燃燒的課堂：在探索中成長(zhǎng)
——專訪校學(xué)位委員會(huì)副主席、熱能工程系黨委書記姚強(qiáng)教授
徐鐵英
熱能工程系姚強(qiáng)教授負(fù)責(zé)講授“燃燒理論”、“能源科學(xué)研究中的失敗案例討論”以及“燃燒學(xué)Ⅱ”這三門課程。
日前，清華大學(xué)正式啟動(dòng)了學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)體系改革工作，這項(xiàng)工作深及教育教學(xué)觀念，關(guān)注度高、影響面大，改革的落實(shí)需要各方共同努力，其中，承擔(dān)教學(xué)任務(wù)和考核責(zé)任的教師最為關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)學(xué)校師生“海選”，涌現(xiàn)出一批在“留作業(yè)”和“出考題”上頗具新意的一線教師們，他們被學(xué)生們稱為“教學(xué)創(chuàng)想家”。那么，這些“教學(xué)創(chuàng)想家”具有怎樣的教學(xué)實(shí)踐思想和育人之道？對(duì)細(xì)節(jié)的挖掘?qū)?huì)幫助我們找到答案。
一、明確課程定位是開展教學(xué)活動(dòng)的首要環(huán)節(jié)
課程是學(xué)校開展教育教學(xué)活動(dòng)的基本依據(jù)，也是實(shí)現(xiàn)學(xué)校教育目標(biāo)的基本保證。明確課程的定位是開展教學(xué)活動(dòng)的首要環(huán)節(jié)，明確一門課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中地位與作用，了解它在整個(gè)課程體系中與前后續(xù)課程之間如何銜接，才能更好地以科學(xué)邏輯來(lái)建構(gòu)學(xué)科知識(shí)。
熱能工程系姚強(qiáng)教授負(fù)責(zé)講授“燃燒理論”、“能源科學(xué)研究中的失敗案例討論”以及“燃燒學(xué)Ⅱ”這三門課程。其中，“能源科學(xué)研究中的失敗案例討論”屬于本科生的新生研討課程；“燃燒理論”是本科階段的專業(yè)課程，“燃燒學(xué)Ⅱ”是研究生階段的專業(yè)課程，并且是“燃燒理論”課程的延續(xù)和深入。如何圍繞這門課程展開教學(xué)、安排作業(yè)和考試是本次訪談重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容，對(duì)于這門課的定位，姚強(qiáng)說(shuō)，“在熱能工程系，燃燒學(xué)與流體力學(xué)、熱力學(xué)、傳熱學(xué)并稱為本系四大主干課程，我們稱之為‘ 三傳一反’，意思是這些課程包含了熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、動(dòng)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)四個(gè)方面的知識(shí)內(nèi)容，其他課程則被視作在此基礎(chǔ)上的應(yīng)用。”
此外，與本科課程“燃燒理論”以知識(shí)的傳授為主相比，作為研究生階段的專業(yè)課程，“燃燒學(xué)Ⅱ”的教學(xué)在形式上更為自由靈活。選修該課的學(xué)生需有“燃燒理論”這門課的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，否則需要先修。
二、課程目標(biāo)：建構(gòu)方法體系而非知識(shí)基礎(chǔ)
一直以來(lái)，課程都被視作學(xué)生需要習(xí)得的知識(shí)。因此，課程目標(biāo)也常常被等同于以教師教學(xué)為主，向?qū)W生傳遞知識(shí)。而且這些知識(shí)常常作為既定的、先驗(yàn)的、靜態(tài)的內(nèi)容，不僅外在于學(xué)習(xí)者，而且是凌駕于學(xué)習(xí)者之上的。而姚強(qiáng)在為研究生開設(shè)的“燃燒學(xué)Ⅱ”的第一堂課上就語(yǔ)出驚人，“你在‘燃燒理論’中學(xué)的知識(shí)都可能是錯(cuò)的，或者說(shuō)只是一種有條件的成立”。這種動(dòng)搖乍一看是一種徹底的否定，而實(shí)際上則是一種全新的建構(gòu)。
“燃燒理論”以一種非常簡(jiǎn)化的方式來(lái)考慮流動(dòng)，并且主要針對(duì)層流流動(dòng)中的燃燒問(wèn)題展開，因此，理論分析過(guò)程比較容易，絕大多數(shù)的問(wèn)題可以得到解析解。而“燃燒學(xué)Ⅱ”往往從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，以分析湍流燃燒為主，研究的基本邏輯與“燃燒理論”已然不同，因此，“燃燒理論”中一些基本規(guī)律和簡(jiǎn)單關(guān)系并不適用于“燃燒學(xué)Ⅱ”。“燃燒理論”有很完美的理論和分析體系，而“燃燒學(xué)Ⅱ”則由于其前沿性和復(fù)雜性，很難構(gòu)建出一個(gè)完美的分析體系，因此，前者以教師授課為主，而后者則是通過(guò)方法學(xué)的介紹，幫助學(xué)生掌握思路和建模的方法，用多元方法解決問(wèn)題，如解析解、數(shù)值解甚至是通過(guò)實(shí)驗(yàn)。“‘燃燒學(xué)Ⅱ’最重要的目標(biāo)不是構(gòu)建一個(gè)以知識(shí)體系為核心的課程，而是構(gòu)建以方法論體系的核心的課程，這也是它與‘燃燒理論’課程之間最大的區(qū)別。”
三、沒(méi)有一成不變的教學(xué)，不斷地反思和調(diào)整才是常態(tài)
“怎么教”一直是課程學(xué)習(xí)中最受關(guān)注的問(wèn)題之一。教師講授、小組研討和實(shí)踐活動(dòng)等都是教師們常用的一些教學(xué)方式，其目的不外乎為達(dá)到教學(xué)目的，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)化。而教學(xué)效果是檢驗(yàn)教學(xué)方式的最佳指標(biāo)，沒(méi)有一成不變的教學(xué)，不斷地反思和調(diào)整才是常態(tài)。
“其實(shí)這門課一直在變。一般以授課和研討兩部分為核心，但是兩者比例在不斷變化和調(diào)整。去年我做了很大的變動(dòng)，一是減少了授課的次數(shù)，以研討為主；二是安排了很多研討主題，基本涉及了燃燒學(xué)中大部分前沿問(wèn)題。但是學(xué)生的反映不好，由于研討主題太多，學(xué)生在研討過(guò)程中深入程度不夠，閱讀文獻(xiàn)和消化能力還不足以支撐這樣的學(xué)習(xí)。因此，實(shí)際效果沒(méi)有達(dá)到我的預(yù)期。今年，我接受了去年的教訓(xùn)，在16次課中，授課占了9次。研討主題也基本聚焦在燃燒學(xué)前沿的一個(gè)大的方向。”
四、教學(xué)、作業(yè)和考試之間有機(jī)結(jié)合，形成完整的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程
“燃燒學(xué)Ⅱ”課程的教學(xué)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是研究方法的學(xué)習(xí)，以教師授課為主；二是研究方法的實(shí)踐，包括分組閱讀、研討和介紹經(jīng)典文獻(xiàn)。
作業(yè)則以課題研究為主要形式，學(xué)生以小組為單位針對(duì)一個(gè)前沿的問(wèn)題開展研究。因?yàn)檫@些問(wèn)題具有一定的難度，要求各小組的學(xué)生迎接挑戰(zhàn)，努力尋找求解的方法，并形成一個(gè)完整的最終報(bào)告。現(xiàn)在的情況是，絕大多數(shù)學(xué)生會(huì)做數(shù)值解，在求解的過(guò)程中，他們學(xué)會(huì)了專業(yè)軟件的使用，掌握了必要的研究問(wèn)題的能力。但也有的小組嘗試建模和獲得解析解，往往這樣的小組會(huì)有更大的收獲。
課程成績(jī)包括平常研討參與完成作業(yè)加上期末的考試，期末考試形式為口試，采用抽題的方式，在考查學(xué)生對(duì)教師的講解、文獻(xiàn)的閱讀和課題研究的掌握程度的同時(shí)，還要對(duì)學(xué)生在小組課題研究中發(fā)揮的作用展開提問(wèn)和考查。
教學(xué)、作業(yè)和考試之間不是孤立的環(huán)節(jié)，而是有機(jī)結(jié)合的整體，共同形成一個(gè)完整的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程。“以前我們對(duì)實(shí)踐的理解有些狹隘，我對(duì)實(shí)踐的看法是，并不是跑到工廠實(shí)習(xí)才是實(shí)踐。事實(shí)上，我們?cè)诮虒W(xué)、作業(yè)和考試中出現(xiàn)的所有題目都應(yīng)該來(lái)自于實(shí)際過(guò)程。因此，我認(rèn)為實(shí)踐是除了被動(dòng)地吸收知識(shí)之外的所有的活動(dòng)。科研的任何一個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng)都是實(shí)踐”。在教學(xué)、作業(yè)和考試過(guò)程中，姚強(qiáng)特別注意通過(guò)各種作業(yè)幫助學(xué)生提升對(duì)數(shù)據(jù)和過(guò)程的感知，培養(yǎng)學(xué)生量級(jí)的概念和數(shù)據(jù)的判斷力，他認(rèn)為這是真正的實(shí)踐能力，對(duì)工程師和科學(xué)家都非常重要。
五、用必要的策略來(lái)保證教學(xué)質(zhì)量
“大多數(shù)學(xué)生都是deadline person，包括我自己做學(xué)生時(shí)也是如此。如果把作業(yè)放在最后，學(xué)生們總以為可以兩天完成，但是到了期末，他們才發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況并非如此”。
為了幫助學(xué)生克服拖延癥，姚強(qiáng)將大作業(yè)分為三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，貫穿了整個(gè)學(xué)期，分別在第五周、第十周、第十六周進(jìn)行。第一次是問(wèn)題的提出。在這一階段，主要是考查學(xué)生對(duì)研究問(wèn)題的凝練和聚焦程度，相當(dāng)于完成文獻(xiàn)綜述。第二次是提出解決方案，相當(dāng)于完成開題報(bào)告。第三次是研究結(jié)果的展示。這三個(gè)環(huán)節(jié)共同構(gòu)成一個(gè)完整的科研探索過(guò)程，并通過(guò)個(gè)人參與和組內(nèi)互評(píng)來(lái)了解每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。除了三個(gè)大的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在整個(gè)學(xué)期的教學(xué)過(guò)程中，每周都有半小時(shí)左右進(jìn)行小組進(jìn)展的討論，這有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的計(jì)劃和進(jìn)度安排習(xí)慣。
除了隨時(shí)檢查的策略以外，姚強(qiáng)更多地希望學(xué)生不要將注意力太集中于分?jǐn)?shù)本身，不要只局限于分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)。“在課題研究這個(gè)大作業(yè)中，每年都會(huì)有表現(xiàn)出彩的學(xué)生。去年有一個(gè)學(xué)生給我留下深刻印象。他接受了一個(gè)難度較大的課題，面對(duì)挑戰(zhàn)，他努力作分析解，并在簡(jiǎn)化過(guò)程中做出了解的形式。小組中其他人對(duì)他的評(píng)價(jià)也很高。看得出來(lái)，他們對(duì)問(wèn)題的思考和總結(jié)文獻(xiàn)的能力常常會(huì)超出老師的期望，這是我評(píng)價(jià)一個(gè)學(xué)生是否優(yōu)秀的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。我特別不喜歡用小分來(lái)刺激學(xué)生，讓學(xué)生在研究和探索中尋找樂(lè)趣，而不是為了分?jǐn)?shù)，我認(rèn)為對(duì)他們探索的鼓勵(lì)比給他們好分?jǐn)?shù)更重要，讓他知道做這件事的價(jià)值。我試圖這樣去做，是因?yàn)槲蚁嘈沤虒W(xué)的目標(biāo)不是為了評(píng)價(jià)，而是為了讓學(xué)生真的有收獲，取得一些成果，這才是最重要的。”
課程教學(xué)、作業(yè)和考試承擔(dān)著非常重要的育人功能，正如清華大學(xué)副校長(zhǎng)楊斌所說(shuō)，“師如何考，亦師所教”，考試和作業(yè)蘊(yùn)含著豐富的育人理念，并充分體現(xiàn)在具體的細(xì)節(jié)中。作為這些細(xì)節(jié)的締造者，教師將是教學(xué)改革的主力軍，他們的實(shí)踐、反思和創(chuàng)新將是教學(xué)改革的重要推動(dòng)力。
本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“清華大學(xué)研究生教育”
（清華新聞網(wǎng)6月12日電）
