基于微觀教育公平的階梯式動態教學模式研究

于旻 ，史鵬濤，郭紅利

（陜西科技大學機電工程學院 陜西 西安 710021）

2022 年政府工作報告提出了“促進教育公平與質量提升”的重點部署[1]，在宏觀政策層面明確了“公平和質量”在教育改革中的重要性，而推進和落實教育公平還要關注微觀層面的教育公平[2-3]。相比宏觀層面的教育公平，微觀教育公平更關注讓每個學生在學校內部和課堂教學方面得到平等對待，并關注教育對學生社會心理產生的影響[4]。課堂教學公平是實現微觀教育公平的核心環節，包括平等性公平、差異性公平和發展性公平，要求教師根據每個學生的差異調整教學方法，促進學生的多樣化發展[5]。如何在教學過程中避免同步化、統一化，如何根據學生的知識需求、心理需求和發展需求提供差別化的支持和引導，是微觀教育公平亟待解決的問題[6]。本文以陜西科技大學工程制圖的課堂教學改革為例，通過階梯式動態教學模式滿足學生的多樣化發展，發掘每個學生的內在潛力，幫助其獲得與自身能力最匹配的教育，探索推進微觀教育公平的基礎課課堂教學改革方法。

1 工程制圖課程的教學現狀

工程制圖研究繪制和閱讀工程圖樣的基本原理和方法，培養學生空間構思能力和工程實際問題的圖示和圖解能力，是一門既有系統理論又有較強實踐性的公共基礎必修課。經過多年的教學實踐發現，傳統課堂教學中對學生的培養方面存在以下問題：

1.1 學生空間構形能力參差不齊

工程制圖課程培養學生空間思維能力、圖示圖解能力、設計表達能力和繪圖建模的能力，通過本課程的學習，學生能夠掌握繪制和閱讀工程圖樣的基本原理和方法等任務。然而授課班級的學生來自全國各地，其空間構形能力差異較大。一部分學生在高中已經學習過圖學理論的基礎知識，具備一定的空間構形能力，課堂接受能力很強；一部分學生自身空間思維能力較強，能夠完成簡單的立體構建，但缺少抽象思維的分析能力，只需在后續課程中逐步培養就會有明顯進步；而另一部分學生既沒有接觸過工程制圖，又缺乏生產實踐方面的經驗，無法將空間立體模型與身邊實物聯系起來進行直觀性學習，故而無法開展高一級的抽象空間思維，于是常常反映課程內容較難、完成作業時間長，困難大。

1.2 同質化的教學方式

近年來，隨著各專業的課程門類增多，基礎課的學時被不斷縮減。工程制圖學時緊、節奏快、學生人數眾多（120人左右），為了保證教學進度，傳統的授課制成為主要的教學方式，教師很難關注教學對象的個體差異，更無法挖掘學生多樣的潛能，造成一些在圖學領域能力突出的學生“吃不飽”也“吃不好”，導致教學方式的不公平。

1.3 過于統一的教學內容

工程制圖是我校機械類、輕工類等工科專業的先導課，課程覆蓋范圍廣，專業跨度大，各專業要求不盡相同。因此，工程制圖的教學內容往往只能以不變應萬變，重點講授圖學的核心基礎知識，如點線面的投影、立體的投影、組合體、機件常用表達方法、標準件及常用件、零件圖和裝配圖。教學內容過于統一，案例陳舊，與學生的專業相關性不強，不僅影響學生對工圖課的積極性，還影響后續專業課特別是涉及專業工程圖的課程學習。

2 階梯式動態教學模式的設計思路

為了滿足學生的差異化發展，幫助其獲得最合適的教育，最大限度地實現微觀層面的課堂公平，教師設計了階梯式動態教學模式，這種教學模式能夠根據學生不同環節的教學反饋，優化課前預習、課堂教學、課后復習，使教學呈現動態化的設計，主要包括以下幾個環節：

2.1 生活發現環節

為了幫助學生更好地將空間立體模型與身邊實物聯系起來進行直觀性學習，教師課前在學習通布置生活發現任務，學生通過生活觀察、網上查閱，主動發現工圖模型的應用案例，拉近了學生與實際生活和工程實際的距離。

2.2 翻轉課堂環節

將記憶、理解層面的知識交給學生在線上平臺自學，并以個人或分小組完成討論區布置的題目。教師通過學生對預設題目的回答，獲取學生線上學習結果的反饋，調整教學重難點分布，然后挑選典型的錯題，請學生在課堂講解，并進行小組討論，引導學生主動發現正確答案，加深對知識點的理解。

2.3 階梯式分組學習環節

在傳統的課堂教學分組中，往往每個小組里會有一兩個優秀生，他們承包了幾乎所有的分析、整理、展示環節，而其他同學幾乎可以“躺贏”，導致很多同學在傳統的分組學習中沒有得到充分的鍛煉。而從教學的角度來看，教師在設計問題的時候，為了照顧不同層次的學生，題目雖有難度但也不敢太難，導致優等生一直“吃不飽”，顯得課程缺乏“挑戰度”，而對于后進生，他們覺得自己永遠“趕不上”，久而久之喪失了前進的動力。

為了使不同層次的學生都得到相應的練習，教師設計了階梯式分組學習，選取例題A、鞏固B、提高C、拓展D四道不同難度的題目，層層遞進，使學生逐步掌握知識重點和難點（如圖1）。

教師先精講例題A，學生馬上進行鞏固B 的練習，并完成自我評估，將完全做對的同學自然分組，立刻進入提高C的學習，這些相同水平的同學在新一階段的學習時可以獨立完成，也可以相互討論，消滅躺贏。而在鞏固B 遇到問題的同學，教師帶領他們分析問題、查找原因，幫助他們順利進入更高階段的學習。提高C 是一個承上啟下的題目，教師課前可以準備難、易不同的兩道題目備選，課上教師根據學生對鞏固B 的掌握情況，實時調整授課內容，推送適合學生能力的習題。

在這個環節中，學生分階段學習，教師分層次指導，避免統一、同步化的指導，增加了不同層次學生參與課堂互動的機會，給予學生個人與其能力和接受度匹配的課堂互動，達到基于自身的最大化發展，通過課堂公平努力實現微觀層面的教育結果公平。

2.4 工程實例環節

理論結合實際，找尋與學生專業特色相關的工程實例、科技前沿案例，并融入課程思政元素，激發學生的創新意識和科學精神。

3 階梯式動態教學模式的構建與實施

下面以我校電智學院電氣211-4 班的工程制圖第3 章第1 節“平面截切立體”的課堂教學為例，說明階梯式動態教學模式的具體實施過程。

首先，教師在課前布置任務“尋找身邊由基本體構成的物體”，課堂上請各小組分享調查結果，引發學生思考“生活中大部分物體都不是完全以基本體構成的，說明簡單的基本體不能滿足生活需要”；進而思考問題1“如何構建更復雜的形體？”接著，由簡單的魔尺玩具，引入Nature刊登的自組裝機器人，引發學生對該前沿熱點問題的思考，“通過簡單的截切就能構成具有工程價值的形體”，進而自然引入新課（如圖2）。這種由學生熟悉的物體和玩具逐漸過渡到科研熱點的引課方式，有利于激發學生對工程問題的興趣，有助于培養學生將工程問題抽象為空間幾何問題。

其次，采用翻轉課堂的形式請各小組代表講解立體表面取點的知識。課前在線學習的內容是教師根據學生前次課程的掌握情況，提供不同難度的視頻課供同學們選擇，如清華大學田凌教授團隊的《工程制圖》（有較多拓展知識）、南昌大學李小兵教授團隊的《工程制圖》（偏重基礎，內容更加詳細）。學生學習后完成相應習題，教師在后臺挑選典型問題的圖紙，請同學上臺講解。教師根據課堂反饋找尋薄弱知識點，然后點評講解，強化重點內容。

第三，階梯式分組學習環節（如圖3）。教師先講解一個平面截切的經典例題A，引導學生梳理求作截交線的步驟。然后利用雨課堂軟件推送鞏固B，學生完成作圖后，教師推送答案，學生進行自我評估，做錯的同學上傳圖紙到雨課堂錯題集，完全做對的同學直接進行提高C 的練習。

教師帶領做錯的同學一起分析鞏固B，并從錯題集中挑選典型問題，請同學們相互討論，主動發現問題原因，完全掌握后再進入提高C。在這個過程中，師生積極互動，教師可以給學生單獨答疑，也可以參與到小組討論中去，關心關懷需要幫助的學生。

當大部分同學完成提高C 后，給學生推送答案，學生再次自我評估并上傳錯誤圖紙。通過提高C 將學生進一步分層，能力突出的同學進入拓展D。教師則帶領提高C遇到困難的同學講解題目，然后再進入拓展D。

拓展D 難度較大，是一般位置平面截切立體。為了幫助學生思考構形，教師設計了動手發現環節。教師一邊向同學們發放正方體軟糖，一邊請同學們自由分組討論。有的同學吃掉了軟糖，也有同學利用軟糖切出了拓展D的模型，測繪出三視圖。隨后，教師再給出另外兩種求解路徑：三維建模法求解和投影法理論法求解，請同學們課后任選一種完成拓展D。由于后兩種方法有較大難度，教師還錄制了相應的微課視頻供同學們參考。

最后，進入工程實例環節。教師為學生介紹由我校圖學教研室組建的北斗創新團隊研發的智能湖面清掃機器人，一邊讓學生觀察機器人結構中基本體的應用，一邊講解設計研發過程中工程制圖的作用，介紹零件圖、裝配圖的工程圖。學生看到與自己專業相關的工程產品反響熱烈，紛紛咨詢如何加入團隊。通過挖掘學習內容與工程案例的關聯，讓學生明白學有所用，由康奈爾大學的發明創造拉近到本校的發明作品，拉近了學生與一流名校的距離感，使同學們對母校產生認同感和自豪感，從而見賢思齊。

4 教學效果評價

學生匿名對課堂活動中表現出的平等性、發展性和差異性等公平問題進行問卷評價，表1 為調查結果。

由表1 可知，有62.3%的學生在新的教學模式中受到了老師的持續關注，78.6%的學生在課堂上能夠獲得與自己理解和認識水平相匹配的指導，72.8%的學生認為能夠獲得更多接觸實際工程問題、前沿科學知識的機會。從學生的選擇來看，他們對教師對自己關注度、學生差異化和多樣化的需求、理論與工程問題的關聯方面滿意度較高，說明階梯式動態教學模式讓學生感受到教師對自己的關注，學習過程靈活、具有選擇性，滿足了學生的差異發展，工程實例環節的教學加深了學生對知識點的理解，拓寬了其知識面。

47.1 %的學生認為在課堂上得到了與老師和同學更多的交流機會，45%的學生認為得到了老師更多的重視，有學生在意見欄反映“喜歡這樣被關心的課堂氛圍，老師不是僅僅提問優秀生，能完成大部分分組學習的題目，老師走下講臺深入普通學生中指導關懷自己，使我對工圖重燃信心。”雖然教師的這種情感支持對學業成績沒有直接的影響，但會對學生的學習興趣和動機產生積極的影響（36.5%）。因此，作為教師除了業務提高以外，更需避免教學倦怠，投入更多的精力關愛學生，努力使學生在溫暖和關愛的課堂氣氛中獲得來自老師和周圍同學的支持，激發學生不斷進步的內在動力和積極向上的意志，充分發揮課堂教育啟智的作用。

5 結語

公平與質量是教育改革的重要內容，關注個體差異成為當代教育公平的內在需求。本課程采用階梯式動態教學模式探索工程制圖課堂教學的改革路徑，課堂上采用差異化的教學方法實現學生的多樣化發展，發掘每個學生的內在潛力，幫助其獲得與自身能力最匹配的教育，實現學生自身能力的最大拓展，努力實現微觀層面的教育公平。