基于学习动机理论的地下水动力学教学模式改革初探

来源:用户上传      作者:蒋磊 周青云 王艾

　　摘要：本文结合地下水动力学课程特点，以学习动机理论为基础，针对现有教学问题，通过不同方式有针对性地对学生的认知内驱力、自我提高内驱力和附属内驱力进行激励，深化改革教学理念和方式，完善教育教学内容，为培养适应社会需求的综合型应用人才奠定基础。
　　关键词：地下水动力学;学习动机;教学改革
　　
　　当前，伴随着日趋激烈的国际竞争，人才成为科技创新最核心的因素，人才竞争已发展为综合国力竞争的关键内容。高等院校是培养具有创新精神和综合实践能力人才的重要场所，因此，高校课程教学应做到随“教”随“改”，有的放矢，以适应国家各行业发展对人才的需求。
　　地下水动力学是水文与水资源工程专业的一门专业基础课，同时也是地下水定量评价和水资源合理开发利用的基础课程。本课程的重点和难点是利用数学、物理、水力W等基础学科的知识，研究地下水在多孔介质中的运动规律[1]。教学过程中涉及大量的数学公式推导、偏微分方程求解以及数值模拟方法，是一门较为抽象且难度极大的课程。目前，在该课程的教学过程中发现一些问题，例如，涉及数学公式推导的知识点学生学习积极性不强;讲授地下水在饱和带和非饱和带运动的过程欠缺生动性;对于地下水运动的数值模拟方法实操性不强;课堂交流讨论不积极的现象。以上原因导致学生对该门课程缺乏学习动机，因此，迫切需要基于学习动机理论进行有针对性激励，使学生明确学习目标，激发学生的学习兴趣，进一步提高学生的创新能力。
　　一、学习动机理论
　　学习动机是动机的一种，是引起个体的学习行为，维持这种学习行为，并使这种学习行为朝向某一学习目标进行的一种心理状态[2]。著名教育心理学家奥苏伯尔（D.P.Ausubel）指出，学习动机可以提高学习效果，学生习得的知识又可增强学习动机。根据奥苏伯尔的研究，学习动机由认知内驱力、自我提高内驱力和附属内驱力组成[3]。认知内驱力是把求知作为目标，是一种学生渴望掌握知识以及系统解决问题的倾向，是最重要且稳定的内部动机，也是高校教学的重点激励对象。例如，学生在地下水动力学学习过程中提出的“什么是多孔介质？地下水为何这样运动？都有哪些方法准确描述地下水的运动规律？”等问题，都是出于学生对知识的好奇和对问题的探索，这是典型的由认知内驱力激发的学习动机。自我提高内驱力是指个体因自己的胜任能力或工作能力而赢得相应地位的内驱力，是一种外部动机。例如，学生针对地下水动力学某一专业问题进行成果交流，为了取得出色的交流效果，学生会多渠道汲取知识，完善知识体系等，都是典型的由自我提高内驱力激发的学习动机。附属内驱力是指学生为了得到家长或老师的认可和赞许而努力学习的一种内驱力，也是一种外部动机。例如，学生在掌握了地下水动力学中难度较大的知识点后，任课老师给予充分的肯定，学生就会更有信心去掌握其他知识点等，都是典型的由附属内驱力激发的学习动机。以上三种内驱力在成就动机中的比重，会随着学生的年龄、性别、认知程度等因素发生变化，附属内驱力在个体童年时期占有较大的比重，随着年龄的增长，附属内驱力的影响程度逐渐减弱。到个体青春期阶段，自我提高内驱力比重逐渐增加，成为学习动机中具有决定性的组成部分。而认知内驱力则在个体整个成长阶段都起着重要的推动作用。因此，需要结合课程内容和学生特点采取不同的方式激发学生的学习动机。
　　二、教学现状分析
　　（一）教学资料单一，生动性不足
　　目前，地下水动力学教学主要以教材为主，教学课件中也主要以重要知识点表述和重要公式推导为主，课后练习和期末考试题目也多为知识点机械性考核，课后作业和考试主要靠死记硬背，导致学生主动思考能力和探索未知的能力较为欠缺。另外，教学资料多为文字资料，缺少视频动画等形象生动的辅助资料，对于一些抽象的知识点（如给水度、达西定律、潜水蒸发等）学生缺少感性认识，理解起来有难度，学生会产生畏难心理，不利于实现课程的培养目标。同时，近年来，地下水问题日趋严峻，地下水领域的研究发展迅速，涌现出很多热点问题和新方法。但是，目前教学内容缺乏与时下研究热点问题的联系，学生不能够及时了解和掌握研究领域的前沿进展。
　　（二）教学方式程序化，吸引力不强
　　目前，地下水动力学课堂教学环节学时分配为教师讲授（80%）、提问与讨论（10%）和随堂测验（10%）。可见教学方式仍以教师讲授为主的传统教学模式，教学方式单一化、程序化。虽然任课教师在讲授过程中事无巨细地讲解课程知识点，授课过程中也安排一些提问和讨论环节，课后安排固定时间答疑，但是从学生的反馈上来看，此种教学模式对学生的吸引力不强，上课过程中学生普遍存在注意力不集中的现象，提问和讨论环节也有流于形式的现象，课后答疑也很少有学生提出问题。
　　（三）缺少实践操作环节，动手能力欠缺
　　目前，地下水动力学课程的最后两章主要为地下水运动的模拟方法，包括物理模拟和数值模拟，授课过程中也主要以理论讲解为主，并未安排学生动手操作环节，学生对模拟方法的理解不深刻。对于一些常用的数值模拟软件（如MODFLOW等），学生仅了解软件的基本原理和操作界面，缺乏实践操作环节。
　　（四）成绩评定方法欠合理
　　教学质量检查和控制主要是通过课程成绩考核实现的。目前，地下水动力学课程的课程成绩主要由出勤（10%）、课后作业和随堂测验（20%）、期末考试（70%）三部分构成。缺乏对学生学习状态和学习能力的考核，有些学生虽然每次课都出勤，但是课堂上存在注意力不集中的现象，一些同学没有真正融入课堂学习中来，考试环节也存在考前突击、应付考试、不求甚解的情况。因此，现阶段的成绩评定方法不利于对学生的学习效果进行客观的评定。以上在教学过程中存在的几方面问题，都会在一定程度上影响学生的学习动机。
　　三、教学方法改革
　　（一）优化教学资源，激发学生的认知内驱力
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