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現代科學方法范文第1篇

【關鍵詞】現代設計方法 MATLAB編程 機械工程 本科培養

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0232-02

我國高等教育發展綱要中提出了“優化知識結構，豐富社會實踐，強化能力培養”的要求，目的是切實增強高級專門人才的能力。實踐教育，特別是創新性實踐教育是達到這一目的關鍵舉措[1]。長期以來，我國機械工程專業學生占大學生總數的比重始終居于前列，這與社會渴求機械類人才的現狀相適應，這種趨勢還將延續。因此，機械工程專業的教學改革在高等教育改革中占有重要地位――它直接決定了高校培養的機械專門人才能否適應我國社會主義現代化建設的需要。為了培養具備創新設計能力、基礎扎實、適應面廣的機械專門人才，我國工科院校普遍開設了現代設計方法課程；該課程是一門綜合性課程，可以直接用于創新性實踐教育，一般作為高年級本科生的專業必修課。由于各個高校具有不同的傳統和特色，因此這門課并沒有統一的教材和教學內容。“如何針對本學校的實際情況、讓學生有效地掌握現代設計方法”已經成為擺在相關授課教師面前的緊要問題。本文對現代設計方法的課程內容、教學困難做出分析，在借鑒其他高校課程改革成果的基礎上，探索適合本校的課程教學方法。

1.現代設計方法課程的內容

現代設計方法涉及的內容非常廣泛，融合了當代科技的各種先進理念，適用范圍并不局限于機械設計，例如：優化設計可以用于各行各業，有限元方法可以用于流場、電磁場等多種連續域物理問題。實際上現代設計方法要求學生既要理解通用的數學模型，又要熟悉本專業的理論知識，還要會使用專門的軟件工具。下面從機械工程專業的角度，列舉現代設計方法課程的主要內容。

1.1設計方法學

設計方法學是從全局的視角幫助設計人員開發出高價值的創新產品。它將設計對象視為一個技術系統，將技術系統的總功能分解至功能元，為功能元求解就是尋找實體結構。這樣可以得到多種整體方案，然后從中找到最優解。這個過程需要創新思維方法和技法，如頭腦風暴法、組合創新法等。近年來，基于TRIZ理論的創新設計方法開始引入教學。TRIZ又稱萃智，試圖將發明創造過程流程化，讓人們以查表的方法找到問題解決方案；實踐證明，它確實可以加快人們創造發明的進程以得到高質量的產品。

1.2優化設計

優化設計（Optimization Design）能幫助設計者從所有方案中選擇出最佳方案。普通設計中，設計人員憑借經驗和規范提出多種設計方案，然后按照一定的評價準則選出得分最高的方案。優化設計中，設計者首先需要將工程問題用數學語言描述成優化模型，然后選擇合適的優化方法，最后在計算機上搜索設計空間以找到最佳方案。根據問題的不同復雜程度，有時候只能得到局部最優的方案。

如何將工程實際問題用優化數學模型描述出來是教學要點。求解數學模型可以用MATLAB編程實現。

1.3可靠性設計

可靠性設計（reliability design）認為任何產品都存在失效的可能，設計人員應該保證產品有足夠能力在規定的時間內和給定的條件下，完成規定功能。這需要學生建立新的觀念：產品的物理屬性不是定值，而是服從某個概率分布的隨機變量。學生還要學會將概率統計理論知識用于零部件的可靠性設計。

1.4有限元方法

有限元方法也稱有限元分析（Finite Element Analysis），它將連續域問題用多個互聯的子域問題代替，每個子域問題用節點變量描述出單元數學方程，接著組裝成整體數學方程，最后進行數值求解。一般要求學生會用ANSYS軟件對零部件的強度進行校核。

1.5其它現代設計方法

計算機輔助設計（Computer Aided Design）已經得到普遍應用，這要求學生至少會用一種三維造型軟件，如Pro/E， SolidWorks， CATIA，UG等。機械結構的動力學仿真也是與機械設計緊密相關的內容，這需要掌握ADAMS等動力學分析軟件。

2.教學中存在的問題

由于現代設計方法這門學科發展迅速，內容繁多，這給教學帶來了一系列困難，也引發了諸多教學改革嘗試，體現在以下幾個方面：

2.1 缺乏權威定義

一個明確的定義有利于讓學生準確地區分傳統設計方法與現代設計方法，從而使他們更好地理解課程內容。現有教材將一些先進的設計方法的集合統稱現代設計方法[2， 3]。但是隨著現代科技的飛速發展，新的設計方法將不斷出現，同時一些以前視為先進的方法逐漸變成常規方法。這種動態變化使得現代設計方法目前沒有權威的定義。針對這個問題，有學者提出將“當今時代為產品制造或工程項目完成達成實體化全過程而制定的技術上的方案、圖樣與程序”作為定義[4]；還有學者使用比較教學法從九個方面展現出現代設計方法和傳統設計方法之間的差異。這些工作有益于人們明確對現代設計方法的認識。

2.2 難以全面講解

現代設計方法經過多年發展已經成為一個內容龐雜的理論和方法的體系。有學者列舉了50多種已經研究和應用的現代設計方法；有的教材提出八種不同設計方法作為教學內容。但是有限的課時是教學內容的最大限制；如果以創新實踐教育為目標，那么學生只能掌握很少的設計方法。因此，授課教師只能選擇重要的內容進行講解。普遍認為：創新設計思想，優化設計，有限元方法，可靠性設計等內容是不可或缺的模塊內容。

2.3 難以深入講解

現代設計方法的主要教學模塊內容十分豐富，大多可以獨立成專門的課程。在有限學時的約束下，教師很難將每個模塊深入講解到學生能夠運用自如的程度。據稱國外著名大學一般不設立此課程而是分別設置諸如“優化設計”、“有限元法”等課程。國內有的教學團隊也嘗試建立相關課程體系來解決這個問題[5]。該團隊提出“注重專業必修課，深化專業選修課，擴展公共選修課”的思路，著力構建和完善現代設計方法課程體系。具體地說，將現代設計理論及方法作為專業必修課作為基礎課程，同時開設“優化設計”、“有限單元法”等專業選修課供學生進行深入學習，還設立“ANSYS有限元分析”、“ADAMS動力學分析”等多種公共選修課供學生學習設計工具的使用；此外，還將其它先進的設計方法如“反求工程設計”、“并行設計”等作為公共選修課供學生拓展知識。

3.教學方法初探

本校根據實際情況安排40學時用于現代設計方法課程。如果以實踐教育為導向，有限的學時不能保質保量地完成教學。筆者經過初步探索做出如下教學安排：

a）教學內容：TRIZ創新設計方法，優化設計，有限元分析，可靠性分析，計算機仿真工具原理；

b）教學重點：各種設計方法的基本數學模型和MATLAB求解。

在這個安排中，實踐教育的重點在于訓練學生針對簡單工程問題進行數學建模，然后用MATLAB軟件編程求解；對于各種仿真軟件的具體使用不做介紹，但是集中介紹各種仿真軟件原理，并將它們的操作流程與數學模型的建立與求解過程聯系起來。

4.結束語

如果以實踐教育為導向，那么教師需要根據本校的實際情況確定教學重點內容，同時還要探索新的教學方法，才能使學生在有限的學時里掌握先進的設計方法、并將其應用在機械產品的設計實踐中。這個探索過程是必要的也將是長期存在的。

參考文獻：

[1]顧秉林，王大中等.高水平學科建設的創新人才培養之路[J].清華大學教育研究，2010，31（1）.

[2]趙松年，佟杰新，盧秀春. 現代設計方法[M].北京： 機械工業出版社，2011.

[3]孫靖民. 現代機械設計方法[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2003.

現代科學方法范文第2篇

關鍵詞：婦產科教學 實踐能力 現代化教學技術 實訓室

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0066-02

婦產科教學是醫學院校重要的基礎性教學科目，是各類醫學專業學生必須學習和通過的骨干課程之一。傳統婦產科教學通過教學――見習――實習三個步驟，在課堂學習、臨床見習和醫學實踐的各環節指導下，形成學生對婦產科教學內容的掌握，達到婦產科知識與技能的積累。在病患維權意識提高、社會對醫療服務質量要求提升的大環境中，傳統的方法出現了不適應和不需要對此進行不斷而積極性地改革，從教學內容、教學方法的變革入手，更加注重婦產科教學中對學生實踐能力的加強，在加強課件制作、實訓室建設的基礎上，探索出新時期婦產科教學的要點，真正培養出適于臨床、適于醫療、適于實踐的技能型和研究型醫學人才，為婦產科教學和醫學院校的教育改革服務。

1 重視和提高婦產科教學課件的制作能力

婦產科教學課件是提升學生婦產科教學內容的理解，提高婦產科教學內容的記憶，方便婦產科教學內容掌握的重要方法和途徑。在婦產科教學中學生群體龐大，一般采用共同課的方式進行教學，在共同課的進行過程中，教師無法對學生的表現而進行差異性的教學，這是就需要教師制作出易于學生掌握，方便學生理解的婦產科教學可見，通過模仿演示、模型展示、掛圖講解、PPT講演等方式，增加學生對婦產科知識的感性認識，加深了對婦產科教學內容記憶，同時也養成了學生對醫學課程觀察和學習的深入方法，對于整個醫學專業學習來說具有事半功倍的效果[1]。在婦產科教學課件的制作過程中要發揮教師的主觀能動性，要告別傳統地做法――對教育和課件等過分依靠的思想，形成結合婦產科教學和學生實際認知能力相結合的教學課件，這樣的課件不但具有生動性，而且還可以大幅度提升學生興趣，同時，也能夠對需要講授的婦產科教學重點進行突出和重點強調，形成具有可操作性、針對性的教學效果，在提升婦產科教學課堂質量的同時，加速學生婦產科知識的迅速積累，不斷促進學生基礎和專業能力的提高。

2 加強實訓室建設提高學生實踐能力

當前高等醫學院校應該根據社會發展和病患維權意識的增長來進行相關的建設，要將婦產科教學實訓室建設作為發展的重點，通過在婦產科實訓室的建設來滿足不同專業對婦產科實訓室的要求。建設婦產科實訓室需要從物質上做出努力，要將婦產科專業需要設備、儀器、藥劑和模型等必備品要“奇裝滿員”[2]，讓學生可以充分利用設備和儀器進行基本的訓練，通過模型達到基本技能的掌握。在學生進入婦產科實訓室之前要展開對學生的強化培訓，通過對婦產科實訓室相關要求和管理的強化規范學生利用婦產科實訓室的行為。要將學生在婦產科實訓室的表現列入到考核體系之中，這樣可以提高學生對婦產科實訓室學習的興趣，同時還可以培養學生的婦產科知識，更會對提高學生日后面對婦產科病患時的自信。婦產科實訓室的利用時間應該延長，在有效的課余時間要隨時對學生開放婦產科實訓室，這樣有利于學生利用自主時間進行實踐的學習和探索，不但可以加速學生對婦產科知識的掌握，更會提高學生婦產科技能和科研的能力，為學生日后的職業發展鋪平了廣闊地道路和空間[3]。實訓室建設是當前高等醫學院校的重點，也是婦產科教師應該予以高度關注的重要教學環節，教師應該利用實訓室的實踐教學作用，對婦產科課程展開更有效地教學，這會形成一個以實訓室為中心，集中教師教學特長的新型教學和實踐場所，不但可以有效提升婦產科教學效果，更可以提高學生面對婦產科實際病患的能力，達到學校、學生、教師共同發展和進步的多贏格局。應該看到實訓室的建設在各類高等院校的實際過程中都屬于新生事物，要善于總結和不斷探索，將婦產科教學實訓室真正做好，打造出學生學習、教師教學的新空間和新陣地。

3 加強臨床教學模式強化學生操作能力

傳統臨床教學模式的主體是教師，教師在臨床教學中處于主體地位，學生只是知識接受的客體，并具有極大的被動性，無法發揮學生的積極性，也忽視了學生思維和認知的特點，對于學生在教學中獨立的思考地位和人格來講是一種極大的不尊重和傷害。新時期要創建新型的臨床教學模式，要學生產生問題，并將問題通過自助的方式加以解決，在訓練學生發現、分析、解決問題的同時，實現學生在婦產科教學中主體地位，培養出學生自主學習、積極發展、不斷創新的品質，通過動手能力和操作能力的提高，適應社會的變化，形成學生獨立思考、積極進取、不怕困難、刻苦研究等意志和品質，進而實現整個高等醫學院校教育和教學的基本目標[4]。在臨床教學中應該鼓勵學生大膽思考、主動質疑，通過學生的不斷思維達到發展的價值和目標。

4 現代化教學技術在婦產科教學中的應用

21世紀是高度信息化的時代，單一的教學方法和手段已不能適應當前醫學教育的要求。以計算機為載體的集聲、像、文字、動畫、音樂為一體的現代化教學手段――多媒體計算機技術，以其自身的優勢越來越多的被應用于醫學教學的各種活動中。選擇婦產科教學過程中抽象難懂、枯燥難記的內容，利用網絡資料、電教資料制成精美的課件，使學生在寬松愉悅的氛圍中充分利用視聽感受器官，在課時不斷壓縮的有限時間內利用圖文、動畫，盡快理解記憶和掌握所展示的教學內容。例如：正常分娩、產科常見手術、婦科常見手術、特殊檢查及診療技術等章節內容。因為學生人數多、病人維權意識增強所造成的見習、實習機會減少問題，可以在隨心所欲播放的課件面前迎刃而解。尤其是有從事婦產科專業意向的學生，不僅可以反復觀摩，而且可以在實訓室邊看邊練，既激發了學生動手的興趣，又提高了操作的規范性，經過嚴格訓練的學生在就業后能很快獨立完成常規臨床操作，成為一名合格的臨床住院醫生。婦產科教師應該篩選本學科和相關學科的最新研究成果和診療技術，定期在教師、學生人群中播放，這樣不僅擴展了學生人群中婦產科專業知識的傳授時間和途徑[5]，而且擴大了相關的信息量和知識量，為進行婦產科教學打下了良好的技術和教學基礎。

5 加速婦產科教學的創新研究

婦產科教學創新需要堅實的基礎，作為高等醫學院校應該立足于自身實際，展開婦產科教師的繼續教育和不斷深造工作，通過不斷提高達到婦產科教學質量的提升，進而為婦產科教學的創新打下良好的基礎[6]。要鼓勵婦產科教師展開新的教學方法和策略的探索，要對合理地婦產科教學創新給予一定的鼓勵，讓創新的婦產科教學得到正確的評價，進而達到對婦產科教學創新的方向性引導。進行婦產科教學創新不光在形式上和表面上，一些醫學院校采用走出去的方法，現在看來不失為一種較為有效的舉措，通過教師和學生深入到基層診所和社區醫院，達到對婦產科知識的廣泛攝取，進而為提高學生婦產科知識和能力打下堅實的基礎。此外，婦產科教學創新還應該為國際化打下基礎，醫學院校應該主動聯系到高水平的國際醫療單位或者是發達國家醫院，將婦產科教學的難題進行有效而全面地交流，通過對問題的分析和解決，達到溝通能力的提升，也實現了先進婦產科知識的共享，這會對婦產科教學的創新起到積極性地推動作用。要看到婦產科教學創新的手段和途徑的豐富性，只要我們能夠積極思考就能夠發現和探索新的途徑和方法。

6結語

綜上所述，婦產科教學是整個醫學教育體系中重要的門類，在培養知識廣泛、技能多樣、具有一定特長的復合型醫學人才的過程中，婦產科教學具有基礎性的作用。基于這一原因，應該立足于婦產科教學的實際，從教學內容、教學方法、教學技術的創新上入手，通過課件、實訓室、現代教學手段的應用達到對婦產科教學的變革，在激發學生婦產科教學興趣的基礎上，提高婦產科教學質量，進而推進新時期婦產科教學的現代化和改革進程。

參考文獻

[1] 吳彩琴，劉杏菊，段亞軍.婦產科臨床教學中存在的問題及教學方法改革探討[J].衛生職業教育，2009（8）：84-85.

[2] 靳瑾，張國偉.PBL+LBL教學模式在婦產科八年制臨床見習中的應用[J].基礎醫學教育，2011（2）：56-57.

[3] 蔡東紅，張穎，鄧敏，等.循證醫學在婦產科臨床教學中的應用研究[J].現代醫藥衛生，2009（5）：173-174.

[4] 何艷，羅虹雨，唐曉鵬，等.淺談傳染病學臨床見習的問題和對策[J].中國現代醫學雜志，2005（23）：79-80.

現代科學方法范文第3篇

關鍵詞：教學方法 歷史觀 課程

目前，國內高校在本科教育階段開設的《中國近現代史綱要》（以下簡稱《綱要》）課程，是一門歷史類的思想政治理論課。教師講授這門課，既要運用歷史知識的教學方法，又要運用思想政治教育方法。為了順利實現這門課的育人目的，教師有必要注重教學方法的研究。本文擬從大學生學習現狀、課堂教學等方面討論針對這門課的具有可行性的教學方法創新問題。

一、當代大學生歷史知識學習現狀

當前，我國社會經濟的迅速發展，為大學生學習與就業提供了良好的環境。大學生生活在這樣的環境中，面臨著各式各樣的機遇與競爭。受社會經濟因素的影響，大學生在選擇知識技能學習時，往往選擇學習時間短、易于就業的專業知識，對于歷史類思想政治理論知識與觀念的學習則放在了非首選位置。從大學生的課堂內外的言談中可知，當代大學生在歷史知識的學習方面存在以下現狀：，

第一，忽視了歷史知識學習的必要性。在國家高考分文理科生的招生模式下，很多理工科類的學生，在高中分科階段就很少接觸歷史知識了。高考不用考歷史，就成為了他們心中歷史知識無用思想的來源之一；他們認為大學畢業后，不從事與歷史學科有關的工作，也成為他們心中歷史知識無用思想的又一個來源。這樣，他們就主觀上認為歷史知識甚至歷史類思想政治理論課程學習沒有多少必要。他們還沒有理解歷史知識的社會功能。[1]（P39）

第二，漠視了歷史類思想政治理論課的重要性。對歷史知識學習的忽視的情況，理工科學生群體表現比較突出。然而，對歷史類思想政治理論課重要性的漠視情況，則理工類和文科類大學生群體都顯得突出。他們認為《中國近現代史綱要》課程的內容，他們都或多或少知道一些。他們很滿足于自身的認識程度，卻不理解大學階段學習這些課程內容的重要性。這種認識水平，導致他們在這門課程的學習中表現出淺嘗則止的態度，缺乏自覺思考這門課程重要性的努力。

第三，缺少歷史知識的積累。大學生們在學習《中國近現代史綱要》課過程中，對教師在教學過程中提及的歷史知識，既表示好奇，又表示似是而非。如當問到“地主”、“買辦”倒底是指稱那些群體時，學生各有各的答案，甚至有的直接搖頭表示不明白。對于近現代史上有名的歷史人物的生平事跡，學生或是不知道，或是持不確定的態度。對歷史知識涉及如此甚少甚淺，也就影響了他們對歷史類思想政治課的理解。

導致上述大學生學習《綱要》課知識各種現狀的原因有很多方面，其中最主要的是當代社會不良思潮風氣干擾與學生自身認識局限。這足以引起我們教學工作者的重視。要改變扭轉這種狀況，教師有必要改革創新課堂教學方法。

二、《綱要》課教學方法創新

大學生普遍已習慣于中學階段歷史課的教學方法與學習方法。他們認為《綱要》課就是歷史課，自然將其排在自己專業課的后面，沒有將其作為思想政治理論學習課程看待。對此，大學教師只有創新《綱要》的教學方法，才能引導學生改變對這門課的看法，進而改善其學法。

第一，采用多媒體教學。《綱要》教材內容極其豐富，理論概括性強。由于生活時代的差異，大學生對教材有時難以深入理解。教師采用多媒體教學，就可以將生動的史料搬上講臺屏幕，讓學生在圖文并茂、聲電結合的教學環境中感受教材內容。教學手段的豐富，增加媒體的視覺、聽覺效果，可以讓大學生感受到《綱要》課與中學歷史課絕然不一樣。

第二，采用互動式教學方法。大學教師育人，重在引導學生確立自主學習觀念。《綱要》課教師，采用互動式教學，才能引導學生自主掌握國情國史，并確立正確的思想政治觀念。教師實施互動式教學，就需要對課堂教學活動進行設計，不斷創新。這樣，才能吸引學生投入課堂學習活動。問答式、辯論式、主題發言，都能集中學生的課堂注意力，激勵學生對課堂內容進行一番思考。組織設計這些課堂活動，教師才能通過學生個人的學習表現，把握學生學習的真實狀態。

第三，運用補充式教學法。教師要引導學生以課余學習來補充課堂學習。就《綱要》課而言，大學生的課堂學習時間是有限的，而課程內容卻涉及廣泛。為了化解這種矛盾，教師可以引導學生利用課余時間學習《綱要》教材的內容。目前，各高校圖書信息資料都很豐富。學生利用這類資料的途徑很便捷。這就是大學生自主學習的有利條件。教師通過指導學生進行課題設計，督促學生課余查閱圖書信息，以學生課余學習補充課內教學，就在一定程度上挖掘了學生自主學習歷史知識的潛在能力。

第四，影視展覽現場教學法。根據《綱要》課程教材內容，教師可找到很多與教材內容相匹配的影視節目與展覽活動。教師通過影視教學與實地參觀將學生帶入歷史情境之中，當場解說歷史情節畫面，融教學內容于情境展示中，就能在很大程度上調動學生學習歷史知識的興趣，尤其能增強學生對歷史過程的親近感。

上述教學方法均側重于教師對課堂教學活動的設計與創新，解決了學生在課堂上學什么、怎么學的問題，有別于教師單一的課堂講授。《綱要》課教師正是需要借助這些方法，培育大學生對國情歷史的正確態度與積極情感。

三、《綱要》課教學方法創新的意義

一方面，對于面向大學生開設《綱要》課的目的，教師們都能充分理解。另一方面，當代大學生學習這一課程的上述現狀，令人深思。要切實結合這兩個方面，教師們就要從課程教學這一途徑著手。因此，課程教學方法創新就成為教師必須面對并付諸實際的一項任務。開展教學方法創新的意義在于：

其一，有利于引導大學生正確認識《綱要》課的性質，即這一課程不是單一的歷史知識講授課，而是大學生思想政治理論素質教育課程。大學生通過學習這一課程要更準確的掌握國史知識，更深刻的理解國情實況，從而增強愛熱愛有中國特色社會主義祖國的情感。

其二，有利于大學生正確對待思想政治理論系列課程。《綱要》課是當前思想政治理論課系列中的一門課程。由于課程內容的特征，大學生可以直接通過課堂感受生動的歷史知識內容。根據由淺入深、由此及彼的教育方法，大學生可以通過這一課程的學習，比較容易地理解其它思想政治理論課的內容體系。

其三，有利于大學青年確立正確的思想道德價值觀念。人的思想道德價值觀，就包含了對歷史與現實評價與認識的歷史觀。提出：“歷史觀是史實的知識，是史實的解喻”。[2]（P4）一個人有了正確的歷史觀，才能合理認識人生社會的復雜現象。就多數大學生而言，在本科階段學習《綱要》課的歷史知識內容，很可能就其個人一生中集中性學習國史國情的終極了。而且，社會在變，人的思想道德價值觀念也會變化。大學階段，恰恰是一個人思想道德價值觀念成型期。大學生在步入社會之前，順利完成歷史觀等思想道德觀念的塑造，有助于個人正確對待不斷變化的社會現實。這不僅自身受益，還可能傳播其積極效應。

總之，創新《綱要》課的教學方法，達到培育大學生創造性思維、聚合思維、發散思維、批判性思維并運用這些思維方式正確認識現實社會問題具有重要意義。[3] （P155）

綜上所述，教師從事《綱要》課的教學，就要不斷創新教學方法，這樣才能提高教學質量、改善教學效果，實現以史育人的目的，才能實現思想政治理論課程育人目的，才能與時俱進地適應大學生思想政治理論教育、國史國情教育所面臨的各種復雜局面。

參考文獻：

[1]姜義華、趙吉惠著：《史學導論》[M]，上海：復旦大學生出版社，2003年。

[2]李守常著：《史學要論》[M]，北京：商務印書館，2000年。

現代科學方法范文第4篇

[關鍵詞]現代教學理念 土壤學 教學方法

人們常說“民以食為天，食以土為本”，可見土壤作為農業生產的最基本生產資料，在農業生產中具有極其重要的地位。土壤學課程作為高等農業院校農業資源與環境、農學、生態學、植保、園藝、林學、草業、土地管理、環境科學等專業的專業基礎課，課程內容豐富，涉及面廣，理論性和實踐性都很強。因此，學好土壤學對各專業學生科學素質和實踐能力的培養起著關鍵作用。

伴隨著我國社會、經濟的快速發展，對人才的要求也越來越高，特別是在信息時代，傳統的教學理念所培養的學術型人才已經無法滿足社會的需求，這就要求高等院校培養更多的應用型人才。因此，如何在土壤學的課堂教學過程中將傳統的教學理念轉變成現代的教學理念，改革和創新教學方法，提高學生學習和應用的能力，提高教學質量，培養更多高素質、高質量的人才顯得尤為重要。

一、現代教學理念

教學理念是人們對教學和學習活動內在規律認識的集中體現，同時也是人們對教學活動的看法和持有的基本態度和觀念，是人們從事教學活動的信念。明確的表達教學理念，對教學活動有著極其重要的指導意義。

現代教學理念主要是針對于傳統教學理念提出的，它更注重以學生為中心，教師在教學過程中起輔助和引導的作用，學生擁有主動權。教師主要工作是設定情境，讓學生產生興趣，發現問題，并在教師引導下，探索研究問題，找出解決方法并進行驗證的一系列過程。

現代教學理念集中體現在重新確立課堂教學的價值觀、教學觀、過程觀和評價觀。

1.價值觀

在現代教學理念中課堂教學中既要注重書本中基礎專業知識的傳授，又要注重與課本知識相關信息的擴展。使學生在學習知識的同時，還要受到精神層面的熏陶，豐富他們的文化底蘊。同時以培養能力為核心，以知識為載體，滲透科學的思維和分析方法。充分體現課堂教學的知識與文化價值和課堂教學的能力與方法價值。

課堂教學也是學生道德養成和人格健全的過程。職業要求教師“為人師表”，肩負教書育人的雙重責任。這是課堂教學的人格價值取向和教師職業特定的職責要求。一個優秀教師的成長，必須把自己的生命融入到教學過程，通過良好的教學行為體現自己的生命價值。只有教師的教育行為與學生成長需求達到高度一致，才能取得最好的教學效果。也就是在教學過程中要注重課堂教學的道德與人格價值和課堂教學的生命與發展價值。

2.教學觀

教學過程的本質是交流與互動。沒有師生的交流的教學就等于沒有發生教學。交流與互動是課堂教學的基本形式。在現代教學理念的教學觀中教師是學習的組織者、合作者和引導者，而不是學生的主宰和領導。教師的職責是在學習過程中引導學生發現問題并積極地發散性的思考問題，在探索問題的答案的過程中學習新知識，提高學習能力。與傳統的讓學生理解知識、形成系統的認知有所不同的是，在整個教學過程中它的重點都放在學生能力的提高與發展上。

3.過程觀

教育的特殊性在于其過程的特殊性，在教育活動中過程即目的、過程即結果。教學過程中，學生的參與和活動構成過程要素，倡導在過程中學習，在過程中成長，在過程中發展的學習觀念。學生是學習的主體，是發展中的人，是成長中的生命。教師不僅要關注學生的知識和技能，思想和方法，更要關注學生的情感、態度價值觀的形成。在教學活動中關注學生成長的全過程，在過程中形成能力，在過程中掌握方法，在過程中得到發展。

4.評價觀

按照新的教學理念，對課堂教學的評價標準必然要發生一定的改變，可以概括為六度，即：學生思維的自由度：自主、開放、活躍、創新；學生課堂的參與度：主動、體驗、表現、感悟；知識技能的整合度：實際、理解、操作、訓練；師生清關的親和度：交流、互動、親切、和諧；學習目標的清晰度：應用、分析、綜合、評價；學生能力的延展度：再現、升華、遷移、構建。

二、土壤學教學方法改革

現階段的高校教學正處于大眾化階段，高校若想使培養的學生能夠在最短的時間內適應、融入社會，就需要從教學過程中的教學內容、方法、手段等方面進行改革、創新，突破傳統教學理念在現代社會教學過程的瓶頸，倡導現代教學理念。為了將現代教學理念融入土壤學課程的教學過程，根據各章節教學內容的特點主要進行了以下幾種教學方法的改革。

（一）案例教學法

案例教學法是在教學過程中，根據教學內容引入典型實例，可實現課本知識相關信息的聯系和擴展，并具有很強的釋疑作用。但案例不能隨便選擇，要精選、要體現教學的目的和內容。通過案例使學生更好地理解理論知識，并能將所學的理論知識與實踐聯系起來。例如在講到土壤類型的垂直地帶性分布時，以我國的喜馬拉雅山系南坡土壤類型垂直分布的差異作為教學案例。通過這個案例讓同學們理解土壤類型隨地勢的增高而呈現演替分布的規律性。同時更深入的理解隨海拔的升高，溫度的變化，降雨量的變化，及溫度和水分的變化對植被類型的影響，進而在這些因素的綜合作用下如何影響土壤的形成。從而使同學們更加充分認識到五大成土因素對土壤形成的影響。

在我們的教學中不僅包括針對理論知識的教學案例，還包括與某些教學內容相關的教書育人案例。在講到土壤肥力的概念時加入我國土壤學家、中國科學院院士侯光炯的故事。侯院士在調查了中國許多農業土壤后發現四川盆地紫色土水土流失嚴重，腐殖質很少，團粒結構更少，但仍具有一定的肥力，因而覺得威廉斯有關土壤肥力中團粒結構是土壤肥力基礎的論斷有一定的局限性。于是為了揭開土壤肥力的實質，他深入到農村，根據大量測定數據，提出土壤肥力是土壤水熱肥氣的周期性時變化和植物生理作用周期性時變化諧調的程度。通過該案例教育學生學習土壤時要多腦筋，多提問題，以促進對知識內涵的深入理解和掌握，同時也教育學生對知識要有探索精神。

（二）問題教學法

問題教學法以問題作為教學的主線，以問題引入，以問題歸結，又以新的問題引入新的學習。因此應用問題教學法的關鍵是如何抓住教學內容的重點和難點設立問題，充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，從而獲得比單向傳授更好的教學效果。

在教學實踐中，我們針對土壤學的不同教學內容，采用了不同的提出問題方式。例如在講授緒論時，為了在第一課就能激起學生學習土壤學的興趣，并能理解土壤學對于人類可持續發展的重要性。在講授具體內容之前提問，請大家根據自己對于土壤的理解回答“如果沒有土壤，世界將會怎么樣？”，“如果沒有土壤，明天將會怎么樣？”。問題的實質就是讓同學們總結出土壤的重要作用，然后老師再根據學生的回答進行總結，并引出所要講授的內容。

有些問題是在各章節講授過程中提出的。例如在講授土壤水分這一章時，首先給同學們講授的是數量法土壤水分的分類，講完后提出問題“土壤A是砂質土壤，質量含水量是10%；土壤B是粘質土壤，質量含水量是15%，那么將兩種土壤放在一起，土壤水分是由土壤A流向土壤B，還是由土壤B流向土壤A？”回答由土壤A流向土壤B的同學常常認為水分應由砂質土流向粘質土，而回答由土壤B流向土壤A的同學則認為水分應從含水量高的土壤流向含水量低的土壤。每一種回答都有自己的理由，但又相互矛盾，因此不能確定土壤水分的流向。這時老師指出為了能夠解決這個問題，提出土壤水分的另一種分類方法-能量法。這樣既能引出新的教學內容，又能激起學生的好奇心，為什么它能夠解決問題。

在每一章節的最后提出問題，不僅是對于整個章節內容的總結，也是對各章節內容的擴展。例如在講完土壤水分、空氣和熱量這一章后，提出問題“如何調節土壤的水、氣、熱”。這個問題的回答，同學們不僅要知道土壤性質對于水、氣、熱的影響，同時也要清楚三者之間的關系，進一步加深了對于所學土壤學知識的理解。因此提出問題的方式是多種多樣的，應根據講授的具體內容而變化。

（三）研討式教學法

研討式教學法是在教學過程中，學生在教師的指導下，圍繞某一中心問題，交流意見、互相啟發，弄懂問題的一種教學方法。研討式教學法可以活躍課堂氣氛，培養和鍛煉學生的探究能力、應變能力和思辨能力。例如在講完土壤和土壤肥力的基本概念后，提出討論問題“土壤和土地的區別和聯系？；土壤肥力和土壤生產力的區別和聯系？”。土地和土壤生產力都是在各種媒體上常見的詞匯，但對于它們的含義又不能說得很準確，所以要求同學們通過查閱資料后，討論它們的區別和聯系，從而加深對于所學知識的理解。

土壤學是面向不同專業開設的課程，在講授的過程中需要根據各專業的特點調整教學內容，也會針對不同專業提出不同的問題進行研討。例如：對于林學專業的學生提出“土壤類型的差別對于樹木品種的影響？反過來植被類型對于土壤性質又會有哪些影響？對于山的陽坡和陰坡的樹種和生長狀況為什么會有差異？”。對于環境專業的學生提出“為什么土壤對環境污染物具有凈化能力？”等。在研討的過程中為學生提供問題和討論問題的機會，討論并解決其他教學形式無法解決的問題，也充分體現了現代教學理念中的價值觀、教學觀和過程觀。

以上三種是在土壤學教學過程中為體現現代教學理念主要采用的教學方法，從某種意義上說，它們都可歸屬于參與式教學。目的都是鼓勵學生主動參與教學活動、促進學生主動學習。注重發揮教學對象學習的主動性和積極性，激發學生學習的興趣，學生通過參與教學過程從而更好地掌握教學的內容。但是應該指出的是，任何一種教學方法都有其優缺點和特定的適用條件。這就要求我們針對不同學生的背景和具體的教學內容靈活采取不同的教學方法。教學實踐證明：多種教學方法的融合，才能取得理想的教學效果。此外，要使課堂教學具有吸引力，作為教師，我們需要不斷地學習、自我完善和總結，要講究教學科學性和藝術性。

總而言之，高校在培養符合現代社會需求的人才時應提倡現代教學理念，改革教學方法，轉變教師與學生在“教”與“學”兩個方面的觀念，讓師生共同參與到高校教學方法改革中，共同成長，共同進步。

[參考文獻]

[1]許淑慧.高校教學方法改革探析.廣西社會科學，2012，（7）：186-188.

[2]柏燕.傳統教育和現代教育的教學過程比較.曲靖師范學院學報，2002，21（4）：101-103.

[3]曉晶，吳海燕.案例教學法與創新人才培養[J].黑龍江高教研究，2008（3）：130-132.

[4]周金其，李水英，吳長春.參與式教學的理論與實踐[J].高等教育研究，2000（3）：74-76.

現代科學方法范文第5篇

關鍵詞：現代數學；課堂教學；工科研究生

作者簡介：李忠艷（1972-），女，內蒙古赤峰人，華北電力大學數理學院，教授。（北京102206）

中圖分類號：G642     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0058-02

一、現代數學的演變趨勢和特征

多年來，伴隨著數學的不斷發展，人們難以數學下一個確切的定義，包括其特征刻畫。恩格斯在《反杜林論》中，將數學定義為“純數學的研究對象是客觀世界的空間形式與數量關系”。空間形式即為幾何學，這在客觀上完整地概括了19世紀以前數學的對象和本質，因而被譽為“經典定義”。但是20世紀數學的大發展衍生出的許多新特征，已經不能為經典的數學定義所概括。因為現代形式的數學已成為非常抽象的學問，并且完全演變成一種無物質內容的符號系統和一定公理規則下的推演技術。數學的這種離開物質內容的特有空洞性，加上它那曲折而奧妙的邏輯推演技術，造成了數學特殊的認知難度。

然而，現代數學在科學技術發展中越來越展示出巨大的力量。眾所周知，它已成為物理科學的語言和設計模型以及探索自然機理的手段。同時它又是其他自然科學、工程科學、經濟科學、管理科學甚至一切應用科學與技術的不可或缺的重要工具。現代數學的這種無比廣延的普適性，也正充分地說明了它對現實物質世界無限高遠的概括性和抽象性。這種抽象性越高，越與人的感官能及的直接經驗相去甚遠，同時導致在認知上就更難，但是人們又不得不接觸它、接受它，因為它已經滲入到人類生活的一切領域。

二、工科研究生現代數學教學現狀、問題和挑戰

工科研究生現代數學教育是工科研究生教育必不可少的重要組成部分。對工科研究生的教育，必須培養其獨立解決科學技術發展中出現的理論和實際問題的能力。由于數學的應用已經直接或間接地觸及到了人類社會生活的幾乎一切領域，因此大多數工科院校的研究生課程設置里，還包括多門現代數學課程，以便學生掌握和運用數學技術。這同時也說明要培養屬于高級專門技術人才的碩士和博士，必須具備較高的數學修養和較豐富的數學知識，否則就難于在當代科技的發展中作出開創性的成果。

但是工科研究生現代數學課程教學效果很不理想。目前工科研究生的主要來源是工科院校本科應屆畢業生。大多數院校工科本科生的數學課程主要有“高等數學”、“線性代數”、“概率統計”，而其他的數學課程如“復變函數與積分變換”、“離散數學”等一般只作為選修課程。也就是大多數入學研究生具備的這些數學知識多數還是屬于較古典的內容，近、現代數學知識特別是接近實際應用的數學知識儲備尤為不足。在研究生階段，大部分工科院校考慮到實際的需求，研究生開設現代數學課程呈現多樣化的趨勢，以加強他們的數學素質和修養，包括抽象思維能力和邏輯思維能力以及運用數學解決實際問題的能力，但效果并不理想。因為其中涉及的必修現代數學課程包括“矩陣論”、“泛函分析”以及“數值分析”等課程總體上仍屬于基礎理論課，其高度的抽象性和實際的應用存在較大的差距。一方面，當學生學習理論性較強的現代數學課包括分支領域時，他們往往缺乏興趣，逃課、開小差、打瞌睡的現象比較普遍；另一方面，學生不愿意學，老師也就很難提起精神認真教授對工科研究生來說非常重要的數學課了。

三、工科研究生現代數學課堂教學改革勢在必行

工科研究生的數學課堂教學是研究生直接學習和吸收數學知識的最重要的途徑。那么如何通過課堂教學使研究生更好地吸收現代數學思想和方法、提高其數學素養和運用數學工具解決問題的能力呢？筆者認為應該對現有的現代數學課堂教學方式進行改革。

從管理的角度來講，需要充分認識到研究生現代數學教育的重要性。一方面，在課程的設置上，既要重視培養和提高研究生的數學抽象思維能力和邏輯思維能力這一現代數學教學的基本任務，又要重視加強數學的實際應用，提高學生運用數學工具解決實際問題的能力；另一方面，要通過宣傳和思想教育，讓研究生認識到現代數學教育的重要性，使其更加積極地投入到現代數學的學習中。

對于教師而言，要不斷地創新現有的教學方法。就職業道德而言，每一位研究生教授現代數學的教師都要認真對待每一次的課堂教學；充分發揮其主導作用，盡力安排好課堂教學內容；細心研究如何教好每一堂課，不能照本宣科，力求授課內容淺顯易懂，吸引學生的聽課興趣；特別是可以從本學科的起源、發展和走向即應用于何處來講，使學生對所學的現代數學分支領域有一個總體上的了解和把握。

要注重加強學生和老師之間的良性互動。一方面，鼓勵和引導學生主動提出其在專業學習過程中遇到的需要借助數學手段才能解決的實際問題，授課教師可以為其提供數學思路和方法，幫助其解決實際問題；另一方面，教師可以結合所講授的課程內容和方法為學生多搜集一些實際的應用案例，以提高學生學習的興趣、主動性和積極性。比如在學習“泛函”這個抽象的概念時，由于其原型是函數，學生接受起來相對容易。為了將該概念和實際應用結合起來，可以讓學生嚴格按照該概念，結合自己專業構造一個泛函出來。這個習題看似簡單，但學生在構造過程中，需要結合自己專業概念，先要構造一個線性空間來，然后才能在該線性空間上構造出泛函。這種方法既可以鍛煉學生思考問題的能力而且也有助于這個概念的消化和吸收。

四、工科研究生現代數學課堂教學的心得體會

前已述及，現代數學呈現出向更高級理性化方向演化的趨勢，并且更為概括和抽象，距離經驗也更遠。為了理解現代數學的本質和特征，在教學方法上應該提倡反璞歸真，不僅要了解數學的物質源泉，了解昨日的數學，還更應了解它們的演化、發展和應用。比如在講“群”這個非常抽象的代數概念時，如果直接把群的定義講學生，學生肯定難以接受。教師可以先從學生知道的最簡單的“整數群加群”講起。首先，寫出整數加法滿足的結合律，由這里引出半群的概念；再出整數“0”與任意整數相加都得任意整數的等式和任意整數和其相反數之和都等于“0”的等式，由此引出群的概念。通過該講解過程，學生就能了解群這個概念是一個高度抽象的概念，其原型原來就是從中小學就知道的整數集合帶上加法運算。在學生了解“群”這個概念后，可以讓他們結合自己專業構造一個群和半群的例子進一步加深對“群”的理解。

再如講解其他的一些抽象概念時，教師均可以從這個概念的原型或引入背景出發來講解。比如學習微分流形時，可以先講解多元映射的概念。由于多元映射的最簡單情形就是一元函數，不妨啟發學生回憶一元函數微積分的內容，并且告訴學生關于多元映射也有類似于一元函數的微積分學，而且這些微積分學在學習微分流形時也會用到。其他內容不用講，學生就明白了關于多元映射主要有哪些基本內容，可以用到哪里等等。這樣學生就理解了所學學科的發展過程，并且在這個過程中吸收了相應的數學思想及方法。這需要授課教師有很高的數學素養和專業知識，對所講學科的發展演化過程了如指掌，否則難以產生良好的效果。

由于數學學科的特殊性，在教法上不可能有什么“竅門”而言，只能運用和依靠專業知識和專業素養，對學生做到“細教精練”。現代數學接觸的新理論新概念特別多，這不僅要求教師在很短的幾十課時的教學中，把大量的信息和數學思想方法傳授學生，同時還要求教師自身具有高度的概括精練能力，能夠對某個新概念的要點一語中的。比如在學習“小波分析”時，學生的數學基礎有限，泛函分析知識儲備不足，不能一上課就講小波分析的概念，可以從Fourier變換中的Fourier級數講起，因為研究生對Fourier級數應該有印象，問題是雖然學生知道Fourier級數，但也不一定知道它的真正物理含義所以必須學生講清楚這一點，也就是Fourier級數（或Fourier變換）的“濾波”作用的實質。就“濾波”而言，教師可以從多個角度如幾何的角度、分析的角度講述，直到學生明白為止。在此基礎上，再學習小波分析原理時，就非常容易了，因此在這里花費時間講解是值得的。沿著這個要點展開，就可以自然而然地引入到小波分析上了。

總之，現代數學課堂教學改革勢在必行。課程的設置既要符合現代數學的發展趨勢，又要兼顧現實的發展需求；既要培養和提高學生的抽象思維和邏輯思維能力，又要加強學生運用數學工具解決實際問題的能力。在課堂教學中，應該提倡反璞歸真，不僅要了解所講學科的起源，更要了解其演化、發展和應用方向，同時加強老師自身的修養和課堂上師生間的良性互動。

參考文獻：

[1]曹之江.漫談數學科學的教學研究[J].大學數學,2004,(5).