工程类专业课互动式教学模式的研究与实践

谭金华　龚晓燕

摘要 本文以素质教育教学改革需求为背景，研究了高校工程类专业课互动式教学模式的改革目标、教改内容和具体实践过程。研究结果表明视频短片、题库测试、课堂讨论与小演讲能有效激发学生的专业热情和学习兴趣，以完整结构设计为背景的各章习题拆分、结构建模和实地参观教学等措施能有效增强学生的专业技能。

关键词 工程专业 互动式教学 教学模式 课改

中图分类号：G424 文献标识码：A

0 绪论

“加强基础、拓宽专业、强化实践、培养素质”已成为2l世纪高等教育改革的重要目标。新一轮教育课程改革明确要求让学生学会学习、学会生存、学会做人，提倡“以人为本”，培养学生的创新意识和实际运用能力。高校教学正由传统的教师重 “教”重“讲”向学生的重“学”重“练”转变。学生应成为学习的主人，教师是学生学习的组织者、促进者、辅助者。“互动式”课堂教学模式充分体现了现代教育理念，打破传统教学模式，从教师的“一言堂”向指导下的“自主学习”模式转化，尊重学生的个性化发展，激活学生的主体意识，通过实践、参与、合作与交流的互动学习方式，挖掘和发展学生的学习潜能，树立学生学习自信心，促进学生积极主动地学习与发展。

工程类专业课是以计算为主的课程，多含大学生进入专业学习的专业技能训练，具有重要的理论贯通、综合归纳性能，同时兼具提高学生综合素质和适应社会需求的作用。目前我国此类专业课程教学的现状尚未能达到上述目标，亟待改革。在实现教学改革目标进程中，正确认识专业课的性质，进行有针对性的特色教学，提高教与学的互动性，对深化教育与教学改革，培养2l世纪集知识、能力于一体的高素质应用型人才具有重要意义。

1 研究意义

本研究要在教学模式上获得突破，最终起到激发学习兴趣，提高教学质量、培养高质量人才的作用，其主要研究意义有：（1）改善专业课局限于专业知识传授的现状：做事先做人，新的教学模式要首先注重人才基本素质的培养。通过教学方法的改进，培养学生热爱专业，主动参与，积极思考，富于进取，勇于创新的精神。（2）提高课堂效率，实现互动式教学：借助题库开发、课堂测试、视频教学、课堂讨论、小演讲以及模型设计等方式辅助教学提高自主学习效率。（3）增强教学学术性，增加专业技能训练：理论与实践紧密结合，研究工程实践能力的培养方案，使学生具有进行一般工程设计计算能力的同时，具有能应用工程的基本原理和方法解决实际工程中出现的一般问题的能力。

2 具体研究对象和内容

2.1 建立有效的互动教学模式

主要教改内容如下：实现交流互动式模式教学，课堂以学生为主：教师授课内容主要是简短归纳重要理论和计算方法，时间控制在10～20分钟内，而课堂测试、动手实践、自主探索与合作交流成为学生学习的重要方式。

在教学中主要注重以下几大情感的培养：（1）培养学生热爱专业，具有专业自豪感与责任感（专业相关视频教学、与效果研究）；（2）培养学生喜欢学习，具有参与精神与成就感（题库测试与工程模型设计的引入与效果测试）；（3）老师、班级同学间的讨论、交流与合作。

2.2 全面研究在互动式教学模式中如何确保提高课堂效率和教学质量

（1）教师引导的有效性研究：教师须以最短时间完成重要计算理论的归纳和叙述；（2）教案改革和题库的开发，提高学生自主学习的针对性和学习效率；（3）进行互动式课堂教学有效性的调查研究，试验讨论、测试、提问等方式，提高课堂教学的效益，唤醒学生沉睡的潜能，激发学生自主钻研与创新。

2.3 专业技能的加强：培养工程性和研究性并进的专业人才

为培养学生的工程全局观和整体设计意识，将理论教学与工程设计实践相结合，主要有以下内容待研究改进：（1）在教学中合理地安排典型工程设计施工等相关视频，使学生在进行理论学习时，全面了解工程结构的有效实现；（2）改革习题模式，以工程设计为大背景，分项分点攻克；方便学生了解知识点的全局定位，同时激发他们的研究兴趣；（3）课程设计内容改革：不限定具体结构或条件，最大限度地保证结构设计的思路自由，使学生充分感受到设计的内容不仅仅是完成老师布置的任务和纯理论上的计算，而是真正地为自己心中的理想工程进行结构实践，从而既可培养学生的全局意识和逻辑思维能力，提高学生的学习兴趣和创新能力，又可锻炼学生的独立工作能力。

2.4 考核方式的改革

作为设计计算理论为主的工程类课程，钢结构课程考试采取开卷方式，考试题目多为设计型题目，无标准答案、一题多解、强调工程背景，这在很大程度上改变了传统的考试模式，鼓励学生在学习专业基础课时不能靠死记、硬背，着意考查学生综合运用知识解决实际问题和创新思维的能力。

2.5 建立适应宽口径工程专业课程教学质量保障与评价体系

专业课是实现培养目标的一个重要的组成部分，同时也是关系到学生是否能取得学位的重要依据。为了确保上述教改工作的落实，以下各项方面可能需要相应改革：（1）增强教学质量意识，更新质量教育观念，不拘泥传统教学模式。要根据学校自身的培养模式和办学条件，努力探索一条科学、有效、实际的教学途径，提高专业课的教学质量。（2）教学的过程控制，是保证一门课质量的重要手段，学校已经建立了过程控制措施，包括对教师的听课、学生评教、课程设计选题审查、课程设计指导过程检查、试卷抽查、成绩评定等，并充分发挥了校内教学督导组的作用，共同探讨最佳的教学模式，并使这些措施落实到位。（3）加强多导师教学工作的联合。可以实行跨专业、跨学科的课程设计教学，充分发挥学校在不同领域的优势，从而激发学生的创造性，使他们尽快获得综合素质的提高。（4）重视各个教学环节的总结的监督与反馈，及时发现工作中的不足，制定修正策略并反馈到下一年课程质量保证和管理工作中，使该系统运行趋于顺畅，做到更优。

综上所述，专业课质量保证体系的设计不能仅仅孤立地研究该过程中的一个环节，它是一项系统工程，必须从系统范畴全面考虑问题、分析问题、设计科学合理的考核指标体系。

3 钢结构课程教学研究的实践过程

本研究以钢结构课程教学为例，在课堂和课外严格按照上文内容进行了部分实践，并获得了较好的效果和评价。其中较具体的实践内容如下：

3.1 建立有效的互动教学模式

有效的互动模式的实现主要体现在两个方面：一是教师的简短摘要性的讲解，每次课不超过二十分钟完成该次课程主要的专业知识点讲解，主要是构建知识框架，梳理逻辑关系，解析理论要点；二是学生有效的参与。这里教师的引导和互动模式的设计很关键。高效学习的前提是能激发学生的兴趣。研究中就预定 的课程内容设计每次课程的学的环节，主要包括二十分钟以内的快速自习和五分钟的小讨论，自习目标是进一步熟悉理论和例题等课本内容，期间教师列出部分引导性思考题，在自习完成后进行简短讨论，消除疑问。其后是关键的互动环节，主要是富有挑战性的小测验。教师预先设计小型的计算题，当堂测验并在取得学生测试结果后立即解答。事实证明这比冗长的例题讲解更有效。

3.2 通过习题与课程设计等相关改革提高专业技能

这里习题的改革主要是建立以大工程为背景的各章习题大串联。课程开始就布置一个完整钢结构工程的设计任务作为各章习题背景，该工程是可以挑选学生自己感兴趣的理想化的结构。一共拟定不少于三种类型的典型钢结构，包括：“我的别墅”，“轻钢厂房”和“钢桥设计”。第一章概论学习完后每人选择一工程，简单了解其构造，进行初步尺寸设计并绘制草图；第二章“钢结构的材料”学习完成后他们要给这个庞大的工程完成选材；第三章“钢结构的连接”学习后他们要完成结构的连接设计，要求包括各个连接方式的各种不同工况，其中受力可按常规结构受力状态调查结果取代表值；第四章“轴心受力杆件”学习后要完成工程中典型受压构件的设计和验算，包括柱子、柱头和柱脚的设计；第五章完成后完成结构中梁的截面设计和计算……以此类推，全课程关键内容都在设计师那里得到展现与应用。期间对结构细节的理解可以辅于结构模型或工地实地参观来加深印象。

3.3 专业感情和工程责任感等人才素质的培养

这主要通过相关工程实例、视频、资料讨论、设计大师名人名事等方式实现。调查发现一些宏伟建筑的建造过程和名人名事视频能激发学生的专业兴趣和热情，而关于结构工程中一些病害和不足造成的典型倒塌事故的深入调查和讨论则能有效激发他们的专业责任感和钻研精神。

3.4 工程专业课质量保障与评价体系的改革方案

课程结业考核突破传统的闭卷方式，改为开卷，一题多选，能有效突出课程的计算特性，跟实际的工程设计状况一致。课程设计考核方式除了提交设计说明书以外，还有严格的一对一的课程答辩。答辩要求学生阐述主要课程内容，并能现场回答教师的随机提问。事实证明，这些措施保证了更好的学习效果。

4 研究结论

通过上述多方面研究建立工程类专业课程新型互动教学模式与评价体系，达到提高课堂效率、培养专业技能与人文素质兼优人才的目标。本研究的主要成果有：（1）立足于本科院校教学，系统地研究我国新建本科院校实践教学建设、管理、运行等一系列问题，探索具有新建本科院校特色的实践教学途径，建立引导与自主学习相结合、知识传授与能力培养相结合的实践教学平台。（2）建立符合建工程专业课程的有特色、有创新的互动教学理念，以人为本，全面培养学生的专业热情、学习热情，强调师生交流合作，在教育理论上有所突破。（3）提出并实现集理论教学、训练和创新活动为一体的教学模式，建立符合应用型人才培养目标、突出工程技能和创新能力培养的课程教学和实践教学体系以及相适应的教学方法和手段，为学生自主学习建立了多元化的教学环境，推动本科教育改革。（4）建立适应宽口径工程专业课质量保障与评价体系。