對分課堂教學模式對提升高校理工科專業(yè)教學質量的探究

薛慧君 張楊 馬曉玉 呂昊

[摘 要] “對分課堂”結合講授式教學和討論式教學的優(yōu)勢，將教學過程分為三部分：教師講授、獨立內化、學生討論。有效解決了傳統(tǒng)教學模式中存在的學生參與度不夠、課堂互動不足兩大核心問題。筆者從高校理工科專業(yè)課堂教學特點及存在的問題為出發(fā)點，結合對分課堂教學模式的內涵，設計了基于數字電子技術對分課堂的教學模式，并闡述了具體實施方案，提出了對分課堂在高校理工科專業(yè)課堂實施的可行性。

[關鍵詞] 對分課堂;高校理工科專業(yè);教師講授;內化吸收;課堂討論

[作者簡介] 薛慧君（1983—），女（滿族），遼寧葫蘆島人，生物物理學博士，空軍軍醫(yī)大學軍事生物醫(yī)學工程學系醫(yī)學電子學教研室講師，

主要從事非接觸生物醫(yī)學信號檢測和處理技術研究;呂 昊（1981—），男（土家族），湖北宜昌人，生物物理學博士，空軍軍醫(yī)大學軍事生物醫(yī)學工程學系醫(yī)學電子學教研室主任、副教授（通信作者），主要從事非接觸生物雷達探測技術研究。

[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）30-0259-03? ? [收稿日期] 2019-10-27

振興本科教育是當下高等教育改革發(fā)展的核心任務。2018年6月21日，教育部在四川成都召開新時代全國高等學校本科教育工作會議，提出堅持“以本為本、四個回歸”，淘汰“水課”，打造有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。也就是要把現在普遍存在的低階性、陳舊性和不用心的本科課程打造成具有高階性、創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)度的課程。課堂改革是教育改革的最終落腳點，如何讓傳統(tǒng)課程發(fā)生實質性變革，如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，尤其是理工科高端人才，對科技創(chuàng)新、國民經濟發(fā)展至關重要。因此，打破陳舊的教學模式，提升理工科專業(yè)教學質量是急需解決的重要難題。

一、當前高校理工科專業(yè)本科教育的特點

當前高校理工科專業(yè)課程是在學生掌握高等數學、線性代數、概率統(tǒng)計等一系列基礎課程之后才能學懂的課程。一個理工科學生通常要學習好多門專業(yè)課程，這些課程構成整個系統(tǒng)框架，與國民生產、科技前沿關系密切。因此，理工科專業(yè)本科教學內容也要緊隨社會經濟與行業(yè)發(fā)展的需求不斷更新。

為了響應人才強國號召，理工科專業(yè)課程教學改革從教材更新、教學方法改進、教師隊伍建設等方面持續(xù)投入大量的人力、物力，但收效甚微。其主要原因在于：（1）近年來，大學里始終存在著重科研、輕教學的現象，搞科研被認為更有前途。相比較而言，教學卻是一個良心活兒，教學質量的好壞難以量化。官方和民間對一所高校的評價，也長期建立在師資隊伍建設、重點學科、重點實驗室、科研項目和論文的等級數量之上，顯然，這些標準與實際教學質量無關。（2）隨著中國高校逐年擴招，高等教育逐漸從精英式教育轉型為大眾式教育，稍不留心就會出現教育質量下降的問題。另外，現在的大學生是高速互聯網時代的產物，智能手機的普及使學生的學習和生活呈現嚴重的碎片化模式，主要表現在學生上課自律能力不足、玩手機、不認真聽講，對于知識積累和連貫性很強的理工科專業(yè)課程，碎片化的學習習慣危害極大。（3）大學理工科專業(yè)課堂還是以傳統(tǒng)的講授式教學為主，教師在課堂上單向給學生灌輸知識，學生被動地跟從老師的思路。講授式教學模式很難培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力和探索精神，而其恰恰是理工科學生應當具備的重要素質。

隨著科技信息技術飛速發(fā)展，教育界越來越認識到工業(yè)時代形成的教育模式和課堂體系，已經難以適應信息化社會的發(fā)展。許多高校正在嘗試利用信息技術對傳統(tǒng)課堂進行改造和探索。近些年，以幕課（MOOC）、翻轉課堂為代表的教育項目陸續(xù)進入高校，在教育創(chuàng)新實踐中發(fā)揮了各自的作用，給高校本科教學改革帶來了機遇和挑戰(zhàn)，但也呈現出較為突出的問題：（1）MOOC不受區(qū)域限制進行優(yōu)質教學資源共享，促進全面學習、終身學習，但學生無法體會傳統(tǒng)課堂的集體聆聽、相互感染的氣氛。俗話說，沒有溫度和濕度的土地不能夠孕育出新的生命，同樣沒有互動的MOOC，即使名師授課，也很難培養(yǎng)出優(yōu)秀的創(chuàng)新人才;（2）翻轉課堂雖然注重學生與老師交流互動，提升了學生學習的主動性，但這種教學模式對老師的教育理念和專業(yè)能力提出了更高的要求，年輕教師難以把握。由于課堂討論的開放性，如果按照學生的思路展開，教師難以把控教學內容。對于專業(yè)性很強的理工科課程，學生很難把握重點和難點，倘若教師引導過多，學生的自主性又會淪為表象，影響教學效果。

二、對分課堂教學模式

針對當前高校本科教學課堂存在的主要問題，結合講授式和討論式課堂的優(yōu)點，復旦大學張學新教授于2014年提出“對分課堂”的教學新模式，其核心理念是把一半時間分配給教師進行教授，另一半時間分配給學生以討論的方式進行交互式學習[1]。對分課堂教學主要分為三個過程：即講授（Presentation）、內化吸收（Assimilation）、討論（Discussion），因此對分課堂簡稱為PDA課堂。

對分課堂強調“先教后學”，即教師先講授，學生延時討論。教師的授課原則是精講和留白，即在對分課堂上，教師做好引導式和框架式的精講，包括講解學習目標、重點和難點，以及章節(jié)內容的邏輯結構關系等;在教授過程中，還要運用我國傳統(tǒng)繪畫藝術中的重要表現手法——留白[2]，比如教師畫出一顆樹的主干，要學生添枝加葉，留給他們主動探索的空間，讓學生帶著任務去“填空”。而后，教師按照讀書筆記（知識梳理）+常規(guī)作業(yè)+“亮考幫”的作業(yè)形式讓學生自主學習[3]。自主學習屬于內化吸收階段，表現為閱讀復習、獨立思考、完成作業(yè)任務。其中作業(yè)任務是連接討論和講授的核心環(huán)節(jié)，是決定對分成功與否的關鍵要素。延時討論是指內化吸收之后進行的課堂討論，事先把學生按照4～6人/組的原則進行分組，討論可以采用多種形式，比如小組內討論、組間討論、全班分享，討論的內容主要圍繞教師布置的任務進行，教師可針對學生的共性問題進行答疑解惑。整個教學流程如果發(fā)生在一節(jié)課內，稱為“當堂對分”，如果發(fā)生在兩次課內，稱為“隔堂對分”。鑒于理工科專業(yè)課程推導性強、要有大量的專業(yè)知識儲備才能掌握、需要課后做作業(yè)加深對知識的理解等特點，筆者推薦高校理工科專業(yè)課程采用“隔堂對分”的教學模式。假設某高校理工科專業(yè)課程每周兩節(jié)課，連續(xù)三周學習內容A、B、C，“隔堂對分”基本流程見圖1。

三、對分課堂的優(yōu)點

對分課堂一經推出就受到了不同高校眾多一線教師的追捧，其中不乏有理工科專業(yè)教師采用對分課堂教學模式進行授課研究[4]。教學效果評價結果顯示，采用對分教學模式后，授課質量和學生的學習效率得到了顯著提升，學生的學習模式變被動為主動，活躍了思維能力、增強了探索精神。好的教學效果的取得與對分課堂的特點密切相關：（1）強調學生的中心地位。對分課堂重視教師講授的主導性作用，使教師由“主演”變成了“導演”，成為了教學過程的設計者和向導。學生由“觀眾”變?yōu)椤把輪T”，由被動學習變成了主動的過程性學習，學習興趣得到了顯著增強，能獨立解決實際問題，增強了團隊協作能力，師生之間也構建了相互學習的伙伴關系。（2）強調先教后學。每一個單元的對分課堂，都是教師先講授新內容，保證知識傳承的系統(tǒng)性和準確性，教師不需要全面講解課程內容，只需取其精髓，將基礎概念、重點、難點以及內容框架傳授給學生，并交代學生課下需要完成的任務。學生在教師講授的時候認真做筆記，課下根據課堂講授的內容，利用教師提供的課件資源，結合查閱的學習資料，獨立完成教師布置的課后作業(yè)，完成內化吸收，為下次課堂討論做準備。（3）強調提升學習效率。對外經貿大學的李芳博士在“重構傳統(tǒng)、激活課堂”的主題講座中指出，學習等級從低到高可分為聽講、閱讀、視聽、演示、討論、實踐和教授他人（見圖2），前四種學習方式為被動型學習，知識在大腦中的平均留存率最高為30%，另外三種學習方式為主動型學習，知識在大腦中的平均留存率高于被動學習，最高可達90%。對分課堂的課上討論環(huán)節(jié)教師不做講授，學生根據自己對內容的理解，分享學習的收獲和困惑，互相答疑和啟發(fā)，極大地提升了學生學習的自主性，大大提高了學習效率。（4）強調過程考核。對分課堂引入了一個明確的梯度框架作業(yè)，包含讀書筆記（知識梳理）+常規(guī)作業(yè)+“亮考幫”，教師可根據每次學生上交作業(yè)的情況，對學生進行打分。如果一次作業(yè)5分，學生只要提交，無論好壞都可得3分;如果態(tài)度認真，可得4分;如果作業(yè)中有自己的見解、有新意，可給5分。學生每次作業(yè)的提交情況作為過程考核結果，形成梯度評價。相比期末考試定成敗的考核方法，更加科學合理。

四、對分課堂在理工科課堂上的實施探討

本文以高等學校理工科專業(yè)課程數字電子技術為例，進行對分課堂的教學設計研究。數字電子技術主要講授邏輯代數基礎、門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖波形的產生和整形電路、數模轉換等六部分知識。每部分關聯度較強，基本概念、定理較多，邏輯性、推導性較強，學生在有限課時很難準確掌握大量的電路分析和設計方法。

基于“數字電子技術”的對分課堂教學設計，將課程教學分為課前準備、課上講授、課下內化吸收、課上討論四個階段。由于該課程中典型門電路分析推導性較強，采用“隔堂對分”教學模式，教師有充裕的時間將知識框架講授清楚，學生也能夠利用課后時間內化吸收，為下次課上討論做好充分的準備。

（一）教師講授

教師需授課前做好教學設計，準備相關教學資料，如教案、幻燈、音頻、視頻或相關論文等，并準備給學生布置的課下作業(yè)。課堂上，教師只講授基本的門電路概念和分析方法的核心思想以及重點、難點，幫助學生梳理知識框架、明確學習目標、布置課下作業(yè)，并將教學資料通過教學資源平臺推送給學生。學生同時要做好課堂筆記，理解知識基本框架，掌握知識要點。

（二）學生內化吸收

在掌握課堂授課內容的基礎上，學生課后利用教師推送的學習資料自查資料，獨立完成知識的內化吸收，完成課下作業(yè)，包括知識結構的梳理、常規(guī)作業(yè)、“亮考幫”。

（三）課堂討論

學生以小組為單位進行討論，討論內容包括：

（1）對上次教學內容的整理，學習心得;（2）與常規(guī)作業(yè)不同的解題思路和方法;（3）“亮考幫”。通過小組討論，學生分享學習心得，解決低層次問題，凝練高層次問題。最后，教師與學生互動交流，解決共性問題。

以上3個環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，任何一個環(huán)節(jié)做得不到位，都會影響教學效果。可見，“對分課堂”教學模式對教師把控教學的能力提出了更高的要求。學生期末成績由過程考核和期末考試兩部分組成，過程考核主要針對學生完成作業(yè)情況，考核結果占總成績的60%，期末考試采取傳統(tǒng)閉卷考試形式，考試結果占總成績的40%。這種考核模式，避免了學生考前突擊迅速提高成績，考核結果相對公平。

五、結語

對于成長在時間碎片化的大學生而言，傳統(tǒng)的教學方式無法保證學生的聽課效率、無法激發(fā)學生學習的主動性。對分課堂的提出，重新分配了教師和學生的權利和責任，對學生進行了適度的“增負”，使教師成為真正的腦力勞動者。整個教學過程以學生為中心，教師只需做好“精講+留白”的把控式講解，大部分工作由學生自己完成，真正做到了知識、能力、素質的有機融合，培養(yǎng)了學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。對分課堂的教學模式值得推廣和探討。

參考文獻

[1]張學新.對分課堂：大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇，2014（12）：5-10.

[2]趙婉莉，張學新.對分課堂：促進深度學習的本土新型教學模式[J].教育理論與實踐，2018（38）：47-49.

[3]劉紹乾，錢頻，王曼娟，等.對分課堂教學模式及其成功因素探析[J].教育教學論壇，2019（13）：46-48.

[4]張春琴，李俊華，田大增.對分課堂在代數學課程教學中的研究與應用[J].大學教育，2019（3）：93-95.

Study on Improving Teaching Quality of Science and Engineering in Universities by the Application of PDA Class Model

XUE Hui-jun，ZHANG Yang，MA Xiao-yu，L？譈 Hao

（Department of Biomedical Engineering，Air Force Medical University，Xi'an，Shaanxi 710062，China）

Abstract："Presentation-Assimilation-Discussion （PDA） class" combines the advantages of lecture teaching and discussion teaching.The teaching process is divided into three parts：teachers teaching，independent internalization and student discussion.The PDA class model effectively solves the problems that the student do not participate in learning activities and they are lack of interaction with teachers，which are the two core problems existing in the traditional teaching model.This paper，based on the characteristics and problems of science and engineering in university and combining with the connotation of PDA class，designed the PDA class model of Digital Electronic Technology，and expounded the concrete implementation scheme.At last，the feasible application approach of PDA class in the courses of science and engineering was put forward.

Key words：PDA class;science and engineering majors in universities;teachers'teaching;internalized absorption;discussion