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文檔簡介
1、研究生課程相似理論與模擬試驗(yàn)教學(xué)改革研究摘要“相似理論與模擬試驗(yàn)課程在土木工程專業(yè)研究生教學(xué)過程中具有十分重要的地位,尤其是在研究生 開展科研課題探究時(shí)具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。針對前期學(xué)生反映的學(xué)習(xí)積極性不高、教學(xué)效果不佳等問題,通過 創(chuàng)新教學(xué)方法、完善考核方式、加強(qiáng)能力培養(yǎng)、建設(shè)課程團(tuán)隊(duì)等一系列教學(xué)改革措施,使得學(xué)生成為課程教學(xué)中 的主體,提高了學(xué)生在教學(xué)過程中的參與度,學(xué)生的能力素質(zhì)得到多方面培養(yǎng),教學(xué)效果顯著提高。關(guān)鍵詞研究生課程 參與度 能力素質(zhì) 教學(xué)改革Research on the Teaching Reform of Similarity Theory andSimulation E
2、xperiment for Postgraduate CourseAbstract The course of similarity theory and simulation test plays a very important role in the teaching process of graduate students majoring in civil engineering, especially it has important guiding value for graduate students to carry out scientific research. In v
3、iew of the problems reflected by the students, such as low learning enthusiasm and poor teaching effect, through a series of teaching reform measures, such as innovating teaching methods, improving assessment methods, strengthening ability training, building course team, etc., make students become t
4、he main body of course teaching, improve students participation in the teaching process, cultivate students ability and quality in all aspects, and significantly improve the teaching effect.Keywords graduate courses; participation; ability and quality; teaching reform0引言人類在探索自然界規(guī)律時(shí)通常以數(shù)學(xué)為工具,建立數(shù) 學(xué)解析式進(jìn)
5、行研究。然而,自然界中的現(xiàn)象錯綜復(fù)雜,有許 多實(shí)際問題單純地靠數(shù)學(xué)仍難以解析清楚,迫使人們不得 不采用試驗(yàn)的方法進(jìn)行分析。但是試驗(yàn)也存在一定的局限 性,只能得到個(gè)別量之間的規(guī)律性關(guān)系。1此時(shí),相似理論 的提出有效地將數(shù)學(xué)解析法和試驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,成 為科學(xué)研究的主要方法之一。以相似理論為指導(dǎo),形成研 究自然界和工程中各種相似現(xiàn)象的新方法稱為相似方法, 模擬試驗(yàn)就是相似方法中的重要內(nèi)容,在近代科學(xué)研究設(shè) 計(jì)工作中起到至關(guān)重要的作用。因此,相似理論與模擬試 驗(yàn)”課程自始至終是我校土木工程專業(yè)學(xué)碩型研究生和專 碩型研究生的一門重要專業(yè)必修課。通過本課程的學(xué)習(xí), 學(xué)生將掌握現(xiàn)象相似與物理量相似的關(guān)
6、系,以及相似理論 的三大定理,能夠運(yùn)用相似理論進(jìn)行模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì),這對學(xué) 生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和科研能力培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。然而,以往教學(xué)過程中均是以教師為主體,師生互動偏 少。2-3學(xué)生普遍反映該門課程枯燥、難學(xué),并且課堂上給出 的教學(xué)案例與學(xué)生擬開展的科研課題存在一定區(qū)別,進(jìn)一步 導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情降低,從而使得教學(xué)效果大打折扣。4-5 因此,有必要針對該門課程當(dāng)前存在的問題進(jìn)行認(rèn)真梳理, 有針對性地采取相應(yīng)的教學(xué)改革措施,以聚焦學(xué)生能力素 質(zhì)培養(yǎng)為目的,優(yōu)化課堂教學(xué)方式、創(chuàng)新教學(xué)方法。1存在的問題1.1學(xué)習(xí)主動性不高近年來,隨著研究生招生規(guī)模不斷擴(kuò)大,生源質(zhì)量參差 不齊,主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)理論
7、知識方面掌握不牢。6課程講授 過程中涉及相似準(zhǔn)則導(dǎo)出時(shí),學(xué)生普遍反映難以理解,覺得 純數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)較為枯燥無味,從而慢慢失去了興趣。此 外,課程面臨的工程對象很廣,涉及隧道工程、橋梁工程、海 洋工程、井壁工程等,其中部分工程學(xué)生在本科階段甚至沒 有接觸過,對其了解甚少,故在量綱確定時(shí)無從下手,久而久之也就對課程失去了興趣。同時(shí),課程給出的典型案例 較為陳舊,對當(dāng)前復(fù)雜工程問題的解決借鑒價(jià)值十分有限, 又由于學(xué)生基礎(chǔ)較弱,故無法獨(dú)立地根據(jù)所學(xué)知識去解決 新的問題,進(jìn)而產(chǎn)生錯覺誤以為學(xué)習(xí)該門課程的實(shí)用價(jià)值 不高,學(xué)習(xí)主動性大幅下降。此外,教學(xué)過程采用的是大班 教學(xué),學(xué)碩型研究生和專碩型研究生一同上
8、課,課程紀(jì)律難 以管控,學(xué)生很容易產(chǎn)生從眾心理,久而久之即使個(gè)別成績 好的同學(xué)也開始馬虎對待該門課程。1.2考核方式不全面該門課程的考核方式由平時(shí)成績和考試成績兩部分組 成,其中平時(shí)成績占30%、考試成績占70%,而平時(shí)成績則是 以學(xué)生出勤率為打分依據(jù),僅在上課前五分鐘進(jìn)行點(diǎn)名,很 難保證整個(gè)課堂講授過程中學(xué)生的專注性,并且由于該門課 程缺乏教材,很少有學(xué)生主要找資料提前進(jìn)行預(yù)習(xí),課堂講 授又采用填鴨式的教學(xué)方法,不可避免地使得一部分學(xué)生開 小差去玩手機(jī)或做其他事情,甚至科研任務(wù)重的學(xué)生在簽到 后出現(xiàn)早退現(xiàn)象。7考試題型設(shè)置也未必合理,其中判斷題、 簡答題、論述題這三大類題型的分值占卷面總分值
9、的70%以 上,從而使得學(xué)生為了應(yīng)對考試,在最后時(shí)刻臨時(shí)抱佛腳通 過死記硬背也能夠取得較好的成績,學(xué)生對知識掌握的真實(shí) 水平?jīng)]有測驗(yàn)出來。最重要的是該種考核方式僅針對學(xué)生 的應(yīng)試能力進(jìn)行考核,顯然該種考核方式還有待改進(jìn)。1.3教學(xué)方法不更新該門課程具有課時(shí)量少、知識點(diǎn)多的特點(diǎn),因此授課教 師在上課過程中不得不追求速度以完成教學(xué)大綱規(guī)定的教 學(xué)任務(wù)量,基本上采用的是PPT翻頁方式進(jìn)行授課。這對 學(xué)生的能力要求就很高,大部分學(xué)生很難在課堂上立馬消 化掉授課老師講解的內(nèi)容,從而使得教學(xué)過程沒有發(fā)揮出 學(xué)生的主觀能力性,學(xué)生處于一種被動地接受知識狀態(tài)。 此外,授課老師除了正常上課外,還要完成各類課題規(guī)
10、定的 考核指標(biāo),因此投入到教學(xué)中的時(shí)間也較為有限,沒有精力 去了解學(xué)生各自的科研課題和其自身特點(diǎn),教學(xué)案例分析 無法面面俱到囊括所有學(xué)生的研究方向,很難做到因材施 教。閔同時(shí)本門課程不僅要注重理論教學(xué),試驗(yàn)教學(xué)也非常 重要,但是這一點(diǎn)卻被忽略掉了,教學(xué)計(jì)劃中沒有預(yù)留試驗(yàn) 教學(xué)課時(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的時(shí)候更多的是紙上談 兵,涉及具體運(yùn)用相似理論知識去設(shè)計(jì)并開展模擬試驗(yàn)時(shí), 往往因?yàn)閷?shí)踐能力差,會遇到各種各樣的問題。1.4能力素質(zhì)培養(yǎng)不全面該門課程開設(shè)的初衷是培養(yǎng)土木工程專業(yè)研究生獨(dú)立 運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際科研過程中遇到的問題,但對于學(xué) 生而言更多地是為了修滿學(xué)分達(dá)到畢業(yè)要求而已,學(xué)生在 課堂學(xué)
11、習(xí)過程中能力素質(zhì)的培養(yǎng)得不到全面提高。主要原 因還是在于考核方式和教學(xué)方法,以往教學(xué)對學(xué)生科研探 索精神和實(shí)踐創(chuàng)新能力的要求極低,但是這一點(diǎn)對于碩士 研究生而言非常不適用,國家高等教育學(xué)位授予中明確規(guī) 定研究生不僅需要掌握堅(jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)理論和深入系統(tǒng)的 專業(yè)知識,而且還應(yīng)具備從事科學(xué)研究和獨(dú)立擔(dān)負(fù)專門技 術(shù)工作的能力,因此科研探索精神和實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng) 在研究生從事科學(xué)研究時(shí)就顯得格外重要?;厝欢壳皟H 需要學(xué)生總評成績達(dá)到60分以上這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,甚至有 些時(shí)候授課教師礙于情面等原因,往往還對學(xué)生網(wǎng)開一面 存在放水現(xiàn)象。2教學(xué)改革措施為了有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,切實(shí)掌握該門課程所 學(xué)理論
12、知識并在科研過程中靈活應(yīng)用。故針對當(dāng)前教學(xué)過 程中存在的問題,確立了以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)人才培養(yǎng)過程 中理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐創(chuàng)新相耦合、案例教學(xué)與科研課題相銜接、 考核方式與素質(zhì)培養(yǎng)相掛鉤,網(wǎng)具體教學(xué)改革措施如下。2.1創(chuàng)新教學(xué)方法為了有效打通課堂內(nèi)外互動教學(xué),基于騰訊QQ等交 流平臺建立該門課程的班級群,課后授課教師則在班級群 內(nèi)發(fā)布相關(guān)討論話題或者學(xué)生針對課堂內(nèi)未弄清的問題和 同學(xué)及授課教師展開進(jìn)一步交流。課堂教學(xué)則以小組為單 位,以調(diào)動學(xué)生科學(xué)探索激情為目標(biāo)開展情景式教學(xué)。以 學(xué)生為主體進(jìn)行模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì),授課老師則在此過程中以 引導(dǎo)為主;同時(shí)增設(shè)模擬試驗(yàn)課,試驗(yàn)內(nèi)容盡量與學(xué)生的科 研課題接近,指
13、導(dǎo)學(xué)生如何在現(xiàn)場開展模擬試驗(yàn),鍛煉學(xué)生 理論聯(lián)系實(shí)際的能力。此外,授課老師還通過收集最新的 文獻(xiàn)資料,向?qū)W生介紹前沿的模擬試驗(yàn)技術(shù)和發(fā)展動態(tài),以 及與學(xué)生自身科研課題密切相關(guān)的模擬試驗(yàn)介紹與分析; 同時(shí)也要求學(xué)生查閱相關(guān)方向文獻(xiàn),小組討論時(shí)進(jìn)行綜述。 上述教學(xué)方法如圖1所示,不僅豐富了課程教學(xué)內(nèi)容,而且 講授的知識學(xué)生更樂意接受。圖1創(chuàng)新教學(xué)方法 調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性 扎實(shí)基礎(chǔ)、拓展知識面理論聯(lián)系實(shí)際、提高動手能力打通課堂內(nèi)外教學(xué)2.2完善考核方式提高平時(shí)成績所占比例至總評成績的50%,并且對平 時(shí)成績組成進(jìn)行重新劃分,具體由上課簽到、課堂互動、小 組呈現(xiàn)、課后作業(yè)四大部分組成,調(diào)整后的考核方式
14、指標(biāo) 組成及各項(xiàng)指標(biāo)所占比例如表1所示。首先,大幅減少上 課簽到這項(xiàng)考核指標(biāo)所占的比例,教導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)是自己的 事,最終受益人也是自己,故一定要擺正心態(tài)為自己去學(xué) 習(xí)。其次,通過新增課堂互動和小組呈現(xiàn)這兩項(xiàng)考核指標(biāo), 且將其比例提高到35%,這一舉措能夠有效提高學(xué)生的學(xué) 習(xí)參與度,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,切實(shí)讓學(xué)生在課堂中成 為主體。課后作業(yè)形式則是多樣化,既可以是給定案例進(jìn) 行模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì),也可以要求學(xué)生查閱文獻(xiàn),總結(jié)與學(xué)生所 研究的科研課題相關(guān)前沿模擬試驗(yàn)內(nèi)容等。同時(shí)筆試考核 將閉卷考試改為開卷考試,使學(xué)生的主要精力從應(yīng)付考試 向?qū)χR的靈活應(yīng)用出發(fā),不再是考前死記硬背知識點(diǎn),而 是注意平時(shí)學(xué)
15、生對自身能力素質(zhì)的培養(yǎng),對解決實(shí)際問題 能力鍛煉。表1考核指標(biāo)占比分配表上課簽到課堂互動小組呈現(xiàn)課后作業(yè)筆試考核8%15%20%7%50%2.3加強(qiáng)能力培養(yǎng)將該門課程能力培養(yǎng)具體落實(shí)到知識獲取能力、實(shí)踐創(chuàng) 新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、文獻(xiàn)閱讀與綜述能力、實(shí)際動手能力 這五大方面,以期培養(yǎng)出綜合型高素質(zhì)人才。這五大方面能 力的培養(yǎng)并不是獨(dú)立的,而是相互之間存在一定聯(lián)系的,這 與教學(xué)方法和考核方式的改革息息相關(guān)。例如課堂教學(xué)過 程中以小組為單位則是注重培養(yǎng)學(xué)生之間團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,情 景式教學(xué)則是針對學(xué)生的知識獲取能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的 一種提高鍛煉。學(xué)習(xí)最新文獻(xiàn)資料則是對學(xué)生文獻(xiàn)閱讀能 力與綜述能力的培養(yǎng),
16、同時(shí)增設(shè)試驗(yàn)教學(xué)則是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生 的實(shí)際動力能力。只有打破傳統(tǒng)的應(yīng)試能力培養(yǎng),這樣培養(yǎng) 出來的學(xué)生才更具有競爭力。同時(shí)在學(xué)生能力培養(yǎng)過程中 最重要的一點(diǎn)就是融入思政元素,教導(dǎo)學(xué)生科技強(qiáng)國,將來 利用所學(xué)專業(yè)知識為祖國的建設(shè)貢獻(xiàn)出一份力量。2.4建設(shè)課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)一支以學(xué)術(shù)帶頭人為負(fù)責(zé)人的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),團(tuán) 隊(duì)成員均具有高級職稱或博士學(xué)位,均主持過省部級以上 科研項(xiàng)目或教研項(xiàng)目,擁有豐富的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及研究 生培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。該門課程的理論教學(xué)由一名二級教授負(fù)責(zé)講 授,該教授在土木工程領(lǐng)域尤其是礦井建設(shè)領(lǐng)域具有很高 的學(xué)術(shù)影響力,講授了近十年的相似理論與模擬試驗(yàn)”理 論課時(shí),能夠熟練地運(yùn)用理論知識解決實(shí)
17、際科研中遇到的 問題。試驗(yàn)教學(xué)則由二名副教授負(fù)責(zé),在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場針對 具體的模擬試驗(yàn)進(jìn)行講解并引導(dǎo)學(xué)生動手去設(shè)計(jì),去處理 試驗(yàn)過程中的各個(gè)細(xì)節(jié);同時(shí)這二名副教授也負(fù)責(zé)QQ群 日常答疑工作以及收集最新的文獻(xiàn)資料供學(xué)生閱讀。此 外,課后作業(yè)評閱也由二名副教授負(fù)責(zé),便于就課后作業(yè)遇 到的問題及時(shí)在QQ群與學(xué)生進(jìn)行討論交流。同時(shí)課程教 學(xué)團(tuán)隊(duì)也能夠發(fā)揮出很好的傳、幫、帶”作用,對學(xué)科發(fā)展 和建設(shè)來說,人才隊(duì)伍的可持續(xù)尤為重要,同樣對于一門課 程更是如此。11上述四項(xiàng)教學(xué)改革措施相互之間存在著密切聯(lián)系,只有 建設(shè)出一支層次結(jié)構(gòu)合理的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì),這樣才能更好地 進(jìn)行教學(xué)方法創(chuàng)新,而考核方式則是根據(jù)創(chuàng)新的教學(xué)方法重 新進(jìn)行制定,能夠進(jìn)一步督促學(xué)生去自主學(xué)習(xí)探索知識,并 且在這個(gè)過程中學(xué)生多方面能力自然而然地得到了鍛煉,學(xué) 生對該門課程的學(xué)習(xí)熱情也隨之大幅提高,對授課老師的知 識儲備量和教學(xué)技能要求也在增加,使得授課老師也在不斷 充電更新最前沿的知識,最終形成了一個(gè)良性循環(huán)。如上所 述,各項(xiàng)教
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