浅议高校工科课堂教学的标准要素

摘  要：文章討论了高等学校工科教育应有的教学理念，以及工科打造“金课”的课堂教学的标准要素。并讨论了工科课堂教学标准的四个保证，工科课堂教学应采取的教学方法和策略，以及一个合格工科教师应具有的核心要素。

关键词：工科教育;课堂教学;教学标准;核心素养

中图分类号：G642         文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2019）22-0093-03

Abstract： The teaching idea of engineering teaching in institutions of higher learning is expounded， and the four elementary guarantees of engineering classroom teaching standards are pointed out， which are the understanding， grasping and using of classroom teaching content and the students" quality promotion. The main teaching methods and tactics of engineering majors are also suggested. In order to realize the completeness of this paper， the core qualities of a teacher of engineering teaching are analyzed.

Keywords： engineering education; classroom teaching; teaching standard; core qualities

自教育部下发《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》的文件后，关于如何加强大学课堂教学质量就成了教育专家和广大高校师生关注的热门话题，不要“水课”，要“金课”成了广大高校师生的一致愿望。但如何打造“金课”？衡量“金课”的标准是什么？如何评价是不是“金课”？是摆在我们面前需要厘清的问题。

在中国一千多所本科学校里，学科门类多，教育类型不同，那么“金课”的要求都是一样的标准？或者说一堂优秀课的标准是不是一样的呢？答案是否定的。所有课程，因为课堂教学而有相同点，又因学科类型不同而课堂标准肯定有差异，文科与理科不同，理科和工科也有区别。特别是进入新时代，由于科学技术和新型产业的飞速发展，高校工科教育理念，内容，方法，策略都发生了深刻的革命，作为工科的“金课”标准，应当从以下几个方面去进行考量：

一、工科教学理念

这里说的理念是从事高校工科课程教学教师对工科教育，或课程教学的理念和观念，也就是一个从事工科教学教师的课堂价值观，即她或他认为这门课程或一节课应该实现的目标，以及为了达到教学目标应当采用的方法和策略。

一个老师的课堂价值观决定着一节或一门课是“金课”还是“水课”。树立和具备了正确的教学理念和课堂价值观，一节课就有了成为“金课”前提条件，不树立和具备正确的教育理念和课堂价值观，一节或一门课都可以成为“水课”。因此，培养和帮助工科教师树立和具备正确的教学理念和课堂价值观就变得至关重要。

（一）课堂教学应具有“高阶性”

正确的教学理念和价值观就是要使工科教师自己所教授的每一门课或每一节课都成为“金课”，自觉地认为自己所授的课程一定具有高阶性，课堂教学的含金量一定要高，即让学生感到课有所值。

每一节课都要设计成学生掌握知识和培养解决复杂问题能力的有机结合，每一节课都应当使学生有新的提高和进步。每一门课程学习下来，学生解决工程问题的综合能力和高级思维能力都有显著提高。

（二）课堂教学应具有先进性

每一节课都应当是围绕教学理念最佳设计的呈现。每一节课一定要保证内容的与时俱进，及时引进相关前沿知识，教学方法和教学技术一定要体现先进性、时代性，要在提高课堂教学最佳效果上下功夫、搞创新。

教师要根据不同的教学内容和能力培养要求设计不同课堂教学活动。课堂教学设计一定要坚持有利于学生学习、掌握知识、提高能力、培养高级思维的设计原则。

（三）课堂教学应具有挑战性和趣味性

大学工科的课堂教学应实现挑战性和趣味性相结合的理念。一方面每堂课教学内容都应当有一定难度和挑战性，学生上课必须高度注意力集中，通过下功夫努力才能掌握应掌握的知识，也就是“需要跳一跳才能够得着。”

另一方面，能够掌握科学知识，提高解决生产或工程问题的能力也应该成为工科学习的一大乐趣。在教室里、在实验室、在实训室、在工程教学现场、在社会服务的现场都可以让工科的每一节课激发起学生探索科学奥秘的好奇心和兴趣，为培养未来科学家和工程师奠定良好的基础，而这正是工科教育的责任所在、魅力所在、理念所在！

二、工科课堂教学应做到的四个保证

工科教学内容与工科行业产业的发展息息相关，紧密结合。工科，特别是新工科，其科学技术的发展往往会推动课堂教学内容不断地更新，这就要求工科教师不断更新自己的知识，及时了解本学科、本行业的前沿发展动态，并及时将新的科学技术知识带入课堂。为了达到较好的教学效果，就课堂教学内容而言，工科教师一定要从四个方面保证学生做到：

（一）保证让学生听懂课堂内容

课堂教学一定要以学生学习为核心，这个核心的基础就是老师一定得讲懂，保证学生一定得听懂。教师要有把难点问题简单化的能力，也要有把大信息量的知识归纳的便于学生记忆的能力。老师讲解要层次分明，重点突出，逻辑性强，符合学生学习认知规律和知识储备规律。

老师应根據学生课堂上对每个知识点学习的反应和效果来判断学生是否听懂了教学内容。保证每个学生听懂教师的讲授内容是一节课堂教学成功的基础。老师上课决不能形成两张皮，现实课堂中这种现象相当严重。其实老师掌控课堂效果能力的削弱是造成“水课”的原因之一。

（二）保证学生掌握教学内容

老师课堂讲得明白，学生也听得懂，但听懂不一定意味着掌握。学生要掌握课堂教学内容，一是要有很好的学习欲望，能够发挥学生学习的主观能动性;二是老师要善于激发学生的学习兴趣，善于引导学生把思路纳入教师的讲课逻辑，按照老师的安排和引导构筑起新的知识储备，把新知识和已掌握的知识有机结合，融会贯通，消化吸收，真正领会和掌握课堂教学内容。

（三）保证学生会用教学内容

工科的课堂教学内容含有大量的科学技术和技能方面的内容，这些内容的教学不仅要求学生听懂、掌握，更重要是要求学生能把这些科学技术知识与实践应用紧密的结合起来，能够用课堂上所学的知识形成解决科学研究和生产实践问题的能力，最终用所掌握的知识和技术解决科学研究、开发科学技术，研发新技术产品，提升产业行业技术竞争力等方面实际问题的能力。

正是为了实现工科这一教学目的，工科专业往往投入很大，建设许多相应的科学实验室，技术实验室，实验实训基地，且工科的课堂教学往往会是在实验室，实验实训基地等实施，形成了工科课堂空间的多样性。培养一个工科学生的成本往往是文科学生培养成本的几倍。

（四）保证学生素质的提升

通过工科课堂的学习，在听懂、掌握、会用课堂教学内容之后，最终的目的是让学生素质全面得到提升。如果是“金课”，每一节课后学生的素质一定应该得到一次提升。每上一节课，学生不仅学到了新知识，掌握了新的科学技术，促进了逻辑思维能力，形成了科学研究和解决技术问题的能力，更重要的是构筑了未来成为科学研究人才和产业行业优秀工程师的基本素质。

一门课程上下来的累积，足以提升一个工科人才的层次。

三、工科课堂应具有的教学方法和策略

工科教学不同于文理科，有其自身的特殊性，工科教师必须遵循工科教学的特殊规律，方能取得较好的教学效果。随着科学技术的迅猛发展，早已带动了工科教育技术的革命性变化，工科的课堂教学可以在教室、在实验室、在实训基地，在企业的研发基地，也可以在企业的生产车间等;课堂可以开在学校里，也可以开在信息网络上;工科教学资源不仅仅有书本、图书馆、还有海量的虚拟实验室资源、动画教学资源;计算机、智能手机等都可以成为工科课堂教学的载体。针对课堂时间和空间的这些颠覆性的变化，以及教育技术提供的这些教学便利，工科教学应当采取以下的教学方法：

（一）理论+案例教学法

理论+案例教学法是工科应当常用的教学之一，其目的是向学生展示知识的典型应用，案例分析可以是知识点的成功应用，也可以是用病案展示违背知识的代价。通过案例可以让学生准确地掌握知识点，了解知识在什么情况下应用，在什么情况下解决什么问题。理论+案例教学最大的优势是通过案例分析强化对知识消化吸收，把理论知识转化为要解决实际问题的意识和能力。

（二）理论+实践教学法

工科学生科技研发能力和工程应用能力的培养必须加强实践环节的教学。随着工科实验条件发展和技术条件的提升，工科教学每一门课程中实践课的比重会越来越大，这是工科与文理课程最明显的不同，而且工科实践教学的多样性会随着时代的发展和进步越来越丰富。

工科教师要主动适应工科教学的这种发展，主动迎接新实验设备和实验技术的挑战，主动学会和掌握开设新设备和新技术条件下的实验课程和实验项目。不仅能利用新设备和新技术开设验证性的实验课程，还应当能够开设出研究性和创新性实验项目。充分利用新设备和新技术培养工科人才的科技研发能力和解决工程实际问题的能力，从而提高工科人才的培养水平和层次。

（三）讨论式、启发式、探究式混合教学法

三式法合在一起讨论是因为这三式往往会在一起交叉进行，而工科专业的特点非常适合采用这种混合式的教学方法。老师组织一个教学活动，假设用一个教学单元的内容讨论如何应用到生产或是技术创新中去，那么这个讨论式的教学过程教师可能会有意识的去启发学生，组织和引导学生去探究用知识来解决所面临的问题，用这种方法会很有效地来培养工科学生的思维能力、研究能力和工程应用能力。

（四）团队训练教学法

在科学技术和工程实践中，无论是研发、创新还是生产，许多项目和工作都是由团队来完成的。科学研究和工程领域里单打独斗的时代早已成了历史。因此，在工科教育中，以团队或小组为形式的教学训练，或实践训练是越来越常见的教学模式，其目的就是为工科人才培养团队合作意识和团队领导能力。

这种教学方法往往是以团队的形式一起进行学习，运用掌握的知识进行项目研发、技改研讨或实施、项目设计、课程设计和毕业设计等。通过这样的团队学习，来培养每个学生的团队协作精神、合作意识、协同工作能力。在这样的团队合作中，有利于培养每一个成员的集体荣誉感和集体成就感。

团队作业可以在一堂课中实施。老师提前把课程内容设计成若干个任务布置下去，每个团队根据领到的任务进行认真的分析，充分讨论任务的内容，完成的方法和路径，以及完成任务的分工等，上课时团队派代表展示其任务成果。

团队作业也可以是一项实验项目、研究型实验项目、或一项课程设计。团队在老师的指导下一旦立题，就要组织团队成员认真分析项目的价值、目标、以及达到的目标方法、手段、策略、路径等。分配任务，责任到人，最后形成实验项目成果、形成实验报告、或课程设计报告。

团队作业也可以是毕业设计。工科的毕业设计以往大都是学生个体作业，其实毕业设计不妨做些团队设计，这样使毕业设计更具挑战性。在这样的思路下，设计题目一定要有高度、深度、难度。毕业设计的团队人数不宜过多，一般三人一组为好，最好一组不要超过五人。指导教师要做好督导工作，保证学生的设计要高阶性，让学生能够把在校学习的知识融会贯通地用于设计过程，练就解决实际问题的能力，并达到学生毕业设计应达到的最高水准。学生毕业设计的成果一定能够充分展示教师的教学效果和学生学习的成果。学生团队毕业设计在答辩形式上和学生个体答辩不同，团队毕业设计可以进行团队毕业答辩，团队指定一人总体汇报设计情况，包括设计题目、选题背景、理论支撑、研究方法、研究过程、任务分配、成果形成，成果意义等。学生团队毕业设计答辩应当要求每个成员必回答答辩老师提问的两三个问题，答辩老师根据答辩团队每个学生不同的表现给出相应的答辩成绩。

工科教学的这种团队教学法还有一个优势就是通过团队实训，培养团队负责人或组长的领导意识和领导能力。团队负责人或组长可以通过不同的教学内容和项目轮流担任，这样有利于大多数学生领导意识和领导能力的培养。这种实训和培养为学生走向社会，担任工程项目负责人、项目研发负责人、未来的工商业领袖奠定了基础。

四、工科教师应具有的核心要素

了解教育教学的人都知道，多好的教学理念、教学要求、教学方法都是要靠广大教师在教学实践中去实现的。能不能把好的教学理念、教学要求、教学方法实施好，关键要看这个教师有没有这个实施能力和素质。一般来说，只要老师有这个实施的强烈愿望，愿意下功夫学习，那这个老师就一定会逐步掌握这样的实施能力，逐步會培育自己拥有一个工科教师应具有的素养，且有可能成为一名优秀的工科教师。我们认为，一个工科教师的能力和素养应该具备：

（一）丰厚的专业知识

在新时代，新工科建设的大环境下，一个工科教师除了具有丰厚、系统的专业知识储备外，还必须具有适应新工科知识结构的必要储备和更新。科学技术的迅猛发展，要求工科教师必须与时俱进，具备快速学习和更新知识的意识、能力和素质。掌握本学科，本专业的新发展，新知识、新技术、新应用是工科教师面临的挑战，同时也是必备的一项职业能力和素养。缺少这种能力和素养就会被新工科教育的迅猛发展淘汰。没有丰厚专业知识的储备，没有学习和快速更新知识的能力和素养，老师就会被学生感知而变得不受学生欢迎。

（二）较强的专业实践能力、社会服务能力

学生对工科教师的要求不仅仅是教师丰厚的专业知识，更重要的是教师理论和实践相结合的能力。作为工科教师，要想获得这种能力和素养，必须坚持了解学科和专业的新发展，坚持到行业生产一线，参与行业科学技术的研发、技术创新，能把行业的创新发展成果及时引入工科的课堂教学。

为了获得这种能力和素养，工科教师必须主动积极地进行科学研究，积极主动申报科研项目，积极主动申报纵向科研课题，争取科研成果，争取多获专利。只有这样，教师才会有实力和能力培养学生理论联系实际的能力、科技研发的能力和科技服务的能力，提升工科教学的水平和层次。

（三）热爱教学、钻研教学

做一个合格的工科教师，必须热爱教学。这种热爱一定是发自内心的，且是主动的，绝不能有丝毫的被动和犹豫。只有这样，教师就能自觉地，主观能动地认真备课，认真组织每一次课堂教学。发自内心的热爱，教师会关注和设计课堂的每个细节，会关注课堂上每个学生的反应，更会关注每一节课的教学效果。合格的工科教师一定会钻研并灵活地运用先进的教学理论和先进的教学方法，会下功夫找到适合自己教学对象的教学方法和策略，把学生学习效果作为自己钻研教学的目标。

（四）掌握先进的教学技术

作为工科教师，应当努力去做运用先进教育技术的典范。在许多工科教学的课堂上，许多的现代化的教辅技术并未在工科课堂上得到广泛使用。究其原因，一来许多高校并未把现代化教育技术的运用纳入教学工作考核范畴，二来教育技术的运用需要大量财力、物力和人力的投入，是件既费时又费力的工程。解决羁绊的关键在于高校各级领导和老师必须提高认识，认识到教育的现代化和智能化已经到来，教育现代化首当其冲的是教育理念的现代化和教育技术的现代化。新工科的教育应该走进新时代，走进计算机+的时代，走进教育的智能化时代，不应该停留在农耕文明时代，不应该还是一块黑板和一支粉笔的时代。

在新时代这个背景下，智慧校园的建设和普及为实现现代化的教育技术创造了条件。工科教师应当率先垂范，主动学习和掌握各种现代化教育技术的应用，如教育模拟技术，教学动画技术，教学全息影像技术，教学三维动画技术，微课制作技术，翻转课堂教学，互联网线上线下教学等。

参考文献：

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