思想政治飘香,力学究竟有多难

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力学究竟有多难

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■本报记者 温才妃

( 记者焦德芳)

春节期间,晒美食、晒旅行、晒朋友聚会,而河南某高校学生贾涛却晒出了他的力学课本。

2018年4月清晨,天津大学北洋园校区春意融融。

原来,本学期的建筑力学课考试,贾涛所在班级挂科率接近30%。作为一门“仅作了解”的课程,挂科率如此之高让人惊讶。更令人不解的是,不只是建筑专业如此,在包括力学相关专业的学生群体中,力学课程挂科率要更高。

“早看含苞绽,归来树满花。惟嫌春日短,倏而不等她。”在本科基础课《理论力学》课堂上,机械工程学院副院长曹树谦教授在黑板上工整地写下一首即兴创作的小诗。“同学们,今天校园里的花开得特别漂亮,让我想到了你们。花朵需要阳光雨露的滋养,你们也一样要多吸收“阳光、雨露和营养”,就是要珍惜时间,多读书、多积累,多学习。”

放假之初,贾涛班级的学习委员就在朋友圈里提醒“请大家回家带好力学课本……”省略号则不言而喻——准备补考。

窗外,团团簇簇的桃花海棠正沿着新青年湖两岸竞相开放。曹树谦迎来了教学生涯的第三十个春天。

这并不是个案。

立德树人师之本,教书不能忘育人

早在多年前,北京大学物理学院副院长、电动力学课主讲教师俞允强就曾在一封公开信中暴露过学生不及格过多,为了避免冲击教学秩序,教师不得已提分的矛盾。只是若干年过去,这一情况似乎并未好转。

“习总书记在党的十九大报告中指出,要不忘初心、牢记使命。我的初心就是热爱教师这个职业。热爱教学,热爱学生”
谈到开展课程思政的初衷,曹树谦娓娓道来,“大学教师要立德树人,就像爱自己的孩子一样,不仅要教知识,还要给他们正向的引导。”

课程属性致理解生硬

“既要教书,也要育人。”这是曹树谦三十年教学生涯的探索与实践。他主讲的《理论力学》是全校公共基础课,也是每年近千名机械类和水土类学生的必修课程。早在2000年前后,还是一名青年教师的曹树谦就在专业课堂上“额外”讲解世界科学技术史,力求让学生对科学理论及其演变过程有所了解,激发学生在学习和工作中的怀疑精神、批判精神、创新精神。他也非常重视大学“通识教育”对学生的影响,常常鼓励学生多读书、多运动、多听古典音乐、多接触优秀传统文化。

力学难,是否是真相?

“各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”2016年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的指示给了曹树谦新的启发。从此,他更加注重在专业课教学中有意识地引入党和国家时事、学校发展大事等思政内容:党的十九大报告、《习近平用典》中的小故事、李家俊书记在学校十次党代会上的报告、钟登华校长在开学典礼上的讲话等等,不一而足。

天津大学机械工程学院副院长、理论力学课主讲教师曹树谦告诉《中国科学报》,力学运用到较多抽象的逻辑能力以及数学知识,的确相对难学。尤其难在理论力学,这在考试中特别明显,相对于材料力学,理论力学的挂科率更高。

“大道理”变小故事,三言两语不简单

目前,高校中的力学课程主要针对工科专业开设,机械、土木、海船、水利、航空航天等专业均涉及,属于专业基础课。学生们大一上完公共基础课,大二、大三接触专业课,力学课就是公共基础课向专业课过渡的课程之一。

学生们都知道,曹老师的课有三个固定环节:上课前有“课首语”、下课前有“小补充”,授课过程中还有“闲言碎语”。这些形式和方法是曹树谦开展课程思政的“独门秘诀”。

力学问题来源于工程,学生在上这门课之前,还没有掌握很多工程知识,加之理论力学偏重理论,针对抽象模型做分析,问题背景讲解得过少,就像在解中学时的数学题、物理题。对此,贾涛深有同感:“并不知道做这些题的意义何在。”

讲授“桁架结构”那堂课上,曹树谦的课首语是“海河与桁架”,他以海河“桥梁众多、结构各具特色”破题,引入了人民解放军会师金汤桥解放天津的历史,告诉学生要缅怀先烈,珍惜幸福生活。当课堂上偶有学生走神,曹树谦会随口一句“闲言碎语”敲打起来:“求知路上,一个都不能少!”然后他会和学生阐释习总书记曾说过“小康路上一个都不能少”,那是党和国家对打赢脱贫攻坚战、让人民群众过上美好生活的庄严承诺,引发学生对党和国家大政方针的了解与思考。当一堂课接近尾声,知识按计划传授完成,曹树谦会放下手中的激光笔,开始简短的“小补充”。他喜欢在这个时候放慢语速,和学生们讲讲过去的事儿,讲天大校史,讲“西北联大”,讲他自己的老师——陈予恕院士等前辈大家艰难缔造,开创中国工程非线性振动学科的故事,勉励学生不忘北洋天大精神财富,继承那份严谨治学、爱国奉献的家国情怀。

带来的问题也是显而易见的。比如,有很多运动的机构,学生想象不出是怎么运动的,要找出各个运动量的关系就很难。“一方面需要较强的逻辑思维能力和数学能力,另一方面学生需要有工程背景知识。突然让学生生硬地理解是有难度的。”曹树谦说,这也是国内力学教材的一大问题。

“专业课不是思政课,我也不是专职思政教师。专业课教师想要搞好课程思政,就要用好三言两语,于点滴处见精神。”曹树谦这样说。

记者了解到,“理论力学”这门课程源自苏联模式下的教育,欧美高校并没有开设同名课程,取而代之的是“工程力学”或“应用力学”。而且欧美教材中有大量工程背景知识,告知学生该问题的出处,这样学生对问题的理解就会比较清楚。

打铁还需自身硬,教学要有“真本领”

事实上,力学不过是众多难度系数较高的专业基础课的一个缩影。我们也常听到大学生抱怨电路学难、电机学难、材料学难。那么,撇去力学难的个性问题,专业基础课偏难的共性问题还有什么呢?

“上我的课,几乎没有人玩手机”谈到课堂氛围,曹树谦不无得意。“把专业课讲好、讲生动才是开展课程思政的根本所在,你的课活起来,课程思政的氛围才能火起来。”

翻转课堂能否打开思路

“曹老师的课堂特别活跃,他不喜欢一直站在讲台上,而是走到学生中间,和你交流。”港口航道与海岸工程专业大一新生刘博达这样介绍,“曹老师喜欢在课堂上对学生不停发问,用问题调动我们的积极性。当然,我们也随时可以打断他,提出不同的见解。”

“绝大多数课程,包括力学在内,考核方式仍然是出题。让学生通过做大作业等研究型课题,阅读文献、理解和解决问题,并以写作和讲解展示出来,开展得太少了,这样既不利于学生学习,也无法提高他们的课堂兴趣。”曹树谦指出了问题所在。

在曹树谦看来,课堂教学要形式与内容并重:在授课形式上,“要发挥课堂的主场优势,充分利用现场感,利用多媒体设备,连教师的身体动作甚至表情都要充分利用起来”;对于教学内容的把握,曹树谦认为:教学实践需要过程,要不断学习,注重积累。专业课教师尤其要把自己所从事的科研内容融于教学内容中去,不要完全按照书本,这样才能不断带给学生“干货”、“新的东西”。

与单纯的讲授式教学相比,自主思考、解决问题,学生也许更加乐意。然而,如今教师的教学模式并不利于学生展开自主学习。国内大学课堂的一大通病在于,大学课堂尚停留在中学式课堂,不似国外高校课堂,让学生们在课堂上热烈地讨论、提问。

在本学期《理论力学》结课之际,曹树谦从助教手中接过了厚厚一沓“反馈意见”。这是他每学期都要向学生发起的、关于自己授课效果的问卷调查。“不仅学到了知识、更学到思维方式”“循序渐进、由浅入深”“老师讲知识、讲做人、讲道理,全面而深刻,让我们受益匪浅!”根据统计结果,这学期91%的学生都认为曹老师上课形式新效果好,值得推广,学到知识的同时更收获了学习方法和道理见识。“同学们的认可和肯定,是教师最大的殊荣。”仔仔细细地把问卷拢齐收好,曹树谦欣慰地笑了。

翻转课堂以小组讨论、抢占课堂注意力著称,也是如今高校课改的一大热门。那么,翻转课堂能否挽救专业基础课上不爱思考、昏昏欲睡的学生?

(曹树谦简介:教授、博士生导师。现任机械工程学院副院长、天津市非线性动力学与控制重点实验室主任、中国振动工程学会理事,天津市教学名师,理论力学国家级精品资源共享课负责人。获国家科技进步二等奖、中国优秀专利奖。)

中国教育科学研究院研究员储朝晖指出,翻转课堂是学生通过自学,把问题搞明白,再自己讲述出来,当中允许有少量的不理解之处。因此,更适合难度较小的课程。

(编辑 焦德芳)

而对于难度较大的课程则不然,学物理出身的他,至今犹记教师在物理课堂上说的要诀——“多看、多练习,没有充足的量不行”。“基础性训练为解决问题提供空间,基础薄弱则缺少回旋余地。”储朝晖说。

曹树谦表示,从效率的角度而言,一名好教师的讲课效率,一定比学生自学高得多。上好专业基础课的要点在于教师怎么教,而后再安排学生自学。“翻转课堂可以适当做一部分,但在正常教学中,更关键的在于,在传授知识的同时,给学生提问题、启发思考;课后要求学生多读参考书。”

以力学为例,他常鼓励学生,“要想学得透,不读三五本参考书,与教材进行对比式学习是不行的”。

改进之道在于加强基本功

建筑力学课挂科,贾涛也很委屈。明明是每堂课坐前三排的学生,却还是逃不开挂科的命运。事后反思,他认为是用功不够所致。

“贾涛们”还有很多,课上认真听讲,但课外下的功夫不够,仅限于做作业、看PPT,课堂内容并没有完全消化。总体用功不够,是中国大学生学习的现状。加之,如今学生学习的目的相对功利,看得见效益的下功夫,看不见效益的则对付。要改变被动学习的现状着实不易。

在曹树谦看来,实行完全学分制或许是一个突破口。尽管国内高校号称实行学分制,但形式上是学分制,管理上并非学分制。真正意义的学分制下,如果有一门课程没有过,则必须先通过,才能选之后的课程。而国内高校却一面安排学生重修,一面之后的课程照常上、照常考试。“没有淘汰,学生更像是被抱着学习,缺少主动学习的动力。”

当然,不求甚解更与教师的授课方式有紧密联系。教师不去提高,学生自然也学不好。现行教材存在明显缺陷,但如果教师每次讲课都琢磨着怎么改进教学,而不仅限于把这门课讲完,也能在很大程度上弥补这一缺憾。

曹树谦认为,大学应该做好最核心的三件事:第一,培养方案,即整个课程体系如何设置;第二,教学模式,主要针对课堂教学;第三,质量保障体系,即专业认证和教学评估。

在我国加入《华盛顿协议》、融入国际工程教育体系之后,认证火了。然而,前两者却没有得到应有的重视。以培养方案为例,课程的培养方案本应是系统工程,但很多时候修改起来却很潦草。“包括哪些环节、课程内容,设什么课,哪些课没必要开,最新的内容是否添加,是否要添加学生项目,很多时候并没有在培养方案中详细体现。”曹树谦说,而这些恰恰都是改进教学的重点。

存在这样一个逻辑:学生学得灵活,将来对知识的使用也会相对灵活;学生学得死板,将来对知识的理解和深化也会大打折扣。储朝晖呼吁,应打破中学的应试教育模式,在课程中建立相关拓展环节。“就像开车一样,在过程中干预,缓冲的时间就会长一点。”

《中国科学报》 (2019-02-20 第2版 动态)

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