理論教學(xué)與工程應(yīng)用融合的教學(xué)方法

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摘要：社會對專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的需求逐步提高，然而學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識的同時，不能與工程實踐良好結(jié)合。針對上述問題，提出一種理論教學(xué)與工程實踐融合的教學(xué)方法，在專業(yè)課程教學(xué)中，將知識點與工程實踐內(nèi)容相結(jié)合并交叉講解，同時配合實踐應(yīng)用探索，加深學(xué)生對理論知識與工程實踐之間聯(lián)系的理解，融匯專業(yè)課程中的知識，最終增強專業(yè)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：理論教學(xué)；工程實踐；仿真實踐

1引言

隨著科技的快速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級逐步加快，傳統(tǒng)的制造加工企業(yè)、能源企業(yè)等在技術(shù)與管理等方面努力尋求新的突破，同時大量的新興行業(yè)快速出現(xiàn)，如新能源行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、信息行業(yè)等。其中，技術(shù)創(chuàng)新是推動各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級與創(chuàng)新的本質(zhì)因素，各專業(yè)知識的交叉融合是發(fā)展的趨勢。在這種背景下，知識更新的速度大大加快，企業(yè)對人才的需求也逐漸發(fā)生變化，能夠適應(yīng)社會快速發(fā)展的人才不僅要具備一定的基礎(chǔ)知識，并且應(yīng)了解對應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢，掌握一定前沿概念，積累一定的工程實踐經(jīng)驗，并具備創(chuàng)新能力[1-3]。然而在傳統(tǒng)的專業(yè)課程教學(xué)中，雖然針對學(xué)生本專業(yè)的培養(yǎng)目標，設(shè)定了具體完整的培養(yǎng)方案，但是大多注重理論知識的教學(xué)，對實際的工程實踐涉及較少。這主要是由以下因素導(dǎo)致的。首先，傳統(tǒng)的課程教材中對理論基礎(chǔ)知識講解較多，對專業(yè)知識的推導(dǎo)細致，而對此專業(yè)課程對應(yīng)的工程實踐涉及較少，教師在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中對教材的依賴性較高，對工程實踐接觸較少；其次，學(xué)生在進行專業(yè)知識學(xué)習(xí)時缺少主動性，對專業(yè)知識的獲取途徑單一。因此，在這種背景下，學(xué)生學(xué)習(xí)完成本專業(yè)的全部課程，在進行畢業(yè)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)在專業(yè)知識的應(yīng)用上存在一定困難，而完成學(xué)業(yè)、走上工作崗位時，不能較好地將理論知識與工程實踐聯(lián)系起來，造成理論與實際工程實踐的脫節(jié)。如上所述，隨著社會發(fā)展的日益增快，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級以及新興行業(yè)的涌現(xiàn)，社會對人才的需求也逐步提升，對高等教育也提出更高的要求。因此，為了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，增強學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，滿足社會對人才的需求，在本科專業(yè)課程教學(xué)中探索將專業(yè)理論教學(xué)與工程實踐相融合的教學(xué)方法，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是通過工程應(yīng)用實踐與理論知識的交叉講解，可以讓學(xué)生理解理論知識的實際應(yīng)用場合，加深對理論知識的理解，同時通過對工程實例的學(xué)習(xí)，了解理論知識的應(yīng)用，多方面相互作用，增強教學(xué)效果，培養(yǎng)更為全面的人才。

2理論與工程實踐融合的課程教學(xué)

專業(yè)理論知識與工程實踐結(jié)合的課堂教學(xué)在實際的專業(yè)課教學(xué)中，為了將理論知識與工程實踐相結(jié)合，并引入實際課堂教學(xué)中，采用以下步驟進行。1）教學(xué)整體統(tǒng)籌與規(guī)劃，即要提前做好理論知識與工程實踐的準備工作。在制訂教學(xué)計劃時，重新梳理教學(xué)大綱中涵蓋的知識點，將重點與難點知識重新列出，進而找出知識點的前后邏輯關(guān)系與相互聯(lián)系。對于難度較大、綜合性較高的知識點，單獨列出；對于難度相對較低、較為分散的知識點，則盡量找到這些知識點之間的聯(lián)系，形成一個組合。然后找出不同章節(jié)之間、各個知識點之間的邏輯聯(lián)系，按照知識點的內(nèi)在聯(lián)系，同時結(jié)合教學(xué)規(guī)律，設(shè)定知識點的前后講解順序。這樣經(jīng)過前期的準備與梳理，進一步明確課程中需要覆蓋講解的所有知識點，及其之間聯(lián)系與講解的順序。2）查找相關(guān)工程實踐資料，包括企業(yè)生產(chǎn)中涉及的實例、生活中涉及的實例以及科研項目中的研究實例等，將這些工程實例與上述整理的知識點或者知識點組合進行對應(yīng)，即完成工程實例與理論知識的結(jié)合過程。如電氣專業(yè)的課程可以與電力系統(tǒng)的相關(guān)工程實踐結(jié)合。在課程講授過程中，涉及某一知識點或者知識點組合時，首先給出工程實例，闡明這一理論知識點在工程、生活、科研等場合的應(yīng)用情況。采用提前講解應(yīng)用場景的方式，不僅可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且使學(xué)生了解課程講授的知識點的應(yīng)用；以工程應(yīng)用中涉及的問題為切入點，逐步展開理論知識點的講解；當(dāng)完成理論知識點的講解后，再次提出工程實例，經(jīng)過理論知識的學(xué)習(xí)，此時學(xué)生對工程實例的認識更為深刻，進而加深對本節(jié)課程中講解的理論專業(yè)知識的理解，從而使得理論知識與工程實例的交叉講解達到互相促進的作用。同時，在課程進行過程中，要根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果、課程的特點與教學(xué)進度，對以上工程實例的融匯講解進行適當(dāng)調(diào)整，包括工程實例的難度、廣度和深度，以及在理論教學(xué)中占的比重。通過不斷調(diào)整，使學(xué)生對專業(yè)理論知識的掌握更加透徹，對工程實例的理解更加深入，保證教學(xué)目標和教學(xué)規(guī)劃能夠順利完成。企業(yè)工程師講座在專業(yè)課程教學(xué)過程的中期，學(xué)生已經(jīng)對本門課程有了初步認識，此時邀請經(jīng)驗豐富且其從事行業(yè)與課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的企業(yè)工程師進行講座。企業(yè)工程師通過講解自己的工作性質(zhì)、從事的開發(fā)項目、參與的研究課題等內(nèi)容，為學(xué)生講解一個實際的產(chǎn)品如何經(jīng)過市場調(diào)研、項目立項、課題研發(fā)等環(huán)節(jié)，形成一個成熟的產(chǎn)品，一個實際的產(chǎn)品在實際工況下應(yīng)該注意哪些問題；為學(xué)生講解實際的工業(yè)生產(chǎn)過程中如何實現(xiàn)自動化控制，需要注意的環(huán)節(jié)等；為學(xué)生講解在科學(xué)研究中如何將學(xué)習(xí)的理論知識與前沿研究相結(jié)合，進行創(chuàng)新探索；等等。通過企業(yè)工程師的大量實際工程經(jīng)驗的講解，使學(xué)生深入了解實際的工程項目與理論的專業(yè)知識之間的聯(lián)系是什么，區(qū)別是什么，在課堂中學(xué)習(xí)的專業(yè)知識如何應(yīng)用至實際的工程中。最后，通過雙向交流，回答學(xué)生具體的疑問，加深交流的效果，通過開展企業(yè)工程師講座活動，為學(xué)校中進行專業(yè)理論學(xué)習(xí)的本科生傳遞社會企業(yè)對學(xué)生學(xué)習(xí)的要求，為學(xué)生展示傳統(tǒng)理論課堂中缺少的實踐內(nèi)容，開闊他們的視野，豐富知識與經(jīng)驗，最重要的是明確學(xué)習(xí)目標，提高學(xué)習(xí)興趣，最終增強學(xué)習(xí)效果。

3實踐應(yīng)用過程

通過上述課程教學(xué)，學(xué)生對課程的理論知識有了一定的積累，對課程對應(yīng)的工程應(yīng)用有了一定的理解。為了使學(xué)生融會貫通所學(xué)的知識點，培養(yǎng)學(xué)生的探索能力與創(chuàng)新精神，在課程教學(xué)后期指導(dǎo)學(xué)生進行仿真實踐與硬件實踐任務(wù)。仿真實踐任務(wù)在課程進行后期，學(xué)生已經(jīng)對本課程中涉及的典型電路有了基本認識，通過上述與工程實踐融合的教學(xué)方式，也對電路的具體應(yīng)用場合有了一定的理解。為了培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，此時梳理本課中典型的應(yīng)用電路，并進行任務(wù)拆分，即將課程中涉及的典型電路與工程實踐再次結(jié)合，細化為仿真任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生以小組形式進行選題，明確成員的任務(wù)，闡明仿真成果形式與考核方式等。由學(xué)生根據(jù)電路特點與自身基礎(chǔ)，自由選擇仿真軟件。根據(jù)選題難度，規(guī)定仿真任務(wù)的完成時間，由學(xué)生自主完成整體的仿真實踐。最后的考核方式為現(xiàn)場答辯，即在限定的時間內(nèi)由任務(wù)小組指定的成員對自己的小組任務(wù)進行現(xiàn)場答辯，講解小組成員分工、具體仿真模型、仿真結(jié)果等內(nèi)容，并回答指導(dǎo)教師的提問。成果形式包括仿真模型、仿真結(jié)果與分析、研究報告等。根據(jù)小組答辯結(jié)果與小組成員分工，考核每個成員的任務(wù)完成程度與效果，給定仿真實踐分數(shù)。通過上述仿真實踐活動，主要可以達到以下學(xué)習(xí)效果。首先，在實踐過程中發(fā)現(xiàn)在理論教學(xué)中不能發(fā)現(xiàn)的問題。雖然通過一個學(xué)期的理論教學(xué)，學(xué)生掌握了一定的專業(yè)基礎(chǔ)，但在具體應(yīng)用實踐中會產(chǎn)生很多具體的問題，查找相關(guān)資料，尋求解決問題的方法與途徑，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力、提高創(chuàng)新能力的有效途徑。其次，各個仿真實踐的任務(wù)在完成過程中涉及的知識點很多，可能貫穿一個章節(jié)或者幾個章節(jié)，因此，仿真實踐的完成過程是使學(xué)生對學(xué)習(xí)的專業(yè)知識融會貫通的過程，形成良好的知識點體系。最后，仿真實踐與上述工程實踐的結(jié)合，提高了大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)習(xí)效果。硬件實踐初步探索硬件實踐的目的仍然是發(fā)現(xiàn)理論課程中較少涉及而在實際工程中會出現(xiàn)的問題，使學(xué)生拓展知識面，提高對工程實踐的認識。同時，硬件實踐對學(xué)生的要求更高，因此在本部分的初步實踐探索中，選拔對課程內(nèi)容有較高興趣、專業(yè)理論知識扎實、對硬件實踐意愿較高的學(xué)生參與，由教師全程指導(dǎo)。學(xué)生通過參加硬件實踐，進一步加深對專業(yè)知識的理解，提高對硬件電路的認識。

4教學(xué)反思

采用理論知識與工程實踐融合的教學(xué)方式進行專業(yè)課程教學(xué)，其中教學(xué)反思分為兩個層次。1）在課程教學(xué)中不斷進行反思，即在課程教學(xué)進行的每個節(jié)段反思理論知識是否講解明確，與工程實踐的聯(lián)系是否緊密，是否提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是否滿足教學(xué)計劃，等等。通過在教學(xué)過程中不斷反思，不斷修正后續(xù)課程教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)效果不斷優(yōu)化。2）為整個課程完成后的教學(xué)反思。通過整個課程的教學(xué)實踐，考察課程目標的完成效果，即將理論知識與工程實踐相結(jié)合的教學(xué)方式是否達到預(yù)期的目的，效果如何，課程計劃的執(zhí)行情況，等等。總結(jié)其中的不足之處與可取之處，積累教學(xué)經(jīng)驗，為后續(xù)的課程教學(xué)提供指導(dǎo)。

5總結(jié)

社會發(fā)展對高等學(xué)校工科學(xué)生提出更高要求。本文提出理論知識與工程實踐融合的教學(xué)方法，在工科專業(yè)課程理論教學(xué)中將理論知識點與工程實踐內(nèi)容相結(jié)合，并進行交叉講解，理論與實踐相互促進，從而使學(xué)生能夠深入了解專業(yè)理論知識在實際工程中的應(yīng)用，加深對課程專業(yè)知識的理解程度。同時，采用仿真實踐與硬件實踐的初步探索，使學(xué)生提高動手能力，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的創(chuàng)新實踐能力，并進一步理解專業(yè)知識在工程實踐中的應(yīng)用，同時融匯課程中的各個專業(yè)知識點，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)習(xí)效果。

參考文獻

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作者:師洪濤 潘俊濤 張巍巍 單位:北方民族大學(xué)