谢佳苗，韩彩霞，原梅妮，赵宇峰

（1.中北大学，山西太原 030051；2.太原市小店区九一小学校，山西太原 030000）

2012 年3 月，教育部印发《关于全面提高高等教育质量的若干意见》，明确指出：“实施基础学科拔尖学生培养试验计划，建设一批国家青年英才培养基地，探索拔尖创新人才培养模式。”“改革教学管理，探索在教师指导下，学生自主选择专业、自主选择课程等自主学习模式。创新教育教学方法，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学。”[1]这成为未来深化学生以学习驱动力为主要目标的教学改革风向标[2-3]。2020 年1 月，教育部发布《关于在部分高校开展基础学科招生改革试点工作的意见》（也称强基计划），指出“强基计划主要选拔培养有志于服务国家重大战略需求且综合素质优秀或基础学科拔尖的学生。聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域以及国家人才紧缺的人文社会科学领域，由有关高校结合自身办学特色，合理安排招生专业。”[4]强基计划明确提出服务国家重大战略需求和促进教育公平两大主要任务，前者聚焦拔尖创新人才的选拔与培养，后者着力保障考试招生的机会公平、程序公开和结果公正[5]。中国科学院院士丁奎岭曾说：“基础研究是破解‘卡脖子’难题的关键，没有强大的基础研究，很难做出原创性、变革性、颠覆性的关键核心技术”[6]。因此，强基计划主要聚焦关键领域中核心问题的解决，需要强大的逻辑思维能力作为支撑。动力学基础课程是一门理论性较强的专业基础课，是基础力学的提高课程，是动力机械从静态分析向动态分析转变的重要方式[7]。通过该课程的学习，有助于学生系统地掌握作用于物体的力和物体运动状态变化之间的关系，提升动力学分析的能力，为强基计划以及解决工程实际问题奠定坚实的理论基础。

通过对国内外基础工科学科课程教学的调研，发现“以学生为中心”“产出为导向”和“质量持续改进”的“三步走”教学理念是以学习为驱动力的最佳方式。这需要教师在课上课下充分发掘学生的学习兴趣点，改革教学内容，更新教学方式和优化考核方式，提高学生的逻辑思维能力和充分调动学生的主观能动性，使之成为学生主动学习的内在驱动力。

1 学习驱动力下学生逻辑思维能力培养的现状

目前，学习驱动力下学生逻辑思维能力的培养仍处于探索阶段，在动力学基础课程教学实践过程中，学生学习和教师教学都存在不以学习为驱动力的现状，主要存在以下三方面的问题。

1.1 教学内容单一，忽视学生学习动力的培养

针对动力学基础课程，教师主要就现有课程内容进行教学，没有与专业其他课程或者与专业相关的课程进行系统联系和讲解，学生容易失去对该课程的学习动力。学习动力是学生有效学习的前提条件，也是学生成功学习的理论基础，更是学生持久学习的必备条件[8]。如果学生缺乏学习动力，根本原因就是学生没有找到学习该课程的目标和需求。教师的适当引导也是提高学生学习动力必不可少的条件。动力学基础课程有限的教学内容和教学学时，让本该需要深入讲解和课后实践的内容未能被讲透，实际教学内容广而不精，缺乏系统性，使本该高要求的专业基础课变成简单科普的教学课程，难以调动学生学习的积极性。

1.2 教学方式不合理，忽视逻辑思维能力的培养

传统模式是将工业流水线的运转方式应用到学校教育教学方式中，机械化讲授是其典型特征。动力学基础课程具有很强的理论性和实践性，传统的口头表达、黑板板书、PPT 授课的教学方式并不能满足学生对于知识点背后涉及的物理原理、知识体系、工程应用等知识的深入理解需求。传统教学方式导致学生不能融会贯通和举一反三[9]，也导致学生缺乏独立思考的能力、求真务实的精神、反思批判的思想和逻辑思维。

1.3 考核方式不多元，忽视学生学以致用能力的培养

动力学基础课程的考核需要检验学生学习动力学基础课程的效果，包括考核方式、考核范围和考核程度。传统教学中以课堂点名方式来考核学生的平时成绩或以“标准化考试”来考核学生的期末成绩[10]，没有充分调动学生的积极性。针对理论和数学推导较多的动力学基础课程，如果学生没有完全理解动力学知识点的内在含义和物理本质，只做习题，则学生相应工程应用的知识储备会欠缺，导致在面对复杂的实际工程问题时，往往无法合理运用所学的动力学知识。

2 基于学习驱动力的课程改革方案

动力学基础课程是中北大学智能武器装备系统专业的必修课程。对于该专业的学生来说，逻辑思维能力的培养可以有效提高学生的思辨能力、提升其科学辩证能力、提升其批判性精神。逻辑思维能力的培养是以学习驱动力为前提的。因此，学生逻辑思维能力的培养需要在具体的教学实践和教学方法中体现。具体可从以下5 个方面提升学生的逻辑思维能力。

2.1 问题导向式教学：培养问题意识、启发独立思考

问题导向式教学有利于激发学生的学习驱动力，提高学生的逻辑思维能力。要将“以知识为导向”的传统教学模式转变为“以问题为导向”的新型教学模式[11]：将单一的理论讲解向问题主导转变；将单一的书面知识向工程应用背景主导转变。教学方式的改变也意味着教学目标的调整，教学目标不再只是让学生掌握一些基础理论知识，而是有目的地培养和提高学生的问题意识，这一过程就是学生逻辑思维能力培养和批判性精神展现的过程。在动力学基础课程转动惯量章节的授课过程中，教师通过讲授转动惯量的概念引出改变转动惯量的生活实例，通过课堂提问的互动式教学培养学生的自主思考能力；通过将逻辑思维的培养融入教学过程，学生的主观能动性得到了培养、逻辑思维能力得到了训练和提升。在“以问题为导向”的新型教学模式中，教学过程不仅是教授知识的过程，也是对学生进行思维启发、知识引导、主观能动性培养的过程，是“学”“析”“思”“辩”融会贯通的过程。

2.2 课堂互动式教学：锻炼参与能力、提升思辨技能

美国教育家Paul 认为课堂互动式教学是“活跃知识、重建概念”的重要方法[12]。课堂教学是教师和学生之间信息交流和相互沟通的过程，交流的内容是与学生能力和课程知识直接或间接相关的信息。课堂互动式教学可以促使学生主动参与、积极思考、辩证讨论和总结发言。良好的课堂互动式教学方式主要包含积极聆听、提问技巧、鼓励技巧、干预技巧和有效反馈等几个方面。积极聆听需要教师创造一个良好的互动环境，如安静的课堂，注意互动时的眼神、肢体语言，如直接的目光接触、身体前倾、点头示意等体现关注的动作。在动力学基础课程的授课过程中，教师需要随时与学生互动，了解学生对先修知识的掌握和理解程度，如牛顿三大定律、机械能守恒定律、分部积分法、常/偏微分方程求解方法和复合求导法则等问题。提问技巧多使用“如何”“为什么”或“哪个”，鼓励学生准确表达对问题的想法，阐述学生形成对解决该问题的底层逻辑，做到举一反三、触类旁通。有效反馈需要教师在听完学生发言后，采用温和的方式做出完整且正确的总结和反馈。在动量矩守恒定理讲解过程中，教师提问学生：“跳水运动员在高台跳水过程中，动量矩守恒定理是如何体现的？试分析如何运用动量矩守恒定理来规范运动员动作，从而获得更高的分数？”课堂上学生对此问题有很好的回答和有效的分析，该过程不仅可以使学生加深对动量矩守恒定理概念的理解和掌握，而且可以很好地解决学生在工程实际中遇到的关于动量矩守恒定理的问题。课堂互动式教学是锻炼学生参与能力、提升学生思辨技能、训练学生独立思考能力的有效途径[13]。

2.3 翻转课堂式教学：理解知识本质、体验融会贯通

翻转课堂式教学指通过调整课上和课下的讲授时间和教授方式，将讲授和学习的主动权由教师转移给学生，其本质就是将“以教为中心”变成“以学为中心”。在这种教学模式下，学生能够在课堂时间内更专注于基于动力学基础课程理论和实践的主动学习：学生共同探讨课程所涉及的重点、难点；提炼知识点与实际工程问题之间的关系，研究对应工程问题的解决方法。因此，翻转课堂使学生的学习更具主动性和灵活性，同时提高了学生的积极性和参与度[14]。在动力学基础课程结束后，教师要求学生针对自己感兴趣的方向提炼出一个动力学问题，如机床振动、直升机螺旋桨振动、汽车悬挂的动力学问题和火箭发射的动力学问题等，通过PPT 汇报、大作业提交、板书讲解等形式进行翻转课堂的训练。翻转课堂结果表明：学生喜欢这样的授课方式，积极参与其中，在课堂上积极讨论并能形成一定的头脑风暴。这既能加深学生对知识点的理解，也锻炼了学生的语言表达能力。在教师点评环节，教师不但要注重对学生课堂讲解内容的评价和学习成果的检验，而且要注重综合评价学生在课前准备、翻转课堂和课后任务的表现情况。

2.4 小组讨论式教学：创设典型情境、训练团队合作

小组讨论式教学的目的是通过组成多个小组对同一问题展开讨论或完成对课上一些知识点的总结，该方法可以敦促每一名学生充分参与学习和讨论过程，甚至通过头脑风暴达到培养学生逻辑思维能力的目的[15]。教师要合理创设典型情境和安排小组成员，并且要明确具体讨论的课程内容和预期效果。在动力学基础各章节的课后作业讲授过程中，以小组形式通过讨论后形成最终解题思路和答案，各小组派出代表在课堂上进行讲解，小组讨论的目的是让学生在合作中完成对知识点的掌握，通过小组讨论培养学生的逻辑思维能力，在讨论过程中提升学生对动力学基础知识的掌握，增强学生的团队合作意识，各小组成员基于课后作业思考问题、解决问题和总结问题。此外，在小组讨论过程中，学生之间可以通过交流各自的想法达到求同存异的目的，最终可以培养学生的包容品质和团队合作能力。

2.5 多元开放式考核：问题导向评价、优化考核模式

多元开放式考核有利于打破“正确答案”“标准答案”的限制，答案不再是以某种方式规范学生的思维，而是“以知识为导向”和“以问题为导向”来启发、引导学生提出问题、寻求问题的答案，这一过程就是对学生逻辑思维能力进行培养的实践过程。动力学基础课程的考核方式包括问题导向式教学过程、课堂互动式教学过程、翻转课堂式教学过程、小组讨论式教学过程以及课后考试等形式。这种多元开放式考核不再要求学生记忆某一原理和解题规则，而是考核学生运用某原理或解题规则解决实际动力学问题的能力。学生的复习重点是探究动力学问题的应用性、提升动力学知识的实践应用能力，教师引导学生自主运用所学知识发现问题、提出问题、分析问题、论证问题和解决问题，综合考查学生对动力学基础课程知识的掌握程度。

3 结束语

学生逻辑思维能力的培养是以学习驱动力为前提的，通过基于学习驱动力的学生逻辑思维能力的课程改革方案：培养问题意识、启发独立思考；锻炼参与能力、提升思辨技能；理解知识本质、体验融会贯通；创设典型情境、训练团队合作；问题导向评价、优化考核模式，培养出顺应行业和社会发展需求的创新型人才。