基于“学研教”理念的本科生科研能力培养

黄崇伟 覃柏霑

摘要：在分析结构设计原理课程教学存在的教学内容与课时不匹配、本科生专业基础薄弱、实践机会不足等问题上，提出了以“学教研”理念将教师、学生、科研基础知识灵活地结合在一起的优化思路，鼓励学生以解决实际工程问题为学习目标的创新方法;提出了以教学大纲、授课方式及考核标准的改进方案、具体科研实践为引导的方法进行教学实践创新，进而培养符合我国乃至国际标准的结构设计、施工、验收环节所需的“新工科”人才。

关键词：学教研理念;本科生;科研能力;结构设计原理

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）51-0163-02

我国正处于工业发展改革的重要阶段，但是也面临着产业结构发展不均衡的问题。发达国家目前普遍已经步入工业发展4.0的时代，而我国的工业还处于工业2.0和工业3.0共同发展阶段，与发达国家的差距还是存在的[1]。在新时代亟须培养一批适应时代的“新工科”人才，这就要求高校既要加强培养学生是专业知识素养，同时也要锻炼从教师到学生的实践经验与能力，丰富实践经验。

一、本科生科研能力现状

1.教学内容多，课时不匹配。交通工程专业对于钢筋混凝土设计课程的要求虽然比土木工程专业低，但是混凝土结构设计的学习涉及的专业知识很多而且复杂。如果每一处知识点都仔细讲授，则至少需要两学期的课程安排[2]。但我校的培养规划是在一个学期内结束课程的学习，具体根据我校的课程方案，只能对部分重点章节进行细致的讲解，无法全方位涉及所有知识内容。从课时与内容匹配程度上来说，这种课时分配方案和该课程所需要的学习时间是不符的。要改变课时不足与教学内容过多的现状，这就要求授课教师必须合理安排教学时间，在课程教学中划分主要与此相关的重点内容。

2.本科生专业基础薄弱，自信不足。通过调查发现，在2015级交通工程专业总共39位本科生中，仍有9位学生没有选择该课程。在调查访问过程中，总结出主要的原因是预估本课程难度高，没有信心通过或者取得高分，以及在之前基础课程中没有取得优秀的分数，这导致这些学生回避了选择结构设计原理这门课程;也有一部分的学生反映课程比较枯燥，知识点太繁杂，很难抓住重点，课后作业的完成情况不佳。

3.实践机会少。结构设计原理这门课程原理抽象，需要与具体试验结合才能帮助学生更好地理解知识。在仅有的理论课时内很难抽时间安排学生参加具体的实地实验，仅能使用多媒体演示、播放相关实验模拟视频代替。与此同时，校内的实验场地与器材不足，实验条件达不到理论要求的标准，也是导致无法进行实验的原因。很多本科实习生与毕业生反映在真正体验了工作岗位后，由于缺乏操作经验，在具体的工程实践中动手能力的不足很快就暴露出来。

二、“学教研”理念及创新能力培养

1.传统与“学教研”教学理念对比。我国高校工科传统的教学方式是按照拟定的课程方案为导向，以通识基础课、学科基础课、专业基础课的递进次序，循序渐进地进行的。任课教师在完成规定学时的授课与答疑后，学生只需通过最终考试即可完成一门课程的全部学习，在这个教学模式中学生的参与情况是未知的，主要还是以授课教师为核心进行[3]。如果授课教师的教学安排不合理，学生会产生“选择”知识的心理，只对授课过程中他们所认为的重点知识加以重视，对于其他有同等重要程度的知识选择忽视。

2.创新能力的培养。根据上文对于结构设计原理课程的教学现状以及“学教研”模式的分析，本课程拟参考简称STEM（Science，Technology，Engineering，Mathematics）的教学方法。此方法以工程设计为教学导向，针对社会与工作的需要对学生进行专业素养的培养[4]。

三、结构设计原理课程的创新教学实践

1.教学大纲。结构设计原理课程的主要特点是需要理论与实践结合，既要对基本理论知识有全面的掌握，又需要实际中的工程实践辅助。课程的任务在于通过教学，培养学生灵活运用结构设计基本理论和知识，分析和解决工程实际问题的能力。

通过教学大纲涵盖的知识点，使学生掌握材料性能、结构设计方法、钢筋混凝土构件承载能力的计算等方面的内容，培养正确的分析与设计能力，帮助他们独立自主应对实地的设计问题。

2.课堂教学方法的改进。（1）使用反复教学法。结构设计原理的规范与适用条件繁多，公式与表达符号与之前的学习容易混淆，所以需要教师多次着重强调。结合遗忘曲线的规律，以一定频率重复强度学习中的重点知识与易弄错的计算过程，督促学生自主记忆强调过的内容。由于很多本科学生的学习自觉性不足，反复教学可以潜移默化地达到监督的效果，防止在后续的新知识的接受过程中衔接不畅。（2）使用案例教学法，结合相关实践。单纯使用理论授课不能引起学生的学习热情，选用贴合理论知识的具体案例，鼓励学生切身投入问题的探索过程中，同时多开展一些小组的讨论汇报活动，使学生更具有主动性，更容易获得解决问题的成就感，从而加强对专业知识学习的兴趣。（3）使用多媒体工具。运用多媒体教学可以针对要研究的对象，进行直观、形象的展示。例如钢筋的冷拉施工，既要讲解钢筋在冷拉过程中发生的变形过程及破坏时的状态，又要阐述在过程中的力学性能变化情况，这是很难用语言或者板书就可以解释清楚的。

四、結论

1.我国在工科类教育上仍采用传统的教学理念，以教师传授为主，忽略了学生的实践动手能力，同时对科研理论知识的运用情况不佳，学生基础知识不扎实，严重影响后续学习与工作。

2.针对结构设计原理这门课程，提出了“学教研”理论的授课模式，依据STEM的齿轮教育办法提出了对于课程创新的思考，培养学生将课堂理论知识融入实际情景中去，将解决工程问题作为导向性目标进行有效的学习过程。

3.基于课程大纲，从任课方式与考核标准方面对课程进行了丰富，同时依托具体科研实例对结构设计原理提出了实践创新，以培养适合我国“新工科”建设的专业型人才。

参考文献：

[1]高迪，印桂生，孙建国.新工科视域下的高等教育课程教学质量提升研究[J].黑龙江高教研究，2018，（12）.

[2]蒋建清，曹国辉，陈东海，贺冉，何敏.应用型地方高校土木工程虚拟仿真实验教学中心建设探索[J].实验室研究与探索，2018，（2）.

[3]辛丽华，荆春丽.新工科背景下高校创新创业教育改革探讨——以山东省部分工科院校为例[J].智库时代，2019，（04）：118-119.

[4]黄桦.STEM教育深度融入科学课程教学的实践路径[J].现代教育技术，2018，28（05）：121-126.