现代科学方法

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇现代科学方法范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

现代科学方法范文第1篇

【关键词】现代设计方法 MATLAB编程 机械工程 本科培养

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0232-02

我国高等教育发展纲要中提出了“优化知识结构，丰富社会实践，强化能力培养”的要求，目的是切实增强高级专门人才的能力。实践教育，特别是创新性实践教育是达到这一目的关键举措[1]。长期以来，我国机械工程专业学生占大学生总数的比重始终居于前列，这与社会渴求机械类人才的现状相适应，这种趋势还将延续。因此，机械工程专业的教学改革在高等教育改革中占有重要地位――它直接决定了高校培养的机械专门人才能否适应我国社会主义现代化建设的需要。为了培养具备创新设计能力、基础扎实、适应面广的机械专门人才，我国工科院校普遍开设了现代设计方法课程；该课程是一门综合性课程，可以直接用于创新性实践教育，一般作为高年级本科生的专业必修课。由于各个高校具有不同的传统和特色，因此这门课并没有统一的教材和教学内容。“如何针对本学校的实际情况、让学生有效地掌握现代设计方法”已经成为摆在相关授课教师面前的紧要问题。本文对现代设计方法的课程内容、教学困难做出分析，在借鉴其他高校课程改革成果的基础上，探索适合本校的课程教学方法。

1.现代设计方法课程的内容

现代设计方法涉及的内容非常广泛，融合了当代科技的各种先进理念，适用范围并不局限于机械设计，例如：优化设计可以用于各行各业，有限元方法可以用于流场、电磁场等多种连续域物理问题。实际上现代设计方法要求学生既要理解通用的数学模型，又要熟悉本专业的理论知识，还要会使用专门的软件工具。下面从机械工程专业的角度，列举现代设计方法课程的主要内容。

1.1设计方法学

设计方法学是从全局的视角帮助设计人员开发出高价值的创新产品。它将设计对象视为一个技术系统，将技术系统的总功能分解至功能元，为功能元求解就是寻找实体结构。这样可以得到多种整体方案，然后从中找到最优解。这个过程需要创新思维方法和技法，如头脑风暴法、组合创新法等。近年来，基于TRIZ理论的创新设计方法开始引入教学。TRIZ又称萃智，试图将发明创造过程流程化，让人们以查表的方法找到问题解决方案；实践证明，它确实可以加快人们创造发明的进程以得到高质量的产品。

1.2优化设计

优化设计（Optimization Design）能帮助设计者从所有方案中选择出最佳方案。普通设计中，设计人员凭借经验和规范提出多种设计方案，然后按照一定的评价准则选出得分最高的方案。优化设计中，设计者首先需要将工程问题用数学语言描述成优化模型，然后选择合适的优化方法，最后在计算机上搜索设计空间以找到最佳方案。根据问题的不同复杂程度，有时候只能得到局部最优的方案。

如何将工程实际问题用优化数学模型描述出来是教学要点。求解数学模型可以用MATLAB编程实现。

1.3可靠性设计

可靠性设计（reliability design）认为任何产品都存在失效的可能，设计人员应该保证产品有足够能力在规定的时间内和给定的条件下，完成规定功能。这需要学生建立新的观念：产品的物理属性不是定值，而是服从某个概率分布的随机变量。学生还要学会将概率统计理论知识用于零部件的可靠性设计。

1.4有限元方法

有限元方法也称有限元分析（Finite Element Analysis），它将连续域问题用多个互联的子域问题代替，每个子域问题用节点变量描述出单元数学方程，接着组装成整体数学方程，最后进行数值求解。一般要求学生会用ANSYS软件对零部件的强度进行校核。

1.5其它现代设计方法

计算机辅助设计（Computer Aided Design）已经得到普遍应用，这要求学生至少会用一种三维造型软件，如Pro/E， SolidWorks， CATIA，UG等。机械结构的动力学仿真也是与机械设计紧密相关的内容，这需要掌握ADAMS等动力学分析软件。

2.教学中存在的问题

由于现代设计方法这门学科发展迅速，内容繁多，这给教学带来了一系列困难，也引发了诸多教学改革尝试，体现在以下几个方面：

2.1 缺乏权威定义

一个明确的定义有利于让学生准确地区分传统设计方法与现代设计方法，从而使他们更好地理解课程内容。现有教材将一些先进的设计方法的集合统称现代设计方法[2， 3]。但是随着现代科技的飞速发展，新的设计方法将不断出现，同时一些以前视为先进的方法逐渐变成常规方法。这种动态变化使得现代设计方法目前没有权威的定义。针对这个问题，有学者提出将“当今时代为产品制造或工程项目完成达成实体化全过程而制定的技术上的方案、图样与程序”作为定义[4]；还有学者使用比较教学法从九个方面展现出现代设计方法和传统设计方法之间的差异。这些工作有益于人们明确对现代设计方法的认识。

2.2 难以全面讲解

现代设计方法经过多年发展已经成为一个内容庞杂的理论和方法的体系。有学者列举了50多种已经研究和应用的现代设计方法；有的教材提出八种不同设计方法作为教学内容。但是有限的课时是教学内容的最大限制；如果以创新实践教育为目标，那么学生只能掌握很少的设计方法。因此，授课教师只能选择重要的内容进行讲解。普遍认为：创新设计思想，优化设计，有限元方法，可靠性设计等内容是不可或缺的模块内容。

2.3 难以深入讲解

现代设计方法的主要教学模块内容十分丰富，大多可以独立成专门的课程。在有限学时的约束下，教师很难将每个模块深入讲解到学生能够运用自如的程度。据称国外著名大学一般不设立此课程而是分别设置诸如“优化设计”、“有限元法”等课程。国内有的教学团队也尝试建立相关课程体系来解决这个问题[5]。该团队提出“注重专业必修课，深化专业选修课，扩展公共选修课”的思路，着力构建和完善现代设计方法课程体系。具体地说，将现代设计理论及方法作为专业必修课作为基础课程，同时开设“优化设计”、“有限单元法”等专业选修课供学生进行深入学习，还设立“ANSYS有限元分析”、“ADAMS动力学分析”等多种公共选修课供学生学习设计工具的使用；此外，还将其它先进的设计方法如“反求工程设计”、“并行设计”等作为公共选修课供学生拓展知识。

3.教学方法初探

本校根据实际情况安排40学时用于现代设计方法课程。如果以实践教育为导向，有限的学时不能保质保量地完成教学。笔者经过初步探索做出如下教学安排：

a）教学内容：TRIZ创新设计方法，优化设计，有限元分析，可靠性分析，计算机仿真工具原理；

b）教学重点：各种设计方法的基本数学模型和MATLAB求解。

在这个安排中，实践教育的重点在于训练学生针对简单工程问题进行数学建模，然后用MATLAB软件编程求解；对于各种仿真软件的具体使用不做介绍，但是集中介绍各种仿真软件原理，并将它们的操作流程与数学模型的建立与求解过程联系起来。

4.结束语

如果以实践教育为导向，那么教师需要根据本校的实际情况确定教学重点内容，同时还要探索新的教学方法，才能使学生在有限的学时里掌握先进的设计方法、并将其应用在机械产品的设计实践中。这个探索过程是必要的也将是长期存在的。

参考文献：

[1]顾秉林，王大中等.高水平学科建设的创新人才培养之路[J].清华大学教育研究，2010，31（1）.

[2]赵松年，佟杰新，卢秀春. 现代设计方法[M].北京： 机械工业出版社，2011.

[3]孙靖民. 现代机械设计方法[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

现代科学方法范文第2篇

关键词：妇产科教学 实践能力 现代化教学技术 实训室

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）03（b）-0066-02

妇产科教学是医学院校重要的基础性教学科目，是各类医学专业学生必须学习和通过的骨干课程之一。传统妇产科教学通过教学――见习――实习三个步骤，在课堂学习、临床见习和医学实践的各环节指导下，形成学生对妇产科教学内容的掌握，达到妇产科知识与技能的积累。在病患维权意识提高、社会对医疗服务质量要求提升的大环境中，传统的方法出现了不适应和不需要对此进行不断而积极性地改革，从教学内容、教学方法的变革入手，更加注重妇产科教学中对学生实践能力的加强，在加强课件制作、实训室建设的基础上，探索出新时期妇产科教学的要点，真正培养出适于临床、适于医疗、适于实践的技能型和研究型医学人才，为妇产科教学和医学院校的教育改革服务。

1 重视和提高妇产科教学课件的制作能力

妇产科教学课件是提升学生妇产科教学内容的理解，提高妇产科教学内容的记忆，方便妇产科教学内容掌握的重要方法和途径。在妇产科教学中学生群体庞大，一般采用共同课的方式进行教学，在共同课的进行过程中，教师无法对学生的表现而进行差异性的教学，这是就需要教师制作出易于学生掌握，方便学生理解的妇产科教学可见，通过模仿演示、模型展示、挂图讲解、PPT讲演等方式，增加学生对妇产科知识的感性认识，加深了对妇产科教学内容记忆，同时也养成了学生对医学课程观察和学习的深入方法，对于整个医学专业学习来说具有事半功倍的效果[1]。在妇产科教学课件的制作过程中要发挥教师的主观能动性，要告别传统地做法――对教育和课件等过分依靠的思想，形成结合妇产科教学和学生实际认知能力相结合的教学课件，这样的课件不但具有生动性，而且还可以大幅度提升学生兴趣，同时，也能够对需要讲授的妇产科教学重点进行突出和重点强调，形成具有可操作性、针对性的教学效果，在提升妇产科教学课堂质量的同时，加速学生妇产科知识的迅速积累，不断促进学生基础和专业能力的提高。

2 加强实训室建设提高学生实践能力

当前高等医学院校应该根据社会发展和病患维权意识的增长来进行相关的建设，要将妇产科教学实训室建设作为发展的重点，通过在妇产科实训室的建设来满足不同专业对妇产科实训室的要求。建设妇产科实训室需要从物质上做出努力，要将妇产科专业需要设备、仪器、药剂和模型等必备品要“奇装满员”[2]，让学生可以充分利用设备和仪器进行基本的训练，通过模型达到基本技能的掌握。在学生进入妇产科实训室之前要展开对学生的强化培训，通过对妇产科实训室相关要求和管理的强化规范学生利用妇产科实训室的行为。要将学生在妇产科实训室的表现列入到考核体系之中，这样可以提高学生对妇产科实训室学习的兴趣，同时还可以培养学生的妇产科知识，更会对提高学生日后面对妇产科病患时的自信。妇产科实训室的利用时间应该延长，在有效的课余时间要随时对学生开放妇产科实训室，这样有利于学生利用自主时间进行实践的学习和探索，不但可以加速学生对妇产科知识的掌握，更会提高学生妇产科技能和科研的能力，为学生日后的职业发展铺平了广阔地道路和空间[3]。实训室建设是当前高等医学院校的重点，也是妇产科教师应该予以高度关注的重要教学环节，教师应该利用实训室的实践教学作用，对妇产科课程展开更有效地教学，这会形成一个以实训室为中心，集中教师教学特长的新型教学和实践场所，不但可以有效提升妇产科教学效果，更可以提高学生面对妇产科实际病患的能力，达到学校、学生、教师共同发展和进步的多赢格局。应该看到实训室的建设在各类高等院校的实际过程中都属于新生事物，要善于总结和不断探索，将妇产科教学实训室真正做好，打造出学生学习、教师教学的新空间和新阵地。

3 加强临床教学模式强化学生操作能力

传统临床教学模式的主体是教师，教师在临床教学中处于主体地位，学生只是知识接受的客体，并具有极大的被动性，无法发挥学生的积极性，也忽视了学生思维和认知的特点，对于学生在教学中独立的思考地位和人格来讲是一种极大的不尊重和伤害。新时期要创建新型的临床教学模式，要学生产生问题，并将问题通过自助的方式加以解决，在训练学生发现、分析、解决问题的同时，实现学生在妇产科教学中主体地位，培养出学生自主学习、积极发展、不断创新的品质，通过动手能力和操作能力的提高，适应社会的变化，形成学生独立思考、积极进取、不怕困难、刻苦研究等意志和品质，进而实现整个高等医学院校教育和教学的基本目标[4]。在临床教学中应该鼓励学生大胆思考、主动质疑，通过学生的不断思维达到发展的价值和目标。

4 现代化教学技术在妇产科教学中的应用

21世纪是高度信息化的时代，单一的教学方法和手段已不能适应当前医学教育的要求。以计算机为载体的集声、像、文字、动画、音乐为一体的现代化教学手段――多媒体计算机技术，以其自身的优势越来越多的被应用于医学教学的各种活动中。选择妇产科教学过程中抽象难懂、枯燥难记的内容，利用网络资料、电教资料制成精美的课件，使学生在宽松愉悦的氛围中充分利用视听感受器官，在课时不断压缩的有限时间内利用图文、动画，尽快理解记忆和掌握所展示的教学内容。例如：正常分娩、产科常见手术、妇科常见手术、特殊检查及诊疗技术等章节内容。因为学生人数多、病人维权意识增强所造成的见习、实习机会减少问题，可以在随心所欲播放的课件面前迎刃而解。尤其是有从事妇产科专业意向的学生，不仅可以反复观摩，而且可以在实训室边看边练，既激发了学生动手的兴趣，又提高了操作的规范性，经过严格训练的学生在就业后能很快独立完成常规临床操作，成为一名合格的临床住院医生。妇产科教师应该筛选本学科和相关学科的最新研究成果和诊疗技术，定期在教师、学生人群中播放，这样不仅扩展了学生人群中妇产科专业知识的传授时间和途径[5]，而且扩大了相关的信息量和知识量，为进行妇产科教学打下了良好的技术和教学基础。

5 加速妇产科教学的创新研究

妇产科教学创新需要坚实的基础，作为高等医学院校应该立足于自身实际，展开妇产科教师的继续教育和不断深造工作，通过不断提高达到妇产科教学质量的提升，进而为妇产科教学的创新打下良好的基础[6]。要鼓励妇产科教师展开新的教学方法和策略的探索，要对合理地妇产科教学创新给予一定的鼓励，让创新的妇产科教学得到正确的评价，进而达到对妇产科教学创新的方向性引导。进行妇产科教学创新不光在形式上和表面上，一些医学院校采用走出去的方法，现在看来不失为一种较为有效的举措，通过教师和学生深入到基层诊所和社区医院，达到对妇产科知识的广泛摄取，进而为提高学生妇产科知识和能力打下坚实的基础。此外，妇产科教学创新还应该为国际化打下基础，医学院校应该主动联系到高水平的国际医疗单位或者是发达国家医院，将妇产科教学的难题进行有效而全面地交流，通过对问题的分析和解决，达到沟通能力的提升，也实现了先进妇产科知识的共享，这会对妇产科教学的创新起到积极性地推动作用。要看到妇产科教学创新的手段和途径的丰富性，只要我们能够积极思考就能够发现和探索新的途径和方法。

6结语

综上所述，妇产科教学是整个医学教育体系中重要的门类，在培养知识广泛、技能多样、具有一定特长的复合型医学人才的过程中，妇产科教学具有基础性的作用。基于这一原因，应该立足于妇产科教学的实际，从教学内容、教学方法、教学技术的创新上入手，通过课件、实训室、现代教学手段的应用达到对妇产科教学的变革，在激发学生妇产科教学兴趣的基础上，提高妇产科教学质量，进而推进新时期妇产科教学的现代化和改革进程。

参考文献

[1] 吴彩琴，刘杏菊，段亚军.妇产科临床教学中存在的问题及教学方法改革探讨[J].卫生职业教育，2009（8）：84-85.

[2] 靳瑾，张国伟.PBL+LBL教学模式在妇产科八年制临床见习中的应用[J].基础医学教育，2011（2）：56-57.

[3] 蔡东红，张颖，邓敏，等.循证医学在妇产科临床教学中的应用研究[J].现代医药卫生，2009（5）：173-174.

[4] 何艳，罗虹雨，唐晓鹏，等.浅谈传染病学临床见习的问题和对策[J].中国现代医学杂志，2005（23）：79-80.

现代科学方法范文第3篇

关键词：教学方法 历史观 课程

目前，国内高校在本科教育阶段开设的《中国近现代史纲要》（以下简称《纲要》）课程，是一门历史类的思想政治理论课。教师讲授这门课，既要运用历史知识的教学方法，又要运用思想政治教育方法。为了顺利实现这门课的育人目的，教师有必要注重教学方法的研究。本文拟从大学生学习现状、课堂教学等方面讨论针对这门课的具有可行性的教学方法创新问题。

一、当代大学生历史知识学习现状

当前，我国社会经济的迅速发展，为大学生学习与就业提供了良好的环境。大学生生活在这样的环境中，面临着各式各样的机遇与竞争。受社会经济因素的影响，大学生在选择知识技能学习时，往往选择学习时间短、易于就业的专业知识，对于历史类思想政治理论知识与观念的学习则放在了非首选位置。从大学生的课堂内外的言谈中可知，当代大学生在历史知识的学习方面存在以下现状：，

第一，忽视了历史知识学习的必要性。在国家高考分文理科生的招生模式下，很多理工科类的学生，在高中分科阶段就很少接触历史知识了。高考不用考历史，就成为了他们心中历史知识无用思想的来源之一；他们认为大学毕业后，不从事与历史学科有关的工作，也成为他们心中历史知识无用思想的又一个来源。这样，他们就主观上认为历史知识甚至历史类思想政治理论课程学习没有多少必要。他们还没有理解历史知识的社会功能。[1]（P39）

第二，漠视了历史类思想政治理论课的重要性。对历史知识学习的忽视的情况，理工科学生群体表现比较突出。然而，对历史类思想政治理论课重要性的漠视情况，则理工类和文科类大学生群体都显得突出。他们认为《中国近现代史纲要》课程的内容，他们都或多或少知道一些。他们很满足于自身的认识程度，却不理解大学阶段学习这些课程内容的重要性。这种认识水平，导致他们在这门课程的学习中表现出浅尝则止的态度，缺乏自觉思考这门课程重要性的努力。

第三，缺少历史知识的积累。大学生们在学习《中国近现代史纲要》课过程中，对教师在教学过程中提及的历史知识，既表示好奇，又表示似是而非。如当问到“地主”、“买办”倒底是指称那些群体时，学生各有各的答案，甚至有的直接摇头表示不明白。对于近现代史上有名的历史人物的生平事迹，学生或是不知道，或是持不确定的态度。对历史知识涉及如此甚少甚浅，也就影响了他们对历史类思想政治课的理解。

导致上述大学生学习《纲要》课知识各种现状的原因有很多方面，其中最主要的是当代社会不良思潮风气干扰与学生自身认识局限。这足以引起我们教学工作者的重视。要改变扭转这种状况，教师有必要改革创新课堂教学方法。

二、《纲要》课教学方法创新

大学生普遍已习惯于中学阶段历史课的教学方法与学习方法。他们认为《纲要》课就是历史课，自然将其排在自己专业课的后面，没有将其作为思想政治理论学习课程看待。对此，大学教师只有创新《纲要》的教学方法，才能引导学生改变对这门课的看法，进而改善其学法。

第一，采用多媒体教学。《纲要》教材内容极其丰富，理论概括性强。由于生活时代的差异，大学生对教材有时难以深入理解。教师采用多媒体教学，就可以将生动的史料搬上讲台屏幕，让学生在图文并茂、声电结合的教学环境中感受教材内容。教学手段的丰富，增加媒体的视觉、听觉效果，可以让大学生感受到《纲要》课与中学历史课绝然不一样。

第二，采用互动式教学方法。大学教师育人，重在引导学生确立自主学习观念。《纲要》课教师，采用互动式教学，才能引导学生自主掌握国情国史，并确立正确的思想政治观念。教师实施互动式教学，就需要对课堂教学活动进行设计，不断创新。这样，才能吸引学生投入课堂学习活动。问答式、辩论式、主题发言，都能集中学生的课堂注意力，激励学生对课堂内容进行一番思考。组织设计这些课堂活动，教师才能通过学生个人的学习表现，把握学生学习的真实状态。

第三，运用补充式教学法。教师要引导学生以课余学习来补充课堂学习。就《纲要》课而言，大学生的课堂学习时间是有限的，而课程内容却涉及广泛。为了化解这种矛盾，教师可以引导学生利用课余时间学习《纲要》教材的内容。目前，各高校图书信息资料都很丰富。学生利用这类资料的途径很便捷。这就是大学生自主学习的有利条件。教师通过指导学生进行课题设计，督促学生课余查阅图书信息，以学生课余学习补充课内教学，就在一定程度上挖掘了学生自主学习历史知识的潜在能力。

第四，影视展览现场教学法。根据《纲要》课程教材内容，教师可找到很多与教材内容相匹配的影视节目与展览活动。教师通过影视教学与实地参观将学生带入历史情境之中，当场解说历史情节画面，融教学内容于情境展示中，就能在很大程度上调动学生学习历史知识的兴趣，尤其能增强学生对历史过程的亲近感。

上述教学方法均侧重于教师对课堂教学活动的设计与创新，解决了学生在课堂上学什么、怎么学的问题，有别于教师单一的课堂讲授。《纲要》课教师正是需要借助这些方法，培育大学生对国情历史的正确态度与积极情感。

三、《纲要》课教学方法创新的意义

一方面，对于面向大学生开设《纲要》课的目的，教师们都能充分理解。另一方面，当代大学生学习这一课程的上述现状，令人深思。要切实结合这两个方面，教师们就要从课程教学这一途径着手。因此，课程教学方法创新就成为教师必须面对并付诸实际的一项任务。开展教学方法创新的意义在于：

其一，有利于引导大学生正确认识《纲要》课的性质，即这一课程不是单一的历史知识讲授课，而是大学生思想政治理论素质教育课程。大学生通过学习这一课程要更准确的掌握国史知识，更深刻的理解国情实况，从而增强爱热爱有中国特色社会主义祖国的情感。

其二，有利于大学生正确对待思想政治理论系列课程。《纲要》课是当前思想政治理论课系列中的一门课程。由于课程内容的特征，大学生可以直接通过课堂感受生动的历史知识内容。根据由浅入深、由此及彼的教育方法，大学生可以通过这一课程的学习，比较容易地理解其它思想政治理论课的内容体系。

其三，有利于大学青年确立正确的思想道德价值观念。人的思想道德价值观，就包含了对历史与现实评价与认识的历史观。提出：“历史观是史实的知识，是史实的解喻”。[2]（P4）一个人有了正确的历史观，才能合理认识人生社会的复杂现象。就多数大学生而言，在本科阶段学习《纲要》课的历史知识内容，很可能就其个人一生中集中性学习国史国情的终极了。而且，社会在变，人的思想道德价值观念也会变化。大学阶段，恰恰是一个人思想道德价值观念成型期。大学生在步入社会之前，顺利完成历史观等思想道德观念的塑造，有助于个人正确对待不断变化的社会现实。这不仅自身受益，还可能传播其积极效应。

总之，创新《纲要》课的教学方法，达到培育大学生创造性思维、聚合思维、发散思维、批判性思维并运用这些思维方式正确认识现实社会问题具有重要意义。[3] （P155）

综上所述，教师从事《纲要》课的教学，就要不断创新教学方法，这样才能提高教学质量、改善教学效果，实现以史育人的目的，才能实现思想政治理论课程育人目的，才能与时俱进地适应大学生思想政治理论教育、国史国情教育所面临的各种复杂局面。

参考文献：

[1]姜义华、赵吉惠著：《史学导论》[M]，上海：复旦大学生出版社，2003年。

[2]李守常著：《史学要论》[M]，北京：商务印书馆，2000年。

现代科学方法范文第4篇

[关键词]现代教学理念 土壤学 教学方法

人们常说“民以食为天，食以土为本”，可见土壤作为农业生产的最基本生产资料，在农业生产中具有极其重要的地位。土壤学课程作为高等农业院校农业资源与环境、农学、生态学、植保、园艺、林学、草业、土地管理、环境科学等专业的专业基础课，课程内容丰富，涉及面广，理论性和实践性都很强。因此，学好土壤学对各专业学生科学素质和实践能力的培养起着关键作用。

伴随着我国社会、经济的快速发展，对人才的要求也越来越高，特别是在信息时代，传统的教学理念所培养的学术型人才已经无法满足社会的需求，这就要求高等院校培养更多的应用型人才。因此，如何在土壤学的课堂教学过程中将传统的教学理念转变成现代的教学理念，改革和创新教学方法，提高学生学习和应用的能力，提高教学质量，培养更多高素质、高质量的人才显得尤为重要。

一、现代教学理念

教学理念是人们对教学和学习活动内在规律认识的集中体现，同时也是人们对教学活动的看法和持有的基本态度和观念，是人们从事教学活动的信念。明确的表达教学理念，对教学活动有着极其重要的指导意义。

现代教学理念主要是针对于传统教学理念提出的，它更注重以学生为中心，教师在教学过程中起辅助和引导的作用，学生拥有主动权。教师主要工作是设定情境，让学生产生兴趣，发现问题，并在教师引导下，探索研究问题，找出解决方法并进行验证的一系列过程。

现代教学理念集中体现在重新确立课堂教学的价值观、教学观、过程观和评价观。

1.价值观

在现代教学理念中课堂教学中既要注重书本中基础专业知识的传授，又要注重与课本知识相关信息的扩展。使学生在学习知识的同时，还要受到精神层面的熏陶，丰富他们的文化底蕴。同时以培养能力为核心，以知识为载体，渗透科学的思维和分析方法。充分体现课堂教学的知识与文化价值和课堂教学的能力与方法价值。

课堂教学也是学生道德养成和人格健全的过程。职业要求教师“为人师表”，肩负教书育人的双重责任。这是课堂教学的人格价值取向和教师职业特定的职责要求。一个优秀教师的成长，必须把自己的生命融入到教学过程，通过良好的教学行为体现自己的生命价值。只有教师的教育行为与学生成长需求达到高度一致，才能取得最好的教学效果。也就是在教学过程中要注重课堂教学的道德与人格价值和课堂教学的生命与发展价值。

2.教学观

教学过程的本质是交流与互动。没有师生的交流的教学就等于没有发生教学。交流与互动是课堂教学的基本形式。在现代教学理念的教学观中教师是学习的组织者、合作者和引导者，而不是学生的主宰和领导。教师的职责是在学习过程中引导学生发现问题并积极地发散性的思考问题，在探索问题的答案的过程中学习新知识，提高学习能力。与传统的让学生理解知识、形成系统的认知有所不同的是，在整个教学过程中它的重点都放在学生能力的提高与发展上。

3.过程观

教育的特殊性在于其过程的特殊性，在教育活动中过程即目的、过程即结果。教学过程中，学生的参与和活动构成过程要素，倡导在过程中学习，在过程中成长，在过程中发展的学习观念。学生是学习的主体，是发展中的人，是成长中的生命。教师不仅要关注学生的知识和技能，思想和方法，更要关注学生的情感、态度价值观的形成。在教学活动中关注学生成长的全过程，在过程中形成能力，在过程中掌握方法，在过程中得到发展。

4.评价观

按照新的教学理念，对课堂教学的评价标准必然要发生一定的改变，可以概括为六度，即：学生思维的自由度：自主、开放、活跃、创新；学生课堂的参与度：主动、体验、表现、感悟；知识技能的整合度：实际、理解、操作、训练；师生清关的亲和度：交流、互动、亲切、和谐；学习目标的清晰度：应用、分析、综合、评价；学生能力的延展度：再现、升华、迁移、构建。

二、土壤学教学方法改革

现阶段的高校教学正处于大众化阶段，高校若想使培养的学生能够在最短的时间内适应、融入社会，就需要从教学过程中的教学内容、方法、手段等方面进行改革、创新，突破传统教学理念在现代社会教学过程的瓶颈，倡导现代教学理念。为了将现代教学理念融入土壤学课程的教学过程，根据各章节教学内容的特点主要进行了以下几种教学方法的改革。

（一）案例教学法

案例教学法是在教学过程中，根据教学内容引入典型实例，可实现课本知识相关信息的联系和扩展，并具有很强的释疑作用。但案例不能随便选择，要精选、要体现教学的目的和内容。通过案例使学生更好地理解理论知识，并能将所学的理论知识与实践联系起来。例如在讲到土壤类型的垂直地带性分布时，以我国的喜马拉雅山系南坡土壤类型垂直分布的差异作为教学案例。通过这个案例让同学们理解土壤类型随地势的增高而呈现演替分布的规律性。同时更深入的理解随海拔的升高，温度的变化，降雨量的变化，及温度和水分的变化对植被类型的影响，进而在这些因素的综合作用下如何影响土壤的形成。从而使同学们更加充分认识到五大成土因素对土壤形成的影响。

在我们的教学中不仅包括针对理论知识的教学案例，还包括与某些教学内容相关的教书育人案例。在讲到土壤肥力的概念时加入我国土壤学家、中国科学院院士侯光炯的故事。侯院士在调查了中国许多农业土壤后发现四川盆地紫色土水土流失严重，腐殖质很少，团粒结构更少，但仍具有一定的肥力，因而觉得威廉斯有关土壤肥力中团粒结构是土壤肥力基础的论断有一定的局限性。于是为了揭开土壤肥力的实质，他深入到农村，根据大量测定数据，提出土壤肥力是土壤水热肥气的周期性时变化和植物生理作用周期性时变化谐调的程度。通过该案例教育学生学习土壤时要多脑筋，多提问题，以促进对知识内涵的深入理解和掌握，同时也教育学生对知识要有探索精神。

（二）问题教学法

问题教学法以问题作为教学的主线，以问题引入，以问题归结，又以新的问题引入新的学习。因此应用问题教学法的关键是如何抓住教学内容的重点和难点设立问题，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，从而获得比单向传授更好的教学效果。

在教学实践中，我们针对土壤学的不同教学内容，采用了不同的提出问题方式。例如在讲授绪论时，为了在第一课就能激起学生学习土壤学的兴趣，并能理解土壤学对于人类可持续发展的重要性。在讲授具体内容之前提问，请大家根据自己对于土壤的理解回答“如果没有土壤，世界将会怎么样？”，“如果没有土壤，明天将会怎么样？”。问题的实质就是让同学们总结出土壤的重要作用，然后老师再根据学生的回答进行总结，并引出所要讲授的内容。

有些问题是在各章节讲授过程中提出的。例如在讲授土壤水分这一章时，首先给同学们讲授的是数量法土壤水分的分类，讲完后提出问题“土壤A是砂质土壤，质量含水量是10%；土壤B是粘质土壤，质量含水量是15%，那么将两种土壤放在一起，土壤水分是由土壤A流向土壤B，还是由土壤B流向土壤A？”回答由土壤A流向土壤B的同学常常认为水分应由砂质土流向粘质土，而回答由土壤B流向土壤A的同学则认为水分应从含水量高的土壤流向含水量低的土壤。每一种回答都有自己的理由，但又相互矛盾，因此不能确定土壤水分的流向。这时老师指出为了能够解决这个问题，提出土壤水分的另一种分类方法-能量法。这样既能引出新的教学内容，又能激起学生的好奇心，为什么它能够解决问题。

在每一章节的最后提出问题，不仅是对于整个章节内容的总结，也是对各章节内容的扩展。例如在讲完土壤水分、空气和热量这一章后，提出问题“如何调节土壤的水、气、热”。这个问题的回答，同学们不仅要知道土壤性质对于水、气、热的影响，同时也要清楚三者之间的关系，进一步加深了对于所学土壤学知识的理解。因此提出问题的方式是多种多样的，应根据讲授的具体内容而变化。

（三）研讨式教学法

研讨式教学法是在教学过程中，学生在教师的指导下，围绕某一中心问题，交流意见、互相启发，弄懂问题的一种教学方法。研讨式教学法可以活跃课堂气氛，培养和锻炼学生的探究能力、应变能力和思辨能力。例如在讲完土壤和土壤肥力的基本概念后，提出讨论问题“土壤和土地的区别和联系？；土壤肥力和土壤生产力的区别和联系？”。土地和土壤生产力都是在各种媒体上常见的词汇，但对于它们的含义又不能说得很准确，所以要求同学们通过查阅资料后，讨论它们的区别和联系，从而加深对于所学知识的理解。

土壤学是面向不同专业开设的课程，在讲授的过程中需要根据各专业的特点调整教学内容，也会针对不同专业提出不同的问题进行研讨。例如：对于林学专业的学生提出“土壤类型的差别对于树木品种的影响？反过来植被类型对于土壤性质又会有哪些影响？对于山的阳坡和阴坡的树种和生长状况为什么会有差异？”。对于环境专业的学生提出“为什么土壤对环境污染物具有净化能力？”等。在研讨的过程中为学生提供问题和讨论问题的机会，讨论并解决其他教学形式无法解决的问题，也充分体现了现代教学理念中的价值观、教学观和过程观。

以上三种是在土壤学教学过程中为体现现代教学理念主要采用的教学方法，从某种意义上说，它们都可归属于参与式教学。目的都是鼓励学生主动参与教学活动、促进学生主动学习。注重发挥教学对象学习的主动性和积极性，激发学生学习的兴趣，学生通过参与教学过程从而更好地掌握教学的内容。但是应该指出的是，任何一种教学方法都有其优缺点和特定的适用条件。这就要求我们针对不同学生的背景和具体的教学内容灵活采取不同的教学方法。教学实践证明：多种教学方法的融合，才能取得理想的教学效果。此外，要使课堂教学具有吸引力，作为教师，我们需要不断地学习、自我完善和总结，要讲究教学科学性和艺术性。

总而言之，高校在培养符合现代社会需求的人才时应提倡现代教学理念，改革教学方法，转变教师与学生在“教”与“学”两个方面的观念，让师生共同参与到高校教学方法改革中，共同成长，共同进步。

[参考文献]

[1]许淑慧.高校教学方法改革探析.广西社会科学，2012，（7）：186-188.

[2]柏燕.传统教育和现代教育的教学过程比较.曲靖师范学院学报，2002，21（4）：101-103.

[3]晓晶，吴海燕.案例教学法与创新人才培养[J].黑龙江高教研究，2008（3）：130-132.

[4]周金其，李水英，吴长春.参与式教学的理论与实践[J].高等教育研究，2000（3）：74-76.

现代科学方法范文第5篇

关键词：现代数学；课堂教学；工科研究生

作者简介：李忠艳（1972-），女，内蒙古赤峰人，华北电力大学数理学院，教授。（北京102206）

中图分类号：G642     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）10-0058-02

一、现代数学的演变趋势和特征

多年来，伴随着数学的不断发展，人们难以数学下一个确切的定义，包括其特征刻画。恩格斯在《反杜林论》中，将数学定义为“纯数学的研究对象是客观世界的空间形式与数量关系”。空间形式即为几何学，这在客观上完整地概括了19世纪以前数学的对象和本质，因而被誉为“经典定义”。但是20世纪数学的大发展衍生出的许多新特征，已经不能为经典的数学定义所概括。因为现代形式的数学已成为非常抽象的学问，并且完全演变成一种无物质内容的符号系统和一定公理规则下的推演技术。数学的这种离开物质内容的特有空洞性，加上它那曲折而奥妙的逻辑推演技术，造成了数学特殊的认知难度。

然而，现代数学在科学技术发展中越来越展示出巨大的力量。众所周知，它已成为物理科学的语言和设计模型以及探索自然机理的手段。同时它又是其他自然科学、工程科学、经济科学、管理科学甚至一切应用科学与技术的不可或缺的重要工具。现代数学的这种无比广延的普适性，也正充分地说明了它对现实物质世界无限高远的概括性和抽象性。这种抽象性越高，越与人的感官能及的直接经验相去甚远，同时导致在认知上就更难，但是人们又不得不接触它、接受它，因为它已经渗入到人类生活的一切领域。

二、工科研究生现代数学教学现状、问题和挑战

工科研究生现代数学教育是工科研究生教育必不可少的重要组成部分。对工科研究生的教育，必须培养其独立解决科学技术发展中出现的理论和实际问题的能力。由于数学的应用已经直接或间接地触及到了人类社会生活的几乎一切领域，因此大多数工科院校的研究生课程设置里，还包括多门现代数学课程，以便学生掌握和运用数学技术。这同时也说明要培养属于高级专门技术人才的硕士和博士，必须具备较高的数学修养和较丰富的数学知识，否则就难于在当代科技的发展中作出开创性的成果。

但是工科研究生现代数学课程教学效果很不理想。目前工科研究生的主要来源是工科院校本科应届毕业生。大多数院校工科本科生的数学课程主要有“高等数学”、“线性代数”、“概率统计”，而其他的数学课程如“复变函数与积分变换”、“离散数学”等一般只作为选修课程。也就是大多数入学研究生具备的这些数学知识多数还是属于较古典的内容，近、现代数学知识特别是接近实际应用的数学知识储备尤为不足。在研究生阶段，大部分工科院校考虑到实际的需求，研究生开设现代数学课程呈现多样化的趋势，以加强他们的数学素质和修养，包括抽象思维能力和逻辑思维能力以及运用数学解决实际问题的能力，但效果并不理想。因为其中涉及的必修现代数学课程包括“矩阵论”、“泛函分析”以及“数值分析”等课程总体上仍属于基础理论课，其高度的抽象性和实际的应用存在较大的差距。一方面，当学生学习理论性较强的现代数学课包括分支领域时，他们往往缺乏兴趣，逃课、开小差、打瞌睡的现象比较普遍；另一方面，学生不愿意学，老师也就很难提起精神认真教授对工科研究生来说非常重要的数学课了。

三、工科研究生现代数学课堂教学改革势在必行

工科研究生的数学课堂教学是研究生直接学习和吸收数学知识的最重要的途径。那么如何通过课堂教学使研究生更好地吸收现代数学思想和方法、提高其数学素养和运用数学工具解决问题的能力呢？笔者认为应该对现有的现代数学课堂教学方式进行改革。

从管理的角度来讲，需要充分认识到研究生现代数学教育的重要性。一方面，在课程的设置上，既要重视培养和提高研究生的数学抽象思维能力和逻辑思维能力这一现代数学教学的基本任务，又要重视加强数学的实际应用，提高学生运用数学工具解决实际问题的能力；另一方面，要通过宣传和思想教育，让研究生认识到现代数学教育的重要性，使其更加积极地投入到现代数学的学习中。

对于教师而言，要不断地创新现有的教学方法。就职业道德而言，每一位研究生教授现代数学的教师都要认真对待每一次的课堂教学；充分发挥其主导作用，尽力安排好课堂教学内容；细心研究如何教好每一堂课，不能照本宣科，力求授课内容浅显易懂，吸引学生的听课兴趣；特别是可以从本学科的起源、发展和走向即应用于何处来讲，使学生对所学的现代数学分支领域有一个总体上的了解和把握。

要注重加强学生和老师之间的良性互动。一方面，鼓励和引导学生主动提出其在专业学习过程中遇到的需要借助数学手段才能解决的实际问题，授课教师可以为其提供数学思路和方法，帮助其解决实际问题；另一方面，教师可以结合所讲授的课程内容和方法为学生多搜集一些实际的应用案例，以提高学生学习的兴趣、主动性和积极性。比如在学习“泛函”这个抽象的概念时，由于其原型是函数，学生接受起来相对容易。为了将该概念和实际应用结合起来，可以让学生严格按照该概念，结合自己专业构造一个泛函出来。这个习题看似简单，但学生在构造过程中，需要结合自己专业概念，先要构造一个线性空间来，然后才能在该线性空间上构造出泛函。这种方法既可以锻炼学生思考问题的能力而且也有助于这个概念的消化和吸收。

四、工科研究生现代数学课堂教学的心得体会

前已述及，现代数学呈现出向更高级理性化方向演化的趋势，并且更为概括和抽象，距离经验也更远。为了理解现代数学的本质和特征，在教学方法上应该提倡反璞归真，不仅要了解数学的物质源泉，了解昨日的数学，还更应了解它们的演化、发展和应用。比如在讲“群”这个非常抽象的代数概念时，如果直接把群的定义讲学生，学生肯定难以接受。教师可以先从学生知道的最简单的“整数群加群”讲起。首先，写出整数加法满足的结合律，由这里引出半群的概念；再出整数“0”与任意整数相加都得任意整数的等式和任意整数和其相反数之和都等于“0”的等式，由此引出群的概念。通过该讲解过程，学生就能了解群这个概念是一个高度抽象的概念，其原型原来就是从中小学就知道的整数集合带上加法运算。在学生了解“群”这个概念后，可以让他们结合自己专业构造一个群和半群的例子进一步加深对“群”的理解。

再如讲解其他的一些抽象概念时，教师均可以从这个概念的原型或引入背景出发来讲解。比如学习微分流形时，可以先讲解多元映射的概念。由于多元映射的最简单情形就是一元函数，不妨启发学生回忆一元函数微积分的内容，并且告诉学生关于多元映射也有类似于一元函数的微积分学，而且这些微积分学在学习微分流形时也会用到。其他内容不用讲，学生就明白了关于多元映射主要有哪些基本内容，可以用到哪里等等。这样学生就理解了所学学科的发展过程，并且在这个过程中吸收了相应的数学思想及方法。这需要授课教师有很高的数学素养和专业知识，对所讲学科的发展演化过程了如指掌，否则难以产生良好的效果。

由于数学学科的特殊性，在教法上不可能有什么“窍门”而言，只能运用和依靠专业知识和专业素养，对学生做到“细教精练”。现代数学接触的新理论新概念特别多，这不仅要求教师在很短的几十课时的教学中，把大量的信息和数学思想方法传授学生，同时还要求教师自身具有高度的概括精练能力，能够对某个新概念的要点一语中的。比如在学习“小波分析”时，学生的数学基础有限，泛函分析知识储备不足，不能一上课就讲小波分析的概念，可以从Fourier变换中的Fourier级数讲起，因为研究生对Fourier级数应该有印象，问题是虽然学生知道Fourier级数，但也不一定知道它的真正物理含义所以必须学生讲清楚这一点，也就是Fourier级数（或Fourier变换）的“滤波”作用的实质。就“滤波”而言，教师可以从多个角度如几何的角度、分析的角度讲述，直到学生明白为止。在此基础上，再学习小波分析原理时，就非常容易了，因此在这里花费时间讲解是值得的。沿着这个要点展开，就可以自然而然地引入到小波分析上了。

总之，现代数学课堂教学改革势在必行。课程的设置既要符合现代数学的发展趋势，又要兼顾现实的发展需求；既要培养和提高学生的抽象思维和逻辑思维能力，又要加强学生运用数学工具解决实际问题的能力。在课堂教学中，应该提倡反璞归真，不仅要了解所讲学科的起源，更要了解其演化、发展和应用方向，同时加强老师自身的修养和课堂上师生间的良性互动。

参考文献：

[1]曹之江.漫谈数学科学的教学研究[J].大学数学,2004,(5).