大学生专业基础课教学中的拓展训练

大学生在高等学校通过专业基础课的学习，应该掌握专业知识的基本概念，学会专业领域交流的基本术语，并为后续专业课的学习和将来的进一步深造奠定坚实的基础。高校的专业基础课一般安排在大学二年级和三年级第一学期，对于从高中进入大学校门不久的学生来讲，数理化及外语等学科具有一定的连续性，感觉上比较熟悉，而面对专业基础课和专业课，则是全新的领域，尽管他们感到新奇，但真正掌握专业基础课的理论和知识却并不容易。从自己作为学生修读专业基础课，到现在作为教师讲授专业基础课，在这20年的学习和教学生涯中，我觉得专业基础课的学习不仅仅取决于教师备课是否充分，还应把专业概念与理论讲清楚，更加重要的是调动学生的积极性，在听懂的同时，认真思考专业概念所包含的基本原理，并逐步确立学生自己的专业思维。从这一认识出发，结合我校地质工程专业教育部特色专业建设，在《水文地质学基础》课程教学中，创新性地引入一系列结合专业概念的拓展训练。通过这些拓展训练，激发学生的积极思考，勇于动手实践，取得了很好的教学效果。

一、水文地质学课程简介

《水文地质学》是高等学校地质工程、岩土工程等专业的基础课程之一，是后续课程《地下水动力学》、《工程地下水》及《供水水文地质》等的先导课程。通过这门课程的学习，学生认识到地下水是自然资源、生态因子和地质营力的基本属性，掌握了地下水在岩石中运动的基本规律及地下水赋存与运移的基本特征等。在《水文地质学基础》中，除了地下水运动基本规律——

—达西定律外，再也找不到一个可以用解析式表述的基本原理，多是以描述性语言论述大量的基本概念和客观存在的关于地下水的自然变化规律。譬如岩石中水的存在形式、包气带、毛细现象与毛细负压、大气降水对地下水的补给机制、地下水的蒸发排泄等。讲清楚这些概念和现象并不难，学生理解也不存在太大问题，难点在于深刻认识与地下水相关的自然现象背后的基本原理。为了加深学生对这些自然现象本质的理解，在我校《水文地质学》课程内安排了岩石持水度与给水度实验

和达西定律实验。通过这一组实验教学，学生能够充分认识不同岩石（土）的给水度、持水度和透水性不同，其实质是孔隙率、孔隙大小和结合水所占比例的差异。但这些实验是在教师指导下按照规定步骤完成的，这不利于调动学生积极性，也不利于培养学生的动手能力。有鉴于此，在教学实践中，逐步增加了类似于达西定律实验的拓展训练。

二、课堂教学与拓展训练

结合我校地质工程特色专业建设和学校卓越工程师培养方案的实施，着力在教学实践中调动学生的学习能动性，推动大学生创新思维能力的培养。参考相关有效教学的基本原理，在课堂教学中，改变传统的灌输式教学模式，把教师讲授与学生参与结合起来，把学生拓展训练演示与教师引导下的课堂讨论结合起来，建立互动的课堂。以下是本学期《水文地质学基础》教学过程中开展的拓展训练内容：（1）通过实验验证毛细负压的存在；（2）实验演示包气带水的分带性；（3）通过实验演示毛细负压及其对土体稳定的影响；（4）实验演示毛细水上升高度与岩石孔隙大小的关系；（5）试验验证降水入渗松散沉积物的机制；（6）请设计实验方案以认识土壤次生盐渍化的影响因素与发生机制。拓展训练要求：班级同学分组参加不同的拓展训练实验；每小组成员应讨论制定实验或演示方案，集体完成相关实验内容；然后课堂上演示或拍成录像课堂放映；其他同学可以提出问题，与小组成员进行讨论。最后应提交总结报告，论述方案的讨论与制定过程、失败教训与成功经验，畅谈自身感想。这些拓展训练受到了学生的积极响应和参与。下面以两个实例予以说明。

1.毛细负压的实验演示。该项目由两个同学协作完成。他们在讨论实验方案时，没有采用教材上描述的使用两个玻璃珠相吸贴近的方法，而是采用两枚1元硬币。学生自己动手制作了带有调平装置的实验平台，然后将硬币竖起放在调平的玻璃面上，当两枚硬币相距较远（约3mm）时，向硬币之间的空隙滴水，尽管有水珠停留在硬币之间，但两枚硬币并没有相互靠近；当将硬币之间的距离进一步缩小到约1.5mm，再向硬币间空隙滴

大学生专业基础课教学中的拓展训练

徐超1，师慧丽2，徐祖兴1

（1.同济大学地下建筑与工程系，上海200090；

2.同济大学中德职业教育学院，上海200090）

摘要：在高等教育的专业课教学中，提供学生应用所学知识的机会是有效教学的途径之一。在本文中，作者从创新人才培养的角度，介绍了在专业基础课教学中，创新设计和实施拓展训练的内容和具体做法。结果表明：让学生参与课堂教学，提供学生思考问题、解决问题和展示自己的机会，能够很好地调动学生学习的积极性和能动性，有利于创新人才的培养。

关键词：专业基础课；课堂教学；教学改革；拓展训练

【高教研究】

线性代数是高等院校理工类与经管类各专业必修的一门公共基础课程。一般来说，线性代数课程主要是由行列式、

矩阵、向量与向量空间、线性方程组、特征值与特征向量、

二次型等六部分组成的。通过线性代数课程的教学，我们要求学生掌握线性代数的基本内容与主要方法，逐步提高抽象思维、逻辑推理及运算能力，提高分析问题、解决问题的能力，并能用线性代数知识解决简单的实际问题。根据我们多年的教学经验，本文拟对线性代数的基本内容与主要方法进行归纳和总结，使其所涉及的知识点之间的相互关系清晰明了，同时也将线

性代数课程要求学生掌握的知识体系体现出来。

一、行列式

行列式是一个重要概念，它在线性代数课程中有着广泛的应用，是一种重要的数学工具。

1.基本内容。n 级排列及其性质，n 阶行列式的概念，行列式的性质，行列式的计算。

2.主要方法：①行列式的基本计算方法———化为三角形行列式的方法，降级法（按一行或一列展开法、拉普拉斯展开法）。②行列式的其它计算方法———定义法，性质法，化为范得蒙行列式的方法，递推法，加边法，数学

线性代数课程的基本内容与主要方法

戴立辉，林大华，吴霖芳，陈翔（闽江学院数学系，福建福州350108）

摘要：根据作者多年的教学经验，对线性代数的基本内容与主要方法进行了归纳和总结，使其所涉及的知识点之间的相互关系清晰明了，同时也将线性代数课程要求学生掌握的知识体系体现出来。

关键词：高等代数；基本内容；主要方法

水，则硬币立即靠在一起。图1是实验演示的截图。可以

看出：两枚硬币之间由于存在毛细水而贴在一起，直观说明毛细压力是负压。

2.实验演示毛细负压对土体稳定的影响。该项目由3个同学共同完成。实验演示采用细砂，当砂干燥时，颗粒间不存在相互吸引力，堆起的砂粒呈一盘散沙状态，如图2（A ）所示，稍微振动便会分散开来。然后在干砂中加入少量水，使之湿润，并拌和均匀，可以在托盘上垒成砂堆，此时形成的沙堆坡角明显大于干砂堆，即使振动托盘，砂堆也不易坍落，参见图2（B ）。这说明毛细负压使砂粒相互吸引，从而提高了砂堆的稳定性。当同学们将湿砂堆移到脸盆内，并缓慢向盆内注水，使水位慢慢淹没砂堆，砂堆开始滑塌。学生自己认识到砂堆饱水后颗粒间不再存在毛细负压，失去毛细负压的砂堆稳定性急剧下降。

图2%毛细负压对土体稳定的影响

三、效果评价与分析

通过上述两组演示实验可知：同学们要完成这些拓展训练，需要首先讨论制订实验方案。由于学生没有相

关知识，对课堂和书本知识知之不深，领会不透，因此在实验中不断地去思考和尝试，可以充分调动学生的探索积极性。譬如在上述毛细负压演示中，当两枚硬币距离稍远时，即使之间存有水滴，两枚硬币也不会相互靠近，这其实是学生对毛细水形成条件认识不够。通过这些训练可以纠正学生的错误认识，更可贵的是，在完成实验的过程中，同学们感受到了团队合作的快乐，激发了创新与探索的兴趣。有一组同学在总结报告中写道：“通过这次拓展训练，感觉书本能给我们的很有限，有时候想搞明白一个原理，必须动手实践。当真正动手去做的时候，发现书上讲的东西不会运用或者跟实际结合不起来，因为有些环节书上不讲，只有实践才能明白。”这从一个侧面说明本课程训练环节对学生有很强的触动作用，同时促使学生动手解决问题，达到了本课程拓展训练的目的。大学生修读专业基础课和专业课是我们培养各领域专才的必要手段，我们必须承认采用不同的教学方式和训练手段培养出的学生，其专业素养和业务能力会很不相同。灌输式教学和被动地学习培养出的学生只能向书本找答案；而探究式教学和主动地学习培养出来的学生会自己寻找问题的解答。本次在《水文地质学》教学中，引入拓展训练环节，比较成功地激发了学生的积极性，锻炼了学生的动手能力和团队协作，加深了对基本原理的认识，达到了预期的目的。

参考文献：

[1]盛群力，马兰.现代教学原理、策略与设计[M].杭州：浙江教育出版社，2006，（7）

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图1%

毛细负压实验演示

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【高教研究】