新工科分層自主學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

盧晶琦 師向群 孟慶元

摘? ?要：教育部2018年《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》提出“基于大數(shù)據(jù)智能的個(gè)性化教育、跨媒體學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)等，將推動(dòng)教育目標(biāo)和理念的改變，乃至整個(gè)教育體系的改革創(chuàng)新”。本文立足于行業(yè)崗位群對(duì)專業(yè)技能的要求，提出了一種新工科分層自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式：從學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)分析和個(gè)人興趣出發(fā)，利用行之有效的教學(xué)支持策略和考評(píng)機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)上海量的學(xué)習(xí)資源，實(shí)施二維的分層自主學(xué)習(xí)。實(shí)踐證明，這有利于學(xué)生在各自最近發(fā)展區(qū)獲得學(xué)習(xí)的成就感，激發(fā)全體學(xué)生主動(dòng)跟蹤技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，逐步養(yǎng)成自主終身學(xué)習(xí)的生活態(tài)度。

關(guān)鍵詞：新工科;自主學(xué)習(xí);分層教學(xué);移動(dòng)通信

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2019）01-0080-03

2017年2月教育部啟動(dòng)了“新工科”發(fā)展研究工作，短短半年間，復(fù)旦共識(shí)、天大行動(dòng)和北京指南，構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”。由此，新工科的建設(shè)正從思想發(fā)動(dòng)走向?qū)嵺`行動(dòng)。業(yè)內(nèi)的共識(shí)是，新工科人才應(yīng)該具有扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)、很強(qiáng)的終身學(xué)習(xí)能力與實(shí)踐能力、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新人格等基本特征，以適應(yīng)并引領(lǐng)紛繁復(fù)雜、快速多變的未來科技革命和產(chǎn)業(yè)革命。[1-2]

在科技和產(chǎn)業(yè)革命的同時(shí)，高等教育的對(duì)象也在發(fā)生著變化。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下，如何尊重學(xué)生個(gè)體差異，組織和實(shí)施專業(yè)課程教學(xué)，逐步培養(yǎng)工科學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，并具有終身學(xué)習(xí)的生活態(tài)度，已然成為現(xiàn)代高等教育必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。

本文在闡述“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代新工科分層自主學(xué)習(xí)意義的基礎(chǔ)上，以《移動(dòng)通信》課程為例，深入分析了分層自主學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施中的激勵(lì)策略與考評(píng)機(jī)制，并對(duì)教學(xué)實(shí)踐的結(jié)果進(jìn)行了問卷調(diào)查和分析。

一、新工科實(shí)施分層自主學(xué)習(xí)的意義

分層教學(xué)[3]是我國古代的“因材施教，因人而異”的理論在現(xiàn)代教學(xué)實(shí)踐中的一種新的嘗試，它的核心是面向?qū)W生，強(qiáng)調(diào)教師的“教”要適應(yīng)學(xué)生的“學(xué)”。在高等教育進(jìn)入大眾化的背景下，一般高校的生源質(zhì)量參差不齊，這在理工科尤其明顯。受師資等條件所限，大部分的高校教學(xué)都采用劃一的滿堂灌式進(jìn)行，不管學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)水平，直接將他們分成平行的行政班，采取統(tǒng)一的教學(xué)過程，結(jié)果導(dǎo)致“優(yōu)等生吃不飽，中等生難提高，學(xué)困生受不了”，學(xué)生兩極分化日趨明顯，也違背了“因材施教”的教育初衷。

傳統(tǒng)的一次性學(xué)校教育已無法適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)，勢必要求每個(gè)人都把學(xué)習(xí)貫穿于一生——終身學(xué)習(xí)。然而，大量的實(shí)踐和研究證明，大部分在校大學(xué)生都習(xí)慣了滿堂灌式的傳統(tǒng)教學(xué)模式，自主學(xué)習(xí)能力明顯不足，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、個(gè)體獨(dú)立性強(qiáng)但協(xié)作能力差、不善于自主探究、畏難和學(xué)習(xí)毅力不足等問題，這在要求有一定數(shù)理基礎(chǔ)和較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的工科專業(yè)體現(xiàn)尤為明顯。[5-7]

基于以上原因，改變傳統(tǒng)的單一、被動(dòng)、機(jī)械灌輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式，以分層自主學(xué)習(xí)為契機(jī)，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的在線教學(xué)資源，實(shí)施教師引導(dǎo)下的分層自主學(xué)習(xí)，將還教育主體于“學(xué)生”，并根據(jù)每個(gè)學(xué)生自己的職業(yè)期許和個(gè)性特點(diǎn)，在每個(gè)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”來制定階段性的學(xué)習(xí)目標(biāo)，開展分層自主學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)生可以通過自己的努力達(dá)到符合自己相應(yīng)層次的目標(biāo)并有超越的可能。這將有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性提高，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心和興趣，在開拓學(xué)生視野、激發(fā)他們主動(dòng)跟蹤前沿技術(shù)的同時(shí)，逐步培養(yǎng)他們養(yǎng)成獨(dú)立思考、探究體驗(yàn)、合作學(xué)習(xí)的良好自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，使其終身受益。

二、分層自主學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)踐研究表明，切實(shí)可行的階段目標(biāo)對(duì)刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有積極的作用，因此勢必要求從各層次學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”出發(fā)，讓他們“跳一跳，摘果子”。[3][4]在充分調(diào)研大學(xué)本科通信就業(yè)崗位群對(duì)學(xué)生技能要求的基礎(chǔ)上，以方便教師個(gè)性化搭建課程和組織教學(xué)、便捷學(xué)生自主個(gè)性化學(xué)習(xí)為目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際進(jìn)行縱向和橫向二維的分層教學(xué)設(shè)計(jì)，如表1所示。

縱向分層將以教學(xué)大綱為基礎(chǔ)，探討以“知識(shí)——技能——素養(yǎng)”為主線的分層教學(xué)模式。教學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)占總內(nèi)容的40%，面向全體學(xué)生，采用“課堂串講+MOOC自主學(xué)習(xí)”的混合教學(xué)模式開展。MOOC在線教學(xué)資源庫以在線視頻、PPT、電子書和自測題庫等資料構(gòu)成，分為“知識(shí)要點(diǎn)”和“擴(kuò)展學(xué)習(xí)”兩大類，并按教學(xué)進(jìn)度分章節(jié)給出明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和自測練習(xí)，以此作為不同程度學(xué)生課堂教學(xué)內(nèi)容的強(qiáng)化和鞏固，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)能力的初步培養(yǎng)?！凹寄?amp;實(shí)踐”和綜合素養(yǎng)部分根據(jù)不同的培養(yǎng)目標(biāo)橫向分層訓(xùn)練，其中技能部分占50%，綜合素養(yǎng)占10%。

橫向分層將結(jié)合學(xué)生的基礎(chǔ)及行業(yè)需求，設(shè)計(jì)在知識(shí)的深度、廣度、技術(shù)技能的應(yīng)用范圍等方面各有側(cè)重的學(xué)習(xí)課題，以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。結(jié)合前期對(duì)升學(xué)方向及行業(yè)崗位群技能要求的調(diào)研成果，將人才培養(yǎng)分成了學(xué)術(shù)型、應(yīng)用型和復(fù)合型三大類。學(xué)術(shù)型定位于專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、編程能力強(qiáng)，未來有志于繼續(xù)考研深造的學(xué)生，他們將側(cè)重于通信技術(shù)的前沿理論及系統(tǒng)級(jí)的電路設(shè)計(jì);應(yīng)用型定位于培養(yǎng)長于通信系統(tǒng)組網(wǎng)規(guī)劃或硬件電路調(diào)試的學(xué)生，他們未來可從事工程設(shè)計(jì)及設(shè)備維護(hù)類的工作;復(fù)合型定位于培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才，要求懂一些專業(yè)知識(shí)，具有開闊的視野和良好的溝通協(xié)調(diào)能力，未來能夠從事與專業(yè)相關(guān)的運(yùn)營服務(wù)、市場推廣等各種工作。

分別給出了在“技能&實(shí)踐”階段，應(yīng)用型和復(fù)合型分組自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)路線示例。首先學(xué)生將根據(jù)第一階段的學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)分析及個(gè)人興趣確定自主學(xué)習(xí)的具體課題方向，以滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需要。區(qū)別于基礎(chǔ)知識(shí)階段的精準(zhǔn)知識(shí)點(diǎn)在線學(xué)習(xí)資源庫，此時(shí)教師僅給出題目和3～5個(gè)關(guān)鍵詞，學(xué)生需要在圖書館及互聯(lián)網(wǎng)上自主完成資料搜集和學(xué)習(xí)，確定階段性目標(biāo)及分工，完成開題報(bào)告及可行性論證，訓(xùn)練學(xué)生的自主規(guī)劃和文獻(xiàn)檢索學(xué)習(xí)能力。結(jié)合報(bào)告情況，教師對(duì)技術(shù)難點(diǎn)給予提示和指導(dǎo)，以助于學(xué)生最終完成作品設(shè)計(jì)并提交報(bào)告。

三、支持策略與考評(píng)機(jī)制

研究數(shù)據(jù)表明，妨礙自主學(xué)習(xí)的主要因素包括：不清楚學(xué)習(xí)目標(biāo)和方法，缺乏檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的測評(píng)機(jī)制，時(shí)間管理和自我監(jiān)控能力差，等等。[5-7]因此合理有效的分層自主學(xué)習(xí)支持策略和考評(píng)機(jī)制，將促使學(xué)生在活動(dòng)中得到知識(shí)和能力的提升，得到精神上的滿足。

1.基于數(shù)據(jù)分析的學(xué)業(yè)評(píng)估

在傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)施中，教師大都只是按照預(yù)定的教學(xué)計(jì)劃完成知識(shí)點(diǎn)的傳授，由于教學(xué)人數(shù)眾多，無法兼顧到每個(gè)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，“因材施教”浮于表面。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于智能終端的在線學(xué)習(xí)逐步成為學(xué)習(xí)的主流方式之一，也使精準(zhǔn)的教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)生知識(shí)體系缺陷評(píng)估成為可能。教師可以隨時(shí)了解學(xué)習(xí)的進(jìn)展和效果，快速實(shí)現(xiàn)問題的精準(zhǔn)查找和定位，通過機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)分析算法，及時(shí)反饋教學(xué)效果和狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和瓶頸，把握最佳的自學(xué)督導(dǎo)時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。同時(shí)，學(xué)生通過在線自測的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，反復(fù)練習(xí)直至解決問題。

2.組建自主學(xué)習(xí)共同體

分層的學(xué)習(xí)資源設(shè)置固然可以緩解學(xué)生海量搜索下的信息迷航，但自主學(xué)習(xí)中常見的動(dòng)力不足、面對(duì)困難的孤寂與無助等問題仍然存在。因此具體實(shí)施時(shí)，在綜合學(xué)生自主意愿及學(xué)業(yè)狀況分析的基礎(chǔ)上，分層組建網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)共同體，并允許動(dòng)態(tài)調(diào)整。共同體成員之間可以相互交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、分享信息、討論問題，從而解決學(xué)習(xí)者個(gè)別學(xué)習(xí)中存在的孤寂感和遇到困難時(shí)的無助感等問題，通過網(wǎng)絡(luò)伙伴關(guān)系相互促進(jìn)、共同發(fā)展。網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)共同體還有利于形成自主學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)并保持共同體成員的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。同時(shí)，定期的師生組會(huì)加強(qiáng)師生互動(dòng)，為自主學(xué)習(xí)提供學(xué)習(xí)策略指導(dǎo)和技術(shù)支持，確保學(xué)習(xí)效果。

3.動(dòng)態(tài)的分層過程評(píng)價(jià)

打破傳統(tǒng)教學(xué)中“一卷定天下”的考評(píng)機(jī)制，按照“基礎(chǔ)40%、技能&實(shí)踐60%、綜合素養(yǎng)10%”分層過程評(píng)價(jià)方式，在不同的學(xué)習(xí)階段、對(duì)不同層次的學(xué)生采用標(biāo)準(zhǔn)不同的評(píng)價(jià)體系，鼓勵(lì)和肯定學(xué)生的進(jìn)步，將發(fā)揮激勵(lì)機(jī)制對(duì)學(xué)生的導(dǎo)向作用，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)充滿信心。引入自評(píng)、組內(nèi)和組間互評(píng)，營造團(tuán)結(jié)協(xié)作、互助共贏的良性公平的競爭氛圍，逐步促進(jìn)工科學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成?！凹寄?amp;實(shí)踐”階段評(píng)價(jià)量表如表2所示。

四、教學(xué)實(shí)踐與思考

筆者對(duì)校內(nèi)2015級(jí)通信工程專業(yè)134人進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，課后滿意度調(diào)查。課程總體滿意度很高，各階段的教學(xué)滿意度也達(dá)到預(yù)期水平以上。隨后，筆者又通過訪談法對(duì)學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行了調(diào)研，聽取學(xué)生的意見和建議，并對(duì)問卷調(diào)查結(jié)果做進(jìn)一步驗(yàn)證。90.3%的學(xué)生對(duì)教師引導(dǎo)下的分層自主學(xué)習(xí)模式持樂觀態(tài)度，但仍有9.7%的學(xué)生還沒有轉(zhuǎn)變觀念，停留在只學(xué)書本應(yīng)付考試即可的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)思維中。90.3%的學(xué)生認(rèn)為在線教學(xué)資源庫可以便捷地獲取學(xué)習(xí)資源，及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn);但21%的學(xué)生希望基礎(chǔ)知識(shí)環(huán)節(jié)的在線自測設(shè)計(jì)可以更加智能化，不僅僅局限于客觀題。34.3%的學(xué)生在技能環(huán)節(jié)的分組自主學(xué)習(xí)初期體現(xiàn)出不適應(yīng)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間去學(xué)習(xí)自主思考、團(tuán)隊(duì)磨合。95.5%的學(xué)生認(rèn)為多元化的過程評(píng)價(jià)機(jī)制對(duì)學(xué)習(xí)有提高和促進(jìn)作用。對(duì)行業(yè)動(dòng)態(tài)和業(yè)內(nèi)知名微信公眾號(hào)的關(guān)注度從課前的22.7%上升到了課后的86%。絕大多數(shù)學(xué)生都覺得科技動(dòng)態(tài)的跟蹤和垂直行業(yè)應(yīng)用案例可以有效開拓視野，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，但23.9%的認(rèn)為跨學(xué)科融合的知識(shí)難度偏高，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生接受較為吃力。基于此，后續(xù)將進(jìn)一步調(diào)整和完善在線教學(xué)資源庫設(shè)計(jì);同時(shí)考慮將分層自主學(xué)習(xí)擴(kuò)展到低年級(jí)的專業(yè)基礎(chǔ)課階段，逐步訓(xùn)練和提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

實(shí)踐證明，在尊重學(xué)生個(gè)體差異的前提下，打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，從縱向和橫向兩個(gè)維度，分層組織引導(dǎo)大學(xué)生充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代開放式的海量學(xué)習(xí)資源進(jìn)行專業(yè)課程的自主學(xué)習(xí)，配合行之有效的教學(xué)支持策略和考評(píng)機(jī)制，能夠彌補(bǔ)高校專業(yè)課授課學(xué)時(shí)有限與技術(shù)發(fā)展迅速的矛盾，有利于開拓學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，激發(fā)全體學(xué)生主動(dòng)跟蹤前沿技術(shù)，逐步養(yǎng)成自主終身學(xué)習(xí)的生活態(tài)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李正良，廖瑞金，董凌燕.新工科專業(yè)建設(shè)：內(nèi)涵、路徑與培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究，2018（2）：20-51.

[2]吳濤，劉楠，孫凱.“新工科”視域下工程人才關(guān)鍵能力的思考[J].黑龍江高教研究， 2018（3）：156-160.

[3]鄭美玲.分層教學(xué)的歷史發(fā)展與當(dāng)代審思[J].教育評(píng)論，2016（4）：144-146.

[4]吳志華，王思漪.最近發(fā)展區(qū)理論下的學(xué)生實(shí)踐能力發(fā)展及活動(dòng)教學(xué)模式構(gòu)建[J]. 教育理論與實(shí)踐，2018（8）：44-46.

[5]林莉蘭.混合式學(xué)習(xí)模式下高校網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)及評(píng)價(jià)活動(dòng)調(diào)查[J].中國電化教育， 2016（11）：74-78.

[6]陳其暉，田甜.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下自主學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的影響因素研究[J].成人教育，2017（10）：6-9.

[7]黃照翠，李興德，鄒珊等.高校翻轉(zhuǎn)課堂有效實(shí)施的影響因素研究[J].中國教育信息化，2018（5）：7-14.

[8]張紅艷.基于分層目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——以“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”網(wǎng)絡(luò)課程為例[J].中國電化教育，2013（4）：95-98.

[9]盧晶琦，劉艷.電波傳播模型的教學(xué)演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2017（5）：88-91.

（編輯：王天鵬）