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1科研探究教学模式的概念
培养专业人才是高等教育的主要社会活动,几十年来,社会对高级专门人才需求的迅速增长,促进了国内高等教育的高速发展。材料成形及控制工程(简称材料成型)专业旨在培养我国基础工业需要的技术型人才和高端材料开发需要的研究型人才。进入21世纪以来,拓扑材料、低温超导材料、超高温材料、石墨烯材料等高端材料科技百花齐放,而材料成型专业本科阶段的授课内容却迭代缓慢,与前沿科技之间的断层愈发明显。
2017年中共中央、国务院发布《关于深化教育体制改革的意见》,强调“推进协同育人,深化科研体制改革,坚持以高水平的科研支撑高质量的人才培养”[1]。科研和教学是高等教育的核心部分,是评估高等教育发展和人才培养目标的关键指标,对高校的发展都至关重要。高校学生学习的特点是独立性、自主性和探究性显著增强,将科技前沿与基础知识相融合,科研探究与课堂授课相结合,推进学生对科研探究及实践的认知参与、行为参与到情感参与,综合培养学生的创新思维和实践能力,是实现科教协同育人有效方法。
探究式教学主张“以学生为中心”,教师少灌输知识,以问题为导向,鼓励学生思考,独立探究,自行发现和掌握科学问题的原理和结构,主动探索并获得解决方法,具有创新性、实践性和研究性的特点。美
国《国家教育标准》描述了探究式教学的五条特征:“学生针对科技问题展开探究、学生获取评价科技问题的方法、学生对客观事实形成解释、学生利用科学方法论证解析、学生互动交流和评价”。将探究式教学模式引入到材料成型专业课堂,培养学生的探究意识、创新思维和实践能力,建设思维塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的人才培养体系[2-3]。通过撰写本论文,凸显教师对于科研探究教学方式的顶层设计和总结,巩固研究经验和成果。同时希望能起到抛砖引玉的作用,吸引更多的高校教师投入到相关教学方式的研究,推动科教协同育人模式的发展。
2材料成型专业英语课程的特点
“材料成型专业英语”是与材料专业密切相关的科技型英语课程,课程目的是全方位提高学生对科技论文的检索、阅读、写作及专业术语的表达能力。课程
DOI:10.19694/jki.issn2095-2457.2022.29.43
探究式教学在“材料成型专业英语”
课程中的实践
曹守臻赵睛
(黄山学院,安徽黄山245021)
【摘要】创新型人才培养是衡量材料成型及控制工程一类的工科专业学科实力的重要指标。为了培养学生的创新思维、实践能力,在“材料成型专业英语”课程中实践科研探究式教学方法。设计探究式教学指导文件,建立以教材内容为基础,以科技问题为引导,以学生自主探究为方式,提升学生对于科研探究的认知参与、行为参与到情感参与,为课程授课模式的优化和科研育人的发展奠定实践基础,符合新形势下专业人才培养的目标需求。
【关键词】探究式教学;材料成型专业英语;科研育人
※基金项目:“新工科”背景下材控专业前沿科技“探究式”培养模式研究(2021JXYJ17)。
英文个人简历作者简介:曹守臻,博士,研究方向为科教融合。
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总课时32学时,16堂课完成16章节的授课内容,授课方式由教师设计执行。参考教材为机械工业出版社2014版《材料成型及控制工程专业英语》,刘瑛主编,普通高等教育“十二五”规划教材,涵盖机械
工程、计算机辅助工程、材料科学和工程制图等多门学科,采用英语科技报告的形式阐释工程材料的设计分类、性能、加工、应用及新材料、新工艺的发展,与材料科学基础知识及具体工程具有紧密的联系,但是与前沿的材料科学技术相关性较弱[4-5]。英语科技论文与专业英语教材在内容架构上十分相似,且更具有时效性和前沿性。授课资料采用“教材+论文”相混合的形式,不仅能够完成基础授课目标,也可以在此之上拓宽学生的科技视野,为“科研育人”提供更好的教学资料。
3科研探究教学模式框架
探究式教学与传统的教师传授的课堂形式不同,需要全方位构建新的授课框架,分析材料成型专业英语课程目的和特点,探索相适应的科研探究教学方法,在专业英语的课程框架内探究科技前沿。应当以教材内容为基础,以专业问题为导向,以学术论文和科研活动为手段,培养学生科研探究、解决实际问题的能力,形成优势特学科,发展具有专业特的科研探究教学模式的结构框架。通过探究式教学、科研实践等方式提升学生对于科研活动的行为参与和情感参与,贴近工程实际和科技前沿,培养理论知识丰
富、实践能力强的科技人才。
3.1探究式教学活动设计
教师对课程目标和学生活动的规划和设计,是科研探究顺利开展并达到预期效果的关键,授课过程应强化顶层设计,凸显教师工作的辐射性。课程规划首要目标是完成本科生培养方案的计划内容,在此基础上结合专业课程大纲,对授课教案、教学计划进行科研探究模式设计:授课框架弱化固定教材的内容占比,凸显前沿科技的知识挖掘,培养学生的科研兴趣;授课方式弱化单一的教师讲授,凸显以学生为中心,培养学生的创新思维、主动实践能力;考核内容弱化僵硬的卷面考试,凸显多元化的考核评价体系,从考核形式上鼓励学生的主动科研探究。
探究活动的主体为本科大三下学期学生,探究活动以小组学生为主体,学生根据教学章节的内容设定情境,提出科研问题,并自主查阅文献资料、探讨、总
结,提升学生主动创新和发挥特长的意识,培养学生
的任务分工和团结协作能力。教师在教学活动中充当方向指引和技术指导的角,提升学生的探究热情和积极性,为学生传授科研探究的技巧、思维、方法,但不过度干涉学生的探究实践,充分挖掘学生的创新思
维和实践能力。
3.2授课案例设计
授课班级已经完成大部分材料相关的专业课程学习,并完成了金工实习、认识实习和生产实习等实践课程,具备科研探究所需的基础知识和实践能力。课程开始之前,让学生以小组的形式在教材内容中自主选定章节内容并进行科研探究。
按照教学计划要求,教学开始之前将班内学生分成16组,每组3~4人,分组前全面充分了解每一位学生,依据小组成员的性格和能力的互补进行分组,实现小组内部的科学搭配。小组成员自主选定教材章节内容,提前对课程进行科研探究设计,以科技前沿的热点问题和难题为引导,让学生充分利用所学的基础知识,以科学研究的思维解决问题,推动科研实践,夯实课程基础的同时探究科技前沿,提升学生对专业技术的认知参与和实践参与[5]。
3.2.1情境创设,提出问题
基于课程要求和人才培养的目的,开展教学情境下的问题设立。教材内容涵盖多学科的专业基础知识和英语语法、科技文献等方面,在问题设立的过程充分应充分发挥学生的自主性,让学生依据兴趣、特长进行选择情境,并提出问题。教材中第一章内容“What is Engineering?/什么是工程?”,以英语科技报告的形式阐述了“什么是工程——
—工程的主要分支——
工程的发展”,但是教材中的工程技术均属于传统工程的范畴,21世纪新兴的大数据工程、物联网工程、智能制造工程等,教材中均未涉及。基于教材的章节内容,小组成员提出问题:21世纪工程技术快速发展,工程的分支是越来越细化还是越来越模糊化?
3.2.2归纳问题、互动展示
归纳展示是科研探究验收的重要指标,在老师的指导下,展示小组成员将检索的技术资料取精去糟,纳入个人认知范畴,获取知识的同时提升资料检索、信息整合和展示汇报的能力。小组按照成员个人能力和意向,合理分配任务,分工协作展开科研探究,锻炼学生的互动交流和团结协作能力。教师在探究过程中
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给予充分的指导和鼓励,尤其注重创新思维的培养,并在解决问题的过程中及时协助学生调整思路和方法,帮助学生发挥最大的潜能和作用。
归纳展示是对学生能力提升最显著的一环,决定教学活动所能达到的高度和深度,因此,教师对教学活动的设计和过程的引导十分重要。教师应以全面的考虑指引学生,提升学生的科研兴趣和主观能动系,以较高的展示标准要求学生,“内驱力+外驱力”共同促进学生的探究实践。
经过充分的资料查阅、调研和讨论,展示小组成员针对问题展开讨论,并进行了成果汇报:进入21世纪以来,世界科技快速发展,大数据工程、物联网工程、智能制造等工程分支如雨后春笋般出现,关于工程发展的争议也随之兴起。本组认为新兴工程技术并不是核心技术的突破,而是新理念的发展,其基础和核心仍是传统工程的范畴。多学科界限模糊和相互融合促进了新兴工程技术的产生,例如智能制造工程是近些年新兴的工程分支,但是“黑灯工厂、智能仓储”等概念,本身并没有完全脱离于传统机械工程、电子工程和材料工程的范畴,而是几种工程技术的交叉融合。
通过归纳展示,小组成员带领全班同学学习了世界前沿的工程技术,了解了中国制造2025、“十四五”等国家战略规划。小组成员还采用多媒体方法向班级同学展示了“天宫空间站、托卡马克装置、华龙1号”等大国重器的科技细节,每一个瓶颈的突破,都涵盖了几乎所有的工程技术的突破,学科融合背景下的工程技术界限越来越模糊是大势所趋。
在展示工作的基础上,教师引导全班同学进行互动交流,阐述自身观点并针对小组成员的展示进行提问,提升班级学生的创新思维和表达能力,这一过程是培养学生创新思维和实践能力的重要环节。
3.2.3评价反馈,偏差修正
在科研探究的过程中,学生难免会出现认知偏差、实践能力不足等困难,教师的指导、反馈和意见应该贯穿整个过程,指导和指引采用“线上+线下”混合方式。及时的互动和反馈不仅能够帮助学生少走弯路,提高效率,也能够提升学生的探究兴趣和动力。同时教师应当注意尺度,不要矫枉过正,尽量以开放的思路鼓励学生创新思维的发展。
经过合理的设计与实施,科研探究在材料成型专业英语课程中发挥了积极有效的作用,学生对于科技前沿技术有了直观的接触和体验。学生的课堂氛围、探究积极性和科技视野显著提升,基本达成预期设定的教学效果。
4科研探究模式的展望
经过几十年的发展,探究式教学作为一种教学方法越来越被各级的教学课堂所接受。尽管国内外对于探究式教学模式的定义、框架和开展模式存在着较大的分歧,但是普遍强调学生参与科学实践,掌握科学概念,提升创新思维和科学能力的过程。
目前,国内关于探究式教学的研究大多数是围绕基础内容展开,旨在于培养社会需要的专业技术人才。科研探究不是独立而生的新概念,而是成熟发展的探究式教学在科学情境下的实践,侧重于前沿
科技的引导,以培养具有创新思维、科研思维的专业人才为目标。两种探究模式并无本质上的对立,内容上相互穿插但是形式上侧重点不同。科研探究模式符合国家教育体制的发展需求和对高精尖科技人才的培养需求,但是在框架设计、实践指引等方面上仍有较大的发展空间。随着国内教育科研方法的快速发展,科研探究式教学也必将走上发展的快车道。
5结语
科研探究式教学是在高等教育课堂授课基础上的模式创新,满足工科专业对于课程内容延伸、人才培养及教学方法改革的需求。将科研探究的教学方法应用于专业英语课程中,培养学生的创新思维和实践能力,是实现科教协同育人的有效方法。教师需要合理设计、充分准备并积极动员,把握课程节奏,将知识传授和科研探究有机结合,符合新形势下专业人才培养的目标要求。
【参考文献】
[1]新华社.中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于深化教育体制机制改革的意见》[J].中国民族教育,2017(10).
[2]陈水生.探究式教学在“机械工程材料”课程中的应用[J].科技视界, 2017(4):103-104.
[3]王晓民,李妙然.高校探究式教学过程及运行环境分析[J].中国成人教育,2017(11):100-103.
[4]刘瑛.材料成型及控制工程专业英语[D].机械工业出版社,2014.
[5]高,万帅.三明治沟通法在全英文探究式教学中的应用[J].科教文汇(中旬刊),2020(2):171-174.
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