開(kāi)設(shè)新生力學(xué)研討課的實(shí)踐與體會(huì).doc

1、開(kāi)設(shè)新生力學(xué)研討課的實(shí)踐與體會(huì)【摘要】：p ：本文以力學(xué)研討課為例，分析p 了新生研討課是培育創(chuàng)新型人才的新型課程?？偨Y(jié)了它的特點(diǎn)：教授主持，自由選課；形式多樣注重研討；師生互動(dòng)，鼓勵(lì)質(zhì)疑；考核寬松，培育興趣等。并提出了有待改進(jìn)之處?！娟P(guān)鍵詞】：p ：力學(xué)；教學(xué)改革；研究型教學(xué)；創(chuàng)新教育一、國(guó)內(nèi)外背景隨著改革開(kāi)放的不斷深入，創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育在我國(guó)高校已成為基本理念，但在本科教學(xué)中仍普遍存在“知識(shí)傳授有余，創(chuàng)新探索不足”的現(xiàn)象。特別是研究型大學(xué)仍缺少與之相匹配的研究型教學(xué)。研究型教學(xué)的根本特征應(yīng)該是，培養(yǎng)學(xué)生積極探索的素質(zhì)。不僅掌握基礎(chǔ)知識(shí)，知曉現(xiàn)代知識(shí)，還應(yīng)該具有探索未知領(lǐng)域的興趣、善于探索

2、的本領(lǐng)。新生研討課是符合這一要求的新型課程。古希臘的亞里士多德時(shí)期和中國(guó)的孔子時(shí)期曾經(jīng)有過(guò)老師與學(xué)生討論課的雛形，現(xiàn)代意義上的新生研討課起于20世紀(jì)50年代的美國(guó)。首先由哈佛大學(xué)創(chuàng)建，后來(lái)被其他著名大學(xué)采用。至20世紀(jì)80年代，作為一項(xiàng)提升教育質(zhì)量、培養(yǎng)更富競(jìng)爭(zhēng)力人才的教學(xué)改革措施，許多美國(guó)大學(xué)都將新生研討課作為一、二年級(jí)的必修課或選修課列入教學(xué)計(jì)劃。其基本特征是：(1)主要面向一年級(jí)新生，也有面向二年級(jí)的，同一班學(xué)生來(lái)自不同專(zhuān)業(yè)和學(xué)院；(2)強(qiáng)調(diào)交互式教學(xué)方法，教師講課與學(xué)生討論交互使用；(3)大多是少學(xué)時(shí)的，算一個(gè)學(xué)分；(4)大多限定小班規(guī)模，每班812人；(5)考試成績(jī)只分通過(guò)與不通過(guò)兩

3、種。國(guó)內(nèi)由清華大學(xué)率先開(kāi)設(shè)新生研討課(20_3年)，而后迅速在其他高校推廣。當(dāng)前開(kāi)設(shè)新生研討課已成為大學(xué)研究型教學(xué)改革的重要舉措之一。雖然已摸索總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)，但總體上仍屬于初創(chuàng)和探索階段。二、新生力學(xué)研討課從20_7年起，我們開(kāi)設(shè)了“動(dòng)物運(yùn)動(dòng)和生長(zhǎng)的力學(xué)奧秘”新生力學(xué)研討課。本文根據(jù)教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合上海交大的情況，總結(jié)幾點(diǎn)體會(huì)，與同仁們分享。1教授主持自由選課主持新生研討課的教師不同于一般課程的主講教師，從功能上應(yīng)冠于“導(dǎo)師”稱(chēng)謂更為確切。上海交通大學(xué)規(guī)定新生研討課必須由教授，最好是熱愛(ài)本科教學(xué)、學(xué)術(shù)造詣?shì)^高的教授開(kāi)設(shè)。這是因?yàn)樾律鷽](méi)有任何大學(xué)課程基礎(chǔ)，缺乏專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這需要教師能高屋建瓴、深入

4、淺出地把課題的背景、現(xiàn)狀及發(fā)展前景介紹給學(xué)生；能準(zhǔn)確地歸納出具有代表性的、反映課題實(shí)質(zhì)內(nèi)容的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生討論。新生研討課的題目全憑教師根據(jù)自己的“拿手好戲”和興趣自由選擇，學(xué)校特別鼓勵(lì)交叉學(xué)科選題。教師提煉出與國(guó)計(jì)民生關(guān)系密切、公眾普遍關(guān)注的主題，可能涉及多種領(lǐng)域。既有經(jīng)典內(nèi)容，也追蹤前沿方向。有的已有答案但仍需突破，有的可能尚無(wú)答案需要探索。新生研討課提供了新生與導(dǎo)師接觸、交流的機(jī)會(huì)。學(xué)生能聆聽(tīng)導(dǎo)師對(duì)學(xué)習(xí)、做學(xué)問(wèn)、做人的忠告，親身感受他們?yōu)槿藶閷W(xué)的風(fēng)范。從導(dǎo)師那里潛移默化地學(xué)到書(shū)本上學(xué)不到的東西，可能讓他們終生受益。同時(shí)也讓新生們認(rèn)識(shí)到，科學(xué)家、導(dǎo)師也是普通人，只要他們確立目標(biāo)、堅(jiān)持不懈，

5、將來(lái)自己也能步其后塵。新生選課沒(méi)有先決條件，也沒(méi)有專(zhuān)業(yè)限制，完全根據(jù)興趣。有的新生在中學(xué)里就對(duì)某個(gè)專(zhuān)業(yè)感興趣，而現(xiàn)在就讀的不是這個(gè)專(zhuān)業(yè)。他就可以通過(guò)選擇新生研討課了解當(dāng)前專(zhuān)業(yè)的情況，培養(yǎng)興趣；也可以選擇與自己喜歡的專(zhuān)業(yè)有關(guān)的課程，喚起潛在的興趣，在一年后重新選專(zhuān)業(yè)。上海交通大學(xué)在20_7-2021學(xué)年第一學(xué)期共設(shè)置40門(mén)新生研討課，其中理工科占一半，人文和生命科學(xué)各占14。課時(shí)為1836學(xué)時(shí)，學(xué)生人數(shù)限定在1530人，可容納新生逾千人?！皠?dòng)物運(yùn)動(dòng)和生長(zhǎng)的力學(xué)奧秘”是唯一一門(mén)力學(xué)課程。選課人數(shù)30人，分別來(lái)自船舶、機(jī)械、電子、醫(yī)學(xué)、管理、傳媒等10多個(gè)學(xué)院。除了船舶和醫(yī)學(xué)院的學(xué)生可能涉及專(zhuān)業(yè)需要

6、外，大多數(shù)學(xué)生為興趣使然。2形式多樣注重研討傳統(tǒng)課堂只有一種教學(xué)模式：老師埋頭講，學(xué)生埋頭記。目的是讓學(xué)生記住書(shū)本上的知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容是固定的，教師按照書(shū)本內(nèi)容講。課堂上幾乎沒(méi)有討論。老師提問(wèn)是為了考查學(xué)生是否注意力集中，是否聽(tīng)懂講課內(nèi)容。學(xué)生不習(xí)慣當(dāng)場(chǎng)提問(wèn)。新生研討課可以有多種教學(xué)模式，但都離不開(kāi)師生之間、學(xué)生之間的研討形式。目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)。由于沒(méi)有固定教材，教師需要根據(jù)課程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)新的教法。人文類(lèi)研討課可以完全以學(xué)生為中心開(kāi)展研討，教師只是起引導(dǎo)作用；自然科學(xué)類(lèi)，特別是涉及前沿學(xué)科的生命科學(xué)、理工科課程采用教師與學(xué)生共同研討的方式居多。一般需要教師先介紹背景知識(shí)和基本內(nèi)

7、容，然后歸納幾個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生研討。不論哪種模式，由教師提問(wèn)題一讓學(xué)生查資料一在課堂上開(kāi)展交流研討的方式是共同的。新生研討課讓學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)一個(gè)主題如何提問(wèn)題，如何進(jìn)行研究，如何作結(jié)論。以“動(dòng)物運(yùn)動(dòng)和生長(zhǎng)的力學(xué)奧秘”為例。先讓學(xué)生將動(dòng)物(鳥(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi))的運(yùn)動(dòng)速度和效率與人類(lèi)的交通工具作比較，調(diào)研的結(jié)果是在空氣中人類(lèi)的飛機(jī)在速度和高度上早就超越了鳥(niǎo)類(lèi)，但水中的船舶卻落后于魚(yú)類(lèi)，特別在效率上更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。由此提出了第一個(gè)問(wèn)題：物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力是如何形成的?通過(guò)查資料和討論，從未學(xué)過(guò)流體力學(xué)的各專(zhuān)業(yè)學(xué)生了解了流體力學(xué)中關(guān)于力的最基本概念和原理。接下去的問(wèn)題是魚(yú)類(lèi)為什么在水中游得快?這個(gè)問(wèn)題引起學(xué)生的濃

8、厚興趣，討論的內(nèi)容更加豐富多彩。學(xué)生從不同的角度分析p 不同種類(lèi)的魚(yú)(包括水中其他動(dòng)物)的身體結(jié)構(gòu)、外形特征、推動(dòng)方式及減阻措施，并運(yùn)用流體力學(xué)的原理尋找游得快的原因。最后提出第三個(gè)問(wèn)題：如何借鑒動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的原理設(shè)計(jì)高效率的船舶。學(xué)生們用掌握的流體力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，參考鳥(niǎo)類(lèi)、魚(yú)類(lèi)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，展開(kāi)豐富的想象力，對(duì)改進(jìn)現(xiàn)有的船舶結(jié)構(gòu)和推進(jìn)方式、設(shè)計(jì)全新概念的新型船舶提出了各種各樣的方案。有的方案引經(jīng)據(jù)典，論證比較嚴(yán)密：有的方案缺乏足夠依據(jù)但想法大膽；有的方案則富有創(chuàng)意。各種方案在課堂上進(jìn)行交流，教師與學(xué)生一起點(diǎn)評(píng)，展開(kāi)熱烈討論。學(xué)生在研討課上學(xué)習(xí)如何收集資料、表達(dá)自己的觀(guān)點(diǎn)、評(píng)論別人的方案、歸納總結(jié)等科

9、研工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)這一經(jīng)歷不僅學(xué)習(xí)了科學(xué)研究的思維方式和操作過(guò)程，而且學(xué)習(xí)了團(tuán)隊(duì)相互合作、平等討論的精神，認(rèn)識(shí)拓寬思路的重要性、學(xué)科交叉的必要性。平時(shí)不敢發(fā)言的學(xué)生還鍛煉了上臺(tái)講話(huà)的膽量。3師生互動(dòng)鼓勵(lì)質(zhì)疑普遍認(rèn)為“中國(guó)的學(xué)生不敢主動(dòng)提問(wèn)，更不敢向教師質(zhì)疑”。這可能與中國(guó)的學(xué)生從小所受的教育模式和所處的環(huán)境的長(zhǎng)期影響有關(guān)。新生研討課應(yīng)創(chuàng)造一種開(kāi)放、融洽的課堂氣氛、鼓勵(lì)學(xué)生大膽提問(wèn)和質(zhì)疑。入學(xué)依始，給新生營(yíng)造一個(gè)全新的學(xué)習(xí)模式，對(duì)他們盡快適應(yīng)研究型大學(xué)環(huán)境大有裨益。新生研討課的教師應(yīng)保護(hù)學(xué)生提問(wèn)的積極性。教師在第一堂課上就闡明課程的性質(zhì)不是授課，而是研討，可以提出各種設(shè)想，可以對(duì)別人提出異

10、議。要提倡學(xué)生發(fā)表自己的見(jiàn)解，哪怕是錯(cuò)誤的見(jiàn)解。教師應(yīng)不斷啟發(fā)學(xué)生提問(wèn)，哪怕提的問(wèn)題很幼稚也積極鼓勵(lì)，不簡(jiǎn)單否定。新生研討課的主題應(yīng)能吸引學(xué)生提問(wèn)?！皠?dòng)物運(yùn)動(dòng)和生長(zhǎng)的力學(xué)奧秘”的下半部分是研討應(yīng)力與生長(zhǎng)關(guān)系新命題。已發(fā)現(xiàn)了許多應(yīng)力引起生長(zhǎng)的證據(jù)，如鍛煉使肌肉發(fā)達(dá)，長(zhǎng)期臥床使肌肉萎縮等。還有更多證據(jù)需要發(fā)掘，適合學(xué)生去尋找。該主題包含的內(nèi)容及其豐富，某些現(xiàn)象還不能解釋?zhuān)瑢?duì)己發(fā)現(xiàn)的規(guī)律也有待進(jìn)一步驗(yàn)證。例如通過(guò)_光透視和力學(xué)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)人股骨中松質(zhì)骨是沿主應(yīng)力方向排列的，這預(yù)示骨細(xì)胞順著應(yīng)力大的方向生長(zhǎng)；動(dòng)脈管壁受到血壓作用而膨脹，主應(yīng)力沿圓周方向，但管壁的內(nèi)皮細(xì)胞卻沿著軸向拉長(zhǎng)，有學(xué)生對(duì)這兩個(gè)看

11、似矛盾的結(jié)論提出質(zhì)疑，說(shuō)明細(xì)胞生長(zhǎng)與應(yīng)力的關(guān)系還有待進(jìn)一步探索。新生研討課的研討方式應(yīng)有利于學(xué)生提問(wèn)。最有效的方式是提出一個(gè)尚未驗(yàn)證的命題，讓學(xué)生從各個(gè)方向去驗(yàn)證和說(shuō)明。學(xué)生根據(jù)自己的興趣和能查到的資料去尋找答案，大家提出的問(wèn)題五花八門(mén)，不相雷同。這不僅有利于相互質(zhì)疑，也促使相同興趣的學(xué)生開(kāi)展合作和討論。例如在借鑒動(dòng)物運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)新型船舶時(shí)，有的注重改進(jìn)船舶形狀，有的注重改進(jìn)表面阻力：有的提出利用水面空氣效應(yīng)，有的提出利用風(fēng)帆效應(yīng)；有的研究噴水推進(jìn)，有的研究磁流體推進(jìn)。同學(xué)們相互質(zhì)疑，使研討熱烈而有趣。提出問(wèn)題是發(fā)現(xiàn)真理的第一步。牛頓從觀(guān)察蘋(píng)果落地的現(xiàn)象提出為什么只向下掉的問(wèn)題，最終發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引

12、力定律，德國(guó)科學(xué)家魏格納從觀(guān)察世界地圖中提出為什么大洋兩岸的海岸線(xiàn)形狀相似問(wèn)題，最終建立地球板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)。同學(xué)在新生研討課上提出的種種問(wèn)題可能引起教師新的思考，可能給其他同學(xué)帶來(lái)啟發(fā)，也可能成為自己今后一生探索的課題。許多同學(xué)反映從新生研討課中獲得了靈感。4考核寬松培育興趣新生研討課不進(jìn)行期末考試，不搞“一考定成績(jī)”。采取考查方式，以通過(guò)和不通過(guò)為考查結(jié)果(有的教師增加一擋優(yōu)秀)?？己朔绞接扇握n教師確定，可以靈活多樣，如口頭報(bào)告、小論文、用演講、小組研究報(bào)告等。最終成績(jī)可由出勤情況、平時(shí)提問(wèn)情況及期末報(bào)告等組成，通過(guò)者可獲得相應(yīng)學(xué)分。由于新生研討課沒(méi)有枯燥繁瑣的公式推導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)交流與討論，因此氛

13、圍較為輕松，但不偏離主題。教師講解基礎(chǔ)和背景知識(shí)，介紹進(jìn)展和前景，素材以圖片、動(dòng)畫(huà)和實(shí)驗(yàn)錄像為主，有條件的可組織參觀(guān)、觀(guān)摩、實(shí)地調(diào)查等實(shí)踐活動(dòng)，培育學(xué)生興趣。如在我們的課程中為配合新型船的設(shè)計(jì)可組織學(xué)生參觀(guān)船模陳列室，配合研究魚(yú)的運(yùn)動(dòng)特性可參觀(guān)水族館等，使學(xué)生對(duì)研討主題的感受更加直觀(guān)、生動(dòng)。在新生研討課中，除了老師與學(xué)生互動(dòng)外，教師應(yīng)注意引導(dǎo)和組織學(xué)生之間的交流和協(xié)作。以靈活、多樣的方式鼓勵(lì)學(xué)生組織小組。以小組的形式收集資料、閱讀、討論、交流、寫(xiě)作，培養(yǎng)分工協(xié)作的意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神。這種協(xié)作方式和團(tuán)隊(duì)精神是當(dāng)今科研工作取得重大成果的必要因素，尤其是對(duì)交叉學(xué)科。大部分學(xué)生沒(méi)有當(dāng)眾上臺(tái)演講的經(jīng)驗(yàn)，也沒(méi)

14、有制作的經(jīng)歷。新生研討課提供學(xué)生不止一次上臺(tái)演講的機(jī)會(huì)。許多學(xué)生從設(shè)計(jì)主題、制定大綱，收集資料、做到登臺(tái)演課，經(jīng)歷了第一次科研實(shí)踐。很有成就感，從別人演講中得到啟發(fā)和借鑒，很有收獲感。總之通過(guò)研討課提高了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)和作科研的興趣與自信心。三、待改進(jìn)方面新生研討課體現(xiàn)了一種以探索和研究為基礎(chǔ)的，以師生互動(dòng)、自主學(xué)習(xí)為方式的研究型教學(xué)理念，為學(xué)生創(chuàng)造了與名師對(duì)話(huà)的機(jī)會(huì)，架設(shè)了學(xué)生與教師溝通的橋梁，培養(yǎng)了學(xué)生互助協(xié)作和團(tuán)隊(duì)精神，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。力學(xué)新生研討課使不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生提高了力學(xué)素養(yǎng)，窺視到從工程到生命領(lǐng)域中無(wú)處不在的力學(xué)奧秘，感受力學(xué)的無(wú)窮魅力。這不僅加強(qiáng)了新生對(duì)不久將學(xué)習(xí)理論力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)等課程的親和力，而且為他們今后在各自的研究領(lǐng)域中主動(dòng)運(yùn)用力學(xué)元素、開(kāi)展與力學(xué)的交叉研究打下基礎(chǔ)。當(dāng)然也存在一些問(wèn)題有待改進(jìn)，如學(xué)生對(duì)新生研討課的反饋意見(jiàn)中有：(1)30人一班人太多，使討論和發(fā)表意見(jiàn)的機(jī)會(huì)相