课程教学改革实践论文

2022-04-17

[摘要]结合财经类院校数学建模课程的教学实践,分析目前数学建模课程教学形式以及存在的问题,进而提出适用于财经类院校的教学改革思路。并且在全国高校推进课程思政的大背景下,结合本门课程的特点及优势,将社会主义核心价值观与数学建模课程有序融合。以下是小编精心整理的《课程教学改革实践论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

课程教学改革实践论文 篇1:

深化课程教学改革与实践 建设特色鲜明的渗流力学省级精品课程

摘要:渗流力学课程是西安石油大学石油工程专业的主干课程和专业基础课程,也是校级精品课程。长期以来,渗流力学课程组成员十分重视课程的教学改革和实践,在师资队伍、教学内容、教学方法和教学管理等方面形成了鲜明特色,课程建设成效显著。该课程在2008年度被评为陕西省省级精品课。

关键词:渗流力学;精品课程;教学改革;教学方法与手段

一、渗流力学课程性质

渗流力学是油气田开发与开采的理论基础,《渗流力学》课程是石油工程专业的主干课程和主要专业基础课之一。其任务是要使学生掌握弹性驱、水驱以及溶解气驱方式下地层流体的运动规律、产能的计算和通过不稳定试井方法确定地层参数。为学生毕业后正确根据地层性质、流体性质和地质条件,选择合理的数学模型,研究流体运动规律并进行动态预测作准备。为解决油田开发过程中的实际问题和从事科研工作准备必要的专业理论知识。

二、渗流力学课程的教学改革与研究

近年来,本课程组教师积极开展教学科研,实施教学改革,使得教学队伍的理论、教学水平有了很大提高,取得了较为明显的效果,具体的教学改革措施如下。

1.加强师资队伍建设,促进教师教学和学术水平不断提高。师资队伍建设是“渗流力学”课程建设主要任务之一,课程建设水平的高低是教师的學术造诣、科研背景、人格魅力的综合体现。在课程组建设的过程中,严格执行任课教师聘任制,加强对中青年教师的培训,要求青年教师必须具有博士学位,广泛参加学术交流活动。近五年来,由2人次获“陕西省优秀教师”和学校“教学名师”称号,2人次后获学校“课堂教学质量奖”一等奖,4人次出国进修。在所有任课教师的共同努力下,课程组教师所在的石油工程专业教学团队在2007年被陕西省教育厅评为“省级教学团队”。

2.紧密结合学科前沿,强调理论联系实际,注重教材建设与更新。自“渗流力学”课程建设以来,课程组十分重视教材建设工作。1963年,李璗教授参与编写了我国石油高校第一份《地下水力学教学大纲》;1991年,在李璗教授等编写的《油气渗流力学基础》油印讲义基础上,由李璗教授和陈军斌教授合作编写了《油气渗流力学基础》内部教材,经过连续9年的试用,2001年8月由陕西科学技术出版社正式出版发行了《油气渗流力学基础》本科教材。由于该教材发行量大、使用效果良好,经石油工业出版社教材出版基金委员会评选推荐为石油高校“十一五”行业特色教材,经过李璗教授和陈军斌教授第四次修订的新教材《油气渗流力学》已于2009年11月由石油工业出版社正式出版。该教材充实了“非牛顿流体渗流理论”,为聚合物驱油等三次采油方法的设计和应用提供了实用的理论基础。新编教材结合课程组老师在针对低渗特低渗油藏高效开发技术方面的最新研究成果,增加了“裂缝渗流理论”和“水平井渗流理论”等章节,开阔了学生的视野,让学生了解渗流力学理论发展的前沿,获得了良好的教学效果。为了更好地指导学生学习,理解教材内容,提高课程教学质量,2010年在石油工业出版社出版了有陈军斌教授、黄海博士编写的《油气渗流力学学习指导》辅导教材。在重视理论课程教学的基础上,积极开展实践教学活动,加大实验室投资力度,自行设计开发实验项目,于2001年编写出版了以渗流力学实验为主要内容的实验教材《石油工程实验》。

3.加强教学方法与手段研究,教学质量稳步提高。该课程主讲教师在授课过程中均能有效的利用各种教学手段,教学内容娴熟,重点突出,课堂内容能联系学科发展的新成果,能因材施教、因人施教,信息量大,达到启发学生思考,开拓学生创新思维的效果。特别是在势的叠加、压降漏斗、水驱油理论等章节的教学过程中利用FLASH动画等现代教育手段,把比较枯燥的理论教学形象化和生动化,激发学生的学习兴趣。注重单纯讲授与课堂讨论相结合、课堂与课后相结合、日常教学与网络教学相结合、理论与实践相结合及常规教学方法与现代教育技术手段相结合,充分调动学生学习的积极性,提高学生分析问题和解决问题的能力。

4.改革实践教学环节,培养学生动手和创新能力。该课程共62学时,其中理论教学54学时,实验教学8学时。在实验教学环节,课程组精心安排了4个渗流力学实验,包括验证、综合设计实验。其中通过水电比拟实验研究,可以掌握径向流、井间干扰和水平井段的渗流规律;水力积分仪实验模拟地层条件,展示井的产量或压力恒定条件下,油藏内压力随时间的动态变化过程,直观、生动。经过多年的努力,实验设备不断完善,设备使用效率不断提高,作到每人独立完成或两人合作完成一个实验项目,取得了良好的教学效果。

开设了“渗流力学”虚拟实验,借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统渗流实验各操作环节的相关软硬件操作环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目,所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。

虚拟实验建立在一个虚拟的实验环境(平台仿真)之上,而注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。虚拟实验的实现有效缓解很多学校在经费、场地、器材等方面面临的困难和压力,而且开展网上虚拟实验教学突破了传统实验对“时、空”的限制,无论是学生还是教师,都可以自由、无顾虑地随时随地上网进入虚拟实验室,操作仪器,进行各种实验,有助于提高实验教学质量。

“渗流力学”课程虚拟实验的开发与应用已经对“渗流力学”课程实验教学改革产生了变革性的影响,对石油工程专业其他课程的课程实验具有借鉴和辐射作用。

2008年课程组教师所在的石油与天然气工程实验室被评为陕西省“实验教学示范中心”。

5.加强教学改革与实践,进一步提高育人质量。石油工程专业是一个具有很强工程应用背景的学科专业,与生产实际紧密相关,对学生的实践能力、创业能力以及创新精神培养具有很高的要求。专业自创建以来就十分重视人才培养模式的改革。多年来,石油工程专业以油气田开发工程和油气井工程两个省级重点学科为依托,将专业建设与学科建设、重点实验室建设紧密结合,根据学校的办学特色以及西部特别是陕西地方社会经济发展的需要,在人才培养方案、专业课程教学内容与配套教材建设、师资队伍培养与使用机制、实验与实践教学等方面进行了创新性改革,确定了着力培养符合石油工业发展和陕西地方社会经济发展需要的、西部经济崛起紧缺的、具有较高理论素养和较强实践能力的高素质石油工程专业人才的培养目标,确立了“拓宽专业、加强基础、提高能力、注重素质、突出特色”的人才培养模式,形成了有利于多样化创新人才成长的培养体系,分别从2002年和2004年开始为石油企业进行“定向复合人才”和“国际合作人才”培养模式的教学改革与实践,教学改革成果斐然。其中,“优化实验教学体系加强学生创新能力培养”在2001年获陕西省教学成果奖一等奖;“石油工程专业改革的实践与认识”在2003年获陕西省教学成果奖一等奖;“扩招形势下教学质量(监控、保证、评估)体系的建设”在2003年获陕西省教学成果奖二等奖;“石油工程国际化复合型人才培养模式研究与实践”在2009年获陕西省教学成果奖一等奖及国家教学成果奖二等奖。

三、渗流力学课程的教学特色

本课程是经过50多年的积累,精心打造的优质品牌课程。

1.师资队伍从20世纪50年代一脉相承至今,形成了一个年龄、职称、学历、学缘结构合理,具有丰富教学经验的高水平课程教学团队。

2.教学内容历经多年凝练,丰富全面,重点突出,注重结合西部低渗透、国际合作开发等实际问题,更新及时,并且伴随优质教材的不断推出。

3.教学方法和手段先进,注重理论教学与实验教学以及现场实习的紧密结合,通过与油田共建校外实习基地来加强学生的实践能力培养,丰富网络课程资源达到辐射共享。

四、渗流力学精品课建设成效显著

渗流力学课程组长期不懈地坚持教学改革与实践,取得了丰富的教学成果。近几年来课程成员出版专著和教材5部,渗流力学课程在2008年被评为陕西省级精品课程。

参考文献:

[1]毕丽红,朴立华,张淑敏.国家精品课程建设的探索与实践[J].职业时空,2009,(5).

[2]牛淑珍.《财政学》精品课程建设的实践与探索[J].当代经济,2009,(12).

[3]李孟辉.精品课程建设背景下高校教师队伍建设研究[J].中国电力教育,2009,(4).

[4]李志国.对高校精品课程建设的思考[J].中国校外教育,2009,(5).

[5]崔树清,王伟华,陈国强.石油地质基础精品课建设的思考J].石油教育,2009,(2).

基金项目:陕西省教育厅重点项目:开放式石油工程专业人才培养新模式的研究与实践(重点09BZ28)

作者简介:陈军斌(1963-),男,博士,教授,主要从事石油与天然气工程领域的教学与科研工作。

作者:陈军斌,黄海,张荣军

课程教学改革实践论文 篇2:

财经类院校“数学建模”课程教学改革探讨及课程思政实践

[摘 要] 结合财经类院校数学建模课程的教学实践,分析目前数学建模课程教学形式以及存在的问题,进而提出适用于财经类院校的教学改革思路。并且在全国高校推进课程思政的大背景下,结合本门课程的特点及优势,将社会主义核心价值观与数学建模课程有序融合。

[关键词] 数学建模;财经类院校;教学改革;课程思政

[作者简介] 吴 远(1987—),女,河南人,理学博士,上海立信会计金融学院统计与数学学院,讲师,研究方向为金融数学。

数学建模是一门应用数学方法解决实际问题的交叉性学科课程,其涉及的数学知识面广,包含微积分、运筹学、概率统计等数学学科,其解决的实际问题覆盖面广,如在经济管理、工程制造、医学生物、经济金融等方面都可加以运用。事实上,数学建模可渗透在生活中的方方面面。近年来随着经济发展的需要以及技术的革新,越来越多经管类专业人才向复合型人才转型,需要更扎实的数学功底以及善于运用数学模型解决经济金融问题。因此在财经类院校数学建模课程的教学过程中,处理好该门课程与专业知识学习的关系,培养学生的模型应用能力以及创新意识,在该门课程教学改革中尤为重要。

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,要用好课堂教学这个主渠道,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。而数学建模课程作为应用型的数学课程,在以往的教学中重“教”而轻“育”。而该门课程由于其不同于传统数学课程的特点,在教学设计上,可找准切入点,发掘专业知识传授与思想政治元素之间的内在联系,将社会主义核心价值观与该门课程有序融合。

结合作者在上海立信会计金融学院对数学建模课程的授课经验,本文讨论该课程目前存在的一些问题及其相应的改革思路与方法,并联系实际探讨如何在该门课程中推进课程思政。

一、传统教学存在的问题

数学建模课程不同于基本数学学科,它侧重于应用和创新,需要用到的数学方法又是最基本的数学方法,如高等数学、运筹学、概率论等。对于教师来说,备课量大,而对学生来说,要求数学知识储备充足。而一般的大学数学课程通常是按照讲授方式教学,学生在学的过程中,精力主要放在数学理论上,如公式的推导证明,以及一些计算上,很少关注如何应用这些数学理论解决实际问题。因此,学生在学习数学建模课程的时候,很难将之前学到的数学理论很好的应用,搭建不起相应的桥梁。上海立信会计金融学院是一所以金融学科专业为核心的文科类高校,学生虽然思维活跃,但数学基础参差不齐,部分学生没有经过很好的数学思维训练,使得他们在学习基础数学时已然很吃力,下一步将数学运用到现实,就会产生畏惧的心理。

缺乏合适的教材是另外一个重要问题。数学建模课程不单单是一个理论课程,还需要数学建模实验课。而目前教师采用的教材依然是原有的教材,既没有专门针对财经类院校学生的特点,也比较少涉及数学建模实验课所需的软件介绍以及讲解。教材以案例和习题为主要内容,关于当前经济问题的例子较少。而对于模型求解中需要用到的MATLAB和lingo软件,虽然提供了代码,但没有系统性的讲解,学生很难应用。

由于近几年数学建模活动的大力推广以及学校各方面的重视,很多学生在接触数学建模之前,都会很有兴趣,并且抱有很高的期待来学习这门课程。然而教师的授课方式依然以讲授案例为主,互动和激发学生自主能动性较少,无法让学生体验动手解决实际问题的满足感与成就感,使学生慢慢丧失兴趣。而考试内容缺乏时效性与多样性,以计算和套用为主,案例也是早已在网上能查询到结果的陈旧案例,不能反应学生真实水平。

此外,现有课程中思想政治元素较少,由于数学建模课程内容多,课时紧,教师在讲授中更多的注重专业知识的传授,融入德育元素较少。并且引入的思想政治元素无异于其他数学课程的切入点,既显得有些生硬,也无法突出本门课程在课程思政中的特点及优势。

二、改革措施

结合作者几年来对数学建模课程的教学经验,我们来探讨几点教学改革的措施,希望对财经类院校数学建模课程的建设有所帮助。改革主要分为两大方面,一方面要进行教学内容改革,另一方面要进行教学方法的改革。

(一)教学内容的改革。

1.对教材中的案例要有取舍,尽可能多挑一些与经济相关的案例,而对于一些需要理工背景知识的案例,如物理、生物方面的案例舍弃,这些案例虽然经典,但是考虑到大量文科背景的学生理解起来困难,因此略去了这些案例。该课程的核心任务是培养学生的应用能力及创新意识,多讲一些与他们的学科背景,即经济金融背景,更为接近的案例,会使教学效果更好。

2.增加相关软件的使用介绍以及实操。本校数学建模课分为专业必修课以及全校公选课两种情形。无论是作为必修课还是选修课,其先修课的要求是学过相应的软件,因此在上本门课程时更侧重于理论知识及案例的讲解。然而在实际中,由于各种原因,有些同學即使之前学过部分软件,仍无法针对具体案例或模型进行求解。因此我们不将数学建模理论与数学建模实践割裂开来,在建模理论部分后面增加相关软件的学习内容,使学生既会建模,又会解模,从而达到该门课程的系统性及完整性。

3.因材施教,同样一套教材,做到因人、因地、因时而异。所谓因人而异,对于全校公选课学生,轻数学推导,重理解应用,多讲授初等模型。对于数学专业学生,加强使用更多的理论方法来建立模型;因地而异,指的是在多媒体教室上课时多讲,多讨论,在机房上课时,多实践,多解模;因时而异,根据不同时期选取更具代表性案例,比如“传染病模型和SARS传播”这一案例,之前考虑到有些同学没有接触过常微分方程,所以该案例讲解较少,而在新冠疫情爆发的当下,选取这个案例会使学生更感兴趣,更愿意去聆听学习。

(二)教学方法的改革

1.改变传统教学理念,引入新知识、新理论、新技术。传统教学方法是老师为导向,采用“满堂灌”的方法。我们希望将课堂由传授知识型转变为培养能力型。将古板的教学变得灵活开放,充分发挥学生的主观能动性,激发起学生的兴趣。例如,在讲每个案例之前,我都会播放一个与此案例相关的新闻热点或是小视频,以此为切入点,抛出问题,循序渐进的引入课程以及知识点。又比如,减少习题课的讲解,增加讨论课的形式,因为数学模型没有对错之别,只有好坏之分,将课堂教学变为研讨活动,以学生为主体,更能激发其潜能与思考。

2.结合当下实事热点,选用贴近生活、简单易懂的模型讲解。摒弃照本宣科的机械讲解,舍弃跟不上时代步伐的案例。学校落实产学研结合的举措,开展了金融经济相关的实训基地,从企业中获取案例,与实际项目相结合,引导学生查阅文献资料,调研相关背景,在这个过程中学生会发现一些问题,会意识到自己卡在哪里,为什么做不下去,带着这样的疑问再听课会更有目的性、更高效。

3.加强上机实训。数学建模的最终目的是为了解决问题,如果只注重理论教学就会造成学生只会建模不会解模,这是与数学建模的初衷相违背的。随着人工智能时代的到来,学生能够掌握相应的软件和技术,才能更好的适应时代的需求。因此实验课主要让学生自己动手,运用的软件有MATLAB、lingo、excel等。考虑到实际中学生软件基础参差不齐,教师在讲案例后,演示如何用软件求解该模型,学生从“依葫芦画瓢”开始学习,然后再动手解决其他相应问题,以此来取得更好的教学效果。

4.考核方式进行改革。前文已经指出传统的考核方式无法反应学生的真实水平,现有的考核主要有两种,一种是考试,一种是参照大学生数学建模竞赛的题目,进行论文写作。考试的弊端在于以套用和记忆为主,不符合该门课程的教学理念;而大学生数学建模竞赛题目对于部分学生难度过高,容易造成去网上直接搬运的结果。因此考核内容应该更多样化,将课堂讨论、上机实验、期中测验的比重提高,将期末论文的比重降低,这样既能达到考核学生各项能力的目的,也不至于以期末论文定乾坤。除此之外,在期末论文这一项中,增加答辩环节,确保学生真正自己动手做题目,理解题目以及建模的内涵。而论文题目选择上也更多样化,将题目按照难易程度进行分类,允许学生从不同难易程度组的题库中选择论文题目,对于难的题目冠以高的分数系数,难度低的冠以低的分数系数。如此以來更注重学生综合能力的培养,有益于其创新意识的形成和创新能力的提高。

三、课程思政

相对于其他课程来说,数学建模课程有其自身的特殊性,它既有数学学科立足规律的普遍性,又具有与现实生活息息相关的主观意识。因此该门课程在教学中对于知识、能力与价值观一体化教育是有自身的优势。而且要明确一点,课程本身的思想政治教育,并非单纯的将课程思政化,而应该是结合该门课程的学科特点,因势利导,达到润物细无声的效果。

在教学实践中,我们发掘了数学建模课程中很多可以用于德育教育的素材。比如在讲简单优化模型中“不买贵的只买对的”这一案例时,以理论结果告诉学生如何树立正确的价值观以及消费观,切勿盲目跟风,达到效用最大化;又比如在讲数学规划模型中“投资的风险与收益”案例时,强调风险与收益共存这一常识,用科学客观的论断使大家对于市场上各类投资陷阱保持警惕,告诫大学生远离校园贷;在讲概率模型与统计模型时,通过具体案例鼓励学生不以一次成败论英雄,在学习中不忘初心,不怕失败,持之以恒,最终迈向成功。

除以上素材之外,对于大学数学中其他的思想政治元素,如数学家的奋斗史,数学之美,数学规律揭示的辩证唯物主义思想等,也是可以运用到本门课程中。利用这些资源充分发挥课堂教学的主渠道,达到全面育人的目的,实现“教”和“育”的相结合相统一。

四、总结

课程教学改革有助于提高教师的教学水平,更高效地完成教学任务,提高学生的参与度,激发学生的学习兴趣。而将思想政治教育贯穿到教学过程中,将“立德树人”作为教育的根本任务,为培养立志为中国特色社会主义努力奋斗的有志青年尽一份力。

参考文献

[1]范馨月.高校数学建模课程改革的实践与探索[J].大学教育,2019(2):77-79.

[2]王栋诩.数学建模在财经类院校数学教学改革中的重要作用[J].教育现代化,2018(26):50-52.

[3]刘双,刘会民.数学建模课程改革的实践[J].鞍山师范学院学报,2014(2):18-20.

[4]孙云龙.财经特色数学建模实践教学体系的研究与应用[J].实验室研究与探索,2015(12):203-206.

[5]郑奕.大学数学“课程思政”的思考与实践[J].宁波教育学院学报,2019(1):64-66.

作者:吴远

课程教学改革实践论文 篇3:

基于课堂+项目二元载体的研究生课程教学改革实践

摘要:课程教学改革是研究生教育实践的重要环节,文章结合混凝土材料科学与技术课程内容特点和土木工程大专业的实际需求,在课程教学中提出 “理论与实践深度融合、研究能力大力提升”的教学改革目标,确立以“课堂+项目”二元载体的教学模式,形成以强化研究能力培养为目标导向的“理论知识教育-研究实践教育”一体化教学理念和方法,有效提升研究生自主学习、知识运用和科学研究实践等能力,在课程教学改革实践中取得较好效果。

关键词:研究生教学改革;二元载体;项目;研究能力

中国研究生教育事业在较短时间内取得令人瞩目的成绩,目前,研究生不仅数量庞大,而且整体素质不断提升,为国家科技振兴和创新发展实施提供坚实的人才保障。研究生教育位居中国教育结构较高层次,肩负着培养高素质、高层次人才的重任,其中,课程教育在研究生教育实践中发挥着基础和关键性的作用[1]。

随着中国经济社会飞速发展和科技强国步伐加快,研究生教育面临新的挑战,其中,研究生创新能力、实践能力及解决问题的能力等仍总体偏弱[2];教学和科研实践环节联系不紧密,是课程实施中的软肋;课程作为人才培养核心要素的强化建设未得到足够重视

[3]。硕士研究生入学后第一年的主要任务是课程学习,是实现从本科到硕士过渡转变并开始科研思维能力训练的重要时期。通过课程教学方法重塑,不断提高研究生的综合能力,是完善研究生培养目标的重要举措之一[4]。苏格拉底认为,教学就是帮助个体重新认识自己的真正追求。研究生教育不同于本科阶段专业通识教育,教师的教学设计定位于思辨习惯与能力培养,主要通过设计多种教学情境来实现,包括“传递-接受式” “自学-指导式”等[5]。为顺应教育改革趋势,相关领域专家针对提升研究生课程教学水平做了较多有益探索,提出较多研究生教学改革方法,如国外Spady提出 “结果导向教育(Outcome-Based Education, OBE)”[6],Barrows于1969年提出“问题导向学习(Problem-Based Learning, PBL)”[7],北美教育机构实施“BOPPPS模型教学法”[8];国内相关研究者也提出 “小组讨论教学”[9] “翻转课堂”[10] “互动式教学”[11] “研-考-评-教模型”教学(Research-Examination-Assessment-Teaching,REAT)[12]、基于校企联合的“专业+实践+创新”多元教学模式[5,13-15]等以及项目教学法[16-17]。这些教学方法为研究生教育实践注入新的活力,旨在提升教学水平。

混凝土材料科学与技术是土木工程材料(建筑材料)專业及土木工程学科相关专业的重要专业基础课程。课程主要讲述混凝土的原材料组成、微细观结构、宏观性能及其相互关系原理等内容。通过课程教学,让研究生学会运用材料科学相关理论和知识,分析理解混凝土的性能、微细观结构与组成、工艺之间的相互关系原理等,解决土木工程实践中相关混凝土问题,提高分析、解决问题的能力。混凝土作为最大宗的建筑材料之一,是工程结构的物质基础。因此,选课的研究生中不仅有土木工程材料专业,还包括结构工程、岩土工程、隧道工程、桥梁工程、道路与铁道工程、工程力学等专业。由于研究生的相关专业知识背景与未来实际需求存在差异,使得在这门课程在教学过程中存在诸多困难。为此,笔者结合混凝土材料科学与技术课程特点及其广泛的工程应用需求背景,通过“课堂+项目”二元载体教学模式、以“理论和实践深度融合、促进研究能力提升”为教学目标,开展教学改革实践探索,取得较好的教学效果。

一、研究生课程教学改革的内容和模式

针对当前研究生教学改革现状及需求,结合混凝土材料科学与技术课程特点,提出基于理论和实践深度融合、以促进研究生科研实践创新能力提升为宗旨的课程改革方法,探索和构建混凝土材料科学与技术课程教学新体系,确立“课堂+项目”二元载体教学模式,形成以强化研究能力为目标导向的“理论知识教育-研究实践教育”一体化教学理念和方法,实现研究生教学过程由传统的“教师主导”转变为“教师引导、研究生主导”的转换,以期实现研究生的知识学习能力、知识运用能力和问题解决能力得以提升的教学培养目标。图1为课程教学改革模式示意图。

(一)强化理论与实践深度融合、研究能力有效提升的课程教学改革目标

研究生教育作为更高层次的人才培养教育,需要深刻理解研究生总体培养目标。在课程改革实践中,以“理论素养深、技术本领硬、综合能力强”的研究生培养总要求为指导,以“知识覆盖全、实践体现高、综合创新好”的课程项目为载体,结合土木工程行业特色、研究生发展需求和学科特点,确立以理论与实践深度融合、研究能力有效提升为培养目标的“混凝土材料科学与技术”课程教学改革内容。

通过课程教学,研究生能深入理解混凝土的性能、微结构与组成、工艺之间的相互关系原理,学会运用相关理论和知识,解决土木工程实践中涉及混凝土的问题,提高分析、解决问题的能力。课程教学改革旨在培养土木、建材等行业相关岗位高级人才,以满足土木工程行业变革的人才需求。结合课程培养目标和经济社会发展新趋势,以混凝土材料与结构相关科研及工程实践所需的理论知识体系、岗位能力需求和基本素质要求为依据,以“教学主体归位、教学载体创新、教学目标明确”为导向,实现课程教学方法革新,在教学环节上确保研究生高质量发展。

(二)确立研究生课程教学改革新模式

1.搭建承载课程内容的“课堂+项目”二元载体

传统教学主要采用“课堂”单一载体实施。搭建“课堂+项目”二元载体,充分展现教学过程中教师、学生各自扮演的角色,可切实打破原有“教师灌输式”教学模式,更加凸显研究生教学过程中研究生的“主角”地位,可实现研究生综合能力培养与教师教学技能提升的完美融合。课堂载体主要包括教师传授新知识、解惑答疑等,提供教师与学生面对面知识获取、吸收理解的平台。项目载体主要建立学生运用知识、解决实际问题的平台。项目载体的有效实施需要依赖教师对课程内容的精准把握并转化为适当的项目主题,即项目应能覆盖课程内容、面向工程实践需求,使得研究生既能学习课程新理论和新知识,又学会运用知识来分析、解决问题,提升学生的研究实践能力。

混凝土材料科學与技术涉及混凝土材料的组成、微细观结构和性能之间相互关系以及混凝土性能提升技术等教学内容。通过课堂载体让学生学习和掌握混凝土的组成、结构与性能之间相互关系原理;同时,面向混凝土的典型工程应用场景涉及的关键科技问题,通过设置不同项目主题,让学生运用科学知识解决实际问题、切身体会理论与实践之间的相互关系,以期提升研究能力。

2.明晰教师与学生的角色

通过引入“课堂+项目”二元载体,不仅能够加强研究生理论与实践融合和研究能力锻炼,而且明晰教师和研究生在课程教学中的角色定位,凸显“教师引导与启迪、研究生主导与实践”的教学角色分工。

教师根据课程内容设计项目主题,通过课堂传授新知识,通过项目指导学生分析解决问题。教师坚持“引导—启迪”的原则,课堂上以课程新知识、项目为载体,对学生学习中的困惑进行合理的指导,积极引导研究生主动参与项目,并及时查看、督促研究生项目的进展和成效,分析评估研究生项目研究中的优点和不足,扮演好项目实施的指导者、思路启迪者的角色。研究生则通过课堂内外学习,获取、消化吸收新知识,以项目负责人的身份开展实践研究,提高分析、解决问题的能力,达到提升研究能力的目的。研究生坚持“主导—实践”的原则,通过课堂内外主动学习、自主查阅资料,结合教材理论知识和教师提出的项目主题指南等,主导项目选题,以项目小组形式进行探索和协作实践,完成项目任务,实现从课堂到图书馆、网络媒体、工程实际的延伸,从而提高研究生知识学习的自觉性与研究实践的自主性。

二、教学改革实践的具体过程

本着“理论与实践深度融合、强化研究能力培养”的教学改革宗旨,制定课程教学改革总体方案,教师围绕课程内容确立项目主题,根据选课学生人数、选课学生专业背景等,指导研究生进行选题和开展项目研究,研究生负责制定相应地项目执行计划、项目实施内容等。图2为混凝土材料科学与技术课程教学改革实践具体过程示意图。

(一) 确立项目主题

确立适当的项目主题是混凝土材料科学与技术课程实施教学改革的重要组成部分,攸关课程教学改革成效。项目主题主要由任课教师根据课程教学内容、培养目标及学生专业方向确定。结合课程教学内容和每年选课人数、专业背景,以混凝土材料的组成、微细观结构及性能为主线,以面向土木工程各专业应用实践需求为背景,确立项目主题内容和技术目标,形成相关项目指南,确保各项目能较好地锻炼研究生的科研实践能力。基于中国近年来混凝土工程建设大发展背景,课程项目主题选择比较广泛,通常包括(超)高层泵送混凝土设计与性能、西部腐蚀环境下桥墩混凝土设计与性能、预制简支梁用蒸养混凝土设计与性能、隧道初衬混凝土设计与性能、大交通量路面混凝土设计与性能等。这些主题不仅满足各选课研究生的专业背景需求,而且涵盖课程主体内容,体现混凝土技术前沿和工程建设需求。

(二)选题与制定项目计划

该课程每学年选课硕士研究生人数稳定在20人左右,通常可分成5个小组,每组人数3~5人。小组成员由学生自由组合,根据自身的兴趣、专业背景进行选题,可以是教师预先确定的项目主题,也可以是结合项目指南自己选定主题,并在教师指导下进行确认。有学生根据中国高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道结构特点、施工工艺及其对混凝土材料的要求,选择充填层自密实混凝土设计与性能研究项目,较好的展现了研究生主动实践和积极创新思考的能力。

项目主题选定后,小组成员要结合课程内容进度安排,共同讨论制定项目计划,明确项目的技术目标,围绕理论知识分解项目任务,使学生学会合理分配项目任务、制定完善的项目研究计划,从而实现项目任务与课程理论知识的有效衔接。

(三)课堂+项目二元载体的课程内容教学改革实施

具体实施过程是课程教学改革的主要环节,也是决定教学改革效果的重要因素。课程教学改革实施由“课堂+项目”二元载体来承担,通过该二元载体较好地实现课程教学过程中教师、学生两个主体的角色定位。教师通过设计课程内容、提出项目主题来实现新知识传授、引导和项目指导;学生在对新知识的获取、消化、吸收以及对项目的自主分析、解答中实现课程学习的主导作用。主要实施步骤为:(1)教师根据课程内容设计提出项目主题或指南,表明项目任务主要内容、预期目标、结果分析以及项目考核要求,并引导性地说明项目任务与课程内容知识的关联性,如各项目中均包含混凝土的组成材料、微细观结构和性能及其相互关系这一主线,项目解答过程中可按这一主线开展有条理地分析研究工作。(2)采取“教师引导+学生主导”相结合的模式开展课堂教学和项目研究,研究生在教师的引导下围绕课程内容主线进行知识学习和开展项目研究。采用分步进行的方式:第1步,研究生以小组为单元,对相应项目涉及混凝土的设计功能要求、施工工艺特点进行分析,并结合相关技术规范,提出相应混凝土技术性能目标;第2步,学生通过教师课堂引导以及课外自主查阅相关资料,学习理解混凝土主要组成原材料及其对宏观性能、微结构的影响规律,初步选定相应研究项目涉及混凝土的原材料组成;第3步,通过课堂学习和资料收集,分别确立混凝土的施工性能、力学性能、耐久性能与组成材料参数之间的相互关系,从而基于目标性能初步设计获得所研究项目混凝土的配合比参数;第4步,在教师的指导帮助下,进一步查阅相关技术资料,各项目小组分析讨论混凝土配合比参数的合理性,并分析技术经济性;第5步,各小组在完成项目后整理撰写项目研究报告,项目研究报告作为研究生项目完成效果评价依据资料之一进行存档。

(四)项目完成效果评估

项目评估是检验课程教学改革成效的重要环节,也是评定研究生成绩和总结项目实施情况的必要环节。教学改革中,通过研究生提交的研究报告(50%)和学期结束时小组研究工作情况与成果展示的PPT汇报(50%)两方面进行效果评价,并通过学生自评(20%)、学生互评(30%)和教师评审(50%)相结合的方式进行打分。研究报告打分要点包括:(1) 报告的完整性、规范性;(2)文字阐述和分析的条理性、合理性;(3)研究成果的技术经济性和创新性。项目研究工作情况和成果展示PPT汇报质量的打分要点包括:(1)PPT版面的美观性和内容的完整性;(2)研究工作计划安排的合理性和技术路线的科学性;(3)汇报人的表达清晰度和回答问题的准确性。完成项目评估后,教师对研究生小组出现的问题及时督促改进,既保证项目完成的质量,也进一步提升研究生的科研能力。

三、教学改革成效分析

顺应研究生教学改革浪潮,混凝土材料科学与技术课程开展多年的教学改革实践。结合课程特点,本着“理论和实践深度融合、强化研究能力培养”的教学理念,通过“课堂+项目”二元载体,强化了课程教学过程中教学引导和学生主导的角色定位,使学生养成自主学习、独立学习的行为习惯,锻炼了研究生的科研实践能力,构建了符合培养当代高层次人才需求的教学体系。为理论基础扎实、技术应用过硬的“具有良好创新能力的应用型、复合型高层次工程技术人才”的培养目标提供支撑。

(1)增强了研究生知识学习能力,加深对课程内容的掌握度和知识体系的完整度。通过分析项目报告和项目工作情况汇报发现,研究生除课堂学习课程基本内容外,还可在课外自主查阅相关资料,接收相应的最新知识,并较好地运用到项目研究中。在自主学习和知识体系的建构能力上得以提升。

(2)培养知识运用能力,锻炼科研创新实践能力,实现理论和实践融合、研究能力提升的教学目标。通过分析研究生完成的项目研究情况发现,研究报告撰写质量明显提高,报告内容的逻辑性、分析的条理性以及成果的创新性都有所体现,研究生运用知识能力得到增强,研究能力得到提高。

同时,由于课程是土木工程材料专业研究生的基础课程,研究生后续的研究论文阶段通常需要混凝土材料组成、微细观与性能相互关系原理以及材料设计方法等相关知识。通过跟踪研究生后续进入论文阶段的具体实践发现,实施课程教学改革方法后,研究生论文研究阶段,解决问题能力得到较为显著的增强,研究生可以较好地独立完成相关混凝土材料组成参数设计并进行良好的理论分析。总体而言,课程教学方法改革有效提高了研究生的知识学习、知识获取和知识运用能力,成功助推学生从本科生到研究生学习状态的过渡转变,有效增强了研究生科学研究能力。

四、结语

研究生课程教学改革是研究生教育实践的重要环节,其核心任务是促进研究生自主学习能力、知识运用能力和科学研究实践能力的提升。结合混凝土材料科学与技术课程内容特点,课程面向的土木工程专业方向的研究生知识背景和专业需求,提出基于“课堂+项目”二元载体教学改革模式,明晰了教学过程中教师、学生的角色定位,切实达到了“理论与实践深度融合、研究能力大力提升的教学改革目标,有效提高了研究生课程教学水平。

当然,研究生课程教学改革需要在实践中不断总结、完善和提高。尤其是在具体的实施过程中,需要与时俱进地对“课堂+项目”二元载体进行更科学、更有效地把控和设计,充分运用现代信息手段完善课程的运行保障措施,搭建更为合理、先进的教学平台,从而为更好地培养出符合时代要求的优秀研究生做出应有贡献。

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Teaching reform practice of postgraduate course based on dual carrier of classroom and project:

taking the course of science and technology of concrete materials as an example

LONG Guangcheng, ZENG Xiaohui, DONG Rongzhen, LI Yijin, XIE Youjun

(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, P. R. China)

Curriculum reform is one of the important parts in graduate education. Combining with the characteristics of the course content of science and technology of concrete materials and the actual demand of civil engineering specialty, this paper puts forward the teaching reform goal of “deep integration of theory and practice, and great improvement of research ability” in the course teaching. The teaching mode of dual carrier consisted of classroom and project is established, and the integrated teaching idea and method of “theoretical knowledge education-research practice education” oriented to strengthen the cultivation of research ability are formed. It has effectively promoted the improvement of graduate students’ autonomous learning ability, knowledge application ability and scientific research practice ability, and has achieved good results in the practice of curriculum teaching reform.

Key words:

graduate teaching reforming; dual carrier; project; research quality

(责任编辑 邓 云)

作者:龙广成 曾晓辉 董荣珍 李益进 谢友均

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