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摘 要：高等学校许多专业之间、专业内部、课程之间及课程内部的知识点并非独立不相关的,都不同程度地存在一些耦合关系,本文就本科工科课程之间耦合知识部分的教学模式进行了探讨,针对耦合知识教学的几个需要重视的问题提出了解决方法,有助于整个教学体系的进一步合理化建设,有助于学生建立更完整的知识结构,提高学生的创新能力和综合素质.
关键词：耦合；课程；工科；知识结构
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）05-0184-03
一、引言
概括地说耦合就是指两个或两个以上的实体相互依赖于对方的一个量度.“耦合”作为名词在通信工程、软件工程、机械工程等领域中都有相关的名词术语[1-2].
我国工科院校所开设的课程绝大多数都不是单纯独立的,都或多或少地与其他课程之间存在先后承接顺序或部分内容的交叉,也就是说,知识点之间存在着一定的耦合关系.例如本校车辆工程专业《汽车振动与噪声》课程,建立振动方程时涉及的相关知识点有理论力学受力分析与动力学方程,求解单自由度振动方程时用到高等数学的一元二次微分方程,求解固有频率时用到线性代数中的矩阵求逆、特征值求解,分析系统结构振动时用到材料力学中梁的挠度求解、理论力学中的拉格朗日方程,求解随机振动时用到概率论与数理统计,以及各种数值算法等；另外随机振动部分与《汽车理论》中的车辆平顺性紧密相关.
现实的教学工作中,往往不同的课程相互独立,互不关联.教师只负责讲授自己课程教材上的知识,学生在学习过程中即使偶尔意识到交叉的知识内容往往也不会加以深思.如果教师在讲授课程时,能够充分利用课程内部与课程之间甚至学科之间的耦合关系,一方面能够避免知识的孤立性,使本门课程的教学过程更加系统流畅；另一方面有助于学生正确和全面地掌握课程的主体内容,建立完整的知识体系.因此,对于课程耦合部分的知识点需要予以格外的重视.
二、工科院校的课程耦合概述
目前高等教育的针对性越来越强,高校采用模块化教育理念细化各学科的教学内容.模块化教育并非把几门课程简单地按专业设置堆放在一起,必须进行科学的组合.课程组合时各门课程之间的耦合关系以及耦合知识点的教学研究就显得非常重要.
课程耦合是指各门课程之间不同局部的重合、不同层次的或不同方法的交叉.课程的耦合可分为四个层面：第一层为显性的知识点重合,就是同一个知识点在不同课程中都有讲解,只是根据专业背景各有侧重,出发点和应用领域都不相同；第二层为显性的关联,某门课程教材中明确提到另外课程的知识,或者作为知识背景或技术手段,或者作为以前课程的深化和补充,或者作为后续课程的了解与展望；第三层为隐性的知识共享,教材中没有明确提出,但是课程讲授和应用中确实用到了其他课程的知识；第四层为思维方式的相关,即各门课知识点不同,但是都用到同样的思想,比如各种模型的比拟,对复杂问题的简化近似等思想.
随着知识学习的深度和广度的增加,知识的耦合越来越明显,基础课之间的耦合稍弱,专业课之间的耦合则相对更强.图1为本校车辆工程专业的主要课程耦合关系网络简图,基础课与所有专业课相关,其间存在连接线的专业课程耦合相关性较强.
三、课程耦合教学研究的重要性
耦合知识教学研究的重要意义如下：
1.有助于学生各门课程的融会贯通.耦合知识包括教材中提到的以及教师讲课扩展的部分.重视耦合知识的讲解,能够帮助学生透彻理解课程内容,提高文献查阅能力,各门课程的学习思路与方法可以相互借鉴.
学生把一门课程的知识点串成一条线的同时,要把各条线之间的相互关系理顺,这样各门课程之间形成一个互动和支撑体系,知识才能成为一个完整的系统网络,从而使学生对本学科可以真正地掌握和理解,提高学生学习的积极性、主动性和创造性.
2.有助于学科交叉与科研团队的形成.科技发展带来各学科的交叉,很多高科技领域都是交叉学科.专家认为,跨学科研究实质上是交叉思维方式的综合,是知识体系的渗透和融合,跨学科是科技创新的重要形式.
科研团队将具有不同学科背景、不同思维模式、不同性格的人聚拢在一起,整合多学科的信息、数据、技巧、工具、视角和理论,完成复杂、困难或重大的科技创新任务.
各学科领域之间的耦合知识是交叉学科之间的桥梁,与其相关的教学研究有助于打破学科壁垒进行跨学科的科研或教育活动,有助于学生将来组成科研团队,跨学科处理科学中的复杂问题,实现学科的汇聚和融合[3-4].
3.有助于学生创新思维与综合能力的培养.国家对创新研究非常重视,课程教学不应只注重基础理论及专业知识的灌输,而是需要理解和研究现有的知识,并运用它去探索未知的领域.
如图2所示,课程耦合的教学研究有助于学生了解知识点的来龙去脉,使他们以探索者的姿态获取知识,培养他们的思维能力和探索能力,有助于学生将来联系各门课程,从不同的角度、不同的研究领域、不同的研究方法去进行跨学科的研究,各种理论相互渗透、相互吸收,开阔学生眼界,提高学术水平,扩展创新思维.
学生将来走向社会需要应对不确定的环境和激烈的竞争.课程耦合的教学研究甚至对于学生学术思维以外的社会情商有所帮助,有助于学生综合理解问题,多角度多方位看待与处理问题,能够帮助正在成长的年轻人以理性的态度对待自然、人生和社会,不会偏激冒进,增强学生的知识运用能力、实践动手能力和社会适应能力[5].
四、耦合知识课堂教学的思考
各门课程内容相互耦合,教师要有自己的治学理念和学术风格,根据专业方向,广征博引,引申触类,立足教材但不受其所限,引导学生正确地、深入地理解所讲的内容,把自己全方位的知识凝聚到讲台这一方寸之地.
1.合理构建课程体系,优化知识结构.合理的知识结构、扎实的专业基础是学生创造性研究的基础.合理而科学的培养方案和课程设置则是有效地达到这一目标的主要手段,必须给予充分的重视.课程的设置是否合理、质量高低、实施效果好坏,都直接影响到学生的培养质量.
很多院校由于课程学时压缩,相应的教材与教学手段又未能及时跟上,故在教学内容的选取上被迫“砍高保低”,对于拓宽学生的思路以及与后续课程的顺利接轨十分不利.
课程耦合关系的研究有助于优化课程体系,以及合理地压缩课时,了解各课程的相关关系是课程设置的出发点和归结点.
2.教师要拓宽知识面.教师对耦合知识的讲解受到各种制约,如教师对知识点的理解仅限于所讲授的课程,对于其在其他课程中的地位和用途不甚清楚；或者受课堂时间的限制,或者学生对未开设的课程没有兴趣.
教师应该对各门相关课程都有所了解甚至熟悉,能够指出学生学过、正在学或将要学的课程中有耦合关系的部分.充分利用课程的内在联系,建立完整的概念体系和知识结构,从宏观上理解和掌握授课内容,避免学习知识的孤立性和盲目性.
教学内容应在着重介绍经典内容的基础上,不断吸收学科的现代知识,注重自身的学习和知识创新,用各领域新的科技成果来充实教学内容,做到“拓宽基础,追踪前沿”,提高学生的学习兴趣.教师拓宽知识面,与“厚基础,宽专业”的教学思路是一致的.
3.课堂讲授采用“合纵连横”的教学模式.教师在课程教学过程中,将问题进行横向的拓宽和纵向的深入,即使是有的专业未开设的课程教师也可进行关联讲解,因为学生将来所面临的深造和就业可能会有所需求,这样能够扩展学生的思维空间,使学生既能加深对所学知识的记忆与理解,又能培养学习能力与人文素养.
耦合知识在各门课程组成的知识网络中起到连接作用,课堂教学需要“前瞻后仰,左顾右盼”,注重课程之间的串并联关系.教师需要精心设计耦合内容以及耦合程度的深浅,要对耦合的内容进行科学阐述,站到一定高度上对其本质进行讲解,最大限度地利用好有限的学时进行教学最优化.耦合知识的教学可以采取多种形式,如图表、公式、文字、工程案例等.例如所讲的知识点产生于什么样的历史背景,应用于什么领域？由哪位科学家提出？一位科学家的研究贡献往往不局限于一个点或一个领域,他还做了哪些研究？其他科学家就这个问题做出了什么研究,它们之间有怎样的互相补充和促进关系？当然也不能讲解过多占用太多课堂时间,免得学生觉得跑题太远而失去兴趣[6].
4.重视教材的改革与研究.教材的编写、选用也应注意与其他相关课程的耦合与匹配.教材在内容和体系安排上应充分考虑专业与学生的特点,避免简单重复,提高课程起点,优化教学内容.
5.教师之间相互交流.教师不能只满足于讲好自己的课程,把自己的课程看作一个孤岛,应注重相互交流,课程之间相关性较强的可由负责相关课程教学的教师相互协调,处理好授课内容的耦合关系,帮助学生建立完整的知识体系.
五、结论
注重课程耦合关系,研究耦合知识的教学管理与方法,对于加强基础、拓宽领域、更新内容、优化素质、培养能力、注重实践方面至关重要,有利于学生对专业知识体系的整合,得到最优的知识网络.教学既是科学,又是技术,又是艺术,教师授课也可分为信、达、雅三个层次,对耦合部分知识的扩充,有利于在“信”的基础上实现“达”和“雅”的目标.
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