| 标题 | 与专业背景相结合的工科基础课程实践环节模式探讨 |
| 范文 | 任园园 郑雪莲 摘要 对工科学生而言，本科阶段基础性课程的学习效果将影响学生在今后研究生和工作阶段的建树与成长。为了激发学生的学习兴趣，消除学生对基础课程学习的困惑和茫然，切实提高学生对基础理论课程的理解和掌握程度，本文提出在基础课中开设与学生专业背景相关的课外实践环节，探讨了该实践环节的实施模式。 关键词 工科基础课程 课外实践 专业背景 应用型人才 中图分类号：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文献标识码：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.10.062 Abstract For engineering students， the learning result of basic courses at undergraduate will affect their achievements and growth in postgraduate and working stages. In order to motivate students learning interest， eliminate the confusion about basic courses， and effectively improve their understanding and mastery of basic theory courses， the paper proposes to set up practice session related to students academic background， and investigate its implementation mode. Keywords basic engineering course; practice session; academic background; applied talents 0 前言 高等院校工科教育立足于培養能熟练和准确应用科学与技术的原理来解决实际问题的专业化人才。在大学四年的工科教育进程中，基础理论课程的学习约占学生受教育时间的1/4以上，基础课的总学分也占到工科学生完成全部课程学分的1/3以上。基础课程的学习效果直接关系到工科学生在本科学习结束后进一步展开更深层次学习或实践的能力和建树。为了切实推进工科应用型人才的培养，对学生基础课程的学习效果应保持足够的重视。 1 现有模式下工科基础课程的教学效果分析 以笔者所在交通运输学科-汽车运用工程系为例，本科学生将在大一、大二阶段完成线性代数、微积分、数理与统计分析、理论力学、机械原理等公共基础课程，并在大三阶段完成汽车构造、汽车理论等专业基础课程。理论上，通过本科阶段公共基础课与专业基础课的学习，学生在进入研究生阶段的学习或者是在工作上，已经基本具备利用所学知识解决工程实践中实际问题的能力。然而，通过对几届研究生一年级学生的观察，发现实际情况并非如此。可以举几个例子予以说明。 实例1：笔者所在课题组的研究方向之一是车辆的操纵稳定性研究。该研究方向主要是利用理论建模的方法，分析车辆在不同工况下的稳定性，获取车辆在规定道路条件下的行驶稳定域。对该方向的进一步研究，是在稳定性分析的基础上研究车辆失稳时的控制策略。对该方向的研究，一般的研究思路是：车辆动力学分析、动力学模型构建、模型求解、模型稳定性条件分析、控制策略分析、控制率求解。研究思路中的车辆动力学分析、动力学模型构建以及模型求解利用的正是学生在本科阶段早已经学习过的理论力学中的动力学分析、微积分中的微分方程分析与求解的内容。如果学生在本科阶段已经打好基础，那么研究生初级阶段的问题研究不成问题。然而，绝大多数刚刚进入研究生阶段的学生，在面对“车辆行驶稳定性分析”这个研究内容时，表现出了不知从何处着手、完全不清楚该如何开展研究的情况。即便在老师的帮助下理清了研究思路，依然不能独立完成动力学分析、动力学模型构建以及模型求解这三部分基础性工作。这种情形严重打击了学生开展研究工作的积极性，使其对自身的能力产生了强烈的怀疑，有不少研究生更是一看到“研究”这两个字就内心抵触。 实例2：近年来随着智能车辆的发展，自然驾驶成为车辆专业的重点研究，研究目的在于从大样本的驾驶人的自然驾驶数据中提炼、总结驾驶经验，并将业已成熟的人的驾驶经验应用到智能车辆的设计开发中。对该领域的研究，重点之一就是试验数据的处理。对试验数据的处理，需要运用统计学的知识进行相关性分析、简单线性回归、置信区间分析、无偏估计等处理，这些内容依然是学生在本科阶段的数理与统计分析中涉及到的内容，理论上学生应对此掌握系统的、成体系的处理步骤。然而，与导师对学生的期望所不匹配的是，绝大多数学生未能成功的将已经“学过”的知识应用到实际问题的解决中。 上述两个案例说明，学生在本科阶段对基础性课程（既包括公共基础课，也包括专业基础课）的掌握程度，是不足以支撑学生进入到研究生阶段开展研究性学习，或者进入到工作阶段顺利开展工作的。虽然那些十分重要的课程都已经学过，但要论起掌握程度，恐怕非常不乐观。大多数学生并未具备将理论知识应用到实际问题解决中的能力。 2与专业背景相结合的实践环节开设必要性分析 基础课是大学阶段学生学习时间很长、花费精力比较多的课程，因其学分较高、对学生绩点的影响较大，绝大多数学生在基础课上都能取得较好的成绩。然而，好成绩并不能反映学生对所学知识的灵活运用能力。 目前，高校工科学院或专业的基础课一般由公共课教研室承担，上课教师对所授课程有非常深入的理解，对课程中所涉及的定理、定义、公式都有清晰的把握。公共课教师在基础课程上深厚的学术的造诣足以让学生全面了解该课程的方方面面。然而，受限于学时和教师本身的工程技术背景，教师仅有很少的机会能在各行各业的专业背景下讲授理论知识的实际应用。不仅如此，目前流通的基础课教材上所涉及的例题、课后习题也多是定理推导、公式求解的形式，多是从纯粹理科学习的角度加深学生对定理的应用、公式的推导，对学生理解理论知识在工程实践中的具体应用、培养工科应用型人才的帮助不大。 正是由于上述基础课程学习的特点，学生在学习过程中，并不能清晰的把握每一个知识点在解决实际问题时的逻辑作用，不能体会每一个基础理论的进步所带来的科技进步、所引起的改变生活、改变世界的力量，自然也不能理解和体会教师授课时的苦口婆心和慷慨激昂。加之基础课程自身的难度本就较其他课程要大，理论课程又非常重视定理适用的条件、推导过程，与学生在学习基础课程时内心的茫然和困惑叠加在一起，致使学生的学习兴趣不高、学习方法机械、学习主动性差。 为了提高学生学习的主动性，培养工科应用型人才，很有必要在基础课的授课过程中引入专业背景的介绍，并在专业背景下讲授基础理论知识的实际应用，使学生能够理解3类基本问题：专业实际问题的解决思路/逻辑步骤、基础理论知识在解决专业实际问题时所发挥的作用，以及实际问题解决过程中的重点和关键科学问题，从而激发学生自主学习、自主探索、深入学习的潜力，让学生真正的掌握了基础理论知识，达到灵活运用、实际应用的人才培养目的。 3实践环节的开设模式探究 为了实现这一目标，可采取的有效途径主要包括两种：一是授课教师借助自身的专业背景，为学生介绍该背景下的基础理论知识运用。这种方法的不足在于教师的专业背景有可能与所教授学生的专业有很大差异，导致实施所带来的效果不显著;同时，在课堂上展开专业背景下的案例分析还会占用大量的学时，这对于本就学时不足的基础课而言也是承受不起的。另一种方法是，在基础课中开设课外实践环节，让学生与其所在专业的老师取得联系，在本专业老师的协助下，了解基础理论知识在本专业中的应用，并具体解决一个专业技术问题。这种方法不占用课堂时间，解决的还是跟学生日后的进一步学习或工作息息相关的问题，容易激发学生的兴趣。这种方式还能帮助学生尽快了解本专业的前沿的、具体的、实际的研究问题，有助于学生培养良好的专业敏感度。 第二种途径的有效实施需要学生所在专业的教师的大力支持。专业教师不仅要付出时间上的成本，更主要的是精力上的成本。专业教师需要为学生介绍行业发展、行业概况、行业内一直以来关注的问题和今后面临的一系列问题。在此基础上，以实际问题的解决作为引导，耐心的为本科生讲解该问题的解决从逻辑上如何进行，每一个解决步骤都需要用到哪些学生目前正在学习或者日后将要学习到的基础理论，以及理论知识的具体使用方法。这对于专业老师而言，的确是一项不轻松的任务，也是挑战。为了鼓励专业教师能够承担这项任务，应该出台详细的鼓励政策和措施，并优先考虑主动愿意承担此项任务的教师。这样，才能切实的解决学生的问题，“与专业背景相关的实践课”的开设才能起到它应有的作用。 4总结 为了切实推进工科应用型人才的培养，提高大学生对基础理论知识的理解能力，激发学生的自主学习、自主探索潜力，提出了在工科基础课程中开设“与学生专业背景相关的课外实践环节”的想法，探讨了该实践环节的具体实施模式。实践环节由学生所在专业的教师承担指导老师，以本专业内实际问题的解决作为指引，老师引导学生初探专业发展、运用基础理论知识解决专业实际问题，从而加深学生对基础理论的理解、激发学习兴趣，真正做到学以致用。 参考文献 [1] 姜晓坤，朱泓，李志义.新工科人才培养新模式[J].高教发展与评估，2018.2（34）：17-24. [2] 魯正，上官玉奇.基于本科生导师制的新工科人才培养探究——以同济大学土木工程学院为例[J].高等建筑教育，2018.27（2）：1-4. [3] 张理甫，谷松岭.构建与专业背景相结合的思政课实践教学模式探讨[J].教育观察（上半月），2017.6（7）：65-67. [4] 何典，梁英，杭志，罗新密.面向专业应用的计算机基础课程实践教学研究[J].中国电力教育，2013（1）：137-138. [5] 郭宏.“项目主题式”教学模式的研究与实践——以电类专业基础实践课程为例[J].南方农机，2018.49（4）：24. |
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