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論文摘要:以培養熱能動力類高素質創新型人才為目標,以“研究性教學”理念為引導,整合技術基礎課教學資源,加強教學團隊建設,按照“拓寬基礎、注重實踐、注重創新”的思路全面改革課程體系和教學內容、方法、手段,優化培養過程,實現科研與教學結合,技術基礎課程教學與創新研修課程教學和大學生科技創新指導相結合,進一步增多實踐性教學環節加強對學生科研能力的培養,在實踐中取得較好的效果。
論文關鍵詞:創新人才 研究性教學 課程建設 教學團隊
高等教育肩負著培養高素質專門人才和拔尖創新人才的重要使命。為適應我國經濟社會的快速、健康和可持續發展,全面貫徹落實科學發展觀,教育部先后實施了“本科教學工作水平評估”和“高等學校本科教學質量與教學改革工程”等重大舉措,以期深化高等學校教學改革,提高人才培養的能力和水平,更好地滿足經濟社會發展對高素質創新性人才的需要。哈爾濱工業大學以此為契機,全校范圍開展教育思想大討論和相關專題研討會,進一步理清了學校精英教育的辦學指導思想和目標定位,通過構建通識教育與專業教育相結合的人才培養模式,面向國家與社會需求,培養“研究型、個性化、精英式”且具有國際競爭力的高素質人才。
哈爾濱工業大學能源學院教學工作具有優良的傳統,主要沿襲了原蘇聯的教學模式,培養了一大批各領域的杰出人才,培養的學生基礎扎實、動手能力強。但學院原有的培養模式的教學效果同學校確立的“研究型、個性化、精英式”培養目標的要求還有差距。傳統教學方式是以知識的傳授為中心的,教師傳授的知識按形式邏輯演繹法的要求構建成簡明的知識體系,[1]沒有體現知識發現、理論形成的過程,人類在科學發現、技術發明和工程應用中許多巧妙的思維被淹沒在繁雜的理論知識中,不利于學生能力培養。開展“研究性教學”、培養學生科研能力和創新能力是教學改革的方向。[2]技術基礎課是基礎課與專業課之間承前啟后的橋梁與紐帶,在學生專業能力培養方面具有重要作用,技術基礎課的學生覆蓋面廣,教學改革能使更多學生受益。
一、確立研究性教學理念,明確基礎課教學目標
研究性教學應成為現代教學理念的構成要素,它是對傳統的傳遞式——被動接受式的教育理念的革新。研究性教學和學習的實踐要求把“答案”變成“問題”,進而在對“問題”的追問中建構教學和學習的方法。研究性教學和學習越來越受到廣大教師和學生的重視。[2]“組織工程流體力學”、“傳熱學”、“燃燒學”、“工程熱力學”等技術基礎課程的任課教師成立教學改革團隊,針對性地開展教育思想和理念的討論,以“研究性教學”理念為引導,按照“拓寬基礎、注重實踐、注重創新”的思路改革課程體系和教學內容、方法、手段,優化培養過程,在普遍提高學生綜合素質、培養學生創新能力的基礎上,為學有余力的學生的個性化發展提供了“創新研修課”、“科技創新”指導等環節,實現精英式培養,取得較好的效果。
圍繞學校“研究型、個性化、精英式”的培養目標,進一步明確熱能動力類本科生專業知識、專業能力和綜合素質的培養目標。在繼承哈爾濱工業大學熱能動力類專業教學優良傳統的基礎上,開展先進教育教學理念學習研究,完成了省級教改項目三項。積極實踐“研究性教學”的理念,培養熱能動力類高素質創新型人才。
二、加強教學團隊建設,注重對青年教師的培養
1.搭建技術基礎課任課教師交流平臺
過去熱能動力類技術基礎課程的任課教師分屬不同的專業方向,承擔各自的技術基礎課程教學工作,交流很少。課題組成立后,建立了教學例會制度,課題組成員定期交流,討論技術基礎課的教育教學理念;分析技術基礎課程之間的聯系,優化教學內容,實現課程間的融會貫通、資源共享,為后續課程體系改革提供了前提條件;通過觀摩名師教學錄像、總結教學經驗、討論教學的難點、疑點,提高了教學團隊整體的教學水平。2009年,熱能動力類技術基礎課程教學團隊被評為國家級教學團隊。
2.落實青年教師導師制
建立、完善了青年教師導師制度,為每位青年教師配備一名教學經驗豐富的指導教師,通過教學示范和課堂點評等環節,青年教師教學水平迅速提高。教學團隊40歲以下青年教師在學院的青年教師教學基本功大賽中都獲得一等獎,在學校的青年教師教學基本功大賽中都獲得二等獎以上獎勵。
三、開展全方位課程建設,改進教學內容、方法和手段
1.改進教學內容
熱能動力類技術基礎課程原有的教學內容相對陳舊,沒有突出對學生的專業能力的培養。按照專業發展需要和學科自身的科學性、系統性、完整性,逐步優化教學內容。借鑒了國際一流大學的相關教學教材,對原有教材進行修訂補充,增加了本領域科學和技術的最新發展和熱門問題。同時,堅持教學與科研的有機結合,在授課過程中穿插授課教師的科研經歷,一方面使授課內容更為生動,另一方面也向學生們展現了專業未來前景,提高了學生學習的動力。
2.改革教學方法
針對技術基礎課傳統教學模式在學生創新能力和工程能力培養方面的局限性,在教學中進行一系列漸進式改革。逐步摒棄“照本宣科”、“灌輸式”教學模式,根據課程和教學內容特點,靈活運用“啟發式”、“案例式”、“探索式”等多種教學方法。將教學內容、教學媒體、教師活動、學生活動等課堂教學要素有機組織起來,發揮整體的最大效能。教學以“培養學生分析問題、解決問題能力,為專業課程打基礎”為原則,將理論學習與實踐訓練有機地結合起來,強調學生通過主動探求問題解決的途徑和方法,激發學生的學習興趣,鼓勵學生大膽提問、積極發言,促進師生互動,努力實現以教師為主導,學生為主體的新型教學模式。
靈活運用啟發式教學方法,通過讓學生從事類似于科學家發現真理的學習活動,調動其學習的主動性和積極性,掌握學習理論與發現問題的方法。例如筆者在流體力學教學的流動阻力及能量損失這一章教學中,不但講解了教科書中要求學生掌握的知識,而且還收集了大量的史實資料,例如把雷諾、普朗特、尼古拉茲等科學家當時研究的思路、考慮問題的方法以及研究方式的特點介紹給學生,并讓學生自己模擬或重現當時的發現過程,讓學生學習和體會一下科學家創造性工作的過程。
嘗試將專利分析引入技術基礎課程的教學,從公開的發明專利細節中,分析其理論基礎和發明人的創新思想及技術創新的一般規律。發明專利具有實用性,具有在工業上應用的可能性,要解決的是工程實際問題。[3]對發明專利的分析是培養學生創新能力和工程能力的有效方法。
教學過程注重基本理論在專業中的應用,學生參與程度高,積極配合,課堂教學氣氛活躍,互動效果好。
3.采用傳統教學手段與現代教育技術相結合
在教學過程中,筆者越來越感到傳統的教學方法和多媒體技術相結合對于提高教學質量的重要性。研制的技術基礎課的CAI課件集文字、圖片、動畫、錄像、聲音于一體,充分應用現代教育技術和多媒體教學的優點,使教學方法多樣化、現代化,改變了傳統的“黑板+粉筆”的單一模式。流體力學CAI使抽象的流體力學概念與理論形象化、具體化。例如:流線的定義——流線是表示某一瞬時流體各點趨勢的曲線,曲線上任一點的切線方向與該點的流速方向相重合。傳統模式無法形象地表現出抽象的概念,用多媒體技術來顯示流線,結果一目了然。這些方法彌補了傳統教學在時間、空間等方面的不足,特別是在調整教學計劃,壓縮教學學時的改革中,它是解決教學內容多與教學時數少這一矛盾的有效途徑之一。變靜為動,激發學生的學習興趣,提高教學效果。省時省力,使教學化難為易,增加工程或實踐實例,施行理論與實踐并重的教學方法,使教學效果明顯提高。
授課采用多媒體形式,幻燈片形象、生動、內容豐富但不繁雜,結合CAI課件講述,思路更加清晰,遇到相對復雜的問題,又以板書體現,板書結構清楚,讓學生能夠深刻理解所講述的內容。學生認真聽課、認真做好筆記,積極配合教師。將多媒體技術的運用與傳統教學手段、教學形式的改革統一起來,取得較好的教學效果。
4.改革課程考核方式,突出能力考察,推行累加式考試
革新傳統的考試模式,借鑒歐美大學的考核目標、考試方法與考試思路,結合熱能動力類技術基礎課程特點,深化考核內容和考試方式改革。全面采用累加式考試方法,以綜合評價與過程評價為主,考試手段多樣,不僅限于筆試,根據課程情況,采用閉卷考試、開卷考試、課堂討論、平時作業、階段測試、課程設計、計算機編程、課程報告、專業外語資料閱讀、長摘要撰寫、實驗等多種形式,全面考察和評價學生對所學知識的綜合運用和解決實際問題的能力,充分挖掘課程的教學深度和廣度,從而培養學生運用所學知識解決問題的能力,考察學生的創新精神和實踐能力。通過考試方法改革,改變過去期末一張考卷定成績的做法。實踐表明,考試方法改革對提高學生出勤率、促進學生聽講和培養專業能力都是有益處的。
四、注重實踐環節,提高學生科研實踐能力和創新能力
1.整合實踐教學資源,建立開放式實驗平臺
實驗教學是書本知識與工程實際相結合的重要紐帶,是培養學生獨立工作能力、解決工程問題的綜合能力、自主創新能力的主要途徑,對提高本科教學質量起著十分關鍵的作用。通過成立學院實驗教學中心,整合學院原有的技術基礎課程實驗教學資源,構建了相互配套、資源共享、類別層次清晰、結構優化、充滿活力的實驗教學管理新體系。強化實驗教學建設,部分知識完全通過實驗來認識和學習,實驗教學突出對學生實驗操作技能和學生動手能力的培養,技術基礎課任課教師參與開發引進了多個新實驗項目和實驗裝置,增加設計性試驗,開闊學生視野,啟迪思維,提高了學生的創新意識和動手能力。與研究所共建科技創新實驗室,為本科生科技創新提供實驗平臺。
2.技術基礎課教學與“創新研修課”、“科技創新”指導等環節結合,實現精英式培養
由于授課學時等因素限制,技術基礎課的研究性教學效果受到制約。所以筆者認為應以學生科研能力培養為主線,統籌規劃研究性教學的教學環節,將技術基礎課教學與“創新研修課”、“科技創新”指導等環節結合,在教師相對穩定的科研方向上,將科研項目內容引入教學,教師將科研成果與所講授內容有機結合,理論聯系實際,能夠激發學生的興趣,活躍學生的思維,提高學生分析問題、解決問題的能力。學生通過參與科研項目,加深對專業基礎課知識和理論的理解,科研能力和創新能力得到顯著提高。
五、教學改革效果
以“研究性教學”理念為引導,開展教學團隊建設和課程建設,效果顯著。熱能動力類技術基礎課程教學團隊被評為國家級教學團隊,教學團隊的青年教師成為教學骨干,40歲以下青年教師在學院的青年教師教學基本功大賽中都獲得一等獎,在學校的青年教師教學基本功大賽中都獲得二等獎以上獎勵。“工程流體力學”、“傳熱學”課程被評為國家精品課程、“燃燒學”課程評為黑龍江省精品課程,“工程熱力學”課程被評為哈爾濱工業大學優秀課程。完成黑龍江省新世紀教學改革項目三項,以上教學成果實現網上共享。
本課題提出的熱能動力類技術基礎課程創新教學模式,經過多年實踐,在對學生科研能力、創新能力培養方面取得了很好的效果,指導本科生多次在國家級和校級科技競賽獲獎。本科生參與申請發明專利,并在核心以上專業期刊發表論文。
六、結語
在“研究性教學”理念引導下,整合技術基礎課教學資源,教學團隊成員分布于不同專業方向,相互間的研討和交流促進了教學理念和教學水平的提升,全方位改革課程內容、教學方法、教學手段,將教學和科研、技術基礎課教學與“創新研修課”、“科技創新”指導等環節結合,實現多元化專業教育和精英式培養。
參考文獻:
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[2]洪銀興,談哲敏.研究型大學的研究性教學[M].南京:南京大學出版社,2009:15-22.
[3]張永東.專利信息在企業市場競爭中的作用[J].天津科技,2007,(3):23-25.