本文针对笔者多年的电工学课程教学实践进行了反思与总结。主要从教师的课程能力和平台的课程体系方面,介绍了在 材料类专业 的 电工学课程 建设中如何激发学生的学习动力来提高学习效果的做法与体会,为同行们的教学改革提供参考。 电工学;课程能力;课程体系;学习效果 Construction on the ElectricalEngineering Course with course management for Students Majoring inMaterials Science YE Chun-nuan College of Chemistry, Chemical Engineeringand Materials Science Soochow University Abstract: The research and summarization onthe Electrical Engineering Course teaching were carried out according topratice for many years. A great attention has been paid to teaching ability andcurriculum system to motivate the students majoring in materials science. Itwill provide an important reference to the educational reform of electricengineering course. Keywords: Electric EngineeringCourse;Teaching ability; Curriculum System; Learning Effect 引言 现代学习理论认为,真正的学习发生在激励和思考中。那么,以下两点必然是提高学习者学习动力的要素。第一是 教师的课程能力 。只有互相信任基础上的和谐师生关系才更有助于实现教学相长。教师不仅是教给学生各种知识,而是更多地教给学生获得知识与技能的方法以及途径,指引、激励和开发学生的多元潜能;将培养学生的学习兴趣作为自己的第一任务,点燃学生的求知欲,满足学生的好奇心,成全学生的展示欲;像朋友一般和学生一起去探讨问题,帮助学生,使学生从对学习感到有趣、好奇,发展到对知识的内在魅力形成深刻的理解和灵活的运用。在教师的这种有效激发和引导下,学生借助一定的课程载体,能导致教学双方的良性发展。第二是 课程体系的完备和有效度。课程是学习的载体,通过有关体系知识的了解和学习,培养学生正确的学科思维方法,认识到课程所在体系中的位置和作用,将有助于激发学生对学科的热爱,从而养成积极的课程学习行为,保证学习效果和教育目标的实现。 一、提高教师的课程能力 教师的课程能力是应用所学或内隐于实践的教育课程知识及其自身的人文修养解决实际问题所体现的主观和智慧。教师能否准确定位每一节课的学习目标并置于整个连贯一致的课程体系中进行考察,决定了学生实际学习内容的宽度和深度。教师的实践性知识还涵盖了对自我身份的认同、对学科、课程和教学的认知,对学生及师生关系的体悟以及对教育情境的反思。 教师的专业首先是教育,其次是依附于一定学科的学术。 教师要获得第一专业的成长,不仅需要研究教学技术方面的专业书,更要学习一些教育理论,因为教育理论是我们认识教学实践、分析教学经验的工具。当教学出现 “ 短路 ” 时,就需要向理论寻求帮助。没有理论指导的实践可能会陷入一种盲动。课堂教学改革必须有理论层面的指导,只有在先进教育教学理论指导下,课堂操作模式、教师教的过程和学生学的过程才会更有方向感,教育教学质量的增长方式才会有由经验型向科研型转化。在教学经验的不断积累中,结合先进的教育理论,去指导、反思和改进教学实践。 教师对学科和课程本质要有恰当的整体把握,对分部目标要有有效的微观调控。 从教育学和课程论的角度来看,电工学属于综合课程,是一个多学科组成的学科群。因此在电工学课程教学中,课程教师应该具有多学科的背景。最起码,应该预先 对所教学生的专业有一定深度的理解,这样能在教学中高屋建瓴、生动地结合学生的具体专业,给学生指出所学理论知识和基本概念的应用场所。 学生对课程和专业形成了感性的认识,能够端正学习态度,主动地投入,高效地学习。这就是 “ 知情意行 ” 的统一,学生深刻理解了电工学中的基本概念,将来工作中容易融会贯通,举一反三,即实现课程的最终教学目标。另一方面 ,技术课程的教师还要保持教学的源头活水,应该追踪相互关联课程所属学科的学术前沿,保持投身科研的激情,权衡好科研、教学与教研三方面的关系。 举例来说,笔者具有物理学、材料物理和物理电子学三个学科的背景,所以在电工课程教学中能向学生引进研究前沿的成果,如关于第四种基本电路元件即忆阻器,向学生介绍忆阻器的有关概念和技术理解。忆阻器作为教科书上还没有提及的基本元件,适当补充进电工学的教学中,使学生借助文献阅读,深刻理解和掌握材料、元件与电路之间的联系,运用所学知识在科研家或工程师的工作中发展新概念和新技术。通过掌握忆阻器的概念和研究进展,可以使学生进一步加深理解与明确电工学在材料和信息的研究和应用中的重要作用,理解材料的制备与构效关系这一研究主题,以及作为 “ 材料人 ” 在今后的努力和发展方向,即利用先进高新技术实现多功能、智能化、高性能的材料,爱护生态环境和建设美好家园。这样的教学过程中,教师自身能获得专业成长和职业幸福。 21 世纪,不同领域科学技术的创造性融合日趋显著 , 电与非电专业日益交叉、渗透,各种新知识、新器件和新技术层出不穷,电工学课程教师要密切关注科技动态并不断提高自身素质。 教师在专业上获得成长,学生也能深刻感受到学习的意义并积极学习 “ 大科学 ” 和 “ 大技术 ” 的思维方式,发展完善自我。 各种教学手段的使用出发点,是为了引导和激励学生进行主动学习。 首先,教师要指导学生在明确了学习目标之后,把大目标化为一个个小目标,把学习中的重难点部分化解为自己跳一跳能实现的小目标。其次,教师要善于对学生进行学习方法的指导。比如,让学生掌握阅读的基本要求。要求预习的时候必须在有问题的地方作批注,重点或不理解的内容画圈。再次,教师要依靠课前的激情导入来激发学生的学习兴趣,课间随时地动态关注学生的眼神,巧妙地维持学生有意注意的集中。最后,教师要在课余与学生建立良好的沟通桥梁,及时了解他们在学习中的困惑,帮助他们克服学习中的障碍,从而获得主动学习的成就感,最终掌握了知识技能和提高了综合素质。这是愉快的学习体验之旅,有助于促进学生保持终生学习的动力。 枯燥的理论学习容易让人乏味 , 平淡的语气加重恹恹然 , 通过丰富源头活水 , 增加一些有趣的故事或轰动的新闻引入历史、人物故事。比如,通过新闻人物 “ 虎妈 ” 的引入来介绍忆阻器的发明人,进而感悟科学家扎实的科学基础对发现和成才的作用。 二、构建有效的课程体系 从科学发展论看,每门学科的体系都是发展的,逐渐演变成为 “ 大科学 ” ,不仅渗透到物质生产部门,而且渗透到政治、军事、文化教育和日常生活等领域。随着纳米、信息、生物、认知这四大会聚技术(简称 NIBC 技术)的发展,满足特殊功能的材料与器件的制备和开发是指日可待的 ,这种大科学使科学发明从出现到实际应用的时间日益缩短。课程是学生培养的载体,体系的科学性和系统性是前提。在现有的 “ 人才培养方案 ” 中,需要修改重构的部分体现在以下几方面。 在 基础平台课程 模块方面,应该整合化学类基础课程,避免重复教学;在专业基础和方向课程模块方面,提出如下修改的建议:提前讲授《材料科学导论》,重在对专业的兴趣培养和感性认识,以概述材料制备原理、表征手段和工程材料为主要教学内容;在材料工程类的课程方面,增加《薄膜材料的制备工艺》;在材料科学方面,确保《材料物理》和《材料的结构与性能》专业基础课程的属性和地位;《材料物理性能》作为专业必修或限选课开设,重构交叉学科《材料表面与界面》、《纳米材料与器件》课程,组成专业方向课程或特色课程体系。 在电工学课程本身的内容体系选取上,要考虑不同专业的需要和学生的兴趣 。对材料类专业的学生,教师通过课前有意识地从专业课老师或高年级学生处调查与电工学课程有关的应用环节,在授课中着重地举例说明有关场合下的等效电路的分析和工作原理的阐释来加深 对基础电路原理的理解和明了其广泛应用性 。比如,对大材料类专业学生,引入用于材料制备的磁控溅射、射频溅射等新技术的介绍,引入静电场和交流电场对电介质的极化机制进行研究;对材料化学专业学生,引入干电池、蓄电池、染料电池、原电池等多种化学电源;对功能材料专业学生,引入交流阻抗谱测试固体电解质的离子电导技术中所运用的等效电路;对化工专业学生,引入实验室安全用电和压力、流速与流量、温度等各种非电量的测量技术;对分析化学专业学生,引入电化学分析中的电位、伏安和库仑分析法等。 在理清上述教师能力和课程之间及内部框架关系后,再分析电工学课程在其中的衔接关系,学生才能在了解学校的人才培养方案的情况下,端正对课程的学习态度,激发其正确的学习动机。学生能够主动按照个人职业规划,积极地投入学习,能够掌握材料学科和电工学的基本研究对象、基础理论和研究方法,从而运用其基本理论知识解决工程中的实际问题,圆满完成教学目标。