基于現(xiàn)代認(rèn)知理論的消防工程學(xué)課堂教學(xué)改革淺析

雷柏偉 吳兵

[摘 要]針對(duì)消防工程學(xué)課程知識(shí)特點(diǎn)，項(xiàng)目組分析了該課程的教學(xué)現(xiàn)狀與改革需求。并基于學(xué)習(xí)金字塔、遺忘曲線兩項(xiàng)認(rèn)知原理，從教學(xué)方式角度提出由信息認(rèn)知、情景體驗(yàn)、啟發(fā)思考三部分構(gòu)成的教學(xué)方案，從教學(xué)效率角度調(diào)整了知識(shí)型、實(shí)踐型兩類(lèi)課程的授課結(jié)構(gòu)，并在消防工程學(xué)課堂教學(xué)中進(jìn)行了積極探索。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)改革;消防工程學(xué);認(rèn)知理論

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2019）06-0044-04

消防工程在實(shí)踐應(yīng)用與生產(chǎn)活動(dòng)緊密相關(guān)，并日益受到眾多研究學(xué)者的重視與關(guān)注。消防工程學(xué)課程作為消防工程學(xué)科的宏觀、啟蒙性專(zhuān)業(yè)課程，為學(xué)生認(rèn)識(shí)消防工程提供扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與理論積淀。學(xué)生對(duì)消防知識(shí)的認(rèn)識(shí)如果不全面、不系統(tǒng)，未來(lái)從事消防工程工作就會(huì)面臨一定的困難。

課堂教學(xué)是教師傳授知識(shí)和技能最主要的方式，對(duì)消防工程教學(xué)來(lái)說(shuō)有不可替代的作用。隨著新一代信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，雖然傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相較之下逐漸凸顯出了形式主義、手段單一等問(wèn)題，但課堂教學(xué)卻依然具有應(yīng)用普遍、引導(dǎo)作用強(qiáng)、便于學(xué)生互動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。因此，當(dāng)前課堂教學(xué)需要努力尋求變革方法，克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)的問(wèn)題，挖掘、發(fā)揮課堂教學(xué)的獨(dú)特作用[1]，以便提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

本文對(duì)在消防工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)課程中存在的問(wèn)題與解決方式進(jìn)行了初步探討，基于現(xiàn)代教育理論的學(xué)習(xí)金字塔、記憶曲線原理，分析消防工程學(xué)課堂教學(xué)的教學(xué)方式、教學(xué)效率，并制定相應(yīng)的課堂教學(xué)方案。

一、課堂教學(xué)的現(xiàn)狀與問(wèn)題

消防工程學(xué)具有知識(shí)點(diǎn)多、法律法規(guī)內(nèi)容抽象等特點(diǎn)?，F(xiàn)代教育學(xué)研究已普遍認(rèn)同一個(gè)觀點(diǎn)：教育應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮認(rèn)知者（學(xué)生）的認(rèn)知特點(diǎn)，并將其作為一切教育研究、活動(dòng)的基本出發(fā)點(diǎn)。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程是基于自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和認(rèn)知特性，而不是作為信息與知識(shí)被機(jī)械灌輸?shù)膶?duì)象，也不是外部刺激的被動(dòng)接受者。與之相應(yīng)，在課堂教學(xué)中，教師也應(yīng)當(dāng)積極幫助學(xué)生探求、建立自主知識(shí)構(gòu)建方法，讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中充當(dāng)具備主動(dòng)性的參與者、推動(dòng)者。因此，消防工程學(xué)課堂教學(xué)傳統(tǒng)模式的不足日益顯著。

（一）傳統(tǒng)課堂模式下，師教關(guān)系較為單一，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性

傳統(tǒng)課堂教學(xué)的基本模式是以教師為中心的，學(xué)生活動(dòng)及參與較少，學(xué)生容易形成被動(dòng)接受信息的習(xí)慣，缺乏知識(shí)的靈活運(yùn)營(yíng)能力，也降低了探索問(wèn)題的積極性。同時(shí)教師容易受到教材制約，依據(jù)教學(xué)計(jì)劃“照本宣科”教授知識(shí)，學(xué)生很難形成對(duì)該課程的總體認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)過(guò)程難以達(dá)到預(yù)期的效果。

（二）傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式不夠形象、生動(dòng)

相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的板書(shū)、多媒體等方式，現(xiàn)代課堂應(yīng)用信息技術(shù)后通常包括各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)資源、圖像輔助軟件等，更加形象和生動(dòng)，能夠更好地吸引學(xué)生的注意力。此外，對(duì)于復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)，或者涉及研究對(duì)象形態(tài)改變與實(shí)踐變化等內(nèi)容，感性認(rèn)知往往比理性講解的認(rèn)知效率高很多，學(xué)生需要直觀的觀察、獲取直觀感受。如果傳統(tǒng)課堂教學(xué)不借助一些輔助教學(xué)手段，難以滿(mǎn)足學(xué)生該方面的要求[2]。

（三）傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)滿(mǎn)足其要求

學(xué)生作為高校教育的受眾呈現(xiàn)出了新變化趨勢(shì)，個(gè)體的認(rèn)知特征與學(xué)習(xí)模式都各有特點(diǎn)，此外，高校學(xué)生彰顯個(gè)性的需求也日益明顯。傳統(tǒng)教學(xué)將教程大綱規(guī)定的內(nèi)容作為所有學(xué)生的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有考慮不同學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、認(rèn)知習(xí)慣學(xué)生群體的實(shí)際要求?，F(xiàn)代教育理論提出的探索式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、互動(dòng)式教學(xué)（如“翻轉(zhuǎn)課堂”）等模式[3]，都是注意了這類(lèi)缺陷而推行的新式教學(xué)方法，利用這些手段可以補(bǔ)充傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足。

（四）傳統(tǒng)教學(xué)中教師占主導(dǎo)地位

傳統(tǒng)教學(xué)十分注重教師的主導(dǎo)作用，教學(xué)質(zhì)量極大地受到教師個(gè)人的表達(dá)能力、學(xué)術(shù)水平、情緒變化等影響，因此對(duì)教師個(gè)人能力提出了很高要求。然而，現(xiàn)代教育學(xué)普遍認(rèn)同在教學(xué)活動(dòng)中，教師與學(xué)生都可以成為教學(xué)主體，可以互相學(xué)習(xí)、互相成長(zhǎng)，達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的效果。

綜上，消防工程學(xué)課堂教學(xué)容易出現(xiàn)形式化、低效化的問(wèn)題。近年來(lái)為解決該問(wèn)題，學(xué)者們開(kāi)展了形式多樣的教學(xué)改革研究，已經(jīng)取得了豐富的研究成果，但仍然需要根據(jù)具體授課內(nèi)容的特殊性、需求，選取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)理論、方法。課堂教學(xué)的本質(zhì)是不斷開(kāi)展信息認(rèn)知的過(guò)程，該過(guò)程可以包括認(rèn)知方式、認(rèn)知效率兩方面考慮因素，即通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)知方式，最大限度地提升認(rèn)知效率。本文針對(duì)消防工程學(xué)教學(xué)需求，基于學(xué)習(xí)金字塔、遺忘曲線認(rèn)知原理，從教學(xué)方式、教學(xué)效率兩方面設(shè)計(jì)了該課程的課堂教學(xué)活動(dòng)。

二、課堂教學(xué)認(rèn)知理論的基本內(nèi)容 —— 教學(xué)方式的選擇與課堂設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)方式選擇的原理內(nèi)容

科學(xué)合理的教學(xué)方式是教學(xué)過(guò)程的前提。學(xué)習(xí)金字塔原理是現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式理論的基礎(chǔ)理論，輔助教師選擇恰當(dāng)知識(shí)認(rèn)知方式的有效方法。學(xué)習(xí)金字塔（Cone of Learning）是美國(guó)緬因州國(guó)家訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室的研究成果，它用數(shù)字形式形象顯示了采用不同的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)者平均學(xué)習(xí)保持率（在初次兩周以后還能記住內(nèi)容）的高度水平。具體如下圖所示：

從圖1中可知，人們通過(guò)閱讀學(xué)習(xí)能夠記住內(nèi)容的10%，通過(guò)聽(tīng)講學(xué)習(xí)能夠記住內(nèi)容的20%，通過(guò)圖片學(xué)習(xí)能夠記住內(nèi)容的30%，通過(guò)影像、展覽、示范、現(xiàn)場(chǎng)觀摩來(lái)學(xué)習(xí)能夠記住50%，參與討論、提問(wèn)、發(fā)言來(lái)學(xué)習(xí)能夠記住70%，做報(bào)告、教學(xué)、模擬體驗(yàn)、實(shí)際操作能夠記住90%。

消防工程學(xué)涉及面廣，具有知識(shí)內(nèi)容豐富多樣、知識(shí)點(diǎn)細(xì)致等特點(diǎn)。因此，為了提高教學(xué)效果，需要結(jié)合學(xué)習(xí)金字塔模型理論，在教學(xué)過(guò)程中除了課堂以教師為主的授課外，更需要通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，如討論、演講、報(bào)告等形式，化被動(dòng)為主動(dòng)，將零散知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)、內(nèi)化為學(xué)生自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)、記憶圖譜。此外，通過(guò)課堂模擬操作、情境體驗(yàn)的方式，將知識(shí)與工程應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，也是一種非常重要的提升學(xué)習(xí)效率的方式。

（二）教學(xué)方式的課堂設(shè)計(jì)方案

結(jié)合學(xué)習(xí)金字塔原理對(duì)消防工程學(xué)課程進(jìn)行分析，為了讓學(xué)生掌握安全基礎(chǔ)知識(shí)，并與實(shí)踐緊密結(jié)合，將原本單一授課為主的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榘S富教學(xué)方式的學(xué)習(xí)過(guò)程。因此，將消防工程學(xué)滿(mǎn)堂教學(xué)中采取的教學(xué)方式分為三部分：信息認(rèn)知（知識(shí)講解）、情景體驗(yàn)（示例操作）、啟發(fā)思考。每種教學(xué)方式主要包括以下內(nèi)容：

1.信息認(rèn)知

教師采用傳統(tǒng)的課堂授課方式，向?qū)W生講解課程知識(shí)，包括對(duì)當(dāng)次課程新知識(shí)的講解、前期知識(shí)進(jìn)行回顧，在此部分中，學(xué)生屬于被動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，主要從聽(tīng)講、閱讀、視聽(tīng)的認(rèn)知途徑來(lái)獲取信息。這種教學(xué)方式能夠在較短時(shí)間內(nèi)向?qū)W習(xí)者系統(tǒng)地介紹大量的知識(shí)，適合學(xué)生在學(xué)習(xí)初期需要全面的了解知識(shí)點(diǎn)、建立知識(shí)框架。但是該類(lèi)教學(xué)方式的學(xué)習(xí)保留率很低，因此需要其他方式加以鞏固。

2.情景體驗(yàn)

教師在課堂中模擬消防工程課程中的典型示例、實(shí)踐場(chǎng)景，并能夠使學(xué)生有效參與到情景體驗(yàn)過(guò)程中，在模擬情景中引導(dǎo)、教授學(xué)生應(yīng)用安全知識(shí)。常見(jiàn)的情景體驗(yàn)形式包括案例討論、演講報(bào)告、模擬場(chǎng)景操作等。在這種教學(xué)方式中，學(xué)習(xí)者屬于被動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)相互融合的學(xué)習(xí)過(guò)程，通過(guò)情景操作能夠充分發(fā)揮學(xué)生個(gè)體的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考的能力。此外，能夠與授課知識(shí)相互呼應(yīng)，鞏固被動(dòng)學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容，有效提升學(xué)習(xí)效率[4]。

3.啟發(fā)思考

教師在課堂教學(xué)結(jié)束前，可以結(jié)合本次、下一次課程的教學(xué)內(nèi)容，布置一些能啟發(fā)學(xué)生思考的問(wèn)題，下次課堂再進(jìn)行提問(wèn)、考查。這種啟發(fā)式教學(xué)的基本方法，能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，主動(dòng)去閱讀、查閱資料，并促使學(xué)生自動(dòng)為下一次課堂知識(shí)做好鋪墊，相當(dāng)于將學(xué)生主動(dòng)帶入下次課堂教學(xué)的“信息認(rèn)知”環(huán)節(jié)。啟發(fā)思考的具體方法也是多種多樣的，如布置課后作業(yè)、課后思考題，或進(jìn)行課堂隨學(xué)隨練，培養(yǎng)學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、鞏固的認(rèn)知習(xí)慣。

針對(duì)不同課程部分的知識(shí)結(jié)構(gòu)，具體分配三種認(rèn)知方式在滿(mǎn)堂教學(xué)中的比例，如對(duì)于概括介紹、理論性強(qiáng)的課程內(nèi)容部分，應(yīng)當(dāng)以信息認(rèn)知為主，情景體驗(yàn)、啟發(fā)思考為輔助;對(duì)于與實(shí)踐操作結(jié)合緊密、情景感強(qiáng)的授課內(nèi)容，以情境體驗(yàn)、啟發(fā)思考為主，信息認(rèn)知為輔。因此，在課堂教學(xué)中以充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用為基礎(chǔ)，改變單一的教學(xué)方式，積極培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)，營(yíng)造學(xué)生為主體的課堂氛圍，誘發(fā)學(xué)生主動(dòng)地認(rèn)知行為，能夠激活學(xué)生已有的學(xué)習(xí)和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，有效開(kāi)展知識(shí)學(xué)習(xí)，達(dá)到課堂教學(xué)的知識(shí)技能與工程實(shí)踐的結(jié)合。

三、基于認(rèn)知理論的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)/教學(xué)內(nèi)容

（一）教學(xué)效率考查的原理內(nèi)容

教學(xué)效率是教學(xué)過(guò)程最主要的考查內(nèi)容。遺忘曲線描述了記憶效率隨著時(shí)間變化的基本規(guī)律。遺忘曲線由德國(guó)心理學(xué)家艾賓浩斯（H.Ebbinghaus）研究發(fā)現(xiàn)，描述了人類(lèi)大腦對(duì)新事物遺忘的規(guī)律。人體大腦對(duì)新事物遺忘的循序漸進(jìn)的直觀描述，人們可以從遺忘曲線中掌握遺忘規(guī)律并加以利用。具體如表1所示。

由表1可知，認(rèn)知結(jié)束之后就是遺忘的開(kāi)始，但是遺忘的速度并不是均勻的。最初遺忘速度很快，之后逐漸變慢。隨著時(shí)間的推移，遺忘的速度減慢，遺忘的數(shù)量也就減少。學(xué)習(xí)結(jié)束后如不抓緊復(fù)習(xí)，不足6天將會(huì)只剩下原來(lái)獲取認(rèn)知信息的25%。當(dāng)前艾賓浩斯遺忘曲線主要用來(lái)記憶英語(yǔ)單詞，但其功能遠(yuǎn)不止這些。陳和恩等[5]經(jīng)過(guò)實(shí)踐認(rèn)為通過(guò)重新調(diào)整課堂內(nèi)容和習(xí)題安排，實(shí)現(xiàn)將遺忘曲線理論與圖學(xué)教學(xué)計(jì)劃相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握得比較牢固。因此，對(duì)課堂教學(xué)的時(shí)間節(jié)奏、課堂之間的連續(xù)性也可按照艾賓浩斯遺忘曲線來(lái)進(jìn)行改革設(shè)計(jì)。

（二）教學(xué)效率的課堂設(shè)計(jì)方案

結(jié)合遺忘曲線原理對(duì)消防工程學(xué)課程進(jìn)行分析，為了讓學(xué)習(xí)者更牢固地掌握基礎(chǔ)知識(shí)，可以結(jié)合學(xué)習(xí)者記憶規(guī)律對(duì)授課內(nèi)容時(shí)間占比、進(jìn)行順序進(jìn)行合理分布。因此，項(xiàng)目組對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的授課結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下改革嘗試：

1.傳統(tǒng)課堂教學(xué)

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，滿(mǎn)堂教學(xué)時(shí)長(zhǎng)為45分鐘，課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)為：通常開(kāi)課大約3～5分鐘用來(lái)回顧上一次課的教學(xué)內(nèi)容并引出新課，課末大約3～5分鐘用來(lái)總結(jié)本次新授課程的內(nèi)容，其余大約35分鐘為本次授課部分。這樣多個(gè)課堂之間關(guān)聯(lián)較小，學(xué)生知識(shí)點(diǎn)瑣碎而繁多，如果做不到及時(shí)復(fù)習(xí)，學(xué)生就很難深刻掌握知識(shí)點(diǎn)，不符合消防工程學(xué)課程的實(shí)際特征。

改革后的課堂教學(xué)按照授課內(nèi)容不同，主要分為知識(shí)性、操作性教學(xué)兩類(lèi)，其課堂授課結(jié)構(gòu)的對(duì)比情況如表2所示。

2.知識(shí)傳授為主的課堂教學(xué)

對(duì)于知識(shí)學(xué)習(xí)為主的課程內(nèi)容，在課程開(kāi)始時(shí)，大約用2分鐘來(lái)回顧第（n-2）次課的授課內(nèi)容，大約用3分鐘時(shí)間來(lái)回顧第（n-1）次課的授課內(nèi)容。本次課程授課實(shí)踐的35分鐘分為兩部分，30分鐘左右為教授本次課程內(nèi)容，另用5分鐘進(jìn)行課堂討論。最后5分鐘用于總結(jié)本次新授課內(nèi)容與重點(diǎn)，并布置啟發(fā)思考題，或預(yù)習(xí)任務(wù)。

3.實(shí)踐操作為主的課堂教學(xué)

對(duì)于以實(shí)踐操作為主的學(xué)習(xí)內(nèi)容，在課程開(kāi)始時(shí)同樣安排5分鐘左右復(fù)習(xí)前幾次課程要點(diǎn)內(nèi)容。本次課程授課實(shí)踐的35分鐘分為兩部分，5分鐘左右用于總結(jié)、梳理本次課程的核心知識(shí)點(diǎn)，另用30分鐘進(jìn)行模擬情景體驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)。最后5分鐘用于總結(jié)本次新授課內(nèi)容與重點(diǎn)，并布置啟發(fā)思考題，或預(yù)習(xí)任務(wù)。

與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，通過(guò)調(diào)整開(kāi)課回顧、課尾總結(jié)的少量時(shí)間，增加了學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)的記憶重現(xiàn)、認(rèn)知恢復(fù)的過(guò)程，使得學(xué)生在頭腦中不斷加深已學(xué)知識(shí)的烙印，基礎(chǔ)扎實(shí)后期才能運(yùn)用自如。同時(shí)，課堂討論與啟發(fā)思考提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極度、參與度，也提升了其對(duì)知識(shí)的理解深度。

教師利用遺忘曲線原理，在消防工程學(xué)課堂教學(xué)中充分利用有限時(shí)間不間斷、系統(tǒng)性地再現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)，既能鞏固學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的掌握程度，又有助于學(xué)生后半段課程的學(xué)習(xí)。最終，通過(guò)啟發(fā)式思考、測(cè)試練習(xí)等，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化。因此，通過(guò)合理安排消防工程學(xué)不同的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)，能提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，推動(dòng)課堂教學(xué)“漸入佳境”、螺旋式推進(jìn)、由表及里的深化過(guò)程[6]。

四、結(jié)論

消防工程學(xué)課程是相關(guān)安全工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，該課堂教學(xué)包含了燃燒學(xué)基本知識(shí)、建筑消防被動(dòng)防護(hù)設(shè)計(jì)、建筑消防主動(dòng)防護(hù)設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容，知識(shí)點(diǎn)多且零散。本文結(jié)合學(xué)習(xí)金字塔、遺忘曲線兩項(xiàng)認(rèn)知原理，對(duì)該課程的授課結(jié)構(gòu)以及教學(xué)方式進(jìn)行了積極探索。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[責(zé)任編輯：劉鳳華]