研究型教学在工科专业课教学中的实践

时间：2024-05-07

黄晓东何奎

河南科技大学河南洛阳 471003

研究型教学在工科专业课教学中的实践

黄晓东何奎

河南科技大学河南洛阳 471003

针对工科专业课的特点和教学要求，将研究型教学理念贯穿于教学过程中，介绍教学改革的具体措施。实践表明，研究型教学理念的应用有助于调动学生的积极性，有助于培养学生的创新能力和团队意识，取得很好的教学效果。

研究型教学；工科；专业课

Abstract As for requirement and characteristic of specialized courses for higher education of engineering, the idea of reaching teaching is applied to whole teaching process, and concrete measures of Methodology reform is elaborates. The application of idea of reaching teaching is helps to stimulate the enthusiasm of the students, to build up students’ innovation ability and team spirit, and got a considerable effect.

Key words research teaching; higher education of engineering; specialized courses

Author’s address Henan University of Science & Technology, Luoyang, Henan, China 710003

1 传统理论教学模式的弊端

工科高年级的专业课教学，与低年级理论基础课程教学相比，无论是在教学内容还是在教学要求上都有较大的区别。专业课不但包含相关理论内容，同时还紧密地和实际相结合，具有技术性、工程性和实践性较强的特点。传统的理论教学模式已经无法适应其教学内容和要求，在教学实践中带来种种弊端。

1）教学内容过于偏重理论，过分强调学生获得知识的系统性和整体性，忽略了学生的主动精神和自主探究能力的培养。学生学了很多类似概念、特点、分类、意义、功能等内容，既无法和实际建立联系，也不知所学如何在实际中应用，造成教学资源巨大的浪费。

2）教学方式主要采用以教师为中心、以课堂为中心、以书本为中心的传递——接受的教学方法。教师居于主导地位，学生处于被动接受地位，是外部刺激的接受器。用这种方法培养出来的学生往往按部就班，照搬照抄，不利于学生主动性、创造性的培养和发挥。

3）教学评价习惯于用教师所给答案进行评价，其他都是错误的。学生知识的获取途径较为单一，从书本或教师处获得。而工科专业课程都与实践有着极强的联系，对于同一个问题，往往可以从多门课程中得到不同的解决方案，采用不同方法解决问题。因此，不应该只关心答案的对错，更应重视学生的知识在纵向的深度和横向的广度，重视学生分析问题、解决问题的经验、方法和体会。

2 研究型教学模式的尝试

为改变传统教学方式在工科专业课教学中存在的弊端，结合数控技术课程教学实践，对研究型教学模式进行一些尝试。

2.1 研究型教学的理念

研究型教学是在综合美国布鲁纳的“发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”的基础上构建的教学模式，是融知识传授、能力培养和素质提高为一体的创新教学模式。研究型教学是一种教学策略和教学方法，更是一种教学理念。

研究型教学在理论教学内容和学生已有知识积累的基础上，不再单纯地要求学生对知识的记忆和背诵，而强调知识的广度和深度，强调知识的交叉与运用，以培养学生的创新精神和实践能力为目标。它要求改变教师的教学方式和学生的学习方式，以师生间的交流、探讨和互动取代被动、消极的讲座式课堂学习，使学习成为主动发现和运用知识的过程。在教学过程中将科学研究的各个元素渗透到教学全过程，通过教学实践活动改变学生被动接受知识传输的教学方式，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在合作研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维。

2.2 数控技术课程研究型教学改革实践

数控技术是机械工程及其自动化专业一门十分重要的专业课。课程内容十分丰富，具备工科专业课的显著特点，对于其他专业课程的教学能提供有益的参考。

1）综合运用多种技术手段激发学生的主动性。研究型教学讲求学生的主动学习，而要做到这一点，首要的就是要激发学生的学习兴趣。在课程学习的不同阶段，教师需要始终围绕激发学生兴趣来组织教学。如在第一节课，收集大量数控机床的工作视频，从最简单的点位控制机床，到最为高端的多自由度并联机床；从最简单的单机工作，到最先进的无人工厂，都有展现，取得非常好的效果，极大地调动学生对于数控技术的兴趣。教师应在教学的不同阶段，充分利用多媒体教学手段的优势激发学生的学习兴趣，真正形成教师引导启发、师生互动的教学格局。

2）注意教学内容的组织。开展研究型教学，并不是摒弃传统的讲授型教学。讲授型教学具有系统性强、效率高、便于组织开展的特点。对于数控技术课程中某些核心的知识点、重点、难点内容要讲深讲透，引导学生从多角度、深层次理解基本原理。具体措施：①在教学内容安排上，讲求少而精，使学生学到先进的、有生命力的、有实用价值的知识，对于比较简单或者实用价值不大的知识，则少讲或不讲；②在讲授的过程中注意引导学生把握该学科的思维方式和研究方法，加强学生工程意识的形成。

3）将项目引入教学过程。在教学过程中，在不同的章节设立不同的项目要求学生完成，从而培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的积极性和主动性。在项目的设置上遵循结合工程实际、注意知识的综合运用的原则。如在数控编程与加工这一章，讲解G代码的功能不再仅仅通过代码的片段，而是要求学生完成从零件图绘制、三维造型、加工工艺选择、加工代码生成到操作机床完成零件加工的完整过程。这样一个项目就将学生以前所学的工程制图、三维造型、机械加工工艺等课程和数控课程所学的内容完美地结合起来。

又如，在讲授数控装置这一章时，结合单片机原理课程，提出设计基于单片机的数控机床操作面板的项目；结合C语言程序设计和软件技术基础课程，提出设计数控编程G代码解释器的项目。再如，在讲授插补原理时，要求学生利用上位机编程模拟数控插补的实现过程。通过这些项目的训练，不但帮助学生掌握本门课程的学习内容，而且促进学生对已学知识的掌握和综合运用。在完成项目的过程中，学生表现出的积极性和创造性令人震惊。

4）课堂教学引入项目汇报。当学生积极参与教学过程时，才能学到更多的东西。要使学生的主体性得到更好的发挥，必须以丰富多彩的教学活动为载体，让学生亲自参与其中，调动其学习积极性。对于布置的项目，让学生完成后做成演示文稿在课堂上进行讲解，由老师和同学点评，对完成较好的学生进行奖励。学生的积极性很高，取得很好的效果。

5）建立多元评价体系。摈弃一张试卷与一次考试的学生评价模式，研究型学习的评价结果占总评成绩的50%。这样的评价方式可以促进学生平时对课程的投入，保证课程培养目标的实现。在研究型学习的评价中，重点考虑学生对课题研究的参与性、主动性和创新性，以及项目报告的撰写水平和口头汇报中的表达能力。研究课题允许学生失败，但要求过程完整并有一定的创新性。

2.3 体会与思考

研究型教学方法有利于培养学生的自主学习能力。与传统教学方法相比，研究型教学方法更能激发学生的学习热情，从而积极主动地学习。实事表明，课程的出勤率极高，学生对于解决实际问题有极高的热情。

研究型教学方法有利于学生创新能力、团队合作能力的培养。在探索新知识的过程中，研究型教学方法有助于学生掌握科学研究方法，训练科学研究素质，培养科学研究和创新能力。整个过程为学生提供了发现问题、研究问题和解决问题的基本程序，提供了丰富的实践机会，为学生今后的开拓创新工作提供可资借鉴的宝贵经验。同时学生在问题学习中合作、交流，结成小组，对培养团队合作能力有促进作用。

研究型教学方法使师生在课堂上的行为方式发生转变，学生由理解和接受式的被动学习转变为研究型的自主学习，由学习过程中的从属地位转变为积极参与者。