问题探究式教学法在《渔用材料力学》课程中的探索与实践

王飞 马家志

摘 要：《渔用材料力学》是一门海洋渔业科学与技术专业的学科基础课，涉及渔用材料与经典力学的融合，传统的教学方法很难达到应有的授课效果。为此，教学组在认真领会问题探究式教学法的基础上，将之应用于本课程的教学实践中，并取得良好成效。

关键词：渔用材料力学；问题探究式；探索与实践

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）03-0103-03

Abstract： Mechanics of Fishing Materials is a fundamental course for marine fishery science and technology majors， which involves the integration of fishing materials and classical mechanics. The traditional teaching methods cannot meet the teaching requirements. Therefore， problem-based teaching method is applied to the teaching practice， and the teaching effect is good.

Keywords： Mechanics of Fishing Materials； problem-based teaching method； exploration and practice

教学法指“师生为完成一定教学任务，在共同活动中所采用的教学方式、途径和手段”，教学法是课程学习的核心。大学教育的核心任务不只是给学生教什么知识，而是更侧重于用什么方法来教，怎样才能教得更好。哈佛大学前校长博克认为，教学内容固然重要，但对于大学生影响更深远的还是教学方法。高等学校是培養专业人才的基地，而专业人才的培养依赖于教学体系的完善程度和创新程度，教学法在整个教学体系的完善程度和创新程度上占有关键的地位。传统的讲授式课堂教学模式是学生被动接收课堂知识，抑制了学生创新思维的发展，不利于专业人才的培养，因此课堂教学方法的改革，以及与课程内容的有机融合势在必行。本文对问题探究式教学方法进行了解析，并将之应用到《渔用材料力学》的课程教学实践中，取得了良好的教学效果，借此为同类课程的教学提供参考。

一、《渔用材料力学》课程简介

《渔用材料力学》是在国家卓越农林人才教育培养的背景下，开设的一门海洋渔业科学与技术专业的学科基础课，是一门渔用材料与经典力学相结合的理论较深、难度较大的专业基础课，是《渔具材料工艺学》、《渔具渔法学》等后续专业课程的基础，其概念多、公式多，与工程实际的联系比较紧密。若用传统的教学方法授课，学生会很难理解概念、原理，从而导致理论与实际的距离拉大；若将相关概念、原理与工程实际问题串联起来，寓概念、原理于实际工程问题中，让学生针对工程实际问题进行分析、探究，则会极大地提高学生的学习主动性，会明显提升学生分析综合问题的能力，从而有利于培养创造性的专业人才。

二、问题探究式教学法及其特点

问题探究式教学模式其实就是以问题——探究为主线，教师根据教学大纲的要求，结合学生的专业方向，设计出既能融合课程内容、又能考虑专业的实际应用的不同层次的简单问题和综合性实践问题，以问题为核心，以学生的学习主动性和积极性为动力，通过思考、讨论、分析、修改、讨论、分析、修改、结论等途径，得出解决问题的方法；或者在讨论交流过程中，让学生自己发现问题，得出解决办法，以此来激发学生的求知欲、创造欲，从而来培养学生的实践能力和创造能力。与传统教学模式相比，问题探究式教学具有如下特点：

（一）开始于预先设计好的问题

以问题作为媒介，将准备要学的知识点隐含在问题中，让学生结合前期所学，通过对教师所提供的问题进行分析、讨论和研究，明确它大体涉及知识范围，需要解决问题类型，在小组的讨论下或教师的指点下，找出解决问题的方法，经过一番探究，最后通过问题的完成去实现对所学知识的理解和应用。

（二）强调师生互动探究的过程

探究是一种活动、一个过程，更是一种学习方式。虽然问题探究式教学模式的主体是学生，需要学生的参与配合，没有学生的自主参与，没有学生的主体意识的发挥，是不可能做到对问题的真正探究。但是作为问题的提供者也非常重要，没有教师的问题，学生没有思考的内容，没有教师的参与，当学生碰到没能力解决的难点时，学生就会束手无策，长此以往会打击学生的积极性，因此教师与学生的共同参与是至关重要的。在整个过程中，教师起着导师、指挥家的作用，会在学生讨论的过程中不停地巡视，不断地给予学生点拨和指导。这样就会不断地激发学生的求知欲望，使他们真正地参与到知识的获取过程中去，同时培养他们科学探索的能力。

（三）重视学生间的合作

在探究活动中，每个学生都以自己的方式，结合自己已有的知识来完成对问题的理解。由于每个学生的知识存储不同，思考问题的方式也可能不同，对同一个问题可能会出现不同方面的理解。因而，通过团队之间的合作，学生之间的交流，可以弥补因个人由于思考问题的片面性而导致对问题理解的不全面，这样就可以扩展学生的视野，使个体的理解和认识更加丰富和全面。在共享思维成果的基础上，达到对当前所学知识的正确理解。

三、问题探究式教学法在《渔用材料力学》中的应用

对于难度较大，专业较深的《渔用材料力学》课程，问题的提出是问题探究式教学法的关键所在；讨论小组的存在是问题探究式教学法的桥梁；教师的引导是问题探究式教学法的指挥棒。

（一）课程问题的设计和组织

探究式教学的载体与核心是问题，学习活动是围绕问题展开的。探究式教学的出发点是设定需要解答的问题，这是进一步探究的起点。教师在对教学内容总体认识和把握的基础上，提出课堂上所要解决的不同难易层次的问题。通过提出问题，从学生的需要出发组织教学问题，以问题为中心让学生搜寻、发现、确立、探索、解决，学生也由被动的接受者、服从者、执行者变成了主动的发现者、研究者、探索者。

对于《渔用材料力学》而言，围绕学生专业知识结构、能力形成的基本要求，依据教学大纲，剥离出《渔用材料力学》教学内容的核心部分（拉压、扭转、弯曲）和非核心部分（剪切），对核心部分在基本点、重点、难点等方面进行层次分解，设计出易、中、难等不同层次的问题，以问题为切入点，通过学生对问题的完成情况，确定教师精讲的内容和要求学生自学的内容，并在课堂教学过程中集中时间与精力讲解重点、难点以及知识的运用等环节。比如《渔用材料力学》中集鱼灯的挂杆（图1），在集鱼灯垂直于挂杆轴线的均布力作用下产生哪些变形？钓鱼竿在渔获物的作用下产生什么变形？变形和外力之间存在什么关系？能否列出它们之间的函数关系式？如果钓鱼时既有渔获物又有浪的情况下，钓鱼竿会出现哪些变形？这些问题中无论是简单的变形还是复杂的组合变形，都需要经过精心的设计，既要考虑到知识的结构和大纲的内容，又要考虑到学生的知识储备和可做性。接着就需要学生结合前期所学，对该问题进行分析讨论，得出合理的结论。

此外，围绕课程提出的问题要力求精致、新颖、多样。从学生将来从事的专业领域的实际需要出发，以解决专业实际问题为导向设计问题，通过理论分析，缩短理论与实际的距离。学生了解理论知识与专业实际的具体联系，既扎实地学好书本理论知识，又能形成分析实际问题、解决实际问题的综合能力，促使学生学有专学、学以致用、以用促学，真正做到了理论教学与专业实际相结合。

同时，对于要求学生自学的内容，教师要提前提出学习任务与学习要求，通过实行课前预习制度等途径，让学生完成基本知识的学习，并在课堂教学过程中用适当的时间完成对学生自学情况的检查与验证。

（二）讨论小组的设立和组成

探究教学模式强调学生的积极参与，学习任务主要是通过学生自主研究和协作学习完成的，小组协作是经常采用的组织形式。例如，对2014级海渔专业的28名学生，分成7组，每组4人，每组设有组长和副组长；对2015级海渔专业的36名学生，分成6组，每组6人，每组设有组长和副组长；对2016级海渔专业的30名学生，分成6小组，每组5人，同样每组设有组长和副组长，在探究过程中，小组成员既有分工，又有合作。学生要积极主动地利用各自所储备的知识对问题进行分析、讨论，最好形成大家一致的结论，从而共同完成学习任务，这样不但解决了课程问题，同时提高了学生的团队合作精神。同时从这个分组的对比中也得出，小组成员不宜太多，否则容易引起部分学生的偷懒现象。

（三）教师的引导和教学

创设情境，以问题为载体，以培养思维能力为核心。从问题探究式教学法的模式结构来看，问题贯穿在教学的全过程中，学生分析问题、解决问题的过程，就是他们结合已有的知识进行推理的过程，这推理的过程也是学生思维能力的发展过程，该过程激发了学生自主探究的欲望，有时学生也会根据教学内容自主地提出问题进行讨论。教师为了达到让学生自主学习的目的，要引导学生自己去不断地发现问题并不断地加以解决。对学生没有发现的一些重要问题，教师应提出来让学生讨论， 尽量确保教学内容的完整性。同时应对学生加强方法的指导，对学生的讨论结果进行评价。在对学生的讨论结果进行评价时， 常常可以渗透学习方法的指导，指导学生从“学会”到“会学”，因此教师起到了指挥家的作用。

在小组讨论的过程中，使学生在发表自己的探究成果和方法、倾听他人探究经验的过程中进行客观的比较和鉴别，从不同角度改进自己的结论，克服原先独立探索中的片面性和局限性，最終完成对所学知识完整或较为完整的结论。这一阶段以学生质疑、争论、答辩为主，是对自主探究阶段学习效果的升华，同时也为学生掌握学习方法、培养综合能力提供了大好时机。例如，对《渔用材料力学》中综合性渔业实践案列——TR人工鱼礁拉伸或压缩、扭转、剪切、弯曲的组合变形分析中（图2），学生在分析时，可能会遗漏某个变形，或是某个知识点，这时教师应从侧面提醒学生是否考虑到了每个变形的叠加。学生在思考过程中会不断地吸取团队成员的讨论结果，不断地修正自己的不足，最终提交了一份完整而又准确的分析报告，从而对TR人工鱼礁在相似工况下的拉压、扭转、弯曲变形得出了一份完整的分析报告。

另外，对2015级海渔的36 位学生的统计中，发现有67.3%的学生在一学期中提出过5次以上的问题，提出的问题涉及到《渔用材料力学》的拉压、剪切、扭转和弯曲的四大变形，从而可见学生的学习兴趣得到了提升，课堂互动参与度和知识掌握程度也得到明显的加强。

图2 TR人工鱼礁

四、结束语

“问题探究式教学法”改变了教师“以讲为主，以讲居先”的格局，调动了学生学习的积极性和主动性，注重了学生自学能力和积极探索精神的培养和锻炼，提高了学生运用知识的能力和水平。在当前的《渔用材料力学》课程教学中，问题探究式教学法起着非常重要的作用，已逐步形成“教师精讲与学生自学相结合”的教学组织形式。不仅提高了学生学习的自主性和创新性，突出了“学生本位”意识，也有利于学生科学思维的培养和解决问题能力的提高与创新，通过“授之以渔” 的方式使学生们获得了持续学习的能力。本教学实践为学生提供了一个集独立思考、直抒己见、寻求疑问于一体的平台，为学生学习较难、较枯燥的力学课程提供了一个较合理的方法，同时也为成功培养专业技术型人才提供一条路径。

参考文献：

[1]白晓东.泛函分析的研究式教学[J].阴山学刊，2005（4）：11-13.

[2]杜金萍，李慧民，高术振.开展问题探究式教学加强创新能力培养[J].职大学报，2007（4）：129-130.

[3]常敏慧，李晓霞，姚喜妍.问题探究式在泛函分析课堂教学中的应用探讨[J].运城学院学报，2013（2）：13-14.

[4]胡学瑞，陈芸.如何提高民办本科院校高等数学教学质量[J].教育现代化，2017（20）：76-77.

[5]德雷克·博克.回归大学之道——对美国大学本科教育的反思与展望[M].上海：华东师范大学出版社，2008.29.

[6]张蓉，左晓园.试论小组讨论式教学方法的实践与改革[J].黑龙江高教研究，2011（1）：161-163.

[7]何峰.浅析“问题探索式教学法”[J].高教学刊，2016（20）：97-98+100.