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时间:2018-07-14
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1、探究式教学在“机械工程材料”课程中的应用 探究式教学自上世纪60年代问世以来,在教育界获得广泛关注。施瓦布的生物科學探究模式、理查德·萨其曼的“探究训练模式”、罗伯特的“学习环境式”、拜伦·马希尔斯的“社会探究模式”是美国探究式教学的代表理论[1]。 随着我国人才培养目标改革,探究式教学在我国发展迅速,其积极意义得到广泛认识且付诸实践,特别是在基础教育阶段[2-3]。探究式教学的特点是以学生为主体,教师为主导,通过主体的主动探索,完成知识体系构建,强调学生探索精神和创新能力培养[4]。培养学
2、习能力和解决实际问题能力是高等教育的特点之一[5]。探究式教学正迎合了高等教育特点,更能发挥出它的内在优势。但由于探究式教学要依据课程目标及受众特点来制定,没有固定模式和既得经验,正处在探索阶段。“机械工程材料”课程是机械类专业的一门专业基础课,是培养学生实践能力和创新精神的重要课程,也是后续专业课程学习的基础,具有十分重要的地位。通过分析课程教学目标和特点,探索相适应的探究式教学模式,提出实施过程中存在的问题及应对措施,为机械类专业课程普及探究式教学提供必要的依据。 1“机械工程材料”课程特
3、点 “机械工程材料”课程综联盟合性强,内容与实际生产生活紧密相关,知识点覆盖基本理论和应用实践,是一门先有实践后有理论的课程。具有抽象性、推理性、实践性等特点。以文九巴主编的教材《机械工程材料》进行讨论[6]。抽象性,在“第一章材料的结构和金属的结晶”中知识点“金属中常见的三种晶体结构”,将晶体结构抽象为空间点阵,且按某种预定的结构排列,具有很强的抽象性。推理性,第5章中知识点“杠杆定律的应用”,通过杠杆定律计算碳含量与平衡组织的关系。实践性,是课程的主要特征,从第6章后的内容均为实践性问题,
4、涉及材料、工艺等多个方面。教学目标是培养学生发现问题、解决问题的能力,具体为能将知识点应用到工程实际,能独立完成各种零件材料选择及加工工艺确定。所以,教学上除了要掌握知识点外,更重要的是培养学生的探索精神和创新能力。教学过程中必须结合工程应用实际,让学习对象具体化、形象化及可操作性强。 探究式教学结构框架 探究式教学是将各项教学活动进行科学合理规划,是一个系统工程,必须遵循一定的原设计则。一是,系统性原则。探究式教学涉及学生、教师、学习材料及教学条件等多方面因素,设计中要充分考虑各种因素对教
5、学效果的影响,进行系统性考虑。二是,主体性原则。探究式教学的主要特点是学生作为学习主体,在设计中必须保证学生的主体作用能得到充分发挥,探究精神及创新能力得以培养。三是,整体性原则。探究式教学是面向全体学生,学习过程中要能确保每一位学生全面参与,充分发挥个体优势,互为补充,使集体智慧集约式发挥。四是,服务性原则。探究式教学的重点是自主探究学习,要根据学生探究需要的知识点进行设计安排,而不能从教师教的角度出发,确定教师指导是为学生探究服务。 探究式教学重点是解决问题,前提是调动学生学习的主动性,目
6、标是培养实践能力和创新精神,充分体现学生的主体地位。美国教育学家认为,一个人要使现有知识成为他自己的知识,必须亲自从事“发现的行为”。提出问题是探究式教学的前提和基础,分析、解决问题是关键,归纳总结是升华。所以,探究式教学的总体思路是问题创设、分析解决问题及归纳总结。情境创设,提出问题 根据教学目标创设教学情境,让学生在熟悉的情境中探究科学问题,根据教学目标和要求引导学生自己发现并提出问题。绪论部分,情境:时代的发展以材料发展为标志,石器时代—青铜时代—铁器时代—新材料时代。引导学生讨论材料分
7、类,结合工业生产和日常生活了解的材料,提出问题即材料分类及特性。延伸问题,金属材料要实现各种应用,要进过怎样的加工,激发他们学习课程的积极性。 2.分组探究、解决问题 探究式教学是面向全体,发挥每一个体的聪明才智,使每一位学生得到发展。为此,将一个班分为若干小组,每一小组以5-6人为宜。先了解学生的认知水平和个性特点,让小组内部实现科学搭配。比如,将学生按照个性分类,比较外向的、思路清楚、善于表达的同学挑出来,每一组分配一名,将思维缜密、善于观察分析问题的同学挑出来各组配一名。总的来说,就是
8、分组要具有公平性。分组后,每一小组由组长负责,统筹安排组内探究活动。探究过程中,当学生遇到困难时,教师不要急于给出正确的方向,要求学生给出方案,评估方案的效果,不合理后再次探讨,以此循环多次。这一过程是培养学生的创新意识和创新能力的重要环节。 2.归纳总结,内化提升 归纳总结是探究教学的重要环节之一,通过归纳总结,把新的知识纳入自我知识框架,锻炼了知识吸收能力和整合能力。如第五章第二节中,讨论了知识点:铁-碳相图中点、线、区的意义,典型合金的平衡结晶过程及室温平衡组织。讨论后大家对知识点都有
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