工程类专业概论课程教学改革的探索与实践

李敏　李雨润　王丽娟　韩非

摘要：专业概论课程是专业课程学习的“导航标”，然而，工程类专业概论课程往往具有口径大、内容广、跳跃快、综合性强等特点，且受课时压缩的限制，实现其科学合理教学至关重要。本文以城市水工程概论课程为例，结合“知识传授”和“定向提问—学生探究—案例展现”的教学模式，探索专业概论课程的适宜教学模式。结果发现：“知识传授”和“定向提问—学生探究—案例展现”相结合的模式注重师生之间的“自我建构”和“团队构建”，这不仅有利于帮助学生掌握专业知识，提升学生专业学习的能力，而且能促进专业知识结构的不断更新和完善；该模式是让学生在掌握基本概念的基础上发挥其主观能动性，使得学生在师生间讨论氛围中吸收和深化专业知识；该模式更有利于激发学生的专业兴趣，反映和吸收本学科领域的最新研究成果，体现学科交叉的特点，适宜于工程类专业概论课程的学习。相结合的教学模式有利于完善学生的知识结构，以实现教学质量提高与人才培养模式相适应的需求。

关键词：教学改革；工程类专业概论课程；教学模式

中圖分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）38-0146-04

一、引言

工程类专业概论课程是高校学生的专业先导课程，具有较强的理论性与实践性，对于激发学生专业兴趣和开拓专业视野具有积极意义。然而，伴随着知识信息化、多面化及手机使用的普遍化，学生在课堂上的专注力日趋下降，知识的获取缺少了符合科学心理学的学习模式[1]。探索适合于工程类专业概论课程的教学教法，对于提高课堂效率、改善专业课教学效果至关重要。

传统教学与多媒体教学相结合是目前广泛采用的教学方式[2]，传统教学方法可以使学生有充分的思考时间，但提供的信息量较少，如城市水工程概论这门课程涉及水文学、环境工程学、水力学、建筑学、生物学、化学、土壤学、经济学等方面知识，概念性的知识较多，要在较短时间内讲授并使学生掌握或理解这些内容的难度较大。通过编制多媒体课件，采用图片、视频、音频、动画等教学手段，适时地为同学们形象、生动、直观地讲解从取水、水处理、供水、污废水的收集处理及排放的整个工艺流程；设置进入建筑物内部，观测详细管路布置及管中水流情况；模拟火灾发生，展示高层建筑报警启动直至全面喷水实施的全过程，通过视觉、听觉，激发学生的学习兴趣与学习热情。

然而，“教师讲，学生录”，这种灌输式教学依旧是目前概论课程的主要教学方式，在教学中往往忽视了学生的主观能动性及其发言的丰富性与多样性[3]。课堂教学活动应是教与学的统一，是一种以学生主体为基础，培养能力、养成品格和训练方法的过程。及时了解学生的学习情况，并给予有效地反馈，建立师生之间的互动模式，才是良好的教学模式。本文针对工程类专业概论课程的特殊性，依据学习共同体理念，提出“知识传授”和“定向提问—学生探究—案例展现”相结合的教学模式，并以城市水工程概论课程为例进行实践教学探索及完善。

二、“学习共同体”的发展现状及其融入专业概论课程学习的必要性

“学习共同体”是以维果茨基心理发展理论、社会建构主义理论为基础提出的教学模式，指出“人所特有的心理技能不是从内部自发产生的，他们只能产生于人们的协同活动和人与人的交往之中，人所特有的新的心理过程必须在人的外部活动中形成，随后才可能转移到内部，成为人的内部心理过程的结构”。即学习是在学习者参与外部活动的过程中获得的，对于大学的课堂教学，需要通过学生间、师生间的外部学习活动实现所授内容的理解和深化[4，5]。

近年来，伴随着高等教育的大众化、知识信息化及多面化，特别是手机使用的普及化，大学生的基础知识水平明显下降，学生在课堂上的专注力日趋下降，传统课堂教学特定的组织形式未能调动学生参与学习的积极性和主动性，师生间、生生间的沟通严重不足，教师与学生、学生与学生的“学习共同体”被慢慢解体，知识的获取缺少了符合科学心理学的学习模式[6，7]。蔡元培指出，大学是“共同研究学术之机关”，“在校学者当有研究学问之兴趣，尤当养成学问家之人格。”，教师应利用各种教学环节，激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性和主动性[8]。交互性对话是实现课堂学习共同体的构建、激发和维持学习共同体活力的有效措施[9]，交互性对话已改传统教学的单向灌输模式，提倡每个人都是学习的主体参与者，倡导激发成员的归属感及责任感，要求彼此间围绕共同的任务，积极参与，相互交流，分享知识、经验、智慧。它能够有效改善沟通不足的现状，有利于建立良好的学习氛围，共同促进有意义地学习。

专业概论课程的范围往往涵盖本专业的全貌，具有综合性强、口径大、内容广、跳跃快等特点[10]，如城市水工程概论包括有取水工程、给水排水管网、给水污水厂（水质及水处理工艺）、建筑给水排水及消防系统、水工艺设备、水工程施工及经济等方向，要求学生必须站在学科全局的高度，充分认识与把握学科全貌，以期做到理论基础扎实、专业知识面广、实践能力强、综合素质高。该课程的任务是培养学生认识给排水工程的专业范畴，掌握相关基本概念、理论和方法，初步建立解决问题的工程方法，能对一些简单的工程实际问题进行定性分析，为学习后续相关专业课程打好必要的基础。因此，在课时有限且面临压缩的形式下，对于理论与实践性都很强的专业概论课程的学习，更需要调动学生的主观能动性，激发学习兴趣，建立有效的师生及生生之间的学习共同体的课堂教学模式。

三、城市水工程概论教学的改革实践

1.教学模式的改革。（1）将教材改编为以定向问题为核心的学习体系。提出定向问题后，学生组建各种讨论小组，设计“学习情景”，讨论“定向问题”的内容，教师围绕“定向问题”，设计“学习资源”、“学习策略”、“认知途径”。结束部分通过“生生讨论—教师点评—师生讨论—归纳总结”的模式使学生纠正误解或曲解，使更多的学习问题得到有效科学的解决。如在《城市水工程概论》讲解过程中，针对水的处理方法，建立讨论小组，以课后作业的形式，给学生留出足够的时间去查阅相关资料并了解现状，然后在课堂上设定10—15min的时间由小组代表对讨论结果进行报告，老师围绕所述内容进行点评，接着师生针对重点题进行讨论，给出更科学、更专业的阐释，最后完成归纳总结。整个过程鼓励同学们摒弃课本知识点的约束，发表自己的观点，畅所欲言。实践证明：这样不仅调动了同学们学习的主动性，加深了专业知识的理解，使得学生能在有限的90分钟课堂时间下将所授知识理解、消化并吸收，而且有利于将最近的研究进展纳入教学内容，促进教学内容的完善化和教学设计的合理化。（2）教学过程中有效结合“知识传授”及“三注重”。“三注重”，即注重学生的发展、注重学生的学习过程、注重学生的学下效果。已改传统单一的教学模式及沉闷的课堂教学气氛，注重学生的发展，让学生先学习，提出问题，然后教师与学生一起学习，通过讨论式、问答式、演讲式等共同学习的方式去解决疑惑。在共同解惑过程中，教师启发、引导学生实现知识点的连接及新知识的理解，使学生在学习中实现实践；培养学生们的学习兴趣，注重学生的学习过程，帮助学生掌握好的学习方法，努力提升学生学习的效率；扭转学生学习的态度，注重学生的学习效果，积极开展学生与学生之间的热烈讨论，让学生都积极投入到学习过程中。endprint

正确有效的讨论需建立在对专业知识科学正确理解的基础上，专业概论教学对象往往是大一或者大二的学生，他们的专业知识还非常有限，因此，需要借助知识传授掌握专业基本理论。如在城市水工程概论课程教学中，教师首先对每部分内容的专业术语和基础理论采用“知识传授”的教学模式，如水源、给水排水管道系统作用、设计流量、暴雨强度的计算、各水质标准、建筑给排水系统、水工艺设备的类型等基本概念，采取知识传授模式直接向学生介绍，以启发学生在具体的案例教学及小组讨论中逐步进行消化。对于具体的污染处理设备及其原理、城区给排水管网的科学布置及注意事项、建筑给排水管道的布置及其给排水方式等内容，采用学生自主学习、小组讨论及教师辅导相结合模式，留出时间由学生自己通过自学阐释所学构筑物、管道、系统的结构特点、适用范围、注意事项及不足之处，并提出完善的具体想法和理由，教师针对相关想法与学生们进行讨论，引导大家思考。实践证明：两者相结合的教学方式，可有效解决学生查阅资料过程及对问题思考的盲目性，以更快更有效的方式更好地了解相关构筑物、技术及系统运行的发展历程、应用现状和研究趋势。

2.教学方法的改革。（1）利用创新教育，培养学生的研究能力。培养学生的创新能力是实施“科教兴国”和可持续发展战略的重要途径。当前教育改革不断深化，素质教育已深入人心。创造精神、创新能力是人才素质的核心。开发人的创造力，培养人的创新意识、创新精神和创新能力，已成为实施素质教育的重要内容。配合大学专业课堂教学内容，积极带领学生参加各项课外科技活动竞赛，帮助学生积极主动地去了解专业课程在工程实际、现代科学技术中的具体应用和需解决的工程技术问题，使学生在低年级的学习中就能树立研究思想，培养研究兴趣，从而增强学生的学习兴趣及学好该专业的信心。实践证明：创新教学是实现专业知识升华的有效措施，培养创新能力，鼓励学生多渠道获取信息与资料，增强了学生查找、分析与交流信息的能力，能够有效解决学生在专业学习过程中普遍存在的“广”和“深”的矛盾问题。（2）利用案例教学，实现知识的“温故而知新”。案例教学法由前西德教育家瓦·根舍因提出，是基于情景学习论、认知弹性论，以学生为主体，凭借具有多元表征的潜在价值的“案例”，引导学习者进入科学探索和反思的学习过程[11]。案例教学，注重学生利用理论知识解决实际问题的能力，可帮助学生巩固学习内容，提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。如城市水工程概论专业课的教学过程，案例教学从两个方面来实现：一方面，利用实习时间带领学生深入净水厂、污水处理厂、施工建筑等场所进行现场实践，对各种工程的工艺参数、运行效果进行详细介绍，强调点睛之处及注意事项，同时要求学生收集相关资料，并对所得到的资料进行整理、提炼、归纳及总结，帮助学生解课堂之惑；另一方面，利用典型工程案例，引导学生开展研究性学习，要求学生针对具体案例进行分析讨论，如对于某一具体建筑的给水方式、管道的布置、采取的理由和依据等进行分析。实践教学证明，案例教学是落实专业课程教学的有效方法，广泛收集国内外给排水领域具有代表性的成功及失败案例及现场的实习参观，不仅能够加深学生对内容的理解，增强学习的主动性，开阔学生的知识面，激发学生的求知欲，提高教学效果；而且有利于促进理性思考与感性认识相结合，启迪学生对自己将来的专业前景和发展规划有所思考，从而有意识地培养自己的工程素质。（3）建立微平台，注重效果跟踪，及时改进。建立微平台，注重利用课后时间与同学们交流，询问对课程学习内容的理解程度、难点及疑问，并以问卷调查的形式征求同学们对教学方法、内容及进度等的意见与建议，以便及时对后续的上课内容与方式进行改进。

3.考核方式改革。专业概论课程往往涉及多方面的知识，如城市水工程概论课程，涉及水文学、水力学、环境学、建筑学、电化学、生物学、施工、经济学等多方面的知识，完全掌握难度较大，而且也没必要完全掌握，因为在后续的专业课中会详细地去学习。专业概论课程的学习目标应是让学生形成专业系统框架，掌握一些基本概念，树立专业思想，然后在后期的专业学习中慢慢体会。因此，对于专业概论课程的考核，应注重学生独立思考能力、创新能力的培养，应以知识、能力、素质来综合评价学生。实践证明，结合笔试（闭卷，评价基本概念的掌握情况，30%）、课堂讨论（30%）、课程论文（20%）及实习总结报告（10%）的考核方式综合考察学生的学习效果，有利于实现学习效果的真实性评价。

四、结束语

“学习共同体”的课堂教学模式注重培养学生的学习兴趣，适用于专业概论课程的学习。工程类专业概论课程具有较强的理论性和实践性，其最大的特点是信息量大、学科交叉多、知识点互相渗透，与工程密切相关。采用“知识传授”和“定向提问—学生探究—案例展现”相结合的教学模式，学习过程中对于重要的概念、理论、推导应采用知识传授的方法，而对于处理工艺流程、设备、构筑物及系统运行等内容采用“定向提问—学生探究—案例展现”的方法，从学生的认知规律着手，调动学生的主观能动性、学习积极性、主动性和创造性，在授课过程中采用“启发式”、“引导式”、“互动式”的教学方式，鼓励学生提出问题、讨论问题，以提高其学习兴趣，最大程度地改善教学的时效性。相结合的教学模式有利于反映和吸收本学科领域的最新研究成果，体现学科交叉的特点，完善学生的知识结构，实现教学质量提高与人才培养模式相适应的需求。

参考文献：

[1]冯建军.教育现代性的反思與批判[J].南京师大学报（社会科学版），2004，（4）：69-74.

[2]M.B.Tinzmann，L.Friedman，S.Jewell-Kelly，P.Mootry，P.Nachtigal，and C.Fine NCREL.Why Should Schools Be Learning communities？ Oak Brook 1990.

[3]沈德立.高效率学习的心理学研究[M].北京：教育科学出版社，2006：23.

[4]朱熠，霍涌泉.基于学习共同体的课堂文化重建[J].中国教育学刊，2011，（5）：46-49.

[5]佐藤学.学校的挑战：创建学习共同体[M].钟启泉，译.上海：华东师范大学出版社，2011：24.

[6]周光礼，黄容霞.教学改革如何制度化——“以学生为中心”的教育改革与创新人才培养特区在中国的兴起.高等工程教育研究，2015，（5）：47-56.

[7]John Retallick，Barry Cocklin. Learning Community In Education：Issues，Strategies and Co ntexts[M].Routledge，1966：6.

[8][日]佐藤学.学习的快乐——走向对话[M].钟启泉，译.北京：教育科学出版社，2004：340-341，384.

[9]熊匡汉.论师生互动与教学价值实现[J].中国大学教学，2009，（4）：21-23.：

[10][美]罗伯特·B·巴尔，约翰·塔格.从“教”到“学”的转变[J].院校决策参考，2012，（4）：14.

[11]谭甲文.案例教学法与新升本科院校学生创新思维能力的培养[J].宿州学院学报，2011，（10）：114-118.endprint