基于對分課堂的工科專業(yè)大班基礎(chǔ)理論教學(xué)改革

劉 磊,趙庚升,王 波,高 巖

(1.上海理工大學(xué) 管理學(xué)院,上海 200093;2.上海理工大學(xué) 國家級經(jīng)濟(jì)管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,上海 200093)

高校工科專業(yè)基礎(chǔ)課程理論復(fù)雜,概念抽象,學(xué)生年級低,知識構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)不足,從而缺乏學(xué)而致用的能力。另外,基礎(chǔ)課程多采用大班教學(xué),使得教師在教學(xué)進(jìn)度掌控、課堂組織管理、上機(jī)實(shí)驗(yàn)安排、學(xué)生成績評定等方面都存在不小的挑戰(zhàn),這些問題的存在直接導(dǎo)致了學(xué)生的課堂參與度不高,學(xué)習(xí)熱情受限。

當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展,信息化教學(xué)方法層出不窮[1],如網(wǎng)絡(luò)公開課、大規(guī)模課程開放(慕課)[2]、翻轉(zhuǎn)課堂[3]、移動教學(xué)軟件[3]、虛擬實(shí)踐教學(xué)[4]等,這些教學(xué)方法主要針對講授式教學(xué)的不足,有意識地拓展學(xué)生主動收集知識的渠道,從而激發(fā)了學(xué)習(xí)者的參與熱情和學(xué)習(xí)積極性。但如果直接引入這些方法到基礎(chǔ)理論教學(xué)中去,同樣存在諸多問題,例如獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效率低下、自我知識構(gòu)建困難、個(gè)性化課堂教學(xué)組織復(fù)雜[2]等等。

一、對分課堂教學(xué)改革

綜合分析講授式教學(xué)與信息化教學(xué)存在的問題,發(fā)現(xiàn)采用一種新型的“對分課堂”教學(xué)模式,有望補(bǔ)足上述教學(xué)方法的不足,從而解決大班基礎(chǔ)理論教學(xué)的難題。

(一)對分課堂的基本概念

對分課堂在時(shí)間上把教學(xué)分為清晰的三個(gè)過程:講授(Presentation)、內(nèi)化吸收(Assimila-tion)和討論(Discussion),因此對分課堂也可簡稱為PAD課堂[5]。其核心理念是將一半課堂時(shí)間分配給教師進(jìn)行講授,另一半時(shí)間分配給學(xué)生互動。對分課堂將講授與互動的流程順序進(jìn)行了科學(xué)編排:首先保證學(xué)生在課后有一周時(shí)間對作業(yè)進(jìn)行個(gè)性化的學(xué)習(xí)與內(nèi)化吸收;進(jìn)而在新一周的一半課堂時(shí)間內(nèi)對作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行互動研討,教師通過組織討論、點(diǎn)評作業(yè)來了解學(xué)生對知識的掌握情況,同時(shí)也順帶預(yù)熱了課堂;最后利用另一半課堂時(shí)間進(jìn)行新課講授,布置新課作業(yè),結(jié)束一個(gè)完整的教學(xué)周期。對分課堂保留了傳統(tǒng)課堂的授課環(huán)節(jié),又借鑒了互動教學(xué)的元素,發(fā)揮各自所長,彌補(bǔ)各自短處,從而實(shí)現(xiàn)了教學(xué)方法的創(chuàng)新。

(二)大班對分課堂的教學(xué)意義

一般而言,小班“對分課堂”教學(xué)相對容易,而大班基礎(chǔ)理論教學(xué)引入“對分課堂”雖然難度較高,但意義重大。這是因?yàn)閷Ψ终n堂能顯著降低教師的授課負(fù)擔(dān),增強(qiáng)教師對大課堂的掌控力,大規(guī)模地提升學(xué)生課堂聽講的意愿,大規(guī)模地培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,從而增強(qiáng)學(xué)生與教師的良性互動,具有重要的理論與實(shí)踐意義。

二、對分課堂基本理論及其方法分析

對分課堂的理論基礎(chǔ)是知識構(gòu)建主義[6],其認(rèn)為知識是在一定情境下,借助于他人的幫助,如通過人與人之間的協(xié)作、交流,利用必要的信息,通過學(xué)習(xí)者對意義的建構(gòu)而獲得。其核心目的是更好地學(xué)習(xí)和掌握知識,而對分課堂為該理論提供了具體的實(shí)踐路徑。下面分別從對分課堂基本教學(xué)方法、教學(xué)理念以及教學(xué)本質(zhì)等方面分析對分課堂在基礎(chǔ)理論教學(xué)中的作用。

(一)對分課堂教學(xué)方法

對分課堂是圍繞知識構(gòu)建理論建立起來的教學(xué)方法,主張?jiān)谥v授式課堂的基礎(chǔ)上科學(xué)地引入學(xué)生互動環(huán)節(jié),提升學(xué)生參與、協(xié)作、交流的積極性。對分課堂強(qiáng)調(diào)先教后學(xué),教師講授在先,學(xué)生學(xué)習(xí)在后;在此基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)生生、師生互動,鼓勵(lì)自主性學(xué)習(xí),使教育教學(xué)活動回歸教學(xué)相長的本質(zhì)[5],這些特性對于基礎(chǔ)課程教學(xué)至關(guān)重要。

對分課堂的實(shí)施環(huán)節(jié)如圖1所示,一個(gè)完整的教學(xué)周單元分為課堂和課后兩部分,其中課堂教學(xué)又被分為作業(yè)討論與新課講授兩個(gè)環(huán)節(jié),所以這種教學(xué)方法才被稱為對分課堂。在一個(gè)教學(xué)周單元里,教師與學(xué)生需要各自承擔(dān)不同的任務(wù):在作業(yè)討論環(huán)節(jié),學(xué)生討論上周作業(yè)的重點(diǎn)難點(diǎn),教師負(fù)責(zé)組織與總結(jié);接下來的新課教學(xué)環(huán)節(jié),教師要凝練地講解新知識重點(diǎn),幫助學(xué)生進(jìn)行知識構(gòu)建;在課后作業(yè)階段,教師批改學(xué)生按時(shí)完成的作業(yè),供下個(gè)學(xué)習(xí)周課堂研討。此外,在考核方法上,“對分課堂”強(qiáng)調(diào)過程性評價(jià),即以課后作業(yè)成績作為學(xué)生成績的主要參考,有助于改善學(xué)生考試之前臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象[5]?？梢?對分課堂實(shí)際上是一套科學(xué)的教學(xué)組織流程,該流程有助于平衡課堂講授與學(xué)生互動,從而提升教學(xué)質(zhì)量。

圖1 對分課堂教學(xué)實(shí)施方法Fig.1 Teaching method of PAD

(二)對分課堂的教學(xué)理念

對分課堂的教學(xué)理念可總結(jié)為“尊重傳統(tǒng)、循序漸進(jìn)、自主構(gòu)建、互動提升”四個(gè)方面。尊重傳統(tǒng)體現(xiàn)了傳統(tǒng)的講授教學(xué)方法符合我國高校教育的基本國情,具有現(xiàn)實(shí)的優(yōu)勢和不可替代性[7];循序漸進(jìn)表明在基礎(chǔ)教學(xué)階段,教師的幫助和引導(dǎo)在學(xué)生自主學(xué)習(xí)與知識構(gòu)建中的關(guān)鍵作用;自主構(gòu)建則強(qiáng)調(diào)應(yīng)主要依賴學(xué)生自主學(xué)習(xí)來獲取知識,而非單純講授灌輸;互動提升體現(xiàn)了要充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)互助的學(xué)習(xí)方法,使個(gè)體在團(tuán)隊(duì)中成長,從而激發(fā)個(gè)體乃至群體的學(xué)習(xí)積極性,最終形成知識學(xué)習(xí)的良性循環(huán)。

這一教學(xué)理念的四個(gè)方面相輔相成,環(huán)環(huán)相扣,從系統(tǒng)科學(xué)[8]的角度來看,傳統(tǒng)的講授式課堂屬于他組織系統(tǒng)行為,忽視了學(xué)生的自組織作用。在教學(xué)中,他組織強(qiáng)調(diào)了教育者的重要作用,認(rèn)為教育者應(yīng)起到規(guī)范和引導(dǎo)被教育者的作用。但是,在他組織理念的指導(dǎo)下,教育易出現(xiàn)同質(zhì)化、僵硬化、機(jī)械化、封閉化等問題,忽視了學(xué)生的個(gè)體差異,難以滿足個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求,偏離了教育以人為本、因材施教、致力成長的基本理念。相反地,互動式教學(xué)強(qiáng)調(diào)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的作用,從系統(tǒng)科學(xué)角度來看屬于自組織學(xué)習(xí),自組織的最大缺點(diǎn)是糾錯(cuò)成本太大,組織效率不高,而教師的參與可以很好地彌補(bǔ)這一缺憾。所不同的是,教師的定位應(yīng)該發(fā)生改變,在自組織形式中應(yīng)注重協(xié)作與引導(dǎo)而非主導(dǎo)和說教[4]。

(三)對分課堂的教學(xué)本質(zhì)

對分課堂的教學(xué)理念表面上是教師與學(xué)生“對分”課堂,本質(zhì)上是課堂教學(xué)活動他組織與自組織的融合,兩種組織形式揚(yáng)長避短,從而形成了課上理論講授為引導(dǎo)、課下自主學(xué)習(xí)為關(guān)鍵,現(xiàn)場研討為輔助的新型學(xué)習(xí)模式。對于經(jīng)過大量專業(yè)訓(xùn)練的教師來說,教學(xué)他組織的效果具有可靠的保障,但是學(xué)生的自組織能力由于各種因素影響存在不足。對分課堂通過科學(xué)地劃分教學(xué)流程,在授課階段幫助學(xué)生初步建立知識框架,然后留有一周時(shí)間讓學(xué)生通過指定資料自我補(bǔ)足和知識重建,并完成預(yù)留作業(yè),教師重點(diǎn)參考作業(yè)完成質(zhì)量來對學(xué)生進(jìn)行成績評價(jià),可有效提升學(xué)生自學(xué)的積極性。有針對性地引導(dǎo)、訓(xùn)練學(xué)生間的小組合作,從而最大限度地提升學(xué)生的自組織能力,當(dāng)教師與學(xué)生兩方的組織能力達(dá)到均衡,就可實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動的自我優(yōu)化,教學(xué)相長。

綜上,對分課堂的終極教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的自組織學(xué)習(xí)能力。這些能力包括獨(dú)立的知識學(xué)習(xí)能力、合理的知識組織能力、批判的知識思考能力、準(zhǔn)確的知識交流能力、全面的知識運(yùn)用能力和創(chuàng)新的知識再造能力。

三、工科大班專業(yè)課對分教學(xué)實(shí)施方法

現(xiàn)有案例表明,對分課堂在高校英語教學(xué)、生物學(xué)、思政教育等[9]領(lǐng)域都取得了較好的效果,但是針對工科專業(yè)大班基礎(chǔ)課程使用對分還存在較多的技術(shù)層面問題:首先,以上案例多屬于純理論教學(xué),其“對分課堂”的實(shí)施方案具有相對成熟的路徑參考[5],但工科專業(yè)基礎(chǔ)課程既包括基礎(chǔ)理論又需要?jiǎng)邮謱?shí)踐,如何將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融入對分課堂,還需進(jìn)一步的研究;其次,基礎(chǔ)課程多采用大班教學(xué),教師如何提高課堂講授能力,加強(qiáng)討論組織能力以及加快作業(yè)的批改速度,從而有效駕馭大班對分課堂,這些都是亟需解決的問題;最后,由于大班基礎(chǔ)課程學(xué)生年級低,普遍比較羞澀,有的還學(xué)習(xí)意愿較弱,討論時(shí)班級氣氛沉默,學(xué)生不愿與他人互動,這些因素極大地影響了對分課堂的實(shí)施效果,如何調(diào)動大班團(tuán)隊(duì)互動學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生能夠放松地投入到小組合作之中也是重要的研究課題。

針對上述對分課堂在大班基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)施中的問題,筆者以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大班基礎(chǔ)課程教學(xué)為例,分別從知識傳授(課中)、內(nèi)化吸收(課后)、分組討論(課中)三個(gè)方面來研究對分課堂建設(shè)。

(一)講授環(huán)節(jié)實(shí)施方法

工科專業(yè)基礎(chǔ)理論課程的講授目標(biāo)應(yīng)注重實(shí)踐,教師通過講授幫助學(xué)生梳理知識主干,突出理論的重點(diǎn)、難點(diǎn),構(gòu)建理論的一般框架,并推薦有關(guān)課后閱讀材料。為克服班級人數(shù)眾多、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、理論復(fù)雜的難題,采用思維導(dǎo)圖軟件來幫助學(xué)生構(gòu)建知識框架,配合PPT使用,不但使學(xué)生能清晰地掌握知識要點(diǎn),同時(shí)也有助于學(xué)生利用該軟件培養(yǎng)自己的自學(xué)能力。另外,可以選擇互聯(lián)網(wǎng)上的微視頻在課堂播放,因?yàn)槲⒁曨l體量短小,知識點(diǎn)高度濃縮,符合對分課堂講授的要求,相較于翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生課后觀看學(xué)習(xí)視頻,在課堂通過教師解說和播放,形式新穎,展示直觀,解說到位,例如筆者嘗試播放了可汗學(xué)院的微視頻來穿插主題講解,收到了不錯(cuò)的課堂效果。

(二)內(nèi)化吸收環(huán)節(jié)實(shí)施方法

課堂知識講解完畢需要針對相關(guān)知識布置作業(yè)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是工科專業(yè)基礎(chǔ)理論課程,所學(xué)理論是為了實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要,所以筆者圍繞課程理論應(yīng)用設(shè)計(jì)了很多小的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)單元,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可參考上海理工大學(xué)課程中心網(wǎng)站[10]。學(xué)生通過校園網(wǎng)下載作業(yè),在課下根據(jù)課堂所學(xué)知識要點(diǎn),深入閱讀推薦材料,親自動手實(shí)驗(yàn),學(xué)以致用。由于作業(yè)成績是課程成績評定的重要參考,從而迫使學(xué)生重視課后作業(yè)的完成質(zhì)量。

因?yàn)榇蟀嗳藬?shù)眾多,大規(guī)模安排學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)需要大量設(shè)備,同時(shí)也需要長時(shí)間占用機(jī)房,因此受虛擬實(shí)踐教學(xué)[4]啟發(fā),針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn),采用Cisco公司的開發(fā)Packet Tracer虛擬網(wǎng)絡(luò)配置、模擬軟件,做到了無成本、全天候、大規(guī)模、全共享地使用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,利用該虛擬平臺,學(xué)生在自己的計(jì)算機(jī)上獨(dú)立地完成各實(shí)驗(yàn)單元,并將完成好的作業(yè)存盤成文件提交到教師的工作網(wǎng)盤系統(tǒng)中。

針對大班學(xué)生人數(shù)眾多,作業(yè)批改工作量巨大的問題,為提高作業(yè)批改效率,筆者開發(fā)了一套基于網(wǎng)盤的作業(yè)批改軟件系統(tǒng),如圖2所示,首先學(xué)生在規(guī)定時(shí)間提交作業(yè),并以自己的學(xué)號作文件名。教師使用軟件自動從網(wǎng)盤上打開作業(yè),讀取學(xué)號而后迅速定位學(xué)生的成績錄入位置,輸入分?jǐn)?shù)和批改意見后保存,軟件將自動打開下一個(gè)學(xué)生作業(yè),直到所有作業(yè)批改完成。之后作業(yè)成績即刻被上傳到共享網(wǎng)盤,學(xué)生可以在下節(jié)課討論之前通過網(wǎng)絡(luò)查詢自己的作業(yè)分?jǐn)?shù)和批改意見,如此極大地提高了學(xué)生的作業(yè)質(zhì)量和課程參與的積極性。由于對分課堂教學(xué)需要每周布置作業(yè),有了該軟件的幫助,可大幅提升大班對分教學(xué)的作業(yè)批改效率。

(三)互動環(huán)節(jié)實(shí)施方法

學(xué)生經(jīng)過課后獨(dú)立作業(yè),隔周再次上課就進(jìn)入了對分課堂的互動環(huán)節(jié)。筆者將作業(yè)實(shí)驗(yàn)單元進(jìn)行綜合,構(gòu)建成應(yīng)用性較強(qiáng)的實(shí)踐項(xiàng)目,讓學(xué)生以小組的形式去討論完成,并要求團(tuán)隊(duì)代表總結(jié)發(fā)言。針對大班對分課堂教學(xué)的互動特點(diǎn),從分組實(shí)驗(yàn)、組內(nèi)討論、小組發(fā)言、教師總結(jié)這四個(gè)環(huán)節(jié)來闡述具體的實(shí)施方法。

圖2 對分課堂輔助軟件Fig.2 Assistant software for PAD

在學(xué)期開始前,學(xué)生被安排按學(xué)號入座,相鄰號碼之間4個(gè)人自動組成小組,小組成員位置固定,不但有利于節(jié)省大班“對分課堂”教學(xué)的分組時(shí)間,而且學(xué)生通過幾次討論,小組成員的配合會逐漸默契,有利于學(xué)生放松心態(tài),同時(shí)方便考勤點(diǎn)名。小組成員首先討論各自實(shí)驗(yàn)方案,形成頭腦風(fēng)暴,利用思維導(dǎo)圖整理討論結(jié)果。接下來,利用虛擬平臺進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn),并做好實(shí)驗(yàn)記錄。然后,教師組織課堂發(fā)言,除了一般的隨機(jī)抽取小組發(fā)言和小組主動發(fā)言兩種形式[5]外,還動用了多種現(xiàn)代教學(xué)方法來保證該環(huán)節(jié)的順利實(shí)施。

首先,筆者使用了微彈幕技術(shù)。由于大多數(shù)低年級學(xué)生不好意思當(dāng)眾發(fā)言,微彈幕技術(shù)可以讓學(xué)生通過微信將不明白的實(shí)驗(yàn)問題投影到大屏幕上,教師隨機(jī)抽取問題進(jìn)行解答或者請其他小組進(jìn)行解答。其次,教師通過手機(jī)將學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果拍照,通過DLNA協(xié)議投影到教室大屏幕上,配合電子版作業(yè)一同展示。這些網(wǎng)絡(luò)工具的使用,有助于學(xué)生間的相互學(xué)習(xí),增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)能力,從而有效地組織大班對分課堂討論。最后,教師進(jìn)行全面點(diǎn)評,指出常見的問題和不足,引出新的課程專題,順利過渡到下節(jié)課的講授,從而有效地開啟一個(gè)新的學(xué)習(xí)周期。

四、對分課堂實(shí)施效果

對比采用對分課堂前后,兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)班級學(xué)生對同一教師的評教結(jié)果如表1所示,數(shù)據(jù)來源于上海理工大學(xué)教務(wù)處。根據(jù)前后數(shù)據(jù)對比,學(xué)生對能力培養(yǎng)、作業(yè)輔導(dǎo)以及教師授課方面的評價(jià)都有大幅上升,體現(xiàn)了學(xué)生群體對對分課堂教學(xué)形式的認(rèn)可。

表1 對分課堂與傳統(tǒng)課堂教學(xué)評價(jià)對比表Tab.1 Comparison between traditional class and PAD class

五、結(jié)束語

對分課堂的出發(fā)點(diǎn)是科學(xué)地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,有步驟地訓(xùn)練學(xué)生的自組織能力,最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)的系統(tǒng)性自我優(yōu)化,同時(shí)減輕教師的他組織負(fù)擔(dān)。針對大班基礎(chǔ)課程教學(xué)對分課堂實(shí)施的困難,有目的地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生學(xué)以致用,激發(fā)學(xué)生參與熱情,以此為教學(xué)主線獲得了多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可。有針對性地使用各種現(xiàn)代的教學(xué)方法如虛擬實(shí)踐教學(xué)、微視頻教學(xué)等,輔助對分課堂教學(xué),開發(fā)輔助大班對分課堂的作業(yè)批改軟件系統(tǒng),使用新興網(wǎng)絡(luò)工具輔助教學(xué)。從評教結(jié)果來看,該套實(shí)施方案有助于對分課堂的大班教學(xué)推廣,是大學(xué)課堂、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一次有益的嘗試。