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问题导向式教学促进专业理论课变革

摘要：为了克服传统教学方法的不足,发挥教师的科研与教学互动优势,本文开展了以问题为导向的教学方式和研讨性教学方法改革,提高学生解决问题的能力,并发展创新精神.相关教学改革实践取得了较为显著的效果,学生的学习效率和创新能力有了较大提高.

关键词：教学方法；研讨课；专业课程；人才培养

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）50-0076-02

专业理论课程是创新人才培养的关键环节之一,探索行之有效的专业理论课程教学方法,对于解决当前创新人才欠缺的问题具有重要意义[1].创新人才的培养作为一项系统工程[2],与相关学科的科学研究水平、教师的教学方法以及人才培养制度等密切相关[3].它对教师自身的教育教学意识与科研水平都有较高的要求；教师在科研活动中的不断积累,有助于完善培养创新人才的教学内容和知识结构,并在教学过程中不断丰富、改进教学方法.本文针对地震岩石物理专业课程,探讨了研究性教学方法在人才培养过程中的应用途径,特别对以问题为导向的教学方法和研讨性教学方法开展的教学实践进行了分析.

一、课程概要

地震岩石物理学为固体地球物理专业硕士研究生的一门专业理论课程,主要涉及孔隙介质孔渗特征、岩石的孔隙弹性本构关系、等效介质理论方法、孔隙流体的物理性质、弹性波在孔隙介质中的传播与衰减、孔隙弹性介质中波的频散以及描述孔隙弹性介质的分析方法,其中相关地震油气勘探的应用等方法具有现实意义.该课程的培养目标是,能够运用数学和物理方法研究孔隙介质波动理论现象,以及应用相关理论解决地球物理探测方法的实际问题.

二、地震岩石物理学课程教学方法改革的要求传统教学方法存在明显缺陷.地震岩石物理学的许多基础理论涉及岩石微观孔隙结构和力学行为,相关理论比较抽象,不易掌握.以往受到教学和实验条件的限制,该课程通常对理论方法关注较多,教学过程中教师在课堂上以“一言堂”的形式单向以学生灌输知识为主,缺乏实践环节,使得学生的学习效率较低.同时,在课程评价体系中,主要以期末书面考试为主,缺乏应用和实践能力的考核,学生为应付考试往往只会死记硬背,培养的学生与实际企业院所人才需求脱节.事实证明,传统教学模式不利于培养学生的创新意识和创新能力,教学改革迫切需要教师改变固有的陈旧教学方式,转而以学生的学习效率为中心,把创新能力的培养作为教学方法改革的重点.

研究性教学是引导学生在一定的情境中,通过主动发现问题、认识问题和解决问题而获得知识、形成创新能力的教学方法.其实质是让学生在教学过程中体验相关理论的发现过程、理论的形成和应用基本原理解决实际问题等研究过程.地震岩石物理学属于专业理论课程,它要求教师具备一定的科研积累,了解相关领域国际上最新的研究动态和前沿问题,借鉴国内外类似课程的教学方案,合理确定教学内容,将科研与教学有机地结合起来,这样才能引导学生发现问题与解决问题,实现科研、教学与人才培养的互动发展.

此外,地震岩石物理学所研究的问题都是来自油气勘探的实际问题,相关理论知识较分散,有些理论模型是根据实验数据观测建立的,有些则是由数理方程推导确定的.在教学实践中,该课程非常适合采用问题为导向的教学模式或研讨学习模式,让学生主动参与到教学活动中,发挥学生的主体作用,在主动探索、思考和实践的过程中,自主地发现问题、研究问题和解决问题,以此培养学生的创新精神和能力.

三、创新人才培养的教学方法改革探索

在相关教学中,将理论方程和参数变化规律用一些隐含理论性和应用性问题的感性现象展现给学生,对学生发现和理解相关知识点,唤起学生的好奇心和求知欲,激发学生的主动学习,具有很大的帮助.以问题为导向的研究性教学和学生自主问题研讨教学方法,对实现上述教学理念大有裨益.

1.确立以问题为导向的研究性教学目标.具体而言,地震岩石物理学中的许多理论和实现方法,是基于实验结果和数学物理原理推导得到的.相关理论认识和结论往往比较抽象,学生不易理解,影响了学习的积极性.针对该课程的特点,难以理解的知识点可以以教师讲授为主.但在讲授过程中,教师要精选重难点,设计问题性内容,以引起学生的探究兴趣.教师要用生动形象的语言表达、科学研究成果及多媒体等创设问题发现的情境,进而引导学生发现问题、分析问题、明确相关问题的要领,同时清楚研究该问题的意义所在.教学过程中,多数问题的研究采用了集体讨论的方式,教师在其中起到引领和提供信息的作用[4].研讨课中,引入的问题及其解决方法,应是本堂课的主要教学点,通过分析解决问题的途径引出相关理论原理,并给学生留下思考空间,使学生在获取知识的同时,也了解、体验问题研究的过程.

2.开展学生自主研讨性教学.作为一门实践性较强的专业理论课,地震岩石物理学课程要求学生善于应用知识点进行综合应用和分析.教学中,应注重培养学生的综合应用知识、拓展知识视野等方面的能力,采用课外分组课题研究与课堂集中汇报讨论方式授课.研讨式授课中,学生是主角,教师起到引领方向、管理教学环境的作用.实践结果表明,研讨性教学的选题比较重要,选题难度过大,影响学生讲课的主动性,难度过小,起不到培养学生自主学习能力的培养.

具体实施方式：研讨问题主要选择一些有一定专业基础、难度适中的综合性研究问题,适当限定研讨问题的范围；讲授一些文献调研方法,确定查阅期刊的范围；安排学生组成研究小组,小组人员不宜太多,而且小组数太多影响课时安排.每个小组成员就相关研究问题进行文献调研、阅读和总结；每个小组成员需要在课外进行小组内部讨论,编写解决问题的计算程序,进行数值实验；总结数值实验结果,并共同制作小组的演讲多媒体；课内安排课时,请不同小组代表给大家讲课,课上有学生问答环节；教师对每个小组的表现进行点评,全体学生集体讨论,选出表现最佳的小组.学生在这个研讨课上的表现,最后会被计入总成绩.此外,课程考核方式的改变,也是高质量开展研讨性教学的关键.我们将研讨课中学生的表现纳入学生的总成绩考评,引导学生积极参与研讨性课堂活动,激励学生自主学习的热情.

那研讨课如何做到少而精？这门专业理论课程,教学大纲规定只有32个学时,因有课时有限,开展研讨课的次数不宜太多,基本上每个学期开展三次.教学过程中,教师应限定研讨主题和讨论范围,指导学生自主查阅文献的方法和途径,避免学生在文献调研中简单复制他人成果,或将一些复杂或有争议的研究成果带入课堂,偏离研讨课程的主题.课外文献调研在研讨性教学中很重要,应要求学生对相关问题进行文献综述并辩证分析问题的实质,进而提出自己的认识和解决问题的思路.编写程序解决问题是专业技能的训练,但问题不易太难.在教学过程中,教师应注意与学生的平等交流,鼓励学生上讲台表现,通过认同、赞美及示范等方式,引导学生正确表达研究成果.研讨式教学,有助于全体学生都参与到教学的整个过程中来,使学生在分析问题、查阅相关文献、寻找问题解决方法、表达科学问题求解的过程中,逻辑思维和语言能力等方面得到相应的训练.教师也可以在观摩学生讲课的过程中,了解学生对课程的掌握状态,动态评估与改进自己的教学方法,从而促进学生学习效率的真正提高.

四、结论和认识

教学改革实践说明,“问题导向研讨式”教学模式及方法改革,可提高学生的学习效率.针对专业理论课程特点,探索较为完善的教学方法,能够培养出专业基础扎实、实践应用能力强的具有专业背景的创新型人才,满足企业可持续发展对科技创新人才的需求.

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