試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析課程教學(xué)改革探索

張東+鮑露+趙娟

摘要：試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析是一門理論性、應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的方法論學(xué)科，為了提高課程教學(xué)效果，改善該課程對后繼課程的支撐作用，筆者嘗試在該課程中實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，收到了良好的課堂效果。實(shí)踐證明，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析課程教學(xué)過程中實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，不僅可以有效改善該課程對后繼課程的支撐作用，還可以有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目學(xué)習(xí)；教學(xué)方法；試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

中圖分類號：G642.0；S-01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）41-0124-03

引言

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析就是利用統(tǒng)計(jì)方法分析生產(chǎn)記錄、調(diào)查研究和科學(xué)試驗(yàn)等數(shù)據(jù)資料，是一門理論性、應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的方法論學(xué)科。因?yàn)槠渖婕按罅繌?fù)雜的計(jì)算，故有“三多”（內(nèi)容多、公式多、概念多）、“四難”（教師感到難教，學(xué)生難懂、難記、難用）的特點(diǎn)。所以，筆者已經(jīng)在教學(xué)過程中通過軟件教學(xué)使學(xué)生對解決復(fù)雜計(jì)算的一些常用的統(tǒng)計(jì)軟件有所了解和掌握，從而有效提高了課堂效率。但是筆者在后繼的教學(xué)和指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)論文時發(fā)現(xiàn)，學(xué)生并不能夠很好地運(yùn)用該課程所提供的方法去解決實(shí)際的問題，甚至由于長期不使用原先已經(jīng)掌握的統(tǒng)計(jì)軟件又統(tǒng)統(tǒng)忘記了。為了解決這樣的問題，筆者對許多教學(xué)方法進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目教學(xué)法能夠很好地解決這一問題，于是將項(xiàng)目學(xué)習(xí)引入試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析課程教學(xué)過程中，收到較為滿意的教學(xué)效果。

一、項(xiàng)目學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

項(xiàng)目學(xué)習(xí)這一概念最初是在美國被應(yīng)用于教育領(lǐng)域，起源于著名的教育家克伯屈（William Heard Kilpatrick）于1918年9月在哥倫比亞大學(xué)《師范學(xué)院學(xué)報(bào)》上發(fā)表的一篇論文，這篇論文被稱為20世紀(jì)最有影響的教學(xué)理論論文。在這篇論文（《項(xiàng)目教學(xué)法：在教育過程中有目的活動的應(yīng)用》）中克伯屈首次提出了項(xiàng)目學(xué)習(xí)的概念。項(xiàng)目學(xué)習(xí)的興盛期，普遍認(rèn)為是在20世紀(jì)八九十年代，是在西方的一些發(fā)達(dá)國家。在那個農(nóng)業(yè)和大工業(yè)時代，學(xué)習(xí)的目的更側(cè)重于對文化知識的掌握。于是那時的教學(xué)方式主要是按照教科書來講授知識。教科書是一些教育學(xué)家把他們認(rèn)為需要掌握的知識從具體的生活情境中提取或者抽象出來后編寫成冊，然后教師按照教科書的內(nèi)容向?qū)W生傳授知識，這種方式可以說是最方便的教學(xué)方式。但是這種最“方便”的教學(xué)方式對于學(xué)習(xí)者而言，卻不是那么方便了。學(xué)習(xí)者學(xué)完這些被人為刪除了許多復(fù)雜因素的知識以后，即使是對所學(xué)知識掌握得很好，但是會由于不能夠全面地了解相關(guān)知識的生活原型和背景，使得學(xué)習(xí)者在進(jìn)入社會以后想運(yùn)用所學(xué)知識解決所遇到的實(shí)際問題時，不能夠抓住問題的本質(zhì)。于是就出現(xiàn)了很多成績優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者在面對復(fù)雜多變的現(xiàn)實(shí)問題時，往往束手無策，達(dá)不到學(xué)以致用的目的。隨著社會的發(fā)展，人類已經(jīng)進(jìn)入了信息社會，隨著知識經(jīng)濟(jì)的興起，人們已經(jīng)認(rèn)識到我們掌握知識的目的應(yīng)該是去解決實(shí)際問題，進(jìn)一步用知識去創(chuàng)造財(cái)富，而非是為了紙上談兵或者考試得優(yōu)。隨著教育者一步步探索，他們發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)正是一種創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題的學(xué)習(xí)方式，它能從多個層面促進(jìn)人的全面發(fā)展，對于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維有顯著效果。很多學(xué)者給出項(xiàng)目學(xué)習(xí)的定義，一般認(rèn)為項(xiàng)目學(xué)習(xí)就是引導(dǎo)學(xué)生深入、廣泛地探究真實(shí)世界中具有一定復(fù)雜性的問題，然后針對該問題精心設(shè)計(jì)產(chǎn)品或者任務(wù)，學(xué)生在探究問題和基于問題設(shè)計(jì)產(chǎn)品或任務(wù)的基礎(chǔ)上獲得知識和技能的一種系統(tǒng)性的教學(xué)方法。教育學(xué)家們認(rèn)為項(xiàng)目學(xué)習(xí)既是一種課程理念，又是一種多用途的教與學(xué)的方法，它可以融合許多教育理念，諸如多元智力理論、設(shè)計(jì)教學(xué)法和建構(gòu)主義理論等。而從本質(zhì)上講，項(xiàng)目學(xué)習(xí)則是根據(jù)在多元智力重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)學(xué)校中的“專題作業(yè)”發(fā)展而來的。美國哈佛大學(xué)心理學(xué)家加德納認(rèn)為，人的才能是多元的，但是傳統(tǒng)的學(xué)校教育更側(cè)重于語言和邏輯（亦即言語智力和數(shù)理智力）的測驗(yàn)而忽視了學(xué)習(xí)者其他方面的才能。于是他提出項(xiàng)目學(xué)習(xí)，他認(rèn)為項(xiàng)目學(xué)習(xí)可以擺脫過去語言和邏輯所強(qiáng)調(diào)的以測驗(yàn)為本的學(xué)習(xí)傾向，從而從多方面去發(fā)現(xiàn)和開發(fā)每個學(xué)生的智力強(qiáng)項(xiàng)。很多實(shí)踐已經(jīng)證明，在教學(xué)過程中運(yùn)用項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)法，對于開發(fā)學(xué)生的多元智力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神以及實(shí)踐能力意義重大。

二、項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)過程

美國教學(xué)學(xué)家薩莉·伯曼（Sally Berman）開發(fā)了多元智力課堂教學(xué)中的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，在《多元智能與項(xiàng)目學(xué)習(xí)》這本書中，她把項(xiàng)目學(xué)習(xí)分為結(jié)構(gòu)式、主題式、體裁式、模板式和開放式五種類型。薩莉·伯曼在開發(fā)多元智力課堂中的項(xiàng)目學(xué)習(xí)時是以加德納的多元智力理論為指導(dǎo)的。

根據(jù)薩莉·伯曼所設(shè)計(jì)的多元智力課堂教學(xué)中的項(xiàng)目學(xué)習(xí)，教師們在具體實(shí)施項(xiàng)目學(xué)習(xí)時往往把智力分成三層，在每層智力水平下都有其相應(yīng)的目標(biāo)以及其相應(yīng)水平的一系列具體的活動。具體的分層情況和各智力水平的具體情況列于表2.1。

第一層智力是收集活動。在這一層里，首先是定項(xiàng)目，然后是學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)行收集活動。具體來說，步驟如下：在學(xué)生挑選項(xiàng)目或由教師指定項(xiàng)目之后，教師和學(xué)生根據(jù)所在小組選擇項(xiàng)目的具體情況共同討論項(xiàng)目實(shí)施的指導(dǎo)方針以及時間限制。在定下時間和指導(dǎo)方針以后，學(xué)生開始認(rèn)真細(xì)致地搜集材料，進(jìn)行閱讀、調(diào)查、采訪和收集實(shí)例等。諸如表2.1第一層智力水平下相應(yīng)的活動。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行完第一層智力水平下的活動時，意味著他們搜集到的資料可以構(gòu)建一個作品了，這時候他們就可以進(jìn)行第二層次智力水平的相關(guān)活動了。

第二層智力是加工活動。學(xué)生在這一層次會采取諸如表2.1所列的第二層智力的相關(guān)工作內(nèi)容。在這一層里，首先是學(xué)生對搜集到的信息加以細(xì)致地分析，然后有可能需要補(bǔ)缺補(bǔ)差。具體說來，就是學(xué)生為了形成對項(xiàng)目實(shí)施的整體性信息，開始對上一層收集到的信息運(yùn)用思維進(jìn)行細(xì)致地分析，并且為了形成新的思想，還要對這些信息進(jìn)行綜合、整理以方便最終構(gòu)建出作品。值得指出的是，第一、二層智力活動也有可能交替進(jìn)行，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)成員聚集在一起互相交流時有時候需要摒棄其中的重復(fù)部分，有時候也可能發(fā)現(xiàn)其中有些信息不夠準(zhǔn)確或者不夠完整的情況，這時候需要返回第一層去補(bǔ)充一些資料，以便他們能夠最終設(shè)計(jì)出自己的作品。endprint

第三層智力是應(yīng)用觀點(diǎn)。在這一層里，學(xué)生既要根據(jù)前兩層智力活動所獲得的成果進(jìn)行最終產(chǎn)品的構(gòu)建，還要對最終的產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)檢測，在做這一步工作時，學(xué)生會完成諸如表2.1所列的一些第三層智力的內(nèi)容。具體工作如下：首先學(xué)生開始根據(jù)前面所做的工作構(gòu)建最終作品，在這一步他們也有可能由于額外的信息加入，而不得不返回第一層智力，并且互相爭論以獲得正確的觀點(diǎn)。即這一層智力活動亦有可能和前兩層智力活動交替進(jìn)行。然后在作品完成后，學(xué)生還要對自己的作品進(jìn)行評定、修改、重組等連續(xù)的檢測，以便來提高作品的質(zhì)量。最后就是自我評價(jià)、專家檢查和慶祝了。

三、項(xiàng)目教學(xué)法在試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析中的具體實(shí)現(xiàn)

在具體實(shí)施時，結(jié)合筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析這門課程的特點(diǎn)，筆者采用了主題式項(xiàng)目學(xué)習(xí)。即教師和學(xué)生先一起討論一些特定的主題，然后學(xué)生圍繞某一特定的主題以項(xiàng)目的形式開展學(xué)習(xí)活動。下面就該課程在運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法時具體的教學(xué)設(shè)計(jì)和進(jìn)程簡單說明如下。

第一層智力是收集信息。老師已經(jīng)根據(jù)課程的目標(biāo)定位和教學(xué)計(jì)劃安排，設(shè)計(jì)若干個項(xiàng)目主題。學(xué)生選定主題或者自擬主題通過老師審核后開始制定一個實(shí)施綱要，指明各自的分工，然后開始根據(jù)各自的分工分頭進(jìn)行，有的需要大量閱讀背景資料并總結(jié)歸納，有的則需要動手去試驗(yàn)并且記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)他們認(rèn)為一切準(zhǔn)備就緒后進(jìn)入第二層智力。

第二層智力是加工活動。學(xué)生在這一步主要是根據(jù)具體問題對搜集到的資料進(jìn)行核查，通過小組討論摒棄重復(fù)的或者是無用信息，補(bǔ)充不足信息或者數(shù)據(jù)等。然后明確要處理問題的核心以及可以采取的方法，此時就可以進(jìn)入第三層智力了。

第三層智力是應(yīng)用觀點(diǎn)。學(xué)生在這一步將根據(jù)第二層所明確的核心問題以及可以采取的方法建立模型，并運(yùn)用已經(jīng)掌握的軟件對已經(jīng)搜集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且根據(jù)軟件輸出結(jié)果進(jìn)行結(jié)果分析。在這一步，也有可能需要對模型進(jìn)行改進(jìn)。所有這些工作完成后就是小組成果展示以及互相點(diǎn)評和老師點(diǎn)評了。

四、結(jié)束語

項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一個系統(tǒng)工程，需要通盤的考量和縝密的設(shè)計(jì)。影響項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)施效果的因素有很多，比如學(xué)習(xí)者的參與熱情、外部資源的可利用程度、教師的引導(dǎo)與幫助等，故實(shí)施起來難度較大。但是既然《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出要建立“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”，“探索多種培養(yǎng)方式”，研究型大學(xué)就必須系統(tǒng)地建立基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)體系，強(qiáng)調(diào)基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的主線，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，不斷地訓(xùn)練學(xué)生開展科技創(chuàng)新實(shí)踐，以此來培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探索創(chuàng)新能力，這樣我們才能在激烈的國際競爭中立于不敗之地，并最終建設(shè)創(chuàng)新型國家。此外，我們也看到在高科技迅猛發(fā)展的今天，學(xué)習(xí)資源的極大豐富和信息獲取的便捷、快速，也為項(xiàng)目學(xué)習(xí)的開展提供了一種技術(shù)支持平臺。相信只要在具體實(shí)施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目學(xué)習(xí)一定可以為我國素質(zhì)教育的有效實(shí)施提供良好的思路。

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