基于布魯姆分類認(rèn)知理論的工程類課程全過程設(shè)計與實踐

郭衛(wèi)蕓，王永輝，余小娜，高雪麗

（許昌學(xué)院 食品與藥學(xué)院，河南 許昌 461000）

0 引言

工科學(xué)生能力培養(yǎng)的重點(diǎn)已經(jīng)從專業(yè)知識和專業(yè)技能向?qū)嵺`技能、工程倫理、意識、價值觀等多個層面轉(zhuǎn)變[1]。布魯姆分類認(rèn)知理論是包括2個維度的內(nèi)容，知識維度是學(xué)生學(xué)習(xí)的有關(guān)資源，包括事實性知識、概念性知識、程序性知識和反省性知識；認(rèn)知維度包括記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造6個層級，知識維度和認(rèn)知維度的組成要素排列均是由易到難的過程[2]。孫晶等人[3]基于布魯姆的教育目標(biāo)分類理論，提出了工程人才的人文素養(yǎng)、知識與技術(shù)和創(chuàng)新能力等三大核心能力。李紅娟等人[4]將“布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類法”用在“乳品工程”教學(xué)實踐中，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性及解決復(fù)雜工程問題的能力，證明布魯姆教育目標(biāo)分類理論對工程類專業(yè)課程建設(shè)具有積極的指導(dǎo)意義。利用布魯姆分類認(rèn)知理論對教學(xué)目標(biāo)、實施方案及考核方式進(jìn)行設(shè)計，有助于工程類課程建設(shè)的有效實施[5]。

1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

作為一門工程類課程，設(shè)定一個既符合職業(yè)要求，又符合教育科學(xué)原理的教學(xué)目標(biāo)，是課程開發(fā)必須首先解決的問題[6]。叢文靜等人[7]以“布魯姆教育目標(biāo)分類”為基礎(chǔ)，從知識維度和認(rèn)知過程維度設(shè)定了“工程制圖”課程的教學(xué)目標(biāo)，為該課程教學(xué)質(zhì)量提升、教學(xué)方法優(yōu)選及學(xué)生創(chuàng)新能力激發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。以“布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類”理論中的認(rèn)知能力提升為主線，從記憶、理解、應(yīng)用、分析、評估、創(chuàng)新6個層級對課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，可以有效體現(xiàn)課程的“高階性”和“創(chuàng)新性”，并在認(rèn)知過程中，促進(jìn)學(xué)生的情感體驗，提升行為能力。下面是以布魯姆分類認(rèn)知理論為基礎(chǔ)設(shè)計許昌學(xué)院“食品機(jī)械與設(shè)備”課程教學(xué)目標(biāo)。

該課程以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、實踐能力為宗旨，以真實生產(chǎn)線為知識主線，通過理論、實驗及課外設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠：①熟練背誦通用型食品機(jī)械與設(shè)備的基本概念及作用，并能夠?qū)@些構(gòu)件的性能指標(biāo)進(jìn)行定義；②通過自主學(xué)習(xí)、互相學(xué)習(xí)，可以利用自己的語言準(zhǔn)確描述與解釋各類通用型食品機(jī)械與設(shè)備的工作原理；③通過小組合作，開展拆分、組裝、檢測、操作食品機(jī)械實驗，可對常見故障進(jìn)行排查，對常見食品生產(chǎn)線進(jìn)行正確選型；④可根據(jù)設(shè)備特征對通用型食品機(jī)械與設(shè)備進(jìn)行分類，能夠找出現(xiàn)有食品與機(jī)械存在的問題或不足，并提出解決問題的初步方案；⑤能夠?qū)Ψ桨高M(jìn)行可行性分析，可對團(tuán)隊成員的貢獻(xiàn)力進(jìn)行評價；⑥能夠最終獲得成果，并進(jìn)行海報展示、交流、反思、改進(jìn)。

首先，在描述每一個層級的目標(biāo)時，均采用了容易理解且易于評價的詞匯。例如，在表達(dá)記憶層級目標(biāo)時，采用的動詞為“背誦”，學(xué)生非常熟悉這個詞的核心要義；而且，期末考試所設(shè)計的填空題和名詞解釋題目，就是針對“背誦”程度進(jìn)行考核，指向明確。其次，這6個層級的目標(biāo)體現(xiàn)了課程的“高階性”和“創(chuàng)新性”。例如，課程目標(biāo)中針對“分析、評估、創(chuàng)新”的表述就是課程的高階目標(biāo)，由于這些目標(biāo)對學(xué)生學(xué)習(xí)具有一定挑戰(zhàn)性，需要通過教師的加強(qiáng)輔導(dǎo)和學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)來達(dá)成。而課程的“創(chuàng)新性”是通過學(xué)生最終獲得的設(shè)計成果來體現(xiàn)。最后，在教學(xué)目標(biāo)中，也提出了完成教學(xué)目標(biāo)所采取的較為恰當(dāng)?shù)姆椒?。例如，在簡單知識點(diǎn)學(xué)習(xí)或完成低階目標(biāo)時，強(qiáng)調(diào)通過自主學(xué)習(xí)或互相學(xué)習(xí)完成；而在學(xué)習(xí)復(fù)雜知識點(diǎn)或完成高階目標(biāo)時，則強(qiáng)調(diào)通過小組合作進(jìn)行，以鍛煉團(tuán)隊協(xié)作意識和大局意識。

2 課程實施

2.1 課程實施的基本形式

2.1.1 自主學(xué)習(xí)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)，能夠有效突破時空限制，更加高效地利用碎片化時間。尤其對于課前的學(xué)習(xí)，提倡進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)對概念性知識點(diǎn)、簡單的應(yīng)用、設(shè)備分類等知識點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)和記憶，能夠基本達(dá)成第一層級教學(xué)目標(biāo)，為課中節(jié)約時間。然而，由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識薄弱、策略不正確、缺乏學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣等原因，自主學(xué)習(xí)效果無法得到充分保證[8-9]。為解決這個問題，可通過設(shè)置學(xué)習(xí)小組，讓小組成員相互監(jiān)督來促進(jìn)課前學(xué)習(xí)。同時，在線下課程開始的前5~10 min，可通過在線答題的方式，對課前學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行考核，并通過即時答案統(tǒng)計，及時進(jìn)行糾錯和解疑，從而有效促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2.1.2 小組合作式學(xué)習(xí)

與自主學(xué)習(xí)不同，小組合作式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的是相互合作、相互釋疑、共同進(jìn)步。小組合作式學(xué)習(xí)的好處有很多：首先，這種學(xué)習(xí)方式?jīng)]有知識灌輸?shù)膬A向性，學(xué)習(xí)情緒更加平和。其次，在學(xué)習(xí)過程中也沒有絕對的權(quán)威，通過隨時質(zhì)疑和接受質(zhì)疑，可加深對知識的理解，促進(jìn)思辨能力提升。第三，成員的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相似，難點(diǎn)把握更加精準(zhǔn)，有助于高效率地解決真實的疑點(diǎn)和難點(diǎn)。第四，有利于實現(xiàn)在做中學(xué)，成員之間互相幫扶，共同進(jìn)步。第五，能夠使教師的輔導(dǎo)更加高效。例如，當(dāng)學(xué)習(xí)一些較為復(fù)雜的知識點(diǎn)時，由于個體知識儲備差異或認(rèn)知能力差異，個別學(xué)生會出現(xiàn)“卡殼”現(xiàn)象，如果得不到及時解決，就會造成認(rèn)知障礙，降低學(xué)習(xí)效率。在小組合作式學(xué)習(xí)時，這些“卡殼”點(diǎn)會很輕易地被提出和解決。而當(dāng)所有成員都無法解決時，教師的“解惑”作用效率就會非常高。小組合作式學(xué)習(xí)也有利于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、語言能力，增強(qiáng)學(xué)生之間的溝通能力、包容能力[10]。法國教育學(xué)家Joseph Joubert曾經(jīng)提出“To teach is to learn twice”理念，從另一個維度論證了小組合作學(xué)習(xí)的好處：合作式學(xué)習(xí)并非僅僅強(qiáng)調(diào)“學(xué)”，也在強(qiáng)調(diào)“教”的重要性。由于在學(xué)的過程中考慮其他學(xué)生會發(fā)問，就不敢懈怠，專注力會顯著提升。在“教”的過程中，還要隨時接受其他學(xué)生的質(zhì)疑，如果發(fā)現(xiàn)理解有偏差或存在錯誤，會被非常容易地指出來，促使自身的知識“盲點(diǎn)”被及時清除，而且學(xué)生的自我認(rèn)同與其客觀表現(xiàn)也是緊密結(jié)合的。

拼圖教學(xué)法（Jigsaw）是一種行為導(dǎo)向型“小組合作式學(xué)習(xí)”的課堂組織形式。這種學(xué)習(xí)方式源自于20世紀(jì)70年代的美國，目前在西方高等教育中廣受歡迎。在我國工程類課程的教學(xué)中也已有嘗試，例如，張曉紅等人[11]將拼圖教學(xué)法應(yīng)用在“機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)”的課程教學(xué)過程中進(jìn)行了實踐，對該方法的優(yōu)點(diǎn)和可能存在的問題進(jìn)行了驗證。該方法的具體執(zhí)行是通過“專家組”學(xué)習(xí)和“任務(wù)組”學(xué)習(xí)相結(jié)合完成，是一種“學(xué)”與“教”相結(jié)合的小組合作學(xué)習(xí)模式。這種方式不但可以用在課堂上，完成某些具有一定共性的復(fù)雜知識點(diǎn)的共同學(xué)習(xí)；也可以用在實驗教學(xué)過程中，尤其是在設(shè)備拆裝、操作等實驗過程中，更加有利于實現(xiàn)“傳”“幫”“帶”學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生能夠更加高效地解決實踐技能訓(xùn)練中最難逾越的困難。

2.1.3 項目式學(xué)習(xí)

項目式教學(xué)是指在教師指導(dǎo)下，以學(xué)生為中心，通過完成一個完整的項目而進(jìn)行的教學(xué)活動[12]。工程類課程安排的項目式學(xué)習(xí)任務(wù)可分為2種類型：第一，為完成課前調(diào)研所組織的項目任務(wù)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，造成學(xué)生學(xué)習(xí)不夠主動的重要原因之一是學(xué)生認(rèn)為所學(xué)無所用。課前以項目式開展與課程內(nèi)容相關(guān)的調(diào)研活動，可使學(xué)習(xí)的指向性更加明確。學(xué)生完成調(diào)研項目的基本表現(xiàn)有2個：一個是形成包含明確數(shù)據(jù)和分析的調(diào)研報告；一個是課堂展示或匯報調(diào)研成果。實踐證明，這類項目對于促進(jìn)學(xué)習(xí)主動性有明顯的效果。第二，為達(dá)成高階目標(biāo)所設(shè)置的課后項目?！笆称窓C(jī)械與設(shè)備”安排的是課后創(chuàng)新設(shè)計項目，要求學(xué)生自主選題、設(shè)計、展示、修改等，完成對現(xiàn)有設(shè)備的改良，并形成設(shè)計報告。選題要求創(chuàng)新性和現(xiàn)實性，每一個小組的創(chuàng)新設(shè)計題目均要向教師進(jìn)行報告，通過教師的質(zhì)疑后方可確定；以小組為單位合作開展，根據(jù)學(xué)生進(jìn)度，教師組織2~3次“創(chuàng)新設(shè)計工作坊”，集中進(jìn)行設(shè)計的輔導(dǎo)；設(shè)計完成后，以“海報”等形式進(jìn)行展示，修改完善后形成設(shè)計作品。通過這些項目的完成，學(xué)生的分析能力、評估能力和創(chuàng)新能力均可獲得一定程度提高，而且完成項目的要求與生產(chǎn)實際要求更加接近。

3 課程考核

由于教學(xué)目標(biāo)是多層次的，傳統(tǒng)的“平時成績”+“期末考試”的考核方式無法勝任，只有采取與課程教學(xué)目標(biāo)直接對應(yīng)的多元化考核方式，且盡可能以過程性考核為主，才能更好地評價教學(xué)效果。例如，許昌學(xué)院“食品機(jī)械與設(shè)備”課程以“平時考核”+“創(chuàng)新設(shè)計考核”+“期末考試”的多元化考核形式，這3個部分考核內(nèi)容就分別對應(yīng)不同層級教學(xué)目標(biāo)。

3.1 期末考試

期末考試主要完成“記憶”與“理解”層級的考核任務(wù)。期末考試試卷的題型包括填空題、名詞解釋、簡答題、試圖題和論述題5種。其中，填空題和名詞解釋主要完成“記憶”層級考核目標(biāo)，簡答題、試圖題和論述題主要完成“理解”層級的考核目標(biāo)。

3.2 平時考核

平時考核主要突出過程性，包括理論課考核和實驗課考核2個部分。

3.2.1 理論課考核

理論課考核主要包括考勤、課堂表現(xiàn)、課程作業(yè)和期中考試等。其中，期中考試并非傳統(tǒng)的一人一卷形式，而是采用雙段考試法，分小組開卷進(jìn)行，試卷內(nèi)容以不定項選擇題為主。雙段考試法的具體實施方式為：第一階段，分小組3~4人一個小組，組內(nèi)成員討論答題；第二階段為小組間討論答題，根據(jù)討論情況對答案進(jìn)行糾正。課程組也設(shè)置了一些規(guī)則防止學(xué)生“盲從”，促使學(xué)生思辨，如涂改答案會被扣掉一定的分?jǐn)?shù)等。通過期中考試，不但能夠及時檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生自我反思，而且能夠通過共同完成考試，進(jìn)一步促進(jìn)交流和互相學(xué)習(xí)，達(dá)到以考促學(xué)的目的。

3.2.2 實驗課考核

實驗課程考核主要是為衡量課程“應(yīng)用”層級教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度?？己酥黧w包括課程主講教師、同班同組學(xué)生及同班不同組學(xué)生。主教教師主要依據(jù)課程準(zhǔn)備、課程表現(xiàn)和實驗報告對學(xué)生進(jìn)行考核；同班同組學(xué)生主要針對小組成員的貢獻(xiàn)力進(jìn)行評價，一般依據(jù)貢獻(xiàn)度進(jìn)行排序，簡單易行；同班不同組學(xué)生主要針對各組實驗效果進(jìn)行“五星式”評價。學(xué)生參與對人對事的評價過程，也可進(jìn)一步推動達(dá)成“評價”層級教學(xué)目標(biāo)。

3.3 創(chuàng)新設(shè)計考核

主要針對學(xué)生課后進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計的實施過程和效果進(jìn)行考核?？己藘?nèi)容包括選題的創(chuàng)新性和現(xiàn)實性（對應(yīng)“分析”層級目標(biāo)）、設(shè)計的完整性、展示及互評效果（對應(yīng)“評價”層級目標(biāo)）、設(shè)計成果（對應(yīng)“創(chuàng)新”層級目標(biāo)）等。考核主體包括課程主講教師、行業(yè)教師、同班同組學(xué)生、同班不同組學(xué)生及下一年級學(xué)生。其中，讓下一學(xué)期即將進(jìn)行該課程的學(xué)生作為項目的考核主體之一的好處如下：第一，檢驗了學(xué)生針對設(shè)計作品與無課程基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)人員進(jìn)行交流的能力（這是一個不小的挑戰(zhàn)）；第二，讓下一年級學(xué)生提前認(rèn)識該課程，為提前認(rèn)識課程、激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和主動性打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

經(jīng)過“食品機(jī)械與設(shè)備”課程實踐發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改革后的課程教學(xué)目標(biāo)表述更加清晰、層次分明、易于評價，較好地適應(yīng)了學(xué)生需求。教學(xué)實施“以學(xué)生為中心”展開，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，更容易確保學(xué)習(xí)的自主性；在教師保障度方面，簡單知識的課前自主學(xué)習(xí)，有效釋放了大量的課堂時間，有利于促進(jìn)復(fù)雜知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)及高階目標(biāo)的達(dá)成；課程的考核也緊盯教學(xué)目標(biāo)多方位開展，通過平時考核、創(chuàng)新設(shè)計考核及期末考試相結(jié)合，從多個維度考核了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，有效避免了考前“突擊”現(xiàn)象?？傮w來說，經(jīng)過設(shè)計，學(xué)生對該課程各個單元的印象更加深刻。