启发式研究性教学的应用实践

2019-04-15 08:03刘碧森高建
教育教学论坛 2019年11期
关键词:教学案例教学模式

刘碧森 高建

摘要:本案例针对近年来高校课堂教学模式改革,结合微积分教学的特点,综述了微积分小班研讨教学案例的具体实施情况。结果显示:启发式研究性教学案例可以较好地培养学生的观察能力、思考能力和创新能力。

关键词:启发式研究性;教学模式;教学案例

中图分类号:G642.41     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)11-0126-02

一、序言

随着我国社会的高速发展和高等教育毛入学率的大幅提高,高等教育的发展目前正在向两个方向缓慢分化:一是以培养精英人才为主,能够满足为国家创新体系和未来发展提供坚实的支撑、带领时代的高层次人才的精英教育;二是培养实用技术人才的教育,主要是高等职业教育。精英人才的培养,就是小范围、高精度对人才进行定向培养,因材施教。而作为“985”大学的小班教学正是实施精英教育的最好入口。

小班研讨课主要是面向本科生开设的研讨课程,其目的在于能让师生进行充分交流和探讨,启发学生的思维,培养其提出问题、解决问题的能力,进而达到提高他们的研究水平的目标。通常的大班授课是以知识传授为主、以教师为中心的课程,而小班研讨课有很大的不同,它将课堂集聚在研讨课题上,以教师设计的交互机制为框架,以学生主动研讨为核心,从而达到课堂教学效果发挥到极致的目的。近几年来,电子科技大学也开展了小班研讨课。本案例就是基于微积分小班研讨课的教学案例而展开讨论的。

二、问题提出

“小班研讨”即学校提供大班平台,学生随机选课,形成160人的大班,然后在这个大班中,教师采用学生“自愿”原则组建30人左右的小班,主讲教师根据“大班授课”教学内容涉及的重点、难点问题设计研讨课题,启发、引导学生去研究探讨课题,通过小班课和平时定期见面的方式,共同讨论学生的研究报告或成果,指导学生从事创造性问题的研究。学生通过查阅文献、学习和研究相关课题,尽可能得到课题的最优解答。作为当今大学的两种教学模式,“小班研讨”和“大班授课”,它们是相辅相成的,既各有侧重,又相互融通,是当前我国大学教育不可或缺的两种方式。微积分作为理工科大学面向大面积学生开设的基础课程,“大班授课、小班研讨”教学模式在微积分教学中显得尤为重要。“大班授课”主要讲解微积分的基本知识和理论(基本概念、基本理论、基本运算),紧紧围绕微积分课程体系来教学,突出重点难点,传授微积分教学大纲所要求的全部知识。“小班研讨”则在大班教学的基础上增加了微积分前沿理论以及应用理论知识探讨,使学生在研讨中理解微积分的基本知识体系,掌握科学分析微积分问题的方法,开阔视野、训练思维并构建完整的微积分知识体系,致力于理论联系实际,提出问题、讨论问题并解决问题,这有助于提高学生解决实际问题的能力。“小班研讨”以研究讨论为主,紧扣学习微积分课程中的疑难问题和探索性问题设计研讨题目,并指导学生撰写微积分小论文。“小班研讨”将大众化教学改变为个别化教学,可以极大地调动每位学生的学习主动性,也有助于老师和学生之间平等沟通、相互交流,有利于人才的培养。

三、具体实施

微积分下册课程内容分为理论课和研讨课。理论课采用大班教室授课形式,研讨课则用小班教学形式。大班教学总课时80学时,小班研讨另外单独安排课时8学时,每四周上一次(2学时),教师提前一周发“研讨题目”给学生,让学生有充足的时间准备。考核模式由原来的单一考核模式变为“基于学习过程、能力和创新的考查”的多元考核模式,培养学生主动学习、积极探索知识的能力。课程总评成绩满分为100分,研讨课(作业、单元检测、研讨、课题报告、小论文等)占20%,期中考试占20%,期末考试占60%。

(一)大班授课

总体上,微积分下册涉及的知识模块有:多元函数微分学、多元数量值函数积分学、多元向量值函数积分学和无穷级数共四章。以微积分上册为基础,是一元函数微积分的延伸和推广,讲多元函数的极限、连续、偏导数、全微分、数量值积分、向量值积分和无穷级数,重点、难点突出,形成微积分下册理论体系和知识框架。将基础理论学习和深入学习的兴趣点留给学生课后完成,促使其主动、自主学习。更重要的是,老师紧扣基础理论和方法提出问题,分析问题,揭示问题本质,激发学生强烈的求知欲望,并针对学生的疑惑,抓住要点剖析,点拨学生,促使学生的思维不断向创新方向推进。

(二)小班研讨

根据大班授课的微积分知识理论,小班研讨课由主讲教师精心挑选课程中疑难问题、有探索价值的问题作为研讨的课题,设计小班研讨的题目,每次提供4个或5个题目。微积分下册的研讨题目包括二重极限和两个二次极限的关系、无条件极值问题和条件极值问题的研究探讨、拉格朗日乘数法深入研究、重积分和定积分转换关系、第一类曲面积分的球面坐标和柱面坐标计算、积分的对称性问题、格林(Green)公式和高斯(Gauss)公式深入研究、用积分因子法解微分方程、级数求和方法研讨、正项级数与反常积分的关系、幂级数的应用研究等。一次小班研讨课2个学时,共研讨4次。将小班研讨课的学生按专业或兴趣分成若干个小组,每个小组以5人为宜,同组每个学生至少准备一个题目,根据研讨题目,查询相关文献,培养他们查阅整理文献的能力。老师以启发式研究性教学去引导学生研究讨论各个题目,各个小组以“组”为单位提出各个题目的解决方案,在启发式教学每个阶段要组内同学加强合作,互相讨论。各组派代表在研讨课上讲解、讨论本小组对每个题目的解决方法。最后,由师生一起形成每个题目的“最优”解决方案。

四、效果分析

選取2016级本科生为研究对象,大班上课学生数161人。根据学生自愿报名,任意抽选其中30人作为小班组,实施小班研讨计划。其余学生作为大班组,小班组30人,大班组131人。两组学生均为同一个教师授课,采用学校同一套试卷。小班组和大班组考核方法、内容以及监考教师相同,用数据库软件处理各项数据,对成绩进行分析,两组考核成绩进行相应指标比较,成绩指标包括:均值、方差、及格率、优生率等,得到相应的统计数据。

(一)兩组学生总体成绩比较

所有学生最后成绩由三部分组成:平时成绩占20%,期中成绩20%,期末成绩60%。统计结果为:小班组的均值、方差、及格率、优生率等各项指标都大大超过大班组,说明启发式研究性教学的“小班研讨”课能够很好地提高学生的学习成绩。

(二)小班组学生问卷结果

课程结束后,老师对小班组的30名学生进行匿名问卷调查,右表是统计结果。该表再次说明:启发式研究性教学的“小班研讨”课可以有效提高学生的自信心、洞察力、合作能力以及创新能力,为培养精英人才做好了准备。

五、对实践的思考与展望

“小班研讨”的启发式研究性教学是一种新型教学模式,是我国双一流大学实施精英教育、培养尖端人才的有效方法。在教学过程中,培养学生的创新能力是当前高等教育重点关注的课题。“小班研讨”课在这个方面也取得了一定成效,但还存在一些不足:20%的学生不知道如何主动参与到研讨中,15%不能完全适应这种教学方式,仍期待“教师主讲”的常规模式。“小班研讨”课时太少(一学期才8学时),显然是无法更好地完成教学目标。同时,“小班研讨”受限于其班级规模、数量,局限于教师和教室设备等资源,因而受益的学生比例太小,这对全面提高高等教育教学质量影响甚微。因此,作为教育教学改革的一项新任务,培养创新型人才的“小班研讨”课,老师仅通过一个学期一个小班的教学还是远远不够的。学校只有将其作为一个长远目标,不断更新教学理念和教学方法,并且积极推动学生主动学习和创新实践,有意识地将教育教学方法和各个教学环节有机结合起来,教育教学才能最终达到国家预期目标。

参考文献:

[1]黄爱华.新生研讨课的分析与思考[J].中国大学教学,2010,(4):58-60.

[2]孙燕君,卢晓东.小班研讨课教学:本科精英教育的核心元素——以北京大学为例[J].中国大学教学,2012,(8):16-19.

Application Practice of Heuristic Research Teaching

—A Case Study of Calculus in Calculus

LIU Bi-sen,GAO Jian

(University of Electronic Science and technologyCollege of Mathematics and Science,Chengdu,Sichuan 610054,China)

Abstract:In the light of the reform of the classroom teaching mode in recent years and the characteristics of calculus teaching,this paper summarizes the specific implementation of the case of small calculus teaching.The results show that the "heuristic research" teaching case can better cultivate students' observation ability,thinking ability and innovative ability.

Key words:heuristic research;teaching mode;teaching case

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