問題教學(xué)法在高等教育專業(yè)課程“核技術(shù)勘查”中的應(yīng)用研究

羅齊彬，楊亞新，吳永鵬，付 宸，鄧呈祥，肖 昆

(東華理工大學(xué) 地球物理與測控技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330013)

東華理工大學(xué)作為一所具有地學(xué)優(yōu)勢和核學(xué)科特色的多學(xué)科綜合性大學(xué)，時刻牢記“為核成立、因核成名，以核成事”的歷史使命，堅(jiān)持為核工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈以及地學(xué)領(lǐng)域人才培養(yǎng)、科學(xué)研究不懈努力[1,2]。“核技術(shù)勘查”是東華理工大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)的一門特色主干專業(yè)課課程，其主要借助數(shù)學(xué)、物理、地質(zhì)學(xué)等學(xué)科知識，通過研究核輻射場的變化規(guī)律達(dá)到分析和解決各種實(shí)際地質(zhì)及工程問題的目的[3]。培養(yǎng)學(xué)生思辨能力是中國教育當(dāng)下最重要的目標(biāo)之一[4，5]。在課堂教學(xué)中，教師不僅只是把相關(guān)專業(yè)知識通過語言表述出來，更重要的是要讓每一個學(xué)生參與到課堂教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，積極培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。為培養(yǎng)出高素質(zhì)、高業(yè)務(wù)水平的綜合型勘查技術(shù)與工程專業(yè)人才，“核技術(shù)勘查”課程在教學(xué)實(shí)施過程中主動尋求教學(xué)方法的改革，針對專業(yè)與學(xué)生特點(diǎn)，積極將問題教學(xué)法融入課堂教學(xué)中，并取得了一定教學(xué)成效。

1 課程與問題教學(xué)法特征分析

“核技術(shù)勘查”課程的知識體系專業(yè)性強(qiáng)、理論繁雜，涉及較多的原子核物理基礎(chǔ)知識，而本專業(yè)沒有開設(shè)相應(yīng)的基礎(chǔ)課程，導(dǎo)致部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對知識點(diǎn)理解和吸收速度相對較慢。通過調(diào)查顯示，抽樣教學(xué)班中約65%的學(xué)生認(rèn)為“核技術(shù)勘查”課程的難度等同于本學(xué)期開設(shè)的其他專業(yè)課程，約24%的學(xué)生則認(rèn)為本門課程比本學(xué)期開設(shè)的其他專業(yè)課程簡單。相對于傳統(tǒng)教學(xué)法容易使學(xué)生在聽課過程中產(chǎn)生思維疲勞、注意力不集中等現(xiàn)象，問題教學(xué)法是美國實(shí)用主義教育家杜威在1896年開始實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，問題教學(xué)的方法和形式趨向多樣化，能夠有效幫助學(xué)生增強(qiáng)問題意識、拓寬思維空間、激發(fā)學(xué)生的興趣[6，7]。課堂提問是一種提問和回答的循環(huán)活動，教師通過提問給學(xué)生提供更多思維訓(xùn)練和語言表達(dá)的機(jī)會，增強(qiáng)師生互動與交流。課堂提問比任何考試或者課程大綱都更能改變學(xué)生的思維模式[8，9]。學(xué)生思維活動水平與教師提問層次成正比，高階提問能啟發(fā)高階認(rèn)知思維操作、增強(qiáng)學(xué)生對知識的記憶[10]。在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的課程內(nèi)容、不同重難點(diǎn)，甚至根據(jù)學(xué)生不同的聽課狀態(tài)來選擇合適的提問策略，以此達(dá)到學(xué)生深度參與課堂教學(xué)和思維訓(xùn)練的目的。

“核技術(shù)勘查”課程中有射線與物質(zhì)的相互作用機(jī)制、γ能譜測量及土壤氡測量方法等多種理論和勘探應(yīng)用知識。課堂講授中融入問題教學(xué)法，可引導(dǎo)學(xué)生對放射性異常場特征、異常演化以及放射性勘探方法原理等專業(yè)知識方面的思考和認(rèn)識，進(jìn)一步加深對課程知識點(diǎn)及知識體系的理解和掌握。

2 問題教學(xué)法在課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)施

“核技術(shù)勘查”課堂教學(xué)可采用回顧性提問、鋪墊式提問、階梯式提問、參考性提問等多種形式，引導(dǎo)學(xué)生對講授過的知識點(diǎn)的回顧，可為重難點(diǎn)課程知識講授埋下鋪墊以及了解學(xué)生對課堂知識點(diǎn)的掌握情況和注意力集中情況。問題教學(xué)法應(yīng)用效果除了受到提問頻率、提問質(zhì)量等多方面因素影響以外，極大程度上取決于提問策略的設(shè)計(jì)。提問策略主要包括問題設(shè)計(jì)、提問后等待時間、提問形式等。

2.1 問題的設(shè)計(jì)與提問對象的分析

專業(yè)課程教學(xué)既要兼顧課程知識的專業(yè)性，也要兼顧提問內(nèi)容答案的可尋性。這需要在開展問題教學(xué)法過程中對問題進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，提問時要對提問對象進(jìn)行分析和匹配。

2.1.1 問題的設(shè)計(jì)

問題設(shè)計(jì)主要包含問題與課程知識的相關(guān)性、提問頻率、問題難易程度等。在專業(yè)課程中，問題應(yīng)當(dāng)與專業(yè)知識點(diǎn)高度相關(guān)，這樣才會保持學(xué)生思維對課堂授課內(nèi)容的高度聚焦。提問頻率則需要結(jié)合各專業(yè)課程實(shí)際情況來定，一般來說建議每節(jié)課提問頻率在4—6個問題。問題難易程度主要取決于授課內(nèi)容的專業(yè)程度和重難點(diǎn)，在“核技術(shù)勘查”課程知識講授過程中，重點(diǎn)結(jié)合α、β、γ等射線與物質(zhì)的相互作用、γ能譜測量與土壤氡測量、X熒光分析等知識重難點(diǎn)進(jìn)行適時提問。提問時機(jī)，除了要結(jié)合課程知識重難點(diǎn)以外，一般可在課堂開始時設(shè)立一個回顧性提問、課堂結(jié)束時設(shè)立一個總結(jié)性提問，在此期間依據(jù)學(xué)生對課程知識的理解程度、聽課思維狀態(tài)等實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)抽稀或加密提問。

2.1.2 提問對象的匹配

教師在課堂上的提問方式多種多樣，用得最多的是隨機(jī)點(diǎn)名，隨意性比較大，教師往往忽略了問題難度與學(xué)生之間的關(guān)聯(lián)[8]。一般來說，建議在一門課程的授課周期內(nèi)，課堂提問覆蓋到每一位學(xué)生，避免出現(xiàn)每次提問和回答主要集中在某幾位比較活躍的學(xué)生身上。當(dāng)有學(xué)生出現(xiàn)注意力不集中或者聽課疲勞時，教師可提一些稍簡單的問題，重點(diǎn)不在于學(xué)生對正確答案的命中與否，主要是達(dá)到活躍課堂氣氛、調(diào)節(jié)講課節(jié)奏的目的。另外，若被抽問的學(xué)生無法及時給出正確答案時，教師不應(yīng)給予負(fù)面評價和批評，在給予一定準(zhǔn)備時間后，可讓未回答出的學(xué)生自行挑選一位班級同學(xué)幫助其回答。這種接力式回答可達(dá)到消除學(xué)生尷尬局面、增加班級學(xué)習(xí)凝聚力、活躍師生問答互動氛圍、調(diào)節(jié)授課節(jié)奏等目的。

2.2 不同方式的提問策略

2.2.1 回顧性提問

回顧性提問的目的在于快速引導(dǎo)學(xué)生從非相關(guān)學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)入到本次課程的學(xué)習(xí)狀態(tài)中來，起到承上啟下的作用，同時專業(yè)課教師在每節(jié)授課過程中都應(yīng)當(dāng)注重新舊知識點(diǎn)的銜接。在每節(jié)課開始之前，教師可利用5—8分鐘的時間來對上次課程內(nèi)容進(jìn)行提問，快速將學(xué)生思維和注意力引入到本次課程內(nèi)容中。對于回顧性提問，提問方式一般不建議采用單獨(dú)抽問的方式，這樣覆蓋面少，同時會降低提問效果和效率。

2.2.2 鋪墊式提問

課堂提問可以建立起學(xué)生對知識點(diǎn)的注意力和興趣。在本門課程開始之初，教師可鋪墊式地引入一些與課程相關(guān)的思考性問題，比如“什么是核技術(shù)(放射性)勘查”“核技術(shù)勘查的特點(diǎn)是什么”“核技術(shù)勘查方法分類有哪些”“核技術(shù)勘查能應(yīng)用到哪些領(lǐng)域”等，可以建立起學(xué)生對本門課程知識脈絡(luò)的初步印象和認(rèn)識。但需要注意的是，教師一定要在相應(yīng)的課程知識內(nèi)容授課結(jié)束后，對上述鋪墊式提問的問題進(jìn)行總結(jié)，這樣才能有助于學(xué)生對知識脈絡(luò)的歸納與整理。

2.2.3 階梯式提問

對于不同層次的學(xué)生，教師應(yīng)該使用不同難易程度的階梯式提問方式進(jìn)行，使學(xué)生在不同的階段都能加入師生互動中來，提高學(xué)生在課堂教學(xué)中的參與感以及課堂教學(xué)的覆蓋面。基于學(xué)生群體樣本的一般性和普遍性，大部分教學(xué)班級中學(xué)生對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣、知識點(diǎn)的掌握程度都有所差異。這種差異不僅體現(xiàn)在橫向?qū)W生群體面上，還會體現(xiàn)在縱向?qū)W生學(xué)習(xí)發(fā)展進(jìn)程上。

階梯式提問主要可用于邏輯關(guān)聯(lián)性強(qiáng)或者難度較大、綜合性較強(qiáng)的復(fù)雜專業(yè)知識或問題。提問難度由易到難、循序漸進(jìn)，讓不同層次的學(xué)生都能參與到師生問答互動環(huán)節(jié)中來，同時也有助于引導(dǎo)學(xué)生對課程重難點(diǎn)、知識體系的梳理。

2.2.4 參考性提問

在類似于“核技術(shù)勘查”這樣的專業(yè)課程中，除基本理論和基本共識以外，大部分方法、技術(shù)、儀器設(shè)備等都是不斷更迭和不斷發(fā)展的，這導(dǎo)致許多課程內(nèi)容和知識點(diǎn)都具有局限性。比如“核技術(shù)勘查”中測氡儀的標(biāo)定等相關(guān)內(nèi)容，早時會采用固體氡源、氣球法等方法來對測氡儀進(jìn)行標(biāo)定，但目前多采用標(biāo)準(zhǔn)氡室、循環(huán)法進(jìn)行標(biāo)定。因此，在問題教學(xué)法中，教師可適當(dāng)引入?yún)⒖夹蕴釂?。這種方式的問題沒有固定答案，其目的是培養(yǎng)學(xué)生批判性思維、創(chuàng)造性思維、發(fā)散性思維以及對專業(yè)技術(shù)理解和模擬應(yīng)用的能力。

2.3 提問后的師生互動策略

專業(yè)課程的相關(guān)知識點(diǎn)往往具有復(fù)雜性、專業(yè)性、學(xué)科交叉性。這就要求教師在課堂教學(xué)中提出問題后，應(yīng)適當(dāng)給予學(xué)生一定的思考和準(zhǔn)備時間。有的教師為保證課堂節(jié)奏，在提問后立即要求學(xué)生作答，這就使得學(xué)生缺乏充分思考和語言組織的時間。在問題教學(xué)法中，教師先引出問題，學(xué)生則圍繞相應(yīng)的問題進(jìn)行答案的尋找。這個尋找答案的過程包括問題的接收、問題內(nèi)涵的翻譯、問題答案的定位以及語言表述的組織等。

在教師提出問題后，若學(xué)生回答沒有命中正確答案，教師可適當(dāng)給予提示和引導(dǎo)；若學(xué)生回答只命中部分正確答案，可抽問多位學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充回答，即采用頭腦風(fēng)暴模式進(jìn)行回答。短時間內(nèi)學(xué)生對專業(yè)課問題答案的尋找和表述往往不是很全面，教師應(yīng)當(dāng)對學(xué)生的答案多給予正向評價。另外，在學(xué)生完成回答后，教師要對問題答案給予適當(dāng)?shù)目偨Y(jié)和凝練，切不能在學(xué)生完成回答后不了了之，這會造成學(xué)生對知識點(diǎn)的疑惑。此時，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合相應(yīng)的章節(jié)內(nèi)容、知識點(diǎn)進(jìn)行簡明扼要的總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生尋找答案的出處，從而加深學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的掌握。

3 實(shí)施效果與思考

3.1 問題教學(xué)法的初步應(yīng)用效果

本研究經(jīng)過一個學(xué)期的教學(xué)應(yīng)用，問題教學(xué)法在“核技術(shù)勘查”課程教學(xué)中取得了良好的教學(xué)效果。從學(xué)生的反饋情況來看，問題教學(xué)法能促進(jìn)學(xué)生對課程專業(yè)知識的自主思考、理解和掌握，同時能夠提升學(xué)生在課堂教學(xué)中的專注度和參與度；可提升師生課堂思維同步性，有助于教師及時掌握學(xué)生對課堂知識吸收情況。以問題教學(xué)法為實(shí)踐基礎(chǔ)，本研究實(shí)踐教學(xué)班期末總評成績達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)成績期望值(77分)，同時本門課程在東華理工大學(xué)2020—2021學(xué)年教學(xué)質(zhì)量綜合評價中獲得優(yōu)秀評價等級。由此可見，問題教學(xué)能夠進(jìn)一步提升學(xué)生對專業(yè)課程的接受程度，同時也能改善專業(yè)課程課堂教學(xué)的教學(xué)氛圍，有助于提高專業(yè)課程教師的教學(xué)效果以及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3.2 有關(guān)問題教學(xué)法技巧的思考

3.2.1 以學(xué)生為主體充分考慮學(xué)生個體差異性

在課后問卷調(diào)查中，教師發(fā)現(xiàn)約7%的學(xué)生認(rèn)為當(dāng)前提問頻率過高，少部分學(xué)生不太愿意被點(diǎn)名提問。因此，問題教學(xué)法在實(shí)際實(shí)施過程中還應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生具體學(xué)情，提問頻率、問題難度等不應(yīng)過高，以免打擊學(xué)生對知識掌握的自信心和參與回答的積極性，同時也避免過高的提問頻率降低課堂知識講授的連貫性，總之要因材施教、適可而止。

3.2.2 充分利用青年教師在教學(xué)實(shí)踐中的年齡優(yōu)勢

在與學(xué)生課后交流中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生往往更傾向于青年教師授課，這主要體現(xiàn)了青年教師的年齡優(yōu)勢。大學(xué)生群體會形成他們特有的“圈內(nèi)語言”，這種“圈內(nèi)語言”不僅體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)用語、流行用語、共識行為等方面，更高層次還會體現(xiàn)在他們的交流思維以及對事物、問題的認(rèn)知和理解方面。青年教師在年齡和想法等方面更接近學(xué)生，更容易融入學(xué)生的“圈子”。只有被學(xué)生廣泛接納以后，教師在課堂中開展提問時才會被學(xué)生積極響應(yīng)，問題教學(xué)法才會收到事半功倍的效果。

3.2.3 增加教師語言的生動性

教學(xué)是以語言為信息載體，語言技巧很大程度上會影響學(xué)生對授課教師的好感程度，從而影響其對本門課程的接受與排斥程度。教師授課時的語言表達(dá)方式、表達(dá)風(fēng)格、表達(dá)技巧很大程度上取決于教師的性格。如前所述，教師應(yīng)當(dāng)充分融入學(xué)生“圈子”中去，特別是在師生問答互動環(huán)節(jié)中要把握語言的生動性，從思維和情感方面與學(xué)生達(dá)成共鳴，為學(xué)生營造一個輕松、有趣的聽課環(huán)境。

4 結(jié)語

“核技術(shù)勘查”課程在勘查技術(shù)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)中承擔(dān)著重要的專業(yè)技能培養(yǎng)和以德育人角色。問題教學(xué)法能夠引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生對核技術(shù)勘查領(lǐng)域中的相關(guān)科學(xué)問題的思考和認(rèn)識，進(jìn)而加深對課程知識點(diǎn)及知識體系的理解和掌握。專業(yè)課教師在課堂教學(xué)中應(yīng)時刻關(guān)注課堂主體，以學(xué)生學(xué)習(xí)需求為本，充分發(fā)揮問題教學(xué)法效能，調(diào)動學(xué)生思維能動性和積極性，讓學(xué)生在課堂教學(xué)現(xiàn)場不斷對專業(yè)知識進(jìn)行反思、理解和吸收。

在高等教育專業(yè)課程教學(xué)實(shí)踐中，恰當(dāng)運(yùn)用問題教學(xué)法，能進(jìn)一步改善專業(yè)課晦澀枯燥、“教師難講，學(xué)生難懂”的局面。問題教學(xué)法縮短了專業(yè)課教師與學(xué)生在思維上的距離，為學(xué)生今后的工作或者更高層次學(xué)習(xí)研究奠定了一定的創(chuàng)新思維和科研思維基礎(chǔ)，能切實(shí)提高專業(yè)課程教學(xué)效果和高層次人才專業(yè)技能培養(yǎng)質(zhì)量。