等流體力學(xué)》教學(xué),要求學(xué)生不僅需要掌握流體力學(xué)的思維特點(diǎn),還要學(xué)會(huì)處理實(shí)際中有關(guān)流體力學(xué)的問題,對將來涉及到的流體力學(xué)問題奠定理論基礎(chǔ),以便應(yīng)用到學(xué)科課題等方面的研究工作,⑥學(xué)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(xué)內(nèi)容比較晦澀難懂??陀^而言,在高等流體力學(xué)的教學(xué)中,存在一些問題,即過于強(qiáng)調(diào)基本理論的內(nèi)容,對數(shù)學(xué)知識(shí)的要求也相對較高,但對于解決工程實(shí)際方面的應(yīng)用,講解的內(nèi)容較少,尤其是在工程實(shí)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(xué)效果。具體到筆者所在的北京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院的學(xué)生,目前選用的教材和教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)高等流體力學(xué)中勢流理論、理想流體流動(dòng)等方面,與自身科研的課題的聯(lián)系比較有限,學(xué)習(xí)興趣也難以調(diào)動(dòng)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(xué)方法,根據(jù)選課學(xué)生不同的學(xué)科背景以及需求,結(jié)合教材和學(xué)科發(fā)展選定幾個(gè)主要專題(如高速水動(dòng)力學(xué)、氣動(dòng)葉柵流動(dòng)、湍流燃燒等),進(jìn)行專題講座,并將工程實(shí)踐內(nèi)容引入課堂,不僅擴(kuò)展了學(xué)生的知識(shí)面,使其更好地了解理論知識(shí)應(yīng)用于工程實(shí)際的方法;也可以提高學(xué)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(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,需要講座教師在深入淺出的理論闡述中加以生動(dòng)豐富的工程實(shí)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(jìn)行了長期、系統(tǒng)的鉆研?!皩n}講座”教學(xué)模式合理的將教師的科研與教學(xué)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(xué)習(xí),不斷豐富自我知識(shí)。只有達(dá)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(shí)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(huì)的不斷進(jìn)步,科技的快速發(fā)展,大學(xué)教育應(yīng)該緊跟科技的腳步,因此教師需要不斷學(xué)習(xí),不斷了解與研究領(lǐng)域相關(guān)的各方面最新的科學(xué)知識(shí),在提高自己,緊跟時(shí)代步伐的同時(shí),可以進(jìn)行知識(shí)的積累,深入了解所教學(xué)科。進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)研究,可以使教師更加直接、全面的獲取學(xué)科前沿知識(shí)。⑨因此在教學(xué)中,可以站在學(xué)科的前沿,從更高的層次對本專業(yè)的知識(shí)體系進(jìn)行把握;同時(shí)可以在教學(xué)中對本專業(yè)的研究成果進(jìn)行介紹,著眼于現(xiàn)代科技的發(fā)展,對所教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一定程度的深化,使教師的科研能力與教學(xué)能力相輔相成,同時(shí)將科研成果不斷轉(zhuǎn)化為教學(xué)成果。采取“專題講座型”教學(xué)模式,教師可以結(jié)合自己的研究方向,自主選擇教學(xué)內(nèi)容,并在教學(xué)中引入自己的科研成果,可以很好的提高教師的主動(dòng)性和積極性,同時(shí)也更好地展現(xiàn)了教師的個(gè)人人格魅力,實(shí)施更有效的教學(xué)。隨著教師主動(dòng)性的提高以及教學(xué)內(nèi)容與科研相結(jié)合的方式,教師對教學(xué)內(nèi)容的理解更加透徹,教學(xué)質(zhì)量會(huì)隨之上升。豗豘豙
因此,“多元專題講座式”研究生課程教學(xué)模式,有助于充分發(fā)揮教師與學(xué)生的雙主體作用。不僅很大程度上提高了教師的主動(dòng)性與積極性,也提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,使學(xué)生真正了解并參與到課程研究中去,適應(yīng)了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,并滿足了社會(huì)對研究生的根本需求,真正體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本的理念,提高了研究生課程教學(xué)質(zhì)量。但在“多元專題講座式”教學(xué)模式的具體實(shí)施過程中,還亟待提出適合工科研究生課程教學(xué)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(xué)模式的課程綜合評價(jià)方式。豛豜
1 工科研究生課程“多元專題講座式”教學(xué)模式實(shí)施方法
1.1 教學(xué)內(nèi)容的選擇
開展“多元專題講座”教學(xué)模式,首先需要分析不同學(xué)科背景研究生對教學(xué)內(nèi)容的需求與選擇,我們以“高等流體力學(xué)”教學(xué)為例,通過調(diào)查研究法和統(tǒng)計(jì)分析法,提出適合于北京理工大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專業(yè)研究生的“多元專題講座”教學(xué)模式。
根據(jù)課程特點(diǎn),“高等流體力學(xué)”的授課內(nèi)容由以下三部分組成,分別為:流體力學(xué)理論教學(xué)、流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、計(jì)算流體力學(xué)(CFD)教學(xué)。在課前,根據(jù)選課學(xué)生的學(xué)術(shù)背景和研究方向,通過調(diào)研、調(diào)查問卷、座談會(huì)等方式,實(shí)證分析在“多元專題講座”教學(xué)模式下,學(xué)生對課程內(nèi)容設(shè)置的需求。
在理論教學(xué)方面,以研究生創(chuàng)新教材《高等工程流體力學(xué)》為依托,將教材章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容歸納為四個(gè)專題,分別為:《流體力學(xué)基本方程》、《理想不可壓縮流體的流動(dòng)》、《粘性不可壓縮流體的流動(dòng)》、《理想可壓縮流體的流動(dòng)》。這一部分是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,將以選課學(xué)生的學(xué)科背景和研究期間的實(shí)際需要,結(jié)合北京理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院熱能與動(dòng)力工程系研究方向,擬開展兩到三個(gè)專題,分別為:《流體測試技術(shù)》、《復(fù)雜多相流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究》、《發(fā)動(dòng)機(jī)湍流燃燒可視化實(shí)驗(yàn)研究》。
在計(jì)算流體力學(xué)(CFD)教學(xué)方面,將著重貼近目前機(jī)械與動(dòng)力能源領(lǐng)域前沿問題,開展四到五個(gè)專題,分別為:《葉輪機(jī)械與流體動(dòng)力學(xué)》、《空化和超空化流動(dòng)現(xiàn)象的研究》、《燃料與空氣的匹配與流動(dòng)控制》、《航行器噴水推進(jìn)及其水動(dòng)力學(xué)特性研究》。
上述專題內(nèi)容的設(shè)置,主要考慮以下兩點(diǎn):(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(jī)車學(xué)院的學(xué)科背景,增設(shè)了貼近機(jī)械與動(dòng)力能源領(lǐng)域前沿問題的新專題,彌補(bǔ)了教材較為陳舊,偏重理論的不足。兩者結(jié)合,在確保教學(xué)內(nèi)容沒有偏離總體教學(xué)目的的同時(shí),又有所探索和創(chuàng)新。
1.2 教學(xué)方法的創(chuàng)新
(1)流體力學(xué)理論教學(xué):流體力學(xué)理論體系嚴(yán)密,從流體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、理想流體動(dòng)力學(xué)、粘性流體動(dòng)力學(xué),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(jī)翼理論、相似理論以及管內(nèi)流動(dòng)問題等。在這部分的四個(gè)專題中,將由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、基礎(chǔ)理論扎實(shí)的教師主講。在課程的講解中,力求嚴(yán)密而又不失流體力學(xué)的系統(tǒng)性,要求學(xué)生掌握堅(jiān)實(shí)的流體力學(xué)理論基礎(chǔ),同時(shí)采用啟發(fā)、討論的方式將有關(guān)流動(dòng)概念以身邊常見的流動(dòng)問題,引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)內(nèi)容的問題實(shí)質(zhì)。針對工科研究生的學(xué)習(xí),所創(chuàng)新的教學(xué)特點(diǎn)為:一方面應(yīng)該對流體力學(xué)基本微分方程組進(jìn)行深入講解,另一方面應(yīng)注重理論與實(shí)際相結(jié)合,應(yīng)用基本理論解決各類流體力學(xué)的實(shí)際問題。在教學(xué)內(nèi)容方面,針對本科生所學(xué)的相關(guān)內(nèi)容,需要有恰當(dāng)?shù)匿亯|和引用,使學(xué)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(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué):在重視課堂理論教學(xué)的基礎(chǔ)上,擬在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面進(jìn)行了大膽改革,將流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程分成四個(gè)層次:流動(dòng)顯示的形象教學(xué)、直接測量的定量方法、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開展、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的綜合分析四個(gè)層次,積極發(fā)揮不同層次、不同學(xué)科背景學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還可以讓學(xué)生盡早接觸工程實(shí)際、擴(kuò)展學(xué)生思維、訓(xùn)練學(xué)生分析問題和解決問題的能力。在這部分的兩到三個(gè)專題中,將由實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師主講,高年級(jí)的博士研究生配合相關(guān)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和研究。
(3)計(jì)算流體力學(xué)(CFD)教學(xué):計(jì)算流體力學(xué)對于機(jī)械與動(dòng)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(xué)生后續(xù)科研、工作中必要的工具。該課程特點(diǎn)基礎(chǔ)理論部分抽象,不易理解,對計(jì)算機(jī)繪圖方面要求較高,也需要較好的軟件操作能力,對于學(xué)生學(xué)習(xí)來說,有一定的難度。在這部分的四到五個(gè)專題中,將由精于CFD研究的中青年教師主講,力求理論與實(shí)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(xué)生學(xué)會(huì)解決問題的方法。在“專題講座”教學(xué)中,探索案例式、研討式、實(shí)踐教學(xué)等多種途徑、多種媒體有機(jī)結(jié)合的 “立體化”教學(xué)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(shí)踐水平,對研究生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到促進(jìn)作用,有利于研究生個(gè)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(shí)行多角度綜合評價(jià)的方式。學(xué)生最終成績由“文獻(xiàn)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(xiàn)綜述反映了學(xué)生對課程專業(yè)知識(shí)的理解深度;提問、討論等課堂發(fā)言體現(xiàn)了學(xué)生對所學(xué)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(xué)生對課堂所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用程度。這種“多元立體式”的評價(jià)方式可以對學(xué)生進(jìn)行客觀科學(xué)的評價(jià),正視并且尊重學(xué)生的個(gè)體差異,從多方面的綜合素質(zhì)對學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)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(xué)客觀。
2 工科研究生課程“多元專題講座式”教學(xué)中需注意的問題
在工科研究生課程“多元專題講座式”教學(xué)中,一方面需要對課程的基本原理進(jìn)行講解,另一方面要將現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的新發(fā)展引入教學(xué)中,重點(diǎn)講解其對解決實(shí)際問題的應(yīng)用。在教學(xué)實(shí)施過程中,根據(jù)筆者的實(shí)踐和體會(huì),需要注意以下幾個(gè)問題:
(1)堅(jiān)持教學(xué)與科研相結(jié)合方式在教學(xué)中的應(yīng)用:創(chuàng)造能力人才的培養(yǎng),必須將教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合起來。教師通過對相關(guān)學(xué)科進(jìn)行科研探究,能進(jìn)一步加深對本學(xué)科的理解和認(rèn)識(shí),更新教學(xué)手段,豐富知識(shí)結(jié)構(gòu),從而激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)和研究的熱情?!皩n}教學(xué)”將科研與教學(xué)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(shí)將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容,是課程設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中一個(gè)重要的問題。
(2)加強(qiáng)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(xué)模式對授課教師的要求更加嚴(yán)格,除了擁有豐富的專業(yè)知識(shí)并不斷學(xué)習(xí)該領(lǐng)域的前沿科學(xué),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(qiáng)“多元專題講座式”教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè):在專題教學(xué)中,課堂教學(xué)目標(biāo)是力求達(dá)到研究生課程的科學(xué)性、知識(shí)性、現(xiàn)實(shí)性和趣味性的有機(jī)統(tǒng)一。所以任課教師不僅要具備深厚的知識(shí)理論內(nèi)涵,還要在科研中不斷豐富與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新精神。如何形成年齡結(jié)構(gòu)合理、理論功底硬、學(xué)科平臺(tái)高、有創(chuàng)新精神的研究生課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),也是教學(xué)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(xué)模式運(yùn)用到工科研究生教學(xué)中,有助于調(diào)動(dòng)教師教學(xué)積極性和學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。更有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研精神,提升其綜合素質(zhì)。教師教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考評體系的設(shè)計(jì)中,應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)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(xiàng)目:北京理工大學(xué)第十批教育教學(xué)改革研究課題
注釋
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