工科專業課課堂教學質量提高途徑探析的論文
論文摘要：針對工科專業課程教學特點和課堂教學策略，根據作者多年的教學經驗，對工科專業的課堂教學方法進行了探討，總結了提高工科專業課堂教學質量的途徑，分別從備課和教學方法方面對課堂教學進行了探索，對進一步提高工科課堂教學改革具有一定的指導意義。
論文關鍵詞：工科專業課 課堂教學 教學質量
研究型教學與學習是新世紀高校教育發展的必然趨勢和要求，是創建研究型大學的重要組成部分。課堂教學是教學各環節中不可缺少的重要環節，專業教學是培養工科學生專業素質及創新能力的重要階段，學生的絕大部分專業知識及能力來源于專業教學課堂。通過對專業課堂教學要素的重組整合，營造有利于學生主動學習的課堂環境，提供給學生主動學習的條件與機會，引導學生自主發展，增強學生的實踐能力及激發學生的研究興趣。因此，提高專業課課堂教學質量至關重要。
《工程水文學》是水利工程專業的基礎課，是應用水文知識于工程建設(主要是水利工程)的一門專業學科，它研究與水利工程的規劃、設計、施工和運營管理有關的水文問題，主要內容為水文計算、水利計算和水文預報等。其作用是使水利工程專業的學生能了解水利工程技術中的基礎專業問題，以及對工程技術中水文分析中的概念和方法等，進一步完善學生的知識面并提高學生對專業的認識。近年來，鄭州大學水利與環境學院在《工程水文學》精品課程教學中，通過“面向2l世紀水利水電工程專業人才培養目標和課程體系研究與實踐”(省教改項目)和“《工程水文學》網絡課件”(省網絡課程)等項目的研究實施，依據學校培養目標和社會的需要，堅持“拓寬基礎，突出特長，培養能力及強化素質”的基本思路，在探索工科學生創新和實踐能力培養途徑、構架理論教學與實踐教學互動人才培養體系方面作了大量的嘗試工作。
本文在分析工科專業課教學特點及教學策略的基礎上，以《工程水文學》課為例，從備課、教學方法等直接影響到課堂教學質量的因素進行探索。
一、工科專業課教學特點及課堂教學策略
工科專業不同于其他學科，有其自身的特點。在現代教學改革前提下，在縮短總學時的同時，要求拓寬基礎，增加基礎課學時，使得專業課學時比以前減少許多，因此，工科專業課不僅具有學時緊、實踐性強、更新快等的特點，而且從教學內容上講還具有基礎內容與綜合內容相結合、教學內容的知識點與應用知識點的數學建模和數學實驗能力相結合的特點。因此，課堂教學要求處理好5個關系，即系列專業課程內部之間的關系、基礎知識與建模和實驗的關系、與后續相關課程的關系、學生為中心與教師課堂教學之間的關系、課堂上導引和課后練習之間的關系。
從哲學方面來看，課堂教學是師生共同完成的“認識一實踐——再認識”的過程；從教育方面來看，教師要幫助學生逐步完成社會化的過程，課堂則是教師實現這一目標的主渠道，是師生進行交流的舞臺，因此，課堂教學是學生學習知識、培養學生創新能力的主要渠道。構筑了采用多種教學包括“知識、氛圍和情感”策略，明確課堂教學創新教學中師生的地位，在理論和實踐教學中摒棄課堂教學模式化、采用多種教學手段和方法實現課堂教學中的創新意識的培養的創新教育思想。教師作為主體，立足于“導”，而不是“灌”，學生作為學習主體則體現“動”，教學就是師生互動、共同作用于知識客體、使學生在課堂學習中發生變化的過程。教學是一個動態的過程，針對不同的學生、不同的教學情境、不同教學條件應該采用多種教學方式，在教學課堂中也會出現一些估計不到的情況和教育良機，需要教師隨時把握、隨機調整。我們多年的《工程水文學》教學在理論和實踐教學方面逐漸形成了實現學生潛能的多級開發的教法革新，在教學手段上總結出了“寬范式、討論式、問題式、立體式以及個性化教學模式”等教學方法；在實踐教學方面總結出“訓練式、開放式和實踐教學模式”的教學法。
二、提高工科專業課課堂教學質量的途徑
(一)備課
工科教學改革正在進行，一方面要求工科專業課程體系進行調整，另一方面也要求課堂教學內容的整合，因此，備課就成為提高課堂教學質量最首要的途徑。教師在深刻理解教學大綱基本知識點的基礎上，選擇適用教材，結合相關教學內容，吃透教材，明確教學內容的重點和難點，制定詳盡的教學日歷，采用現代化手段積極進行備課。整個備課過程中重在教學內容的深度，深度是指基本教學內容深層次的內涵，追求教學內容的深度，不僅可以幫助學生加深對基本教學內容的理解，而且可以激發學生的鉆研精神和創新精神。一是從基本理論方面挖掘基本教學內容的深度；二是從工程實例分析中挖掘基本教學內容的深度；三是從學科發展歷史中挖掘基本教學內容的深度。
1．選擇適用教材，及時更新講課內容
適用教材有兩層含義：一方面，盡量選用新出版的教材，以解決教材修訂速度慢與知識更新快的矛盾；另一方面，所選教材的內容應與課時量大致相當。否則，內容多不能講完，學生可能會認為教師不負責任，該門課程也不重要，從思想上輕視專業課。我們在《工程水文學》的教學中，根據我院不同專業培養目標及課時要求，給排水專業選擇了面向2l世紀課程教材2001年版的《水文學》，而水工專業和地信專業選擇2008年版的全國高等院校水利水電類精品規劃教材《工程水文學》，并及時收集國內外最新資料補充到教學內容中，拓寬教學內容，開闊學生視野，讓學生及時了解本專業知識的發展方向和前進步伐。
2．挖掘書本知識，突出重點和難點，優化教學內容在多年的實踐教學中，深深感到學生在學習中花了大量的時間，但從其所學的教學內容總體來看最后還是只見“樹木”不見“森林”，不能很好地把握所學的內容，不能把所學的內容聯系起來作進一步的歸納總結，因此，教師在備課過程中應著眼于高處，從宏觀上把握教學內容，要做到這一點，教師必須挖掘書本知識，才能將課堂內容進行提煉，并在課堂教學中將概念和理論知識進行歸納和提升，也能將不同概念進行比較和區別。專業課程實踐性強這樣的特點要求在保證教學內容嚴謹性和系統性的前提下，以課程重點為主線，將課堂所涉及到的概念、理論、原理和方法以串聯的'方式組織為課堂教學內容的知識點，對于重點問題可以從工程事例出發引導學生的形象思維，幫助學生在理解的基礎上進行記憶，解決了傳統教學手段難以描述和講清的問題，同時，從實踐激發學生的學習興趣，為學生的獨立思維提供了更大的思維空間。
3．以現代教育理論為指導，將教學與信息技術有機結合，實現立體化教學模式借助計算機生成包括文字、圖象、聲音等多種信息的多媒體課件，可以準確、形象、直觀地將知識傳授給學生，將抽象問題形象化，有利于增強學生形象思維能力和對知識的理解，獲得較好的教學效果，另外多媒體技術還能省去教師課堂現場做圖和時間，有助于解決課時少與授課內容多的矛盾。
借助網絡技術，將多媒體課件網絡化，實現課堂教學和實踐教學的融合，改變了教學過程中“教”與“學”的關系，將單向的“教”與“學”變成了多向的“教學互動”，同時，通過教學服務系統，引導學生主動學習，全方位強化應用知識和能力的訓練，開放性的課程教學系統為學習增添了新內容。
（二)教學方法
教學方法是教師和學生為達到教學目的而共同進行認識和實踐活動的途徑和手段，它是師生雙方的協同活動，在長期的教學實踐中，已形成了多種教學方法，如講授法、問答法、討論法、演示法、自學指導法等。這些方法就其本質而言，都是在長期教學實踐中逐漸形成的，然而，對于不同的專業課程應因課而教，因人而教。筆者在多年的《工程水文學》教學過程中，在教學手段上總結出了“寬范式、討論式、問題式、立體式以及個性化教學模式”等教學方法；在實踐教學方面總結出“訓練式、開放式和實踐教學模式”的教學法。 1．課堂教學重在自主設計
課堂教學效果如何，教師教學設計是非常關鍵的，不同的教學內容要求采用不同的教學方法和手段實施。現代研究型教育需要堅持素質教育、工程教育和創新教育的結合。因此課堂教學的設計對于整個課堂的教學效果就會有很大的不同，研究型教育不僅僅地是簡單告訴學生只能學或做什么，不能做或學什么，結論是什么，而是要求學生通過課堂教學內容學會去思考，學了什么，能做什么，不能做什么，怎么做及結果是什么。傳統的教學模式沒有任何懸念，就課本內容進行講授，因而對學生沒有吸引力，學生興趣不大，效果甚微。現在我們根據不同的教學內容設計不同的教學方法。例如，對于概念性強的教學內容，要注重概念的講解，同時引導學生發現和掌握規律，而對于應用性強的教學內容，注重學生的應用訓練同時加大課堂信息量等。這樣通過課堂教學引導和指導學生學習，提高學生學習的興趣和提高學生自己提出問題和解決問題的能力，變被動的學習為主動學習。
2．注重啟發式教學，注意不同層次的需求
課堂教學需要活躍的課堂的學習氛嗣，因此，課堂教學過程中需要啟發、引導學生的思維，需要采用討論式、互動式的教學方法，特別是需要激發學生聽課的熱情和積極性，使學生不僅是帶著耳朵和眼睛來上課，而且更重要的是帶著大腦來上課。
所謂互動式教學法，其主要宗旨是活化課堂教學，使教與學相互結合、相互滲透，師與生相互啟發、相互推動，最終達到學生自主學習的目的。其內涵包括巧妙創設問題，激發求知欲望，引導課堂討論，鼓勵求異思維，分層發展提高，嘗試創造體驗。這樣的教學決不僅僅是教師一個人從頭講到尾，而是學生參與教學活動中，學生的思想不敢開小差。實施這樣教學方法的關鍵在于教師要怎樣啟發怎樣引導。首先是要善于提出問題，其次是分析問題和解決問題。課堂教學中要適度給學生留一定的思維空間，教師需要精心設計一些能夠刺激和引導學生思維的問題。例如，在講授《工程水文學》中“徑流”部分內容中時，講授正式內容前，先問了學生們一系列的問題，“當降雨結束了，河道里為什么還有比較大的水流，且維持一段時間?為什么久晴不雨河道中水流一直川流不息?城市化后河道中的水流會有什么樣的變化?”等這樣能的問題，激發了學生的聽課興趣，隨著講課內容的進行，引導學生利用課堂所講授的內容回答問題，使學生在分析問題過程中，獲得應用基本理論分析和解決問題的能力。
3．運用自學指導法，培養學生的自學能力
專業課之間往往有不同程度的交叉，有的內容在一些專業課中有所涉及，僅僅由于課程所關注的不同因而側重點不同，或者對于敘述性內容較多的課，學生易于理解，而教師講授難出新意，也容易落入照本宣科的誤區，而授課學時又比較緊張，因此，在課程教學中可以適當安排一些自學內容，這樣可以緩解學時少與內容多的矛盾。
指導學生自學需做到以下幾點：(1)指導學生閱讀理解教材，及可參考的教材；(2)鼓勵學生上臺講解自學內容；(3)鼓勵學生提出問題，同時鼓勵學生自己回答，在學生中形成一種討論的氛圍，教師幫忙總結回答；(4)教師對教學內容精講。
4．采用現代化教學手段，激發學生的創新精神
課程教學內容與方法的改革和創新不僅有賴于將科研成果轉化為教學資源，有賴于積累教學經驗，也要充分應用現代教育技術，包括信息技術、計算機技術、多媒體和網絡技術等。在課堂教學繼承粉筆和黑板優點，發揮現代教育技術的優點，拓寬學生的視野，導學生學習和思維的過程。實踐證明，(1)現代信息技術的運用應該能夠引起教學深度和廣度的深刻變化。例如，利用動畫技術可以將原來所采用的教學模型“活”起來，有利于學生理解。采用真實感很強的三維動畫，不僅可以幫助學生正確認識某些基本理論，而且能夠使學生認識到這些理論的局限性。(2)現代信息技術的運用能夠引導學生從書本和教室走向廣闊的外部世界，能夠使學生感受到所學的內容并不是枯燥的理論和繁瑣的數學推導，而是具有豐富多彩的實際內涵。(3)現代信息技術的運用能夠引導教育者采用更好的教學策略啟發學生思維，激發學生的創新精神。(4)現代信息技術的運用是基于現代教學理論與信息技術指導下的教學，促使現代教學成為立體化式的教學模式。
5．課堂教學與課外學習相結合
研究型教學就是要鼓勵學生“在學習中研究，在研究中學習”，就是要鼓勵學生不滿足于書本上的知識學習，要研究和掌握書本上沒有的東西，我們在教學過程中要給學生提供基于課程教學內容而又略高于課程教學內容的文獻資料或獲取文獻資料的途徑，開闊學生視野，滿足不同學生的需要，培養學生搜集研究資料和閱讀文獻的能力，逐步培養成研究問題的良好習慣。
在課外作業中，本著基本訓練的原則，鼓勵學生研究一些沒有標準和唯一答案的學習研究問題，這些學習研究問題可以是基本教學內容的擴展和延伸，也可以是與工程實際有關的問題，還可以是一些專業課中的建模問題。也將創新的教學理念落實在了課程與教學環節上。
三、結語
多年的教學實踐，旨在以教學模式為突破口，以教師為主導作用的充分發揮為先導，構建學生學習的主體性，實現學生的多級開發，實現由傳統的知識型、單一型向現代的素質型、開放型和復合型轉化的創新型人才培養模式的根本性變革，培養學生的創新精神和實踐能力，以滿足2l世紀人才的多元需求。
在現代的課堂教學中，需要有柔性的課程體系相匹配，實現基礎內容與綜合內容提高相結合、教學內容的知識點與應用知識點相結合、經典內容與專業課程技術的相結合，體現教學內容的學術深度、課堂教學的自主設計、教學過程中的啟發與引導、課外學習重在研究，加強基礎、因材施教、分層培養。多范圍的教學模式促使學生從“定式思維”逐步向“開放式思維”轉變，在教學中注重培養學生的分析總結能力，融會貫通知識，提高學生具有應用知識和創新知識的本領。
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