多層次教學體系在潮汐調(diào)和分析課程實習中的實現(xiàn)與創(chuàng)新

任 慧 軍

(南京信息工程大學 海洋科學學院，江蘇 南京 210044)

多層次教學體系在潮汐調(diào)和分析課程實習中的實現(xiàn)與創(chuàng)新

任 慧 軍

(南京信息工程大學 海洋科學學院，江蘇 南京 210044)

基于對多層次教學體系理念的深刻理解，創(chuàng)新性地將其應用在潮汐調(diào)和分析課程實習中。在具體實施過程中基于一個基本原則：分層但模糊各層的界限；兩方面條件的保障：“硬條件”和“軟條件”；三方面的掌控：學生分層、分類教學和動態(tài)管理，最終實現(xiàn)多層次教學體系的應用和創(chuàng)新。

多層次；教學體系；課程實習；動態(tài)管理

21世紀是海洋世紀，海洋科學也理所當然地將成為21世紀自然科學的前沿領(lǐng)域，我國目前正在倡導藍色海洋經(jīng)濟，向海洋尋求發(fā)展是未來的重要方向。面對蓬勃發(fā)展的海洋經(jīng)濟，海洋科學領(lǐng)域的專業(yè)人才將存在持續(xù)大量的需求，同時人才需求也不斷發(fā)生著深刻變化，愈益呈現(xiàn)出面向高端專業(yè)人才。如何培養(yǎng)適應未來海洋科學發(fā)展和需要的應用型人才成為海洋科學專業(yè)工作的重點，而多層次實驗教學體系的構(gòu)建和完善正是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。

1 潮汐調(diào)和分析課程實習介紹

物理海洋學是海洋科學必修的理論教學課程，而潮汐調(diào)和分析是物理海洋學的課程實習，是實踐教學的內(nèi)容，兩者的結(jié)合是實現(xiàn)理論教學與實踐教學一體化的教學模式。潮汐調(diào)和分析課程實習設(shè)計的目的是讓學生理解和掌握海洋觀測數(shù)據(jù)的提取方法，掌握潮汐類型判斷方法，同時理解和掌握潮汐調(diào)和分析的目的、概念和方法，學會運用計算機編程語言編寫基于最小二乘法的潮汐調(diào)和分析程序，加強學生對潮汐現(xiàn)象的理解。同時通過本課程實習的各個環(huán)節(jié)，激勵學生勇于創(chuàng)新，提高學生解決海洋實際問題的動手能力，掌握計算機編程工具，為從事科學研究和工程應用打下基礎(chǔ)。

2 潮汐調(diào)和分析的多層次教學體系構(gòu)建和運行

2.1 多層次實驗教學體系

多層次實驗教學體系是指由操作性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗組成的網(wǎng)絡化實驗平臺[1]，它是從低層次逐漸過渡到高層次的實驗要求，從而實現(xiàn)了逐步遞進的人才培養(yǎng)目標。它充分考慮學生本身存在的差異性，從而進行有針對性的指導和教學，體現(xiàn)因材施教的教學特點。通過上述不同的實驗平臺,進行基本技能—專業(yè)素養(yǎng)—綜合能力—研究創(chuàng)新等一系列訓練,實現(xiàn)遞進的素質(zhì)和能力培養(yǎng)。這一實驗教學體系非常靈活,教師可以根據(jù)不同類型和不同層次學生確定培養(yǎng)目標，從而選擇和組合不同層次的教學體系。

多層次教學體系在國內(nèi)的研究和實施已經(jīng)有了相當多的積累，詹振權(quán)[2]很早就對多層次教學體系進行了總結(jié)和展望，提出了很多新的想法；繼而吳建軍[3]再次對多層次教學進行了深入而細致的分析和探討，進一步推動了多層次教學體系理論的發(fā)展。理論的發(fā)展離不開實踐的積累，其中何明[4]、宋鳳蓮[5]、周權(quán)鎖[6]、李洪勇[7]和吳麗娟[8]等都對多層次教學體系實踐模式進行了細致的分析和闡述，對實踐提出了自己獨特的理解，為工作在第一線的教師給出了具體的實施方法和經(jīng)驗。多層次教學體系的具體實踐推動了相關(guān)學科和課程的改革，并取得了良好的效果。其中張曉娟[9]在大學物理實驗教學中采用了這一教學方法，取得了良好的效果；同時黃蕊[10]研究了金融專業(yè)實施多層次教學體系的建構(gòu)，并指出其明顯的效果，但也存在各種亟待解決的問題；另外王秀琳[11]在高職通信專業(yè)也做了相應的工作。綜上所述，多層次教學體系已經(jīng)開展了卓有成效的研究，并且得到廣泛的認可和實施，但目前它主要應用在某個具體專業(yè)，而在具體課程上并沒有太多的研究，因此本文著重探討多層次教學體系在潮汐調(diào)和分析課程實習中的建構(gòu)和運行。

2.2 多層次實驗教學體系在潮汐調(diào)和分析課程實習中的建構(gòu)

通過前面的分析可以知道，多層次教學體系最根本的目的是因材施教，差異化培養(yǎng)，其方法是把學生分成不同的層次，從而開展相應的教學指導。在本文，不同層次的學生我們可以理解為不同起點的學生，但培養(yǎng)的目標是能夠讓他們盡量達到相同的終點，這就需要在教學過程模糊不同層次學生的界限，這也是本文實施多層次教學體系建構(gòu)的基本原則。

建構(gòu)多層次實驗教學體系需要特定的條件，其中包括“硬條件”和“軟條件”，其中“硬條件”是指實驗室環(huán)境條件。潮汐調(diào)和分析的課程實習主要依靠計算機編程設(shè)計，因此學生的分層次就體現(xiàn)在計算機能夠合理分組，且分組信息和學生實習過程能夠?qū)崟r顯示在教師電腦的總控系統(tǒng)上，這樣在教學過程中能夠?qū)崟r跟蹤每組進展信息，我校已經(jīng)實現(xiàn)了這樣的實驗環(huán)境。相對于“硬條件”，“軟條件”更為重要，它指的是課程的實驗項目的設(shè)計。物理海洋學教師團隊通過多年的精心設(shè)計形成了特色的實驗實習項目，其中課程實習內(nèi)容既包括了基礎(chǔ)理論的學習和其驗證，也包括了獨立設(shè)計和編程的綜合性和創(chuàng)新性實驗項目，并且更為重要的是課程實習中的每個項目都按照多層次教學體系理念設(shè)計了包含三個不同進階層次的實驗類型，其中都包含了驗證型的基礎(chǔ)類型，因此潮汐調(diào)和分析課程實習體現(xiàn)了多層次特征，符合了設(shè)計多層次教學體系的課程條件。

在滿足以上條件的情況下，可以具體進行多層次教學體系的方法實施。具體實施方法主要包括三個方面：(1)學生的分層分組；(2)分類教學；(3)動態(tài)管理。

首先是學生分層分組。根據(jù)我們專業(yè)學生的特點，把學生分為三個層次：理論基礎(chǔ)薄弱的學生(稱為C)，有一定理論基礎(chǔ)和編程能力的學生(稱為B)和理論基礎(chǔ)扎實且具有創(chuàng)新能力的學生(稱為A)，然后每組人員結(jié)構(gòu)按照A,B,C的比例為1∶3∶1組成。

其次是分類教學。分類教學把教學過程分為三個階段：課程開始階段、課程中間過程和課程結(jié)束階段。不同教學階段采取不同的教學方法，從而形成針對性的多層次教學。課程開始階段是面向所有層次學生的教學，教學內(nèi)容包括實習項目目標詳解和基礎(chǔ)理論的講解。目標詳解是把每個實習項目三個階層的目標進行詳細闡述，且把三個階層的目標通過圖示和動態(tài)效果進行直觀分析，從而形成卓有成效的“項目驅(qū)動”[12]的教學方法，也為案例教學方法的體現(xiàn)。通過這樣的教學方法可以有效提高不同層次學生的積極性。而基礎(chǔ)理論是面向所有學生，它是課程實習項目所涉及的基礎(chǔ)理論知識。課程中間過程是具體指導學生完成實習項目的過程，也是實施多層次教學體系的重要一環(huán)，體現(xiàn)了多層次教學體系的核心部分，具體的方法如圖1所示。A,B,C分別代表上述不同層次的學生，箭頭表示互動方向，較粗的箭頭表示課程中主要互動過程。從圖1可以清楚地看出，長虛線框是課程中間過程中的主要互動過程，是教師和B類學生的交流過程。B類學生代表了絕大多數(shù)學生，是教學面向的主要群體；同時B類學生的問題也是廣泛性的問題。這樣既保證了大多數(shù)學生的教學指導，也解決了所有學生的大部分問題，從而保證了教學的覆蓋面。短虛線框是學生之間的交流過程。從前面的分組規(guī)則可知，同組中A類和C類學生占比較小，因此在完成教師對B類學生的教學指導的前提下可以發(fā)揮B類學生的紐帶作用，B類學生既可以幫帶C類學生也可以從A類學生那獲得幫助，實現(xiàn)學生之間的交流互動，彌補教師無法完成的教學指導過程，從而彌補主要教學過程無法觸及的部分。由于A類學生具有一定獨立思考的能力，教師對A類學生更多的是引導，教學過程中所占比重不大，但由于這部分指導層次較高，且體現(xiàn)了實習項目高質(zhì)量部分，因此教師需要在課余時間做大量的準備工作，從而完成A類學生高質(zhì)量的教學指導。課程三個階段中最容易忽視但尤為重要的階段——課程結(jié)束階段，它是每個實習項目結(jié)束后的總結(jié)、分析與提高。根據(jù)實習項目三個不同階段的要求，分別針對A,B,C三類型學生存在的問題進行歸納總結(jié)，同時把存在的問題分解為基礎(chǔ)理論、邏輯思路和結(jié)果分析三個主要方面進行總結(jié)，然后根據(jù)上述問題進行針對性的分析，從而最終達到提高教學效果。因此課程結(jié)束階段是多層次教學體系教學效果體現(xiàn)的階段，同時也是多層次教學體系的升華。

最后是動態(tài)管理。這是多層次教學體系實施過程中較為復雜的一個部分，它實施得是否及時有效決定了多層次教學體系質(zhì)量的高低。從前面的論述中我們知道，根據(jù)學生的能力最初分為A,B,C三類學生，且他們的比例是1∶3∶1，他們分別需要實現(xiàn)每個實習項目三個不同階層目標，但在教學過程中A,B,C三類學生實習項目的完成度是動態(tài)的，因此他們的分層需要進行動態(tài)管理，從而推動B和C層次的學生向上層流動，最終實現(xiàn)各層學生達到相同的高層次終點，這就是動態(tài)管理。這也符合模糊不同學生層次界限的多層次教學體系的基本原則。從前面的分析可以知道，多層次教學體系的“硬條件”滿足實時跟蹤學生的分組和完成情況，據(jù)此可以進行上述動態(tài)管理，具體操作過程如圖2所示。A,B,C分別代表不同層次的學生，箭頭方向是不同層次學生的變換方向，箭頭中的內(nèi)容為實習項目的不同階段目標，整個動態(tài)管理過程以實習項目不同階段目標完成度作為流動原則。當C層次某個學生完成了既定實習項目的第一階層目標，這個學生就要流動到B層次，繼續(xù)完成這個項目的第二階層目標；而此時B層次所有學生完成度最末尾的如果還沒有完成第一階層目標就流動到C層次，兩個學生角色和組別形成互換。同樣的道理亦實施于A和B之間。而在A和C的過程發(fā)生的情況是B流動到A，而A的最末尾學生第一階段目標仍然沒完成就流動到C，這樣就實現(xiàn)了針對不同層次學生的動態(tài)管理過程。

3 結(jié)語

實踐證明，多層次教學體系對于提高教學效果有著明顯的作用。本文在理解多層次教學體系的理念后，實現(xiàn)了它在潮汐調(diào)和分析課程實習中的應用和創(chuàng)新。具體的實施過程是基于多層次教學體系中分層但需要模糊各層之間界限的基本原則，同時創(chuàng)造多層次教學體系所需的“硬條件”和“軟條件”，通過學生分層，分類教學和動態(tài)管理的方法實現(xiàn)了多層次教學體系的應用。上述多層次教學體系的革新應用在具體實施過程中依然存在諸多的挑戰(zhàn)，其中目前“硬條件”還不能完全滿足多層次教學體系的順利開展，“軟條件”還需在細節(jié)上精雕細琢，另外在具體實施過程中對教師的專業(yè)素養(yǎng)和對課程過程的管理能力都有很高的要求，因此多層次教學體系目前仍處在探索階段，存在諸多問題，但它的普及和發(fā)展符合當今高校培養(yǎng)具有競爭優(yōu)勢學生的迫切需求，是高校轉(zhuǎn)型過程中教學方法改革的一個重要方向。

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責任編輯：富春凱

10.3969/j.issn.1674-6341.2014.06.040

2014-08-19

由南京信息工程大學大氣科學與環(huán)境氣象實驗實習教材建設(shè)項目(編號：SXJC2014C14)和南京信息工程大學2014年度實驗室開放項目(編號：14KF082)共同資助

任慧軍(1978-)，男，江蘇如東人，講師，物理海洋學碩士。研究方向：海氣相互作用。

G642.0

A

1674-6341(2014)06-0083-03