理论教学与工程应用实践融合的教学方法研究

师洪涛 潘俊涛 张巍巍

摘 要 社会对专业人才培养质量的需求逐步提高，然而学生学习专业理论知识的同时，不能与工程实践良好结合。针对上述问题，提出一种理论教学与工程实践融合的教学方法，在专业课程教学中，将知识点与工程实践内容相结合并交叉讲解，同时配合实践应用探索，加深学生对理论知识与工程实践之间联系的理解，融汇专业课程中的知识，最终增强专业教学效果。

关键词 理论教学；工程实践；仿真实践

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）16-0134-03

1 引言

随着科技的快速发展，工业产业升级逐步加快，传统的制造加工企业、能源企业等在技术与管理等方面努力寻求新的突破，同时大量的新兴行业快速出现，如新能源行业、互联网行业、信息行业等。其中，技术创新是推动各行业产业升级与创新的本质因素，各专业知识的交叉融合是发展的趋势。在这种背景下，知识更新的速度大大加快，企业对人才的需求也逐渐发生变化，能够适应社会快速发展的人才不仅要具备一定的基础知识，并且应了解对应行业发展趋势，掌握一定前沿概念，积累一定的工程实践经验，并具备创新能力[1-3]。

然而在传统的专业课程教学中，虽然针对学生本专业的培养目标，设定了具体完整的培养方案，但是大多注重理论知识的教学，对实际的工程实践涉及较少。这主要是由以下因素导致的。

首先，传统的课程教材中对理论基础知识讲解较多，对专业知识的推导细致，而对此专业课程对应的工程实践涉及较少，教师在传统的课堂教学中对教材的依赖性较高，对工程实践接触较少；

其次，学生在进行专业知识学习时缺少主动性，对专业知识的获取途径单一。

因此，在这种背景下，学生学习完成本专业的全部课程，在进行毕业设计时发现在专业知识的应用上存在一定困难，而完成学业、走上工作岗位时，不能较好地将理论知识与工程实践联系起来，造成理论与实际工程实践的脱节。

如上所述，随着社会发展的日益增快，产业结构升级以及新兴行业的涌现，社会对人才的需求也逐步提升，对高等教育也提出更高的要求。因此，为了提高人才培养质量，增强学生的创新实践能力，满足社会对人才的需求，在本科专业课程教学中探索将专业理论教学与工程实践相融合的教学方法，不仅可以提高学生的学习兴趣，更重要的是通过工程应用实践与理论知识的交叉讲解，可以让学生理解理论知识的实际应用场合，加深对理论知识的理解，同时通过对工程实例的学习，了解理论知识的应用，多方面相互作用，增强教学效果，培养更为全面的人才。

2 理论与工程实践融合的课程教学

专业理论知识与工程实践结合的课堂教学 在实际的专业课教学中，为了将理论知识与工程实践相结合，并引入实际课堂教学中，采用以下步骤进行。

1）教学整体统筹与规划，即要提前做好理论知识与工程实践的准备工作。在制订教学计划时，重新梳理教学大纲中涵盖的知识点，将重点与难点知识重新列出，进而找出知识点的前后逻辑关系与相互联系。对于难度较大、综合性较高的知识点，单独列出；对于难度相对较低、较为分散的知识点，则尽量找到这些知识点之间的联系，形成一个组合。然后找出不同章节之间、各个知识点之间的逻辑联系，按照知识点的内在联系，同时结合教学规律，设定知识点的前后讲解顺序。这样经过前期的准备与梳理，进一步明确课程中需要覆盖讲解的所有知识点，及其之间联系与讲解的顺序。

2）查找相关工程实践资料，包括企业生产中涉及的实例、生活中涉及的实例以及科研项目中的研究实例等，将这些工程实例与上述整理的知识点或者知识点组合进行对应，即完成工程实例与理论知识的结合过程。如电气专业的课程可以与电力系统的相关工程实践结合。

在课程讲授过程中，涉及某一知识点或者知识点组合时，首先给出工程实例，阐明这一理论知识点在工程、生活、科研等场合的应用情况。采用提前讲解应用场景的方式，不仅可以大大提高学生的学习兴趣，并且使学生了解课程讲授的知识点的应用；以工程应用中涉及的问题为切入点，逐步展开理论知识点的讲解；当完成理论知识点的讲解后，再次提出工程实例，经过理论知识的学习，此时学生对工程实例的认识更为深刻，进而加深对本节课程中讲解的理论专业知识的理解，从而使得理论知识与工程实例的交叉讲解达到互相促进的作用。

同时，在课程进行过程中，要根据学生的实际学习效果、课程的特点与教学进度，对以上工程实例的融汇讲解进行适当调整，包括工程实例的难度、广度和深度，以及在理论教学中占的比重。通过不断调整，使学生对专业理论知识的掌握更加透彻，对工程实例的理解更加深入，保证教学目标和教学规划能够顺利完成。

企业工程师讲座 在专业课程教学过程的中期，学生已经对本门课程有了初步认识，此时邀请经验丰富且其从事行业与课程教学内容相关的企业工程师开展讲座。企业工程师通过讲解自己的工作性质、从事的开发项目、参与的研究课题等内容，为学生讲解一个实际的产品如何经过市场调研、项目立项、课题研发等环节，形成一个成熟的产品，一个实际的产品在实际工况下应该注意哪些问题；为学生讲解实际的工业生产过程中如何实现自动化控制，需要注意的环节等；为学生讲解在科学研究中如何將学习的理论知识与前沿研究相结合，进行创新探索；等等。通过企业工程师的大量实际工程经验的讲解，使学生深入了解实际的工程项目与理论的专业知识之间的联系是什么，区别是什么，在课堂中学习的专业知识如何应用至实际的工程中。最后，通过双向交流，回答学生具体的疑问，加深交流的效果，通过开展企业工程师讲座活动，为学校中进行专业理论学习的本科生传递社会企业对学生学习的要求，为学生展示传统理论课堂中缺少的实践内容，开阔他们的视野，丰富知识与经验，最重要的是明确学习目标，提高学习兴趣，最终增强学习效果。

3 实践应用过程

通过上述课程教学，学生对课程的理论知识有了一定的积累，对课程对应的工程应用有了一定的理解。为了使学生融会贯通所学的知识点，培养学生的探索能力与创新精神，在课程教学后期指导学生进行仿真实践与硬件实践任务。

仿真实践任务 在课程进行后期，学生已经对本课程中涉及的典型电路有了基本认识，通过上述与工程实践融合的教学方式，也对电路的具体应用场合有了一定的理解。为了培养学生的动手实践能力，此时梳理本课中典型的应用电路，并进行任务拆分，即将课程中涉及的典型电路与工程实践再次结合，细化为仿真任务，指导学生以小组形式进行选题，明确成员的任务，阐明仿真成果形式与考核方式等。由学生根据电路特点与自身基础，自由选择仿真软件。根据选题难度，规定仿真任务的完成时间，由学生自主完成整体的仿真实践。

最后的考核方式为现场答辩，即在限定的时间内由任务小组指定的成员对自己的小组任务进行现场答辩，讲解小组成员分工、具体仿真模型、仿真结果等内容，并回答指导教师的提问。成果形式包括仿真模型、仿真結果与分析、研究报告等。根据小组答辩结果与小组成员分工，考核每个成员的任务完成程度与效果，给定仿真实践分数。

通过上述仿真实践活动，主要可以达到以下学习效果。

首先，在实践过程中发现在理论教学中不能发现的问题。虽然通过一个学期的理论教学，学生掌握了一定的专业基础，但在具体应用实践中会产生很多具体的问题，查找相关资料，寻求解决问题的方法与途径，是培养学生探究能力、提高创新能力的有效途径。

其次，各个仿真实践的任务在完成过程中涉及的知识点很多，可能贯穿一个章节或者几个章节，因此，仿真实践的完成过程是使学生对学习的专业知识融会贯通的过程，形成良好的知识点体系。

最后，仿真实践与上述工程实践的结合，提高了大部分学生的学习兴趣，增强了学习效果。

硬件实践初步探索 硬件实践的目的仍然是发现理论课程中较少涉及而在实际工程中会出现的问题，使学生拓展知识面，提高对工程实践的认识。同时，硬件实践对学生的要求更高，因此在本部分的初步实践探索中，选拔对课程内容有较高兴趣、专业理论知识扎实、对硬件实践意愿较高的学生参与，由教师全程指导。学生通过参加硬件实践，进一步加深对专业知识的理解，提高对硬件电路的认识。

4 教学反思

采用理论知识与工程实践融合的教学方式进行专业课程教学，其中教学反思分为两个层次。

1）在课程教学中不断进行反思，即在课程教学进行的每个节段反思理论知识是否讲解明确，与工程实践的联系是否紧密，是否提高了学生的学习兴趣，是否满足教学计划，等等。通过在教学过程中不断反思，不断修正后续课程教学内容，使教学效果不断优化。

2）为整个课程完成后的教学反思。通过整个课程的教学实践，考察课程目标的完成效果，即将理论知识与工程实践相结合的教学方式是否达到预期的目的，效果如何，课程计划的执行情况，等等。总结其中的不足之处与可取之处，积累教学经验，为后续的课程教学提供指导。

5 总结

社会发展对高等学校工科学生提出更高要求。本文提出理论知识与工程实践融合的教学方法，在工科专业课程理论教学中将理论知识点与工程实践内容相结合，并进行交叉讲解，理论与实践相互促进，从而使学生能够深入了解专业理论知识在实际工程中的应用，加深对课程专业知识的理解程度。同时，采用仿真实践与硬件实践的初步探索，使学生提高动手能力，培养发现问题与解决问题的创新实践能力，并进一步理解专业知识在工程实践中的应用，同时融汇课程中的各个专业知识点，激发学生的学习兴趣，增强学习效果。

参考文献

[1]梁康有，谭宇航.高校教学改革与创新人才培养解读[J].中国教育技术装备，2016（2）：135-136.

[2]张典兵.论高校创新人才培养的几个基本问题[J].教育现代化，2015（3）：52-57.

[3]宣慧.协同创新模式下高校创新人才培养机制研究[J].高教学刊，2017（1）：150-151.