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(huì)對(duì)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(shí)的同時(shí)，不能與工程實(shí)踐良好結(jié)合。針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種理論教學(xué)與工程實(shí)踐融合的教學(xué)方法，在專業(yè)課程教學(xué)中，將知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合并交叉講解，同時(shí)配合實(shí)踐應(yīng)用探索，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)與工程實(shí)踐之間聯(lián)系的理解，融匯專業(yè)課程中的知識(shí)，最終增強(qiáng)專業(yè)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：理論教學(xué)；工程實(shí)踐；仿真實(shí)踐

1引言

隨著科技的快速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)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(shí)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(dòng)各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與創(chuàng)新的本質(zhì)因素，各專業(yè)知識(shí)的交叉融合是發(fā)展的趨勢(shì)。在這種背景下，知識(shí)更新的速度大大加快，企業(yè)對(duì)人才的需求也逐漸發(fā)生變化，能夠適應(yīng)社會(huì)快速發(fā)展的人才不僅要具備一定的基礎(chǔ)知識(shí)，并且應(yīng)了解對(duì)應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，掌握一定前沿概念，積累一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(duì)學(xué)生本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)定了具體完整的培養(yǎng)方案，但是大多注重理論知識(shí)的教學(xué)，對(duì)實(shí)際的工程實(shí)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(duì)理論基礎(chǔ)知識(shí)講解較多，對(duì)專業(yè)知識(shí)的推導(dǎo)細(xì)致，而對(duì)此專業(yè)課程對(duì)應(yīng)的工程實(shí)踐涉及較少，教師在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中對(duì)教材的依賴性較高，對(duì)工程實(shí)踐接觸較少；其次，學(xué)生在進(jìn)行專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)缺少主動(dòng)性，對(duì)專業(yè)知識(shí)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(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)在專業(yè)知識(shí)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(shí)，不能較好地將理論知識(shí)與工程實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，造成理論與實(shí)際工程實(shí)踐的脫節(jié)。如上所述，隨著社會(huì)發(fā)展的日益增快，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)以及新興行業(yè)的涌現(xiàn)，社會(huì)對(duì)人才的需求也逐步提升，對(duì)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(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，滿足社會(huì)對(duì)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(shí)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(guò)工程應(yīng)用實(shí)踐與理論知識(shí)的交叉講解，可以讓學(xué)生理解理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，同時(shí)通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的學(xué)習(xí)，了解理論知識(shí)的應(yīng)用，多方面相互作用，增強(qiáng)教學(xué)效果，培養(yǎng)更為全面的人才。

2理論與工程實(shí)踐融合的課程教學(xué)

專業(yè)理論知識(shí)與工程實(shí)踐結(jié)合的課堂教學(xué)在實(shí)際的專業(yè)課教學(xué)中，為了將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，并引入實(shí)際課堂教學(xué)中，采用以下步驟進(jìn)行。1）教學(xué)整體統(tǒng)籌與規(guī)劃，即要提前做好理論知識(shí)與工程實(shí)踐的準(zhǔn)備工作。在制訂教學(xué)計(jì)劃時(shí)，重新梳理教學(xué)大綱中涵蓋的知識(shí)點(diǎn)，將重點(diǎn)與難點(diǎn)知識(shí)重新列出，進(jìn)而找出知識(shí)點(diǎn)的前后邏輯關(guān)系與相互聯(lián)系。對(duì)于難度較大、綜合性較高的知識(shí)點(diǎn)，單獨(dú)列出；對(duì)于難度相對(duì)較低、較為分散的知識(shí)點(diǎn)，則盡量找到這些知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，形成一個(gè)組合。然后找出不同章節(jié)之間、各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯聯(lián)系，按照知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，同時(shí)結(jié)合教學(xué)規(guī)律，設(shè)定知識(shí)點(diǎn)的前后講解順序。這樣經(jīng)過(guò)前期的準(zhǔn)備與梳理，進(jìn)一步明確課程中需要覆蓋講解的所有知識(shí)點(diǎn)，及其之間聯(lián)系與講解的順序。2）查找相關(guān)工程實(shí)踐資料，包括企業(yè)生產(chǎn)中涉及的實(shí)例、生活中涉及的實(shí)例以及科研項(xiàng)目中的研究實(shí)例等，將這些工程實(shí)例與上述整理的知識(shí)點(diǎn)或者知識(shí)點(diǎn)組合進(jìn)行對(duì)應(yīng)，即完成工程實(shí)例與理論知識(shí)的結(jié)合過(guò)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(shí)踐結(jié)合。在課程講授過(guò)程中，涉及某一知識(shí)點(diǎn)或者知識(shí)點(diǎn)組合時(shí)，首先給出工程實(shí)例，闡明這一理論知識(shí)點(diǎn)在工程、生活、科研等場(chǎng)合的應(yīng)用情況。采用提前講解應(yīng)用場(chǎng)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(shí)點(diǎn)的應(yīng)用；以工程應(yīng)用中涉及的問(wèn)題為切入點(diǎn)，逐步展開(kāi)理論知識(shí)點(diǎn)的講解；當(dāng)完成理論知識(shí)點(diǎn)的講解后，再次提出工程實(shí)例，經(jīng)過(guò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，此時(shí)學(xué)生對(duì)工程實(shí)例的認(rèn)識(shí)更為深刻，進(jìn)而加深對(duì)本節(jié)課程中講解的理論專業(yè)知識(shí)的理解，從而使得理論知識(shí)與工程實(shí)例的交叉講解達(dá)到互相促進(jìn)的作用。同時(shí)，在課程進(jìn)行過(guò)程中，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果、課程的特點(diǎn)與教學(xué)進(jìn)度，對(duì)以上工程實(shí)例的融匯講解進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，包括工程實(shí)例的難度、廣度和深度，以及在理論教學(xué)中占的比重。通過(guò)不斷調(diào)整，使學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的掌握更加透徹，對(duì)工程實(shí)例的理解更加深入，保證教學(xué)目標(biāo)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(guò)程的中期，學(xué)生已經(jīng)對(duì)本門課程有了初步認(rèn)識(shí)，此時(shí)邀請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行講座。企業(yè)工程師通過(guò)講解自己的工作性質(zhì)、從事的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、參與的研究課題等內(nèi)容，為學(xué)生講解一個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品如何經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研、項(xiàng)目立項(xiàng)、課題研發(fā)等環(huán)節(jié)，形成一個(gè)成熟的產(chǎn)品，一個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品在實(shí)際工況下應(yīng)該注意哪些問(wèn)題；為學(xué)生講解實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)與前沿研究相結(jié)合，進(jìn)行創(chuàng)新探索；等等。通過(guò)企業(yè)工程師的大量實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的講解，使學(xué)生深入了解實(shí)際的工程項(xiàng)目與理論的專業(yè)知識(shí)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(shí)如何應(yīng)用至實(shí)際的工程中。最后，通過(guò)雙向交流，回答學(xué)生具體的疑問(wèn)，加深交流的效果，通過(guò)開(kāi)展企業(yè)工程師講座活動(dòng)，為學(xué)校中進(jìn)行專業(yè)理論學(xué)習(xí)的本科生傳遞社會(huì)企業(yè)對(duì)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(shí)踐內(nèi)容，開(kāi)闊他們的視野，豐富知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，最重要的是明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)興趣，最終增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

3實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程

通過(guò)上述課程教學(xué)，學(xué)生對(duì)課程的理論知識(shí)有了一定的積累，對(duì)課程對(duì)應(yīng)的工程應(yīng)用有了一定的理解。為了使學(xué)生融會(huì)貫通所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，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(jìn)行仿真實(shí)踐與硬件實(shí)踐任務(wù)。仿真實(shí)踐任務(wù)在課程進(jìn)行后期，學(xué)生已經(jīng)對(duì)本課程中涉及的典型電路有了基本認(rèn)識(shí)，通過(guò)上述與工程實(shí)踐融合的教學(xué)方式，也對(duì)電路的具體應(yīng)用場(chǎng)合有了一定的理解。為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，此時(shí)梳理本課中典型的應(yīng)用電路，并進(jìn)行任務(wù)拆分，即將課程中涉及的典型電路與工程實(shí)踐再次結(jié)合，細(xì)化為仿真任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生以小組形式進(jìn)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(diǎn)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(shí)間，由學(xué)生自主完成整體的仿真實(shí)踐。最后的考核方式為現(xiàn)場(chǎng)答辯，即在限定的時(shí)間內(nèi)由任務(wù)小組指定的成員對(duì)自己的小組任務(wù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)。成果形式包括仿真模型、仿真結(jié)果與分析、研究報(bào)告等。根據(jù)小組答辯結(jié)果與小組成員分工，考核每個(gè)成員的任務(wù)完成程度與效果，給定仿真實(shí)踐分?jǐn)?shù)。通過(guò)上述仿真實(shí)踐活動(dòng)，主要可以達(dá)到以下學(xué)習(xí)效果。首先，在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在理論教學(xué)中不能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。雖然通過(guò)一個(gè)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(shí)踐中會(huì)產(chǎn)生很多具體的問(wèn)題，查找相關(guān)資料，尋求解決問(wèn)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(gè)仿真實(shí)踐的任務(wù)在完成過(guò)程中涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，可能貫穿一個(gè)章節(jié)或者幾個(gè)章節(jié)，因此，仿真實(shí)踐的完成過(guò)程是使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通的過(guò)程，形成良好的知識(shí)點(diǎn)體系。最后，仿真實(shí)踐與上述工程實(shí)踐的結(jié)合，提高了大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。硬件實(shí)踐初步探索硬件實(shí)踐的目的仍然是發(fā)現(xiàn)理論課程中較少涉及而在實(shí)際工程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，使學(xué)生拓展知識(shí)面，提高對(duì)工程實(shí)踐的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，硬件實(shí)踐對(duì)學(xué)生的要求更高，因此在本部分的初步實(shí)踐探索中，選拔對(duì)課程內(nèi)容有較高興趣、專業(yè)理論知識(shí)扎實(shí)、對(duì)硬件實(shí)踐意愿較高的學(xué)生參與，由教師全程指導(dǎo)。學(xué)生通過(guò)參加硬件實(shí)踐，進(jìn)一步加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，提高對(duì)硬件電路的認(rèn)識(shí)。

4教學(xué)反思

采用理論知識(shí)與工程實(shí)踐融合的教學(xué)方式進(jìn)行專業(yè)課程教學(xué)，其中教學(xué)反思分為兩個(gè)層次。1）在課程教學(xué)中不斷進(jìn)行反思，即在課程教學(xué)進(jìn)行的每個(gè)節(jié)段反思理論知識(shí)是否講解明確，與工程實(shí)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(jì)劃，等等。通過(guò)在教學(xué)過(guò)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(gè)課程完成后的教學(xué)反思。通過(guò)整個(gè)課程的教學(xué)實(shí)踐，考察課程目標(biāo)的完成效果，即將理論知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式是否達(dá)到預(yù)期的目的，效果如何，課程計(jì)劃的執(zhí)行情況，等等?？偨Y(jié)其中的不足之處與可取之處，積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)的課程教學(xué)提供指導(dǎo)。

5總結(jié)

社會(huì)發(fā)展對(duì)高等學(xué)校工科學(xué)生提出更高要求。本文提出理論知識(shí)與工程實(shí)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(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合，并進(jìn)行交叉講解，理論與實(shí)踐相互促進(jìn)，從而使學(xué)生能夠深入了解專業(yè)理論知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，加深對(duì)課程專業(yè)知識(shí)的理解程度。同時(shí)，采用仿真實(shí)踐與硬件實(shí)踐的初步探索，使學(xué)生提高動(dòng)手能力，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的創(chuàng)新實(shí)踐能力，并進(jìn)一步理解專業(yè)知識(shí)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，同時(shí)融匯課程中的各個(gè)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

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作者:師洪濤 潘俊濤 張巍巍 單位:北方民族大學(xué)