基于經驗學習理論的課程設計教學改革探索

李林波　吳兵　王艷麗

[摘 要]新工科的興起與建設對高等工科院校的教育教學提供了重要機遇并提出挑戰，高校需針對新工科的特征做出相應的教學模式與方法變革。文章以實踐性課程交通管理與控制課程設計的教學改革為例，深入闡述了經驗性學習理論和課程建設五要素質量方針對于實踐性課程教學變革的指導價值與意義，揭示了實踐性課程教學應時代需求進行改革的必要性和可行性。

[關鍵詞]新工科;教育理論;課程設計;教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）04-0109-04

大數據、云計算、人工智能、區塊鏈、量子計算等一大批新興產業和革命性技術相繼誕生，對傳統工科的發展造成了極大的沖擊。引領全球高新技術發展，促進傳統產業的高質量轉型，新工科的興起與建設是國家應對社會科技變革的創新型人才培養戰略，是建設教育強國的關鍵舉措。社會科技快速發展，不斷顛覆人們認知，然而，高等教育的教學模式和方法在慣性的支配下并沒有產生多大的變化。新工科的發展對工科院校的教學改革吹響了集結號。

新工科是面向新時代社會和國家重大戰略需求，運用創新型理論和技術建設發展一批新興工科或是改造升級一批傳統產業，構筑具有跨界整合、創新驅動和應用實踐等特征的，具有中國特色的新型工科。從這個意義上講，新工科的特點有跨界整合性、超前性、衍生性、創新性和實踐性，是多樣性與個性化的統一[1]。顯然，當前的高等教學模式和方法很難適應新的發展需求，高等院校的工科教育面臨重大的機遇和挑戰。

教育的目的不僅是知識的傳授，更主要的是對學生能力的培養、品格的建造和文化的熏陶，如果我們認識不到這一點，高等教育就無法擺脫被動的局面。“在知識的海洋里遨游”關鍵不在于知識的多少，而在于能否學會“遨游”的能力，有了這種能力，就能根據外部環境的變化，隨時獲取所需的知識進行創新與變革。因此，在品格與文化的栽培下，掌握駕馭知識的能力，才是高等教育的精髓，也是我們學生畢業后能在各行各業中劈風斬浪、決勝千里的關鍵。因此，知識不是學習的目的，而是學習的載體，教育就在于通過學習各種知識獲取駕馭知識的能力。理解了教育的本質，我們才能更深刻地把握教學的內涵與作用。教學是為了讓學生學習好，但教學本身并不產生學問，學生自己的學習行為才是獲得學問的根本。因此，教學是透過知識的傳授來激發和引導思考的過程[2]，而實踐性教學則是通過觀察與反思進行經驗重構與提升的知識轉化。在新工科發展的背景下，如何針對新工科的特點進行實踐性教學的改革，提升學生自主學習能力和創新實踐能力是高等教育亟待解決的問題，經驗學習理論無疑為此提供了重要的理論依據。文章將利用交通管理與控制課程設計的教學情況，通過經驗學習理論的解析，來探討課程設計教學改革的內涵與路徑。

一、理論與方法

經驗學習理論（Experiential learning）是1984年由Kolb提出的一個學習模型，描述了學習者如何通過四個步驟從經驗中獲取知識：1.學習者有具體的經驗;2.學習者對這種經驗的觀察和反思;3.學習者對經驗形成抽象概念;4.學習者在新的情境中測試概念。Kolb指出，經驗式學習可以從這四個步驟（感覺、思考、觀察和行動）中的任何一個步驟開始，通過不斷循環（或螺旋）來學習。在實踐中，學習過程往往從一個人執行一個特定的動作開始，產生效果，形成具體的經驗。在此之后，循環的第二步是理解在特定情況下的這些影響，以便能夠預測在類似情況下的結果。按照這種模式，第三步將了解特定情況下的一般原理，形成抽象概念，例如，通過查閱文獻或與同事交流，再用具體的經驗來測試想法，這些想法會通過反饋加以修正，每一步都能讓學習者反思并形成新的原則和理論來指導未來的情況[3]。

課程設計課的目的在于實現理論向實踐的有機轉化，即通過具體的案例教學與實踐，讓學生學會如何利用學過的理論知識來發現問題、理解問題、交流溝通，以及解決問題。以交通管理與控制課程設計為例，交通管理與控制課程對專業理論的學習是一個經驗形成的過程，如出入口交通組織。不同等級的道路對出入口的要求也不一樣，主干路上的出入口交通一般要求按右進右出的原則進行組織。這種經驗還會受到對一些具體環境的感知以及學生已有知識體系掌握程度的影響。學生對環境認知的范圍越廣，對專業知識理解的程度越深，所形成的經驗就會越豐富。如學生觀察到主干道上出入口面臨著輔路的情況時，其交通組織是如何組織的，這將加深其對右進右出組織原則的理解。同樣，學生如果能夠掌握交通規劃關于此問題的要求，如主干道上出入口離交叉口的距離應當不少于80米，出入口的寬度不能大于11米等，那么更能一眼看出某個出入口存在的問題，及其應該在哪個層面加以處置。不管怎樣，具體的交通現象會從不同的角度投射到觀察者自身的知識結構體系中，如果學生對交通管理與控制的原理和技術理解得越深，知識點越全，那么現實交通問題顯現得就越清晰。如果學生能充分理解交通規劃與設計知識，那么對交通問題的類型與關系會有更深入的觀察，并能提出更為全面而具體的解決方案。這種對問題的解決過程又會進一步完善并強化這種經驗，從而不斷地提升學生自身的能力。經驗學習理論主要用來指導人們如何從具體的事件和經驗中學習到相關知識，它對學習過程的描述與課程設計課的實踐過程高度相似，可以用來更好地指導課程設計課的教學。

在具體的課程設計中，Bligh and Brice（2010）提出了五要素質量方針：真實（Realistic）、整合（Integrated）、學習（Learning）、反饋（Feedback）和評估（Evaluation）[4]，認為好的課程在教學語境、教學材料、提供的資源等方面都應是真實的。同時，當學習者所獲取的信息能夠很容易地融入他們現有的知識框架中，并得到強化和整合，而不是以零散或孤立的信息的形式進行傳遞時（所謂的“珍珠鏈”方法，即一門不相關的課程接一門不相關的課程），他們的學習效果最好。在任何可能的情況下，應盡量將課堂學習與現場教學結合起來，這樣有利于確保學習者有足夠的機會看到知識點是如何相互加強和支持的，當然，適當的引導也很重要。

課程教學的設計和安排是為了讓學生有更好的學習效果，這是顯而易見的，但在很多實踐性課程教學中，由于缺乏對實踐性學習過程機理的了解，教師事先對學生應該學習什么以及如何學習未能給予足夠的重視，導致課堂上“言者諄諄，聽者藐藐”的現象屢見不鮮。然而，如果學生有機會參與互動、提問，并為自己的學習成果分擔責任，他們將會享受這種經歷并更有效地學習。這也是我國第三次全國教育工作會議提出“積極實現啟發式和討論式教學”理念的初衷。

課程學習還需要及時的反饋，良好的反饋可以幫助教師闡明什么是良好的表現（目標、標準、預期標準），促進學習中自我評估（反思）的發展，鼓勵學習者建設性地理解和反思需要改進和成長的方面，也可以減少焦慮，為學生提供高質量的學習信息，從而強化學習者的學習動機，甚至向教師提供有助于教學的信息。相反，如果沒有得到充分、及時和相關的反饋，學習很快就會令人灰心喪氣，特別是當問題出現而得不到及時糾正時。因此，一個好的課程必須有定期反饋的機會，教師和學習者才會有所期待并為之做好計劃。學習者也喜歡和他們的同伴比較，所以比較（但不一定是競爭）的機會也應該得到較好的利用[5]。

二、實證研究

面對快速發展的技術變革，交通管理與控制課程的教學必須利用現有的知識載體，充分培養學生的自主學習能力和創新實踐能力，這樣無論面對什么樣的技術更新，學生都能積極應對，否則，無論在學校學到的知識有多前沿，恐怕進入社會后就已經變成“舊皇歷”了。因此，交通管理與控制課程設計的教學變革必須適應新工科的發展要求，從教學內容設計、教學案例選取、教學方法更新、教學過程激勵和教學效果反饋等方面進行全面的反思與突破。經驗學習理論對實踐教學所體現的循環學習過程描述為實踐課程的改革提供了有力的支撐，而五要素的課程設計方針在具體操作過程中起到了指引作用。

（一）教學內容設計更新

課程設計五要素方針中，“學什么”是一個很重要的因素，這實際上反映出課程所要達到的目的。在交通管理與控制課程設計中，最先考慮的是如何讓學生將信號配時優化與交通渠化組織的知識運用于實踐。因此，在教學內容設計中，主要是將一些需要應用的知識點為學生進行梳理，并通過具體的設計案例進行展示，學生只要依葫蘆畫瓢即可。顯然，這樣的操作盡管可以強化學生的信號配時優化能力，但缺乏必要的思考，導致學生的作品差異化不明顯，也很難培養學生發現問題、解決問題的能力。其后，我們將已有的工程案例進行編排設計，將區域交通組織、停車場交通組織、公共交通站點設計、出入口交通組織、交叉口信號控制等內容融合在一起形成教學案例，請學生根據所提供的材料展開課程設計。這樣做的好處是學生能發揮一定的主觀能動性，能夠在區域層面觀察存在的交通問題，并從不同層面進行組織與優化，但不能進行實地考察，難以感同身受，違反了“真實性”的要求。同時未能將規劃和設計放在一起思考，在“整合性”方面有所欠缺。經驗學習理論中的一個重要原則是觀察與反思，透過概念的形成與發展可促進思考能力的提升。因此，在新工科建設過程中，如何提升學生針對現實情況的自主學習能力和靈活應變能力，是課程設計教學改革的中心思想。

經過深入的討論，教學團隊在學校附近選取了一個區域作為研究對象。為了體現真實性，要求學生將其當作一個實際的項目來做，并對項目的內容從不同層面的交通組織、不同類型的交叉口管控優化、不同類型的停車場交通組織，以及交通標志標線的優化等方面進行限定。這既體現了交通管控的全面性，又明確了課程內容的適當性。

（二）教學案例選取變化

教學內容主導了案例的選擇，在以知識點要素為教學目的的情況下，我們在上海選取了56個實際的交叉口，將各交叉口的幾何平面圖及各項流量提供給學生，并要求學生到現場考察，體驗現實的交通情況，從而做出相應的優化方案。當教學內容變得更加全面時，我們選擇沈陽的一個工程項目區域作為案例，按照教學內容的設計進行了相應的編排，形成混合式的教學案例（半真半假），并將相應的參數和平面圖提供給學生。學生不能到現場考察，雖然可以通過高德地圖、百度地圖等APP了解現場情況，但難免有種隔靴搔癢的難受感。由于缺乏現場感，這樣的案例很難做到真實準確，終歸是紙上談兵，難以激發學生優化的興趣。在新工科教學改革中，為了體現新工科創新與實踐應用的特點，我們在學校附近選擇了一塊區域作為研究對象，并為學生提供了一些必要的道路紅線圖、控詳規劃、停車場分布等資料，要求學生結合實際進行調查，優化交通組織與管控，這樣的案例選取非常真實，很容易激活學生解決實際問題的興趣，特別是問題的提煉必須到現場調研獲取，更激發了學生的主觀能動性。

（三）教學方法更新

教學本身不能產生學問，但好的教學方法卻可以激活學生的能動性，對學生知識結構體系起到豐富、整合與優化的作用。長期以來，每門課程都是獨自完成相應的課程設計，不可避免地存在內容雷同的問題，在工作量增加的情況下也不能有效提升學生的能力，且各自為政的現象并不能很好地將各門課程知識進行有機的結合，使得學生在面對實際問題時，難以形成全局性的視野與綜合性的方案。基于這樣的考慮，這次的課程設計教學改革，將交通設計課程設計和交通管理與控制課程設計進行結合，采用同一個案例，基于同樣的現場調研來發現其存在的交通問題，在此基礎上根據兩門課各自的要求從設計和管控兩個方面進行綜合思考、問題辨析與方案優化，答辯時進行統一匯報，提交報告時按各自的要求形成不同的報告。這樣既能培養學生的整體視野和綜合分析能力，又避免了內容雷同的情況，充分體現了經驗學習理論的參與精神、責任精神和反饋原則，讓學生在觀察與反思中總結經驗與提升學識，并在此過程中不斷鍛煉自己的應變能力與求知能力。

（四）教學過程激勵

在課程設計開展過程中，教師采用課堂講解的方式，對課程設計中涉及的基本要點進行梳理，并用案例的方式進行展示，然后由學生自行安排，教師隨時答疑。這種形式對學生的自律要求比較高，且由于沒有過程控制，導致出現內容缺失、方法欠缺、方案過于簡單等問題。由于團隊間缺少交流，在答辯時對彼此的內容都不熟悉，所謂的團隊協作也就只能成為空談。鑒于這種情況，教學改革后，我們進行了嚴格的過程把控和激勵，根據內容板塊進行階段性匯報與指導并進行點評，作為平時成績，且要求各團隊每次指派不同學生進行全程匯報。同時，為加強真實性，每次都會邀請設計院的一線工作人員參與點評，如此一來，學生的積極性和參與度得到了大幅度提升。過程反饋效果也落實在每次的報告修改中，使得最后提交的成果質量得到提高，學生的經驗得到不斷解構與豐富，發現與處理實際問題的能力也得到極大的鍛煉。

（五）教學效果反饋

教學效果主要體現在課程設計的成果上。在課程設計教學改革之前，無論是針對獨立交叉口的信號優化，還是針對混合式教學案例的研究，由于缺乏過程把控，學生得不到及時反饋，在最后的匯報中看到的也只是成果，很難對自己存在的問題進行反思與改進，使得學生對課程設計的參與度與責任心都比較低，課程設計的成果難以體現創新與責任意識。經過新工科建設的教學改革后，學生面對實際的“工程項目”，每個團隊選取的路段和交叉口都有一定的差異，學生實地考察的積極性大增。由于階段匯報要求高，團隊間的競爭和比較，會讓學生盡力挖掘現場中的交通問題，并想辦法從不同角度進行展示。每次的階段匯報就相當于一次小型答辯會，讓學生們充滿了激情，不僅本身的問題能得到專家的及時指點，也能從別人的匯報與點評中得到收獲。可以明顯看到，階段匯報的效果越來越好，到最后的成果匯報，基本上每個課程設計都比較符合要求，內容遺漏、方案簡單、繪圖粗糙等問題基本很少出現。

三、結論

不同的教學理論可為相應的課程教學改革提供強有力的支撐。通過交通管理與控制課程設計教學改革的實證研究表明，經驗學習理論對實踐性課程教學具有良好的指導意義，而課程設計五要素方針對于實踐性課程設計在實操方面也具有非常好的指導價值。隨著社會科技的發展，新工科的建設為交通工程高等教育帶來了重要機遇，然而，面對新工科的跨界整合性、創新性、實踐性等特征，交通工程的教學模式與方法需要積極應對，應學科發展的需求做出相應的調整。特別是在以學生為中心的背景下，學生能力、品格與文化的培養成為高等教育的本質，如何透過知識傳授的載體，結合具體的實踐需求，基于學習的四步驟循環體系，進行教學模式與方法的變革，來激活學生的興趣與責任，促進學生從被動學習向主動學習轉變，不斷提升學生的自主學習能力和創新實踐能力，是高校教師必須加強反思的地方。當前交通管理與控制課程設計的教學變革只是邁出了關鍵的一步，接下來，高校應該繼續進行學科整合，聯合交通規劃課程設計、交通調查與數據統計課程設計等課程進行一體化教學模式的改革，加強課程設計教學管理，制定一系列規章制度，建立科學的課程設計考核辦法，促進課程階段匯報與一線專家點評等手段的常態化。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張海生.“新工科”的內涵.主要特征與發展思路[J].山東高等教育，2018（1）：36-42.

[2] 李林波，吳兵.基于學習行為的教學方法實證研究[J].教育教學論壇，2014（44）：151-153，146.

[3] KOLB D A. Experiential learning：experience as the source of learning and development[M]. Englewood Cliffs， NJ： Prentice Hall， 1984.

[4] JOHN B，JULIE B. Course design：ABC of learning and teaching in medicine[M].2nd ed，Blackwell Publishing Ltd，2010.

[5] NICOL DJ， MACFARLARLANE-DICK D. Formative assessment and self-regulated learning： a model and seven principles of good feedback practice[J]. Studies in Higher Education，2006（31）：199-218.

[責任編輯：李香蓮]