论文部分内容阅读
摘要:数理基础课程是卓越人才培养的重点课程,“卓越计划”对数理基础课程教学提出了更高要求。本文介绍了在数理基础课程的教学方法方面所作的努力,“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”和“实例驱动式”教学方法的应用;案例库的建立;网络的充分利用及大学物理实验课效率的提高等。
关键词:数理基础课程;“卓越计划”;教学方法;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0162-03
2010年6月,我国教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”,计划用10年时间,培养一百万以上高质量各专业工程技术人才,为建设创新型国家、全面实现现代化奠定人力资源优势。2011年9月,我校启动了“建筑类”、“土建类”和“计算机类”三个专业的“卓越工程师教育培养计划”。数理基础课程(包括高等数学、大学物理和大学物理实验)是卓越人才培养的重点课程,“卓越计划”对数理基础课程教学提出了更高要求。以往的数理基础课程的知识体系、教学方法和考核方式已不能适应“卓越计划”人才培养目标,主要表现在:①针对不同专业,课程内容变化不大,知识体系单一,不能体现各专业的不同需求;②教学方法简单,课堂教学枯燥;③教学计划及大纲要求过死,不能针对各专业的不同需求进行相应教学;④考核方法和手段过于死板,不利于促进学生的平时积累;⑤教学中缺乏应用能力的训练。因此,我们必须根据“卓越计划”的要求,对数理基础课的知识体系、教学思路、课程目标、讲授内容、教学方法、实验教学、考核方式等进行优化设计,提高数理基础课程的教学质量,着重培养学生的实际应用能力。本文介绍了我们在数理基础课程的教学方法方面所作的努力,希望能在广大同行中推广。
一、根据教学内容制定各部分教学方法
我校2012级卓越班共有3个专业——“建筑类”、“土建类”和“计算机类”,我们深入到各个专业所在的院系,召开专业任课教师座谈会,听取他们的意见,然后给每位教师发问卷,详细了解他们对数理基础课程各部分内容的需求。根据调查结果,我们针对不同专业制定不同的数学、物理教学大纲。新的教学大纲在教学内容上有的放矢,有所侧重。根据教学大纲,我们多次组织教师研讨,详细制定针对各部分内容的教学方法,把“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”和“实例驱动式”教学方法安排到教学计划中。另外我们还到兄弟院校调查研究,充分借鉴其他院校的“卓越计划”教学经验,例如我们到天津工业大学理学院进行调查研究,和部分领导及教师进行座谈,了解他们在教学过程中的问题、经验、教训,加以利用和改进。
二、把各种教学方法运用到数理基础课程教学中
1.提高大学物理课的科学性和趣味性。物理学中,定义、概念、定理、定律和数学推导比较多,我们在教学中运用了“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”、“实例驱动式”的教学方法,分散了难点,避免了生硬枯燥的照本宣科,改善了教学效果,增加了课堂教学的趣味性。在引入新概念、新定律时,注意使用“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”方法,在讲解难点或做阶段复习时,适当使用“专题讨论式”。例如在引入刚体转动定律时,应用“问题驱动式”,提出问题:刚体定轴转动时,能否像质点一样,只考虑力的大小方向,不考虑力的作用点?教师引导学生思考,回答,由此得出刚体转动要考虑力矩的作用,进而导出转动定律。由于刚体部分的教学内容学生在中学没有接触过,是重点内容,所以在讲授该部分内容时,用“专题讨论式”,让学生自由发言,总结出刚体和质点在基本概念、基本定理、基本定律及解题方法等各方面的异同点,这样学生印象深刻。电和磁两部分内容具有对称性,也让学生用同样方法进行总结,得到很好的效果。物理学是实验科学,课堂演示实验非常重要。为增加演示实验项目,我们把一部分项目做在教学课件中,随堂演播,另一部分让学生去演示实验室观看,增加了教学的直观性和趣味性。
2.对大学数学实施“立体化”的教学方法。①根据教学内容,教师精心设计“专题讨论式”题目,学生利用课余时间查阅资料,在小组内讨论研究,找到答案。在课堂上,各小组推选一名代表汇报研究结果,各小组之间、同学之间可以互相提问、质疑、争辩。教师则根据具体情况作必要的引导、点评或总结。这种学习方法不仅培养了学生的研究式学习习惯和语言表达能力,也为学生创造了团队协作、展示自我的机会。②课题组充分挖掘了数学知识在各个专业及生活实践方面的应用案例,建立了高等数学、概率统计、线性代数的案例库。案例分为介绍型、引入型、学生应用型、提高探索型等,共一百多个。由于课堂教学时间有限,不可能把所有案例和问题都一一讲解,我们就把案例和其他资源一样放到教学网页上,教师可以下载供教学使用,学生可以随时查看,随时学习,这样把“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”教学方法,延伸到课下。不仅开拓了学生视野,而且使学生对数学课程有了更新的认识,应用案例也充分体现了“城建类”专业的特色。③由原来单向的“教”与“学”变成了多向的“教学互动”;注重启发式教学,关注不同层次的需求,重视学生个性的发展;通过大量的教学案例及数理实验,为学生的独立思维提供更大的空间;利用多层次多向性的教学互动,启发学生使用开放资源探讨数学问题的创新意识,引导学生自主性学习,全方位强化应用数学知识与能力的训练;以学生为主体,突出实践能力的训练,形成了立体化教学模式。
三、提高大学物理实验课的教学效率
大学物理实验是对学生进行科学实验基本训练的必修课,也是学生进入大学后第一门系统实验方法和实验技能训练的基础课。在教学方法上,我们采取以下措施,充分提高了物理实验课的教学效率。
1.提高绪论课的教学效率为后续实验打好基础。以前的绪论课只有教师讲,学生被动听,不动脑,听过即忘,后续实验用到绪论讲解的知识时,问题频出。现在我们在绪论课上,误差理论讲完后直接引入后续实验误差处理的典型案例,然后配上相关的练习题,要求学生马上练习,成绩算入实验课总成绩。 2.教师严把“预习关”和“操作关”。教师实验前不仅要检查预习报告,而且要针对实验的各环节进行提问,由学生进行详细回答,这样促使学生认真预习。
3.不同层次的实验项目应用不同的教学方法,循序渐进,不断提高。基础性实验以打好基础为主要目标。在基础性实验中,教师要注重培养学生良好的操作习惯和科学严谨的工作作风,引导学生学习物理学家的科学方法、巧妙的设计思想和高超的实验技能;在综合性实验教学中,教师起指导和监督作用;设计性实验以培养学生的实验设计能力和创新能力为目标。在设计性实验中,教师要精心设计教学过程,实验由学生独立完成,教师起指导和监督作用。
4.在物理实验教学后期,开设创新实验。创新实验的目的是进一步提高学生的科学实验能力和创新能力。创新实验研究题目分为三类,①教师根据实验室现有的仪器设备和学生的能力,拟订的研究题目;②教师根据自己的研究课题拟订的研究题目;③学生针对自己的专业特点和个人爱好,参考实验室可以提供的仪器设备,自拟的研究题目。参加创新实验的人选由学生自愿报名与教师择优录取相结合。创新实验的过程是,确定研究课题和小组后,整个实验全靠学生自己查资料,自行设计研究路线、方法,组装实验设备,并独立完成整个实验内容。这样,学生可以从头到尾经历科学研究的整个过程,开阔了视野,增长了见识,学到了知识。
四、在数理基础课程教学中融入数学建模思想
“卓越计划”要求我们,不仅要教会学生数理知识,而且要教会学生用数理知识解决一些实际问题。数学建模是理论联系实际的一个桥梁,因此,在教学实践中,要把建模实验渗透到整个数理基础课程教学中,利用案例库中一些有趣的问题,不定期地让学生用数理知识和创造性思维方法去分析和解决。每学期搞上两、三次建模实验,学生可根据具体问题,几人一组进行分析、归纳与探索,选择适当的数理方法和工具,并进行结果检验,发现问题,寻找原因,提出改进方案,最终得到满意的解决方案,并提交建模小论文。这样既能激发学生应用数学与物理知识的兴趣,又能达到提高学生创新能力的目的。
通过“卓越计划”下数理基础课程教学方法改革的研究与实践,我们积累了一些经验,取得了一些成绩。大学物理、大学物理实验和线性代数先后被评为校级优秀课;问卷调查显示学生对数理基础课程教学满意度明显提高,学习兴趣明显提高;学生参与物理创新实验的积极性空前高涨,参加人数创新高;学校学生科研立项中,物理类项目由以前的空缺一跃达到今年的5项,实现历史性突破;卓越班学生在全国大学生数学建模竞赛中共8人次获得国家级和市级大奖,创历史新高。路漫漫,其修远矣,我们将继续努力,为提高教学质量,培养优秀人才而奋斗。
参考文献:
[1]王乐鹏,李春丽,潘华.“卓越计划”本科人才培养模式探索[J].现代商贸工业,2011,(18):117-118.
[2]马寅秋,苏晓云.地方高校“卓越计划”人才培养方案研究[J].石油教育,2011,(5):71-73.
[3]陈明通,翟秀云.大学物理教学方法与教学手段的探讨[J].教育探索,2007,(12):64-65.
[4]刘扭参.大学物理教学方法的探索和研究[J].河南教育学院学报(自然科学版),2009,(12):45-46.
[5]李一川.问题驱动式教学法让数学教学更高效[J].学园,2012,(2).
[6]谢振中.案例教学在概率论与数理统计课堂教学中的运用[J].理论研究,2012,(02):94-95.
[7]朱昌平,徐杉,朱陈松,等.“卓越计划”课堂有效教学实践探索[J].实验室研究与探索,2012,31(9):113-117.
[8]王爱中,王青狮,杨俊峰.大学物理实验教学的改进与提高[J].大学物理实验,2009,22(1):103-106.
[9]余晓敏,陈关銮,梁国栋.物理设计实验的教学改革[J].实验室研究与探索,2009,28(6):129-131.
[10]段志刚,赵旭云.大学物理设计性实验的研究与设计[J].实验室科学,2009,(2):74-76.
基金项目:天津市教委2012年重点教改项目(C04-0832)。
作者简介:姚橙(1963-),女(回族),天津人,副教授,硕士学位,从事大学物理理论和实验教学。
关键词:数理基础课程;“卓越计划”;教学方法;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0162-03
2010年6月,我国教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”,计划用10年时间,培养一百万以上高质量各专业工程技术人才,为建设创新型国家、全面实现现代化奠定人力资源优势。2011年9月,我校启动了“建筑类”、“土建类”和“计算机类”三个专业的“卓越工程师教育培养计划”。数理基础课程(包括高等数学、大学物理和大学物理实验)是卓越人才培养的重点课程,“卓越计划”对数理基础课程教学提出了更高要求。以往的数理基础课程的知识体系、教学方法和考核方式已不能适应“卓越计划”人才培养目标,主要表现在:①针对不同专业,课程内容变化不大,知识体系单一,不能体现各专业的不同需求;②教学方法简单,课堂教学枯燥;③教学计划及大纲要求过死,不能针对各专业的不同需求进行相应教学;④考核方法和手段过于死板,不利于促进学生的平时积累;⑤教学中缺乏应用能力的训练。因此,我们必须根据“卓越计划”的要求,对数理基础课的知识体系、教学思路、课程目标、讲授内容、教学方法、实验教学、考核方式等进行优化设计,提高数理基础课程的教学质量,着重培养学生的实际应用能力。本文介绍了我们在数理基础课程的教学方法方面所作的努力,希望能在广大同行中推广。
一、根据教学内容制定各部分教学方法
我校2012级卓越班共有3个专业——“建筑类”、“土建类”和“计算机类”,我们深入到各个专业所在的院系,召开专业任课教师座谈会,听取他们的意见,然后给每位教师发问卷,详细了解他们对数理基础课程各部分内容的需求。根据调查结果,我们针对不同专业制定不同的数学、物理教学大纲。新的教学大纲在教学内容上有的放矢,有所侧重。根据教学大纲,我们多次组织教师研讨,详细制定针对各部分内容的教学方法,把“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”和“实例驱动式”教学方法安排到教学计划中。另外我们还到兄弟院校调查研究,充分借鉴其他院校的“卓越计划”教学经验,例如我们到天津工业大学理学院进行调查研究,和部分领导及教师进行座谈,了解他们在教学过程中的问题、经验、教训,加以利用和改进。
二、把各种教学方法运用到数理基础课程教学中
1.提高大学物理课的科学性和趣味性。物理学中,定义、概念、定理、定律和数学推导比较多,我们在教学中运用了“案例式”、“问题驱动式”、“专题讨论式”、“实例驱动式”的教学方法,分散了难点,避免了生硬枯燥的照本宣科,改善了教学效果,增加了课堂教学的趣味性。在引入新概念、新定律时,注意使用“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”方法,在讲解难点或做阶段复习时,适当使用“专题讨论式”。例如在引入刚体转动定律时,应用“问题驱动式”,提出问题:刚体定轴转动时,能否像质点一样,只考虑力的大小方向,不考虑力的作用点?教师引导学生思考,回答,由此得出刚体转动要考虑力矩的作用,进而导出转动定律。由于刚体部分的教学内容学生在中学没有接触过,是重点内容,所以在讲授该部分内容时,用“专题讨论式”,让学生自由发言,总结出刚体和质点在基本概念、基本定理、基本定律及解题方法等各方面的异同点,这样学生印象深刻。电和磁两部分内容具有对称性,也让学生用同样方法进行总结,得到很好的效果。物理学是实验科学,课堂演示实验非常重要。为增加演示实验项目,我们把一部分项目做在教学课件中,随堂演播,另一部分让学生去演示实验室观看,增加了教学的直观性和趣味性。
2.对大学数学实施“立体化”的教学方法。①根据教学内容,教师精心设计“专题讨论式”题目,学生利用课余时间查阅资料,在小组内讨论研究,找到答案。在课堂上,各小组推选一名代表汇报研究结果,各小组之间、同学之间可以互相提问、质疑、争辩。教师则根据具体情况作必要的引导、点评或总结。这种学习方法不仅培养了学生的研究式学习习惯和语言表达能力,也为学生创造了团队协作、展示自我的机会。②课题组充分挖掘了数学知识在各个专业及生活实践方面的应用案例,建立了高等数学、概率统计、线性代数的案例库。案例分为介绍型、引入型、学生应用型、提高探索型等,共一百多个。由于课堂教学时间有限,不可能把所有案例和问题都一一讲解,我们就把案例和其他资源一样放到教学网页上,教师可以下载供教学使用,学生可以随时查看,随时学习,这样把“案例式”、“问题驱动式”、“实例驱动式”教学方法,延伸到课下。不仅开拓了学生视野,而且使学生对数学课程有了更新的认识,应用案例也充分体现了“城建类”专业的特色。③由原来单向的“教”与“学”变成了多向的“教学互动”;注重启发式教学,关注不同层次的需求,重视学生个性的发展;通过大量的教学案例及数理实验,为学生的独立思维提供更大的空间;利用多层次多向性的教学互动,启发学生使用开放资源探讨数学问题的创新意识,引导学生自主性学习,全方位强化应用数学知识与能力的训练;以学生为主体,突出实践能力的训练,形成了立体化教学模式。
三、提高大学物理实验课的教学效率
大学物理实验是对学生进行科学实验基本训练的必修课,也是学生进入大学后第一门系统实验方法和实验技能训练的基础课。在教学方法上,我们采取以下措施,充分提高了物理实验课的教学效率。
1.提高绪论课的教学效率为后续实验打好基础。以前的绪论课只有教师讲,学生被动听,不动脑,听过即忘,后续实验用到绪论讲解的知识时,问题频出。现在我们在绪论课上,误差理论讲完后直接引入后续实验误差处理的典型案例,然后配上相关的练习题,要求学生马上练习,成绩算入实验课总成绩。 2.教师严把“预习关”和“操作关”。教师实验前不仅要检查预习报告,而且要针对实验的各环节进行提问,由学生进行详细回答,这样促使学生认真预习。
3.不同层次的实验项目应用不同的教学方法,循序渐进,不断提高。基础性实验以打好基础为主要目标。在基础性实验中,教师要注重培养学生良好的操作习惯和科学严谨的工作作风,引导学生学习物理学家的科学方法、巧妙的设计思想和高超的实验技能;在综合性实验教学中,教师起指导和监督作用;设计性实验以培养学生的实验设计能力和创新能力为目标。在设计性实验中,教师要精心设计教学过程,实验由学生独立完成,教师起指导和监督作用。
4.在物理实验教学后期,开设创新实验。创新实验的目的是进一步提高学生的科学实验能力和创新能力。创新实验研究题目分为三类,①教师根据实验室现有的仪器设备和学生的能力,拟订的研究题目;②教师根据自己的研究课题拟订的研究题目;③学生针对自己的专业特点和个人爱好,参考实验室可以提供的仪器设备,自拟的研究题目。参加创新实验的人选由学生自愿报名与教师择优录取相结合。创新实验的过程是,确定研究课题和小组后,整个实验全靠学生自己查资料,自行设计研究路线、方法,组装实验设备,并独立完成整个实验内容。这样,学生可以从头到尾经历科学研究的整个过程,开阔了视野,增长了见识,学到了知识。
四、在数理基础课程教学中融入数学建模思想
“卓越计划”要求我们,不仅要教会学生数理知识,而且要教会学生用数理知识解决一些实际问题。数学建模是理论联系实际的一个桥梁,因此,在教学实践中,要把建模实验渗透到整个数理基础课程教学中,利用案例库中一些有趣的问题,不定期地让学生用数理知识和创造性思维方法去分析和解决。每学期搞上两、三次建模实验,学生可根据具体问题,几人一组进行分析、归纳与探索,选择适当的数理方法和工具,并进行结果检验,发现问题,寻找原因,提出改进方案,最终得到满意的解决方案,并提交建模小论文。这样既能激发学生应用数学与物理知识的兴趣,又能达到提高学生创新能力的目的。
通过“卓越计划”下数理基础课程教学方法改革的研究与实践,我们积累了一些经验,取得了一些成绩。大学物理、大学物理实验和线性代数先后被评为校级优秀课;问卷调查显示学生对数理基础课程教学满意度明显提高,学习兴趣明显提高;学生参与物理创新实验的积极性空前高涨,参加人数创新高;学校学生科研立项中,物理类项目由以前的空缺一跃达到今年的5项,实现历史性突破;卓越班学生在全国大学生数学建模竞赛中共8人次获得国家级和市级大奖,创历史新高。路漫漫,其修远矣,我们将继续努力,为提高教学质量,培养优秀人才而奋斗。
参考文献:
[1]王乐鹏,李春丽,潘华.“卓越计划”本科人才培养模式探索[J].现代商贸工业,2011,(18):117-118.
[2]马寅秋,苏晓云.地方高校“卓越计划”人才培养方案研究[J].石油教育,2011,(5):71-73.
[3]陈明通,翟秀云.大学物理教学方法与教学手段的探讨[J].教育探索,2007,(12):64-65.
[4]刘扭参.大学物理教学方法的探索和研究[J].河南教育学院学报(自然科学版),2009,(12):45-46.
[5]李一川.问题驱动式教学法让数学教学更高效[J].学园,2012,(2).
[6]谢振中.案例教学在概率论与数理统计课堂教学中的运用[J].理论研究,2012,(02):94-95.
[7]朱昌平,徐杉,朱陈松,等.“卓越计划”课堂有效教学实践探索[J].实验室研究与探索,2012,31(9):113-117.
[8]王爱中,王青狮,杨俊峰.大学物理实验教学的改进与提高[J].大学物理实验,2009,22(1):103-106.
[9]余晓敏,陈关銮,梁国栋.物理设计实验的教学改革[J].实验室研究与探索,2009,28(6):129-131.
[10]段志刚,赵旭云.大学物理设计性实验的研究与设计[J].实验室科学,2009,(2):74-76.
基金项目:天津市教委2012年重点教改项目(C04-0832)。
作者简介:姚橙(1963-),女(回族),天津人,副教授,硕士学位,从事大学物理理论和实验教学。