控制工程基礎及應用課程教學目標分層與學生個性化培養(yǎng)的改革研究

齊鯤鵬，胡繼勝，邱楠，李花

（大連交通大學，遼寧大連 116028）

控制工程基礎及應用課程理論性強、公式復雜、對數(shù)學基礎要求高[1]。課程目前采取大班教學方式，在教學過程中教學難度較大，不同學習能力的學生對同一知識點的掌握情況不一致，導致學習效果相差較大。教師在給學生布置作業(yè)和安排考試時，無法照顧到不同學生的學習情況，一方面不能滿足學習能力強的學生對高階知識的要求，另一方面學習能力較差的學生又感到完成作業(yè)和考試試題比較吃力。此外，該課程目前的考核形式釆用平時作業(yè)成績結(jié)合期末試卷考試的綜合評定方法。

針對以上問題，本課程開展了教學目標分層和學生個性化培養(yǎng)的教學改革實踐，改革后的教學方式的最大特點是針對學生學習能力的差異性，設置不同層次的教學目標，讓學生根據(jù)自己的實際情況進行選擇，通過學習達成一定的目標，即可視為完成教學要求。

1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

分層教學由來已久，它的思想與我國古代因材施教的教育主張是一脈相承的。春秋時期，因材施教是孔子在教學中使用的重要教學方法，他會根據(jù)學生的不同資質(zhì)、能力、性格、志趣等具體情況，施行不同的教育方法。這與分層教學在指導思想上基本是一致的，因材施教相對偏重于個體的發(fā)展，分層教學模式則基于個體、關(guān)注群體。

在現(xiàn)代教育過程中，分層教學要求教師根據(jù)不同學生的認知水平、潛力等因素，從個別差異出發(fā)，有的放矢進行有差別、有針對性的教學[2]。教學目標分層的教學方式打破了傳統(tǒng)的教學模式，充分考慮學生的差異性，體現(xiàn)了因材施教理念，提高了學生的學習興趣和積極性。饒越[2]在智慧課堂中實施分層教學法，以期激發(fā)學生的學習興趣、提高學生的學習效果。林秀珍[3]對大學計算機基礎課程運用分層教學模式進行教學設計，闡述了該模式基本的教學實踐過程，從課程測試成績等方面對比分析，說明教學改革探索實踐取得的效果。翁競[4]分析了大學數(shù)學分層分類教學的必要性，并從分層分類的依據(jù)、師資隊伍的建設、教學的實施過程、考核制度的設定等方面探討了其實現(xiàn)路徑。杜冬梅[5]結(jié)合大學英語教學的實際工作，從基礎認知、現(xiàn)狀分析、策略實施和關(guān)注要點四個方面對分層教學在大學英語教學中應用的相關(guān)問題展開了討論。劉兆惠[6]基于傳統(tǒng)教學模式及線上教學模式的特點，提出了基于MOOC 的分層混合式教學模式，探討了如何通過制度保障、平臺建設及師資建設等，多角度確保分層混合式教學的順利開展及實施。

從國內(nèi)研究現(xiàn)狀可以看出，教學目標分層的研究和應用主要局限在公共基礎課上，對于專業(yè)課程鮮有先例，主要原因是專業(yè)課的知識體系較基礎課更加復雜，不易實現(xiàn)合理的教學目標分層[7-8]。本文借鑒公共基礎課教學目標分層的方法，將其應用到專業(yè)課的教學過程中，在教學目標設計時充分考慮學生的不同情況和能力水平的差異，針對學生的不同層次進行教學目標分層和個性化培養(yǎng)，結(jié)合不同的教學評價方法，促進不同層次的學生都能得到發(fā)展[9]。

2 控制工程基礎及應用課程教學改革

2.1 教學目標分層的實施

教師根據(jù)學生認知、學習態(tài)度以及學習能力的不同，設計相應的教學目標和教學方法，采取差異性教學，促進不同層次的學生都能得到發(fā)展。本課程教學目標分層的實施過程如下：

首先，以教學大綱的課程目標為主要依據(jù)，打破經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論之間的界限，重構(gòu)課程體系，按照知識點內(nèi)在邏輯關(guān)系進行課程模塊化設計，將課程內(nèi)容劃分為5 大模塊，共16 個知識點。課前，將關(guān)于知識點的導學視頻發(fā)送給學生，并布置相關(guān)的思考題，檢測學生的學習效果。學生通過自學掌握課程的基本內(nèi)容，完成思考題的回答，如果遇到問題，可以在討論區(qū)發(fā)問，教師根據(jù)情況進行輔導[10-11]。

其次，根據(jù)學生學習能力的差異，合理確定每個模塊中知識點不同層次的教學目標，即基礎目標、提高目標、高階目標。講解新課前，向?qū)W生展示各個教學模塊中相關(guān)知識點各層次的教學目標，使學生帶著明確的目標有目的地聽課，從而提高課堂的教學效果[12-13]。

最后，在講授了知識點后，可以通過課堂練習和課后作業(yè)對學生是否達到設定的教學目標進行檢測。在布置課程練習和課后作業(yè)時，可以對照不同的教學目標設置不同類型的題目，或者在題目中設置不同的參數(shù)[14]。例如，在布置知識點“拉氏變換與拉式反變換”的課后作業(yè)時，根據(jù)學生所在班級序號和學生學號最后兩位設置原函數(shù)F(s)中的相關(guān)參數(shù)，并通過題目復雜程度的不同，檢測學生是否達到相應的教學目標，如表1 所示。

表1 知識點“拉氏變換與拉式反變換”課后作業(yè)情況

2.2 學生個性化培養(yǎng)的實施

教師在教學過程中要尊重學生在學習能力上的差異，通過安排不同難度的教學內(nèi)容，符合不同層次學生的學習需求，從而激發(fā)他們的主體能動性。同時，個性化教學要通過引導、啟發(fā)等方式，促進學生主動獲取知識，提升個人學習能力。對不同學習能力的學生動態(tài)管理，激發(fā)他們學習的熱情。例如在講授知識點“奈奎斯特判據(jù)”后，課程目標不同，基礎目標為“給定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制極坐標圖，包含2～3 個典型環(huán)節(jié)，應用判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性”，提高目標為“給定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制極坐標圖，包含2~3 個典型環(huán)節(jié)，應用判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性（包括簡單地求解與實軸的交點）”，高階目標為“給定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制極坐標圖，包含3 個以上典型環(huán)節(jié)，應用判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性（包括比較復雜地求解與實軸的交點）”，不同層次的學生選擇不同的練習題進行練習。這個過程采用互動和討論的形式，讓學生根據(jù)不同的教學目標，能夠更好地掌握知識點，“能夠通過繪制極坐標圖，應用奈奎斯特判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性”。

2.3 教學評價方式的改革

在教學評價時，圍繞課程目標，采用多種形式進行考核和測試，包括知識點評價、表現(xiàn)性評價和結(jié)果性評價等。知識點評價可以通過每個知識點導學視頻后討論題的回答情況進行評價，表現(xiàn)性評價對學生的課程測驗和課后作業(yè)的完成情況進行評價，結(jié)果性評價主要指期末考試，考核學生對整門課程知識點的掌握情況。這里主要介紹期末考試的評價方式。

由于各個層次的教學目標不同，期末試卷必須以因人施考為原則，不同層次的學生完成不同的題目，使各個層次的學生通過學習都能取得相應的成績，增強學生學習的自信心。在本輪教學改革過程中，試卷分為基礎目標試題、提高目標試題、高階目標試題，它們之間的比例是6∶2∶2，也就是說，能夠達到基礎目標的學生可以滿足60 分的基本要求，達到提高目標的學生可以取得60~80 分的成績，而達到高階目標的學生分數(shù)可以達到80~100 分。

3 教學改革效果

經(jīng)過一年的教學實踐，課程目標分層和學生個性化培養(yǎng)的教學模式取得了一定的效果，它緩解了基礎弱的學生對學習內(nèi)容感到很難理解和掌握與基礎好的學生覺得所學的內(nèi)容過于簡單的矛盾，同時有效地調(diào)動了所有學生參與教學的熱情。

在2021 年秋季學期授課結(jié)束后，通過問卷星對2019 級車輛工程專業(yè)學生進行了問卷調(diào)研，問卷內(nèi)容包括對教學目標分層方式的滿意程度、對各個知識點分層教學目標的掌握程度、對每節(jié)課的教學目標是否清楚、通過教學目標分層學習效果是否得到提升，以及對課程目標分層教學方式提出意見和建議等。

問卷結(jié)果顯示，95.2%的學生對“教學目標分層方式的滿意程度”選擇“非常滿意”和“滿意”，81.6%的學生對“各個知識點分層教學目標的掌握程度”選擇“全部掌握”和“大部分掌握”，93.6%的學生對“每節(jié)課的教學目標是否清楚”選擇“完全清楚”和“在一定程度上清楚”，92.8%的學生對“通過教學目標分層，本門課程的學習效果是否得到改善”選擇“明顯地提高了學習效果”和“一定程度提高了學習效果”[15]。

在對本門課程教學目標分層教學方式的意見和建議反饋中，超過80%的學生給出了較高的評價，例如“目標分層教學方式非常好，在開始上課前就明白內(nèi)容的重點與難點，以及需要掌握程度”“內(nèi)容比較豐富，知識點比較明確，總體比較適合學生學習”“分層教學可以讓學生清楚了解掌握的能力”“分層教學是一個非常好的方法，希望分層教學也能夠很好地應用于其他課程的教學中”等等。

4 結(jié)語

教學目標分層及個性化培養(yǎng)的教學實踐表明，這種差異化的教學方式滿足了不同學習能力的學生根據(jù)自身條件確定不同的學習需求，能充分調(diào)動不同層次學生的學習熱情和積極性，各個層次的學生都能實現(xiàn)與自身能力相適應的個性化發(fā)展，從而保證本門課程能滿足本專業(yè)多元化的人才培養(yǎng)目標和學生不同的學習期望，符合新時代教育發(fā)展的需要。