強化大學生關鍵能力培養(yǎng)的教學設計優(yōu)化探索

董麗娜

摘要：本文以大氣科學類本科生專業(yè)主干課程《動力氣象學》為例，就如何進行教學設計優(yōu)化以強化培養(yǎng)本科生關鍵能力進行了初步探討。教師要深入解讀課程教學大綱，掌握所教授課程的特點和教學目標，在此基礎上，以學生為主體、以教師為主導，在教學內容、教學方法、教學技術、教學環(huán)境和教學評價這五方面進行優(yōu)化，根據(jù)教學效果進行反思和修改。

關鍵詞：關鍵能力培養(yǎng)；課程的特點和教學目標；優(yōu)化教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）27-0058-03

一、引言

習總書記在十九大報告中強調，“建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程”，“加快一流大學和一流學科建設，實現(xiàn)高等教育內涵式發(fā)展”。而一流大學、一流學科，歸根結底取決于一流人才。2017年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于深化教育體制機制改革的意見》指出，“高等學校要把人才培養(yǎng)作為中心工作，全面提高人才培養(yǎng)能力”，“在培養(yǎng)學生基礎知識和基本技能的過程中，強化學生關鍵能力培養(yǎng)”。因此，本科生的關鍵能力培養(yǎng)至關重要，而認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力這四種關鍵能力的培養(yǎng)離不開廣大教師的教育教學活動。

李培根曾指出：在教育活動中，教師的作用是主導，學生是主體。主導不是包辦和包攬，如何“導”是關鍵[1]。教師需要在具體的教育教學活動中，引導學生在研究和思考中學習、在發(fā)現(xiàn)和應用中學習，激發(fā)其創(chuàng)新思維和探索精神，培養(yǎng)出一流人才，這一切都離不開優(yōu)秀的教學設計。

不同課程特點不同，教學設計也有所差異，本文以大氣科學類本科生專業(yè)主干課程《動力氣象學》為例，首先介紹動力氣象學課程特點和教學目標，再對強化培養(yǎng)學生四種關鍵能力所進行的教學設計優(yōu)化進行了初步探討。

二、課程教學大綱的解讀

教學設計要根據(jù)具體課程的特點因地制宜地去進行。教師了解了這門課程所要幫助學生建立的認知模型之后，才能選擇適當?shù)慕虒W材料、教學方式和教學方法，因此，了解所教授課程的特點和教學目標是非常重要的，這兩個方面在課程教學大綱中均會有所體現(xiàn)。

《動力氣象學》課程是在熱力學和流體力學的基礎上，系統(tǒng)地講述大氣的動力、熱力過程和大氣運動的基本規(guī)律的一門專業(yè)核心課程，是大氣科學專業(yè)培養(yǎng)方案中的主干課程。學生通過《動力氣象學》的學習，能系統(tǒng)掌握大尺度大氣動力學的基本原理和方法，掌握大氣動力學主流理論和學說，并理解各理論、學說之間的有機聯(lián)系，有能力從實際過程中提出問題，利用大氣動力學基本原理分析實際大氣過程，有能力通過對實際大氣過程的分析，提出所研究問題的物理模型、數(shù)學模型、求解方法，然后分析、認識實際大氣過程規(guī)律和機理。

由上可知：《動力氣象學》將數(shù)學方法和物理學知識應用到大氣科學理論研究中，在教學過程中，既要著重于對物理概念和氣象原理的學習，也重視數(shù)學推導。因此，該課程數(shù)學公式推導多，物理意義理解多，理論聯(lián)系實際多，側重的是培養(yǎng)學生大氣科學專業(yè)理論知識的認知和培養(yǎng)理論應用于實際的能力。

三、課程設計的優(yōu)化

目前，有些教師仍采用“以書本為核心，以教師講授為主，課后作業(yè)為輔”的傳統(tǒng)教學方式，但也有較多的教師對如何由傳統(tǒng)教學模式轉變?yōu)椤耙詫W生為中心”的課程教學設計進行了探索[1-7]。吳維仲等指出：有效的課堂教學設計，對教師的教學來說，要轉“以教為中心”為“以學為中心”來設計和實施教學[2]。完整的課程設計包括五個方面：內容設計、教學法設計、教學評價設計、教學技術設計、教學環(huán)境設計[3]。下面以大氣科學類本科生專業(yè)主干課程《動力氣象學》為例，以“學生發(fā)展，學習能力，學習效果”為目標，對課程設計的五個方面優(yōu)化設計進行初步闡述，以強化學生認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力這四種關鍵能力的培養(yǎng)。

（一）優(yōu)化內容

教學內容上，可按照認知規(guī)律調整每章的講課順序，例如，本?！秳恿庀髮W》先講述大氣行星邊界層，再講述大氣能量學，以使得能量耗散的機制先學習，前后連貫，不會使學生產生困擾。而且對教材中有利于學生創(chuàng)新發(fā)展的核心性、基礎性知識進行詳細講解，同時參考其他書籍，對這些內容進行充實。因為對于同一現(xiàn)象，可能有多種說法可以對其進行解釋，例如：大氣行星邊界層引起自由大氣的旋轉減弱機制可以從動量和渦度兩個角度進行物理解釋，也可以從數(shù)學上利用公式進行證明。這可以使學生不墨守成規(guī)，遇到問題時可以從多角度觀察、思考、解決問題，激發(fā)創(chuàng)新思維。

因為隨著時間的推移，新的發(fā)現(xiàn)和應用層出不窮，對一些現(xiàn)象有了更深入的認識，在教學內容中及時增加與有關的科研成果或實例，可以激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的學習動力，鍛煉學生的專業(yè)思維。例如：熱成風原理可以用來解釋單個測站風向變化引起的冷暖平流、氣層穩(wěn)定性問題的實例，有助于學生對理論的理解，培養(yǎng)學生利用理論解決實際問題的能力；有關北半球能量循環(huán)過程的最近的學術論文被引入能量學這一章的講解中，除了對課本知識是一個有力的補充，還可以擴展學生的專業(yè)知識面，可以使學生認識到事物都是在不斷發(fā)展的，不要被課本知識束縛，勇于探索、大膽嘗試，保持創(chuàng)新的勇氣，養(yǎng)成創(chuàng)新人格，而且還可以增加學生專業(yè)認同感，樹立愛崗敬業(yè)、精益求精的職業(yè)精神。

對于每一堂課，教師要明確向學生講解該堂課的講課內容是什么、學到什么、在什么條件下。具體到《動力氣象學》，首先回顧上一節(jié)課的內容，考察學生對前面內容的掌握情況，并引出本次課的主題，在對數(shù)學公式、物理含義的講解中結合具體應用，最后進行小結。

（二）優(yōu)化教學法

現(xiàn)在的教學，對老師的第一要求已經不再是博學，而是如何提高學生的學習興趣，如何讓他們掌握學習方法[1]。教學方法的優(yōu)化勢在必行。以學生為主體、以教師為主導，根據(jù)所教課程特點，采用翻轉課堂的教學方式或在以課堂講授和課后練習的教學方法中融入啟發(fā)式、參與式、案例式、練習法、直觀演示等方法。

翻轉課堂是近幾年比較流行的教學模式，學生課前自主學習教學內容，課上教師組織討論和答疑，促成學生個性化學習。但是翻轉課堂并不是適用于所有課程。馬秀麟指出：從教學實踐的最終學習效果分析，翻轉課堂不適應于推理性較強、系統(tǒng)性很強的課程。對數(shù)學、物理課程中的復雜推理、復雜原理等教學內容，采用傳統(tǒng)的課堂講授和演示，效果更佳。對于那些便于任務驅動、可采取項目教學方式的內容，翻轉課堂則有較突出的表現(xiàn)[4]。因此，《動力氣象學》不適合完全采用翻轉課堂模式，大多數(shù)的知識點還是采用傳統(tǒng)的講授法為好，翻轉課堂只能在某幾個知識點施行，但也不失為改善學習環(huán)境、調動學習興趣的一個有效方法。

在課堂講授中，精心設計與知識點相關的問題，通過不斷地提出問題逐步深入地講解數(shù)學公式下的物理含義，引領學生的思路，鍛煉其邏輯思考能力，建立專業(yè)思維。當某一知識點講解完之后，設計思考題，啟發(fā)學生進行一些深度思考。思考題可以在課程中直接提問，學生回答，師生互動，也可以作為一次隨堂測驗，使教師掌握學生學習的情況。還可以將學生分組，各組課后查閱資料、小組討論，下次課隨機抽取各組某一組員到臺上講解結果，與其他組討論，使學生參與到教學活動中來。例如：地球旋轉對于大氣運動有著怎樣的影響？可能有的同學從力學角度出發(fā)，有的同學從能量學或者波動學等角度出發(fā)，多方面啟發(fā)學生思考的同時，還可以鍛煉學生的合作能力。

《動力氣象學》側重的是理論培養(yǎng)，培養(yǎng)學生利用理論解決實際問題的能力，那么，首先你要先給出范例或者進行演示，學生才會去模仿、去思考，建立專業(yè)認知模型。例如：對大氣長波的講解經過了觀察、抽象化、建立模型、簡化問題后求解模型，最后用所得結果解釋觀察現(xiàn)象這一科學認識的基本步驟，通過講解學生會建立這樣的認知模型，大氣長波的講解過后會讓學生利用上述步驟去研究因為地形作用所引起的Rossby波，以強化培養(yǎng)學生的科學認知能力、學習研究的能力和創(chuàng)新能力，踐行知行合一，積極動手解決問題。

荀子曾說過：“聽而易忘，見而易記，做而易懂。”美國教育家蘇娜丹戴克也曾說：“告訴我，我會忘記，做給我看，我會記住，讓我參加，我就會完全理解?！币虼耍斨v解完某種方法之后，讓學生動手練習是一個非常好的方法。例如：緯向運動方程的微擾動線性化講解之后，安排學生在10分鐘之內練習經向運動方程微擾動線性化的過程。

課后練習的題目也要精心準備，可以是方法的練習、理論應用于實際的練習，著重幫助學生梳理所學知識，幫助學生掌握所學的基本方法和知識，提高其利用所學知識和方法解決問題的能力。還可以是課上所介紹現(xiàn)象的觀察，例如：布置學生利用氣象程序繪圖課程所教授的知識，繪制實際大氣某時刻500hPa緯向平均緯向風、經向風及緯向偏差風場，觀察渦旋的分布和基本氣流的分布，是否和教材介紹一致，使課內與課外相結合，培養(yǎng)學生的質疑精神。

（三）優(yōu)化教學技術

課堂教學過程中，在傳統(tǒng)的板書和多媒體課件基礎上，根據(jù)所講授內容，加入圖片、動畫、有關事實的flash或視頻等，促進學生對教學內容的理解和掌握，使復雜抽象的認識活動變得簡單而直觀，吸引學生注意力，最大程度地激發(fā)學生的學習興趣，使學生積極主動地參與學習。例如：重要數(shù)學公式推導板書，多媒體課件中需要強調的地方可以用線條著重標出，使得學生更容易抓住重點；在講解物理意義時，可以配合圖像進行講解，在講解大氣長波形成機制時利用動畫逐步演示大氣長波的形成，學生更容易理解。

（四）優(yōu)化教學環(huán)境

現(xiàn)在理論教學大多是在簡易多媒體教室，實習課程多去計算機實習中心或者試驗中心去進行。其實，隨著網絡技術的進一步發(fā)展，網上視頻授課（例如：微課、慕課）、網上答疑（QQ或者郵件、微信等）和手機APP（例如超星公司開發(fā)的學習通APP）等新型教學環(huán)境已經建立起來，可以將教室的面對面教學與網上的遠程教學、答疑相結合，更好地提高學生學習效率。

例如：我校教師開始嘗試“課堂講授+課堂實習+課后微課”的方式進行《氣象程序設計及繪圖》教學，師生可在電腦或手機上登陸教育在線課程平臺。在平臺上，上傳了《氣象程序設計及繪圖》課程線上課件以及錄制好的講解某些知識點（重點、難點和疑點）的視頻——微課，還開展相應的練習測試及學生反饋、教師點評等活動，進一步豐富和彌補傳統(tǒng)教學的不足，使學生對于學習的重點、難點和疑點可以反復觀看、體會、理解所學內容。

（五）優(yōu)化教學評價

教學評價除出勤、期中考試、期末考試之外，還可以加入課堂提問、書面練習、制作作品、隨堂測驗、分組作業(yè)等形式的考查，不僅可以杜絕學生平時不學習、考前突擊學習的問題，督促學生學習，使其養(yǎng)成自主學習的好習慣，還可以隨時掌握學生的學習狀態(tài)，對學生的疑點及時進行解惑，促進學生更好地理解所學內容。

上述這些形式的考查離不開教師的精心準備。教師要注意學生是否能用相應的專業(yè)術語和方式來有效表達其頭腦中的專業(yè)認知模型，是否明白專業(yè)認知模型的邏輯，是否能用這個模型來分析和解決實際問題。課堂講授中所提問題、思考題、作業(yè)題以及測驗等必須圍繞上述三點來進行設計，以使學生能夠建立專業(yè)認知模型，具有較強的專業(yè)素養(yǎng)。

四、結語

本科生的培養(yǎng)是一流人才培養(yǎng)的基礎，更是德智體美全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人的培養(yǎng)，是在為實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標、實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢奠定堅實基礎。而本科生的培養(yǎng)離不開廣大高校教師的教學活動。教學設計不是一蹴而就的，需要教師不斷摸索和思考，根據(jù)教學效果進行反思和修改，費時費力，這需要教師的決心和毅力以及堅定的信念。教師不僅要樹立“以學生為本”的理念，更要不斷學習新的教學方法和教學理念，在建設“一流大學、一流學科”的大背景下，做好科研工作的同時，更好地優(yōu)化教學設計，將科研融入教學，為強化培養(yǎng)學生的認知能力、合作能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)能力而努力。

參考文獻：

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