張大克 王玉杰 安力群

（天津科技大學(xué)，天津300457）

黨的十八大報告提出了“全面實(shí)施素質(zhì)教育，深化教育領(lǐng)域綜合改革，著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神”的重大決策部署，為高等學(xué)校教學(xué)改革指了方向、明確了要求。教育是民族振興的基石，是國家發(fā)展的根本。要使我國由“人才大國”變?yōu)椤叭瞬艔?qiáng)國”、由“中國制造”變?yōu)椤爸袊鴦?chuàng)造”，高等教育承擔(dān)著不可推卸的責(zé)任，它要向社會源源不斷地輸送具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)專業(yè)人才。而在我國的高等教育中，工程類專業(yè)的學(xué)生一入學(xué)，就面臨著數(shù)理化基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，它是學(xué)生未來專業(yè)學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。如何進(jìn)行數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生未來的專業(yè)學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，是各高校都在探索的一個重要問題。

一、普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的主要問題和成因分析

關(guān)于數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，從理論到實(shí)踐，國內(nèi)外專家做了大量研究工作，提出了一系列教學(xué)改革方法，如討論式、研究式、問題驅(qū)動式、問題導(dǎo)向式、探究式等教學(xué)方法和教學(xué)模式。各高校近幾年也都對上述教學(xué)改革方法進(jìn)行了不同程度的探討和實(shí)踐，但普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀并不理想。學(xué)生的厭學(xué)現(xiàn)象比較普遍，自主學(xué)習(xí)意識淡薄，解決實(shí)際問題的能力不盡如人意，考試不及格率居高不下。對非數(shù)學(xué)專業(yè)、物理專業(yè)和化學(xué)專業(yè)的學(xué)生開展數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)的目的是使學(xué)生掌握未來專業(yè)學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展必備的數(shù)理化基本理論與方法和實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)習(xí)的數(shù)理化基本理論與方法和實(shí)驗(yàn)技能創(chuàng)新性地解決工程技術(shù)領(lǐng)域中的專業(yè)問題。而從目前普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)現(xiàn)狀來看，并沒有實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目的。

1.教學(xué)內(nèi)容重理論，輕應(yīng)用，難以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)

目前，各高校的數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容基本上還是在沿用前蘇聯(lián)的課程知識體系，有一些改變，但是變化不大，基本上仍是經(jīng)典的理論知識與方法傳授，過度重視課程知識體系的完備性，演繹推導(dǎo)和計(jì)算方法訓(xùn)練占用了大量學(xué)時。一些不適合科技發(fā)展需要的內(nèi)容仍然在教學(xué)內(nèi)容中，而科技發(fā)展需要的內(nèi)容還沒有及時進(jìn)入，教學(xué)內(nèi)容相對科技發(fā)展滯后。缺乏知識產(chǎn)生的背景和過程教學(xué)，不利于對學(xué)生科學(xué)思維的啟迪和創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。數(shù)量不多的一些應(yīng)用性問題，基本上都是教材作者杜撰的，背景簡單，與工程實(shí)際差異很大，難以實(shí)現(xiàn)對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致理論與應(yīng)用脫節(jié)。數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容方面存在的問題可從各高校課程考試試題中直觀地反映出來，考核的內(nèi)容幾十年沒有發(fā)生本質(zhì)變化，基本上都是經(jīng)典理論知識的測試和計(jì)算能力、計(jì)算技巧的考核。知識產(chǎn)生于需要，需要產(chǎn)生動力，動力產(chǎn)生興趣，數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容并沒有遵循這一知識構(gòu)建規(guī)律，理論與應(yīng)用的脫節(jié)、教學(xué)內(nèi)容的枯燥乏味導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)動力缺失，無法產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，更無法實(shí)現(xiàn)使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)習(xí)的數(shù)理化基本理論與方法和實(shí)驗(yàn)技能創(chuàng)新性地解決工程技術(shù)中專業(yè)問題的教學(xué)目的。產(chǎn)生上述問題的主要原因有以下幾點(diǎn)。

第一，在過度重視課程知識體系完備性和課時緊張的情況下，鋪墊性知識、理論上的演繹推導(dǎo)和沒必要的計(jì)算方法訓(xùn)練幾乎占用了所有學(xué)時，教師沒有時間開展知識產(chǎn)生的背景和過程教學(xué)，更沒有時間開展應(yīng)用案例教學(xué)。

第二，數(shù)理化基礎(chǔ)課程教師大都畢業(yè)于各大學(xué)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)專業(yè)，他們的知識結(jié)構(gòu)和能力非常適應(yīng)前蘇聯(lián)課程知識體系下的數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)，開展知識產(chǎn)生的背景、過程教學(xué)和應(yīng)用案例教學(xué)對于他們來說需要一個再學(xué)習(xí)的過程。而從人的惰性和習(xí)慣角度來講，把對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)融入到教學(xué)中去，廣泛、深入地開展教學(xué)改革，對于每一名數(shù)理化基礎(chǔ)課程教師來說都需要大量的時間和精力的投入。而在目前各高校教師崗位聘任制考核方法下，這種投入很難得到數(shù)理化基礎(chǔ)課程教師的認(rèn)可。

第三，在把對學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)融入到教學(xué)中去的過程中，適用于課堂教學(xué)且可共享、可加工利用的教學(xué)素材嚴(yán)重缺乏，各出版社出版的教材千篇一律，大同小異，可用于課堂教學(xué)的應(yīng)用案例少得可憐。

2.教學(xué)方法基本上還屬于“滿堂灌”，學(xué)生缺乏主動思考，自主學(xué)習(xí)意識淡薄

以啟發(fā)式教學(xué)、充分實(shí)現(xiàn)師生互動、推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)為目的的教學(xué)方法和教學(xué)模式是近幾年普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的共同主題。但是走進(jìn)各普通高校的數(shù)理化基礎(chǔ)課程課堂，你會發(fā)現(xiàn)啟發(fā)式教學(xué)基本上是教師自問自答，師生互動基本上還停留在教師的簡單提問與學(xué)生的隨口應(yīng)答的層面水平上，學(xué)生的學(xué)習(xí)高度依賴教師，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)舉步維艱。目前，普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)基本上還屬于“滿堂灌”和教師“一言堂”的“填鴨式”教學(xué)方法，這種教學(xué)方法缺乏對學(xué)生主動思考的引導(dǎo)，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致學(xué)生的厭學(xué)現(xiàn)象嚴(yán)重。學(xué)生學(xué)習(xí)高度依賴教師，自主學(xué)習(xí)意識淡薄，考試不及格率居高不下。好一點(diǎn)的學(xué)生腦子里充滿了公式、定理和定律，能按固定的思路解幾道難題；差一點(diǎn)的學(xué)生早已放棄，破罐子破摔，甚至連最基本的方法都掌握不了。產(chǎn)生上述問題的主要原因主要有以下幾點(diǎn)。

第一，高等教育大眾化使得相當(dāng)一部分學(xué)習(xí)能力很差，思維能力還停留在直觀思維水平上的學(xué)生進(jìn)入了高校，并且基本上都進(jìn)入了普通高校。而目前普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)基本要求并沒有遵循因材施教的教學(xué)規(guī)律，教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)困難，自主學(xué)習(xí)難以推動。

第二，學(xué)時少、內(nèi)容多，學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力又很差，這就使得教師在課堂上不得不把教學(xué)內(nèi)容面面俱到地講解一遍，導(dǎo)致教師沒有多少時間開展啟發(fā)式教學(xué)，實(shí)現(xiàn)師生互動。后果是惡性循環(huán)，學(xué)生的學(xué)習(xí)高度依賴教師，使教師的課堂教學(xué)無法擺脫“滿堂灌”和教師“一言堂”的“填鴨式”教學(xué)狀態(tài)。

第三，學(xué)生學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)的不到位是導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)的主要原因。所謂學(xué)生學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)是指為學(xué)生構(gòu)建一個知識產(chǎn)生和應(yīng)用的真實(shí)或虛擬環(huán)境，讓枯燥乏味的知識鮮活起來，激發(fā)學(xué)生的情感、興趣和求知欲，讓學(xué)生在這樣的環(huán)境中主動建構(gòu)知識。而目前數(shù)理化基礎(chǔ)課程課堂教學(xué)的師生互動基本上是通過教師的簡單提問來實(shí)現(xiàn)的，形不成情境脈絡(luò)，距離學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)相差甚遠(yuǎn)。情境認(rèn)知理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者在一定的情境脈絡(luò)中主動建構(gòu)知識的過程。知識和能力的發(fā)展，就像語言的發(fā)展，發(fā)生于真實(shí)情境下不斷進(jìn)行的利用知識活動中，脫離學(xué)習(xí)情境的學(xué)習(xí)是枯燥的，獲得的知識是僵化的，運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的思維圖式難以形成。

3.沒有實(shí)現(xiàn)多媒體課件與板書的有機(jī)結(jié)合，電子講稿充斥課堂

目前，普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)基本上都在使用多媒體課件，部分教師則完全通過板書開展課堂教學(xué)，所謂網(wǎng)上課程資源建設(shè)基本上還限于課程簡介、教學(xué)大綱、自我檢測、參考書目等內(nèi)容。教師使用的多媒體課件多數(shù)屬于電子講稿，講授變?yōu)閺?fù)述，教學(xué)缺乏啟發(fā)性，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。僅有一小部分教學(xué)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的教師在研究和實(shí)踐多媒體課件與板書的有機(jī)結(jié)合，多媒體技術(shù)主要被用于進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)或復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)圖、復(fù)雜幾何圖形的演示，演繹推導(dǎo)部分則應(yīng)以板書為主。

產(chǎn)生上述問題的主要原因是教師不肯付出太多的時間和精力去開展多媒體課件設(shè)計(jì)和開展網(wǎng)上課程資源建設(shè)。

二、開展面向?qū)W生學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，提高數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量

要想解決目前普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的主要問題，就必須更新理念，開展面向激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行全面改革。

1.教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)目前普通高校數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容上存在的主要問題和成因分析，需要從以下幾個方面進(jìn)行改革。

首先，要以應(yīng)用為導(dǎo)向、以需求為目的，遵循因材施教的教學(xué)規(guī)律，對數(shù)理化基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。在保證知識體系和知識邏輯完整性的前提下，刪減已不符合科技發(fā)展需要的教學(xué)內(nèi)容，刪減不必要的理論推導(dǎo)與演繹，以及計(jì)算方法和計(jì)算技巧訓(xùn)練。增補(bǔ)科技發(fā)展需要的新內(nèi)容，把知識產(chǎn)生的背景、過程教學(xué)和應(yīng)用案例教學(xué)納入教學(xué)內(nèi)容，注重對學(xué)生思維的啟迪，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識，突出對學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

教學(xué)基本要求要符合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力，教學(xué)內(nèi)容的量相對課程教學(xué)學(xué)時要比較寬松，以便教師在課堂上引導(dǎo)學(xué)生思考，實(shí)現(xiàn)師生互動。

其次，為了開展知識產(chǎn)生的背景、過程教學(xué)和應(yīng)用案例教學(xué)，要組織骨干教師建設(shè)用于知識產(chǎn)生的背景、過程教學(xué)的案例素材庫和用于應(yīng)用案例教學(xué)的應(yīng)用案例素材庫。素材庫中的素材要適用于課堂教學(xué)和課下學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師可通過對素材庫中素材的加工得到適合自己教學(xué)風(fēng)格和特點(diǎn)的教學(xué)案例，以解決可共享教學(xué)素材嚴(yán)重缺乏的問題。

2.教學(xué)方法的改革

在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)基本要求改革的基礎(chǔ)上，教學(xué)方法改革的重點(diǎn)是學(xué)生學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)。

組織教師開展調(diào)查研究，認(rèn)真學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)有關(guān)的理論和實(shí)踐文章，理解學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)的內(nèi)涵和方法。在思想統(tǒng)一，并理解學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)內(nèi)涵和方法的基礎(chǔ)上，組織教師開展用于引發(fā)學(xué)習(xí)情境的問題設(shè)計(jì)，建設(shè)教師可共享的問題素材庫。這些問題既可來源于學(xué)生的生活或所學(xué)專業(yè)，也可來源于學(xué)科本身或演示實(shí)驗(yàn)。在物理和化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，通過演示實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)習(xí)情境是一種效果非常好的學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)方法，更容易為學(xué)生構(gòu)建一個知識產(chǎn)生和知識應(yīng)用的真實(shí)或虛擬環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動思考。

課上教師要運(yùn)用專門設(shè)計(jì)的問題或演示實(shí)驗(yàn)來引發(fā)學(xué)習(xí)情境，并利用所設(shè)計(jì)問題或演示實(shí)驗(yàn)衍生的問題鏈，把教學(xué)內(nèi)容各部分有機(jī)地結(jié)合在一起，通過環(huán)環(huán)相扣的問題形成情境脈絡(luò)組織教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生主動思考，實(shí)現(xiàn)師生情感共鳴。讓學(xué)生在師生的共同實(shí)踐、共同反思過程中構(gòu)建知識。課下教師要把專門設(shè)計(jì)的、有真實(shí)背景的實(shí)際問題交給學(xué)生自己去解決，引發(fā)學(xué)生課下學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)情境，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)。最終形成“課上與課下并重，理論與實(shí)踐結(jié)合，基于學(xué)習(xí)情境創(chuàng)設(shè)，面向?qū)W生自主學(xué)習(xí)”的新教學(xué)模式。

用于引發(fā)學(xué)習(xí)情境的問題素材庫建設(shè)可并入用于知識產(chǎn)生的背景、過程教學(xué)案例素材庫和用于應(yīng)用案例教學(xué)的應(yīng)用案例素材庫的建設(shè)中，三者在教學(xué)中的作用基本是一致的，某些素材既可以用于知識產(chǎn)生的背景和過程教學(xué)，也可以用于應(yīng)用案例教學(xué)，同時也可用于引發(fā)學(xué)習(xí)情境。

3.教學(xué)手段的改革

隨著信息技術(shù)的飛躍發(fā)展，學(xué)生獲取知識和接受知識的方法和途徑已經(jīng)發(fā)生了巨大變化，數(shù)理化基礎(chǔ)課程教學(xué)手段的改革一定要適應(yīng)學(xué)生獲取知識和接受知識方法和途徑的改變。課堂教學(xué)應(yīng)以板書和多媒體的有機(jī)結(jié)合使用為主，提升學(xué)生的課堂效率和對知識的吸收程度。課下要為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供豐富的網(wǎng)上課程資源和電子版學(xué)習(xí)資料，以利于學(xué)生對知識的理解、拓展和鞏固。

4.教學(xué)管理的改革

應(yīng)建立健全教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制和評價機(jī)制，把課程建設(shè)、教學(xué)改革實(shí)踐和教學(xué)質(zhì)量作為重要內(nèi)容納入教師的崗位聘任考核，激勵和引導(dǎo)教師在教學(xué)上投入更多的時間和精力，深入開展課程建設(shè)和教學(xué)改革實(shí)踐，不斷提高教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)束語

面向?qū)W生學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)就是以學(xué)生的能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高和未來專業(yè)學(xué)習(xí)、專業(yè)發(fā)展的需要為目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，以能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)為目標(biāo)開展教學(xué)方法改革，以學(xué)生最適應(yīng)的獲取知識和接受知識的方法和途徑開展教學(xué)手段改革，以學(xué)生滿意、家長滿意、社會滿意為目標(biāo)開展教學(xué)質(zhì)量評價。教會學(xué)生學(xué)習(xí)是教學(xué)的根本目的，立德樹人是高校的責(zé)任，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是民族振興的需要。作為一名教師必須清楚自己的責(zé)任，深入開展面向?qū)W生學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，為國家和社會培養(yǎng)高素質(zhì)人才。

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