首页 -> 2008年第5期
从工科基础课程的特点出发开展研究性教学
作者：陈建平 范钦珊 邓宗白
关键词：大学教学；工科基础课程；研究性教学
为了切实提高教学水平、教学质量和教学效果，研究性教学已经成为教学改革的必由之路。基础力学作为工科院校许多专业的重要基础课程，具有大学工科基础课程所共有的许多特点，如学生一般在低年级修读这些课程，课程内容比较成熟、体系比较完整，课程教学的组织形式以课堂教学为主，学生的知识水平有限，教师面对的学生较多等。因此，从这些特点出发，开展基础力学课程研究性教学的探索与研究，必将对其他工科基础课程的研究性教学起到一定的借鉴作用。
在基础力学课程研究性教学的实践中，我们重点围绕以下三个问题进行探索与研究，即为什么教、教什么和怎样教。
一、切实转变教学观念，正确处理知识传授与能力培养的关系
在大学基础课程的教学中，传统的教学模式以知识的传授为主，不够注重学生能力的培养，学生的学习效果以学生掌握知识的多寡衡量，而研究性教学引入科学研究的基本要素，培养学生获取知识的能力、创造知识的能力，更强调学生科学素养的养成，以及个性和能力的发展，也就是说，更强调了知识形成的过程而不是知识的最终形态。研究性教学使学生的学习充满了新意、挑战和渴望，学生既在学习中研究，又在研究中学习，使学习和研究成为一个过程的两个方面。
当然，研究性教学并不是全盘否定知识的传授，知识传授仍然是大学基础课程教学的重要任务之一，但不是大学基础课程教学任务的全部，大学基础课程的教学还有另一项更为重要的任务，就是引导学生自主探究和体验知识的形成过程，鼓励学生对书本知识质疑、批判，发表独立见解，培养学生的创新意识和创新能力。
目前关于研究性教学，大致可以分为两种基本的类型，即基于课题研究的研究性教学和基于课程学习的研究性教学。我们的实践表明，就大学基础课程的研究性教学而言，以后者效果更佳。这一方面是由大学基础课程的特点和大学低年级学生的知识水平决定的，另一方面，课题研究往往只是少数或部分学生参与并从中受益，而课程学习研究是全体同学参与并从中收益，再者课程学习研究与课程内容结合得更加紧密，需要的专业知识和课外时间相对较少，学生更有可能在课程学习期间取得一些学习研究成果。课程学习研究要求教师从学生的实际出发，考虑学生的认知需求和兴趣爱好，注意收集、挖掘和提炼实际工程和生活中适合课程研究性教学的素材，精心设计既能培养学生综合应用能力、又具有一定探索性的研究课题，供学生学习研究。
二、不断更新教学内容，正确处理经典教学内容与研究性教学内容的关系
有人认为，由于工科基础课程的教学内容比较成熟，体系比较完整，教学内容不需要更新或难于更新，这种想法是片面的。事实上，随着科学技术的迅速发展，在工科基础课程的教学内容方面，我们同样需要与时俱进，跟上时代前进的步伐，淘汰一些陈旧过时、与现代科学技术的水平不相适应的教学内容，增补一些过去由于受工具和手段的限制不便或不能在课程中讨论、而现在可以在课程教学中方便讨论的方法和问题。因此，我们这里所说的更新教学内容，主要是指教学内容的广度和深度方面的更新。
1 在教材内容的基础上增加阅读文献
大家知道，现有的工科基础课程教材中的内容大多以知识的最终形态出现，而且一般是没有阅读文献的，书后的参考文献通常也是一些教材书目。但是，收集、查找、阅读相关的文献不仅是从事科学研究的重要环节，而且可以使我们跟踪某一主题的最新研究成果和最新研究动态，更重要的是可以使我们追溯有关某一主题研究的发展历程以及知识的形成和积累过程，了解不同学派对同一问题的不同观点、看法甚至质疑，学会发现问题，学习和借鉴前人的研究思想和研究方法并应用于自己的研究，这一点对于大学生的创新意识、创新能力和研究能力的培养尤为重要。因此，文献阅读应该成为基础课程研究性教学内容的一个重要组成部分。
那么，什么样的阅读文献适合工科基础课程的研究性教学呢?我们认为，那些基于工科基础课程教学内容而又高于课程教学内容，既能开阔学生视野，又能活跃学术思想的文献最适合工科基础课程的研究性教学。就基础力学课程而言，由中国力学学会主办的刊物《力学与实践》设有“教育研究”和“力学纵横”两个栏目。其中的许多文章或是探讨基础力学课程教学内容中的某一概念，或是扩展基础力学课程教学内容中的某一方法，或是设计与改进基础力学课程中的某一实验，或是应用基础力学的概念和理论定性或定量分析身边的某一力学问题，或是介绍工程中的力学、力学史话、力学家等。这些文章深入浅出，文字简练，顾及大学低年级学生的知识水平，紧紧围绕和贴近基础力学课程教学内容，实为开展基础力学课程研究性教学不可多得的阅读文献。当然，在其他一些刊物上也有类似的文献可供参考。
此外，如何引导学生查找和阅读文献呢?我们的做法是，有时直接将文献全文发给学生供其阅读，有时给出文献检索的途径、一个主题或几个关键词，由学生自己检索、筛选、阅读相关的文献，在课程快要结束时，则要求学生根据课程的学习内容，结合自己的兴趣和爱好，选择一个研究主题，查找、阅读有关的文献，进行整理、归纳和总结，开展课程学习研究，撰写读书报告，从而培养了学生检索文献、阅读文献、发现问题和解决问题的能力。
2 在传统习题的基础上增加研究性问题
对于国内现有的工科基础课程的教材来说，其习题的答案几乎都是标准的和唯一的，这些习题对于帮助学生理解和掌握工科基础课程的概念、理论和方法起到了很好的作用，但是，也应该看到，在大多数工科基础课程教材中，习题是和章节对应的，也就是说，一章甚至一节的内容对应一定的习题，这就在某种程度上限制甚至禁锢了学生的思路，不利于学生发散思维能力的培养。我们在“点的复合运动”一章的教学中就多次发现，该章有些习题不用点的复合运动方法，而是通过直接写出点的运动方程求解反而更加方便，但很少有同学会这样做。
工程中的实际问题是非常复杂的，我们在研究一个实际问题时，从问题的提出，模型的建立，到需要的条件和数据，以及采取什么理论和方法去解决问题，都需要我们去分析、去研究，而且实际问题往往没有标准答案，也没有惟一答案，甚至由于已知的条件和数据不足而没有答案。因此，在工科基础课程的研究性教学中，适当增加一些研究型的问题，有意识地训练学生转换角色，由做习题的“学生”转换为命题的“老师”，进而转换为发现问题的“研究者”，对于培养学生提出问题、分
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