理工類專業課議題式教學方案的構建

陳 梅，周 潔，張永賢

（1.華東交通大學 信息工程學院，江西 南昌 330013；2.華東交通大學 電氣與自動化工程學院，江西 南昌 330013）

基于托馬斯·庫恩（Thomas Samuel Kuhn）關于范式理論的系統性闡釋，高校教學范式則是高校教學共同體（高校師生群體）關于教學的共有教育理念、教學基本理論和教學行為方式。隨著時代的發展，高校教學范式的研究在不斷革新，其落實到微觀的界定則是教學內容、教學方法、教學評價和教學理念的更新。其中，教學內容逐漸打破專業知識間的壁壘；教學方法改變因循教材講授的標準化教學方式；教學評價由總結性評價向過程性評價轉變；教學理念影響教學內容、方法與評價，被視為教學范式本體論的集中體現與微觀縮影。大學教學理念正從以“教”為中心向以“學”為中心轉變[1]。

本文以我校物聯網專業的“單片機原理及接口技術”課程為例，將思政課堂常見的議題式教學引入到理工科的專業課程中，從而以議題為紐帶進行教學范式改革[2]。從范式理論視角來講，本文的教學改革落腳到教學內容、教學方法和教學評價等方面并突出“以學生為中心”的教學理念，由學生提出議題、論證議題、確定議題，從“議中思”到“議中學”，最后由學生通過實踐來完成，從而實現“議中做”。

1 議題式教學范式改革方案的構建

高校實踐教學是本科教學的重要環節之一，其教學質量直接影響學生從學校到社會的融入度與適應度。只有正視目前實踐教學所面臨的問題，不斷尋求破解方案，探索實踐教學行之有效的方式，才能提高本科人才培養質量[3]。當前實驗教學中，如果實驗任務是實驗設備本身配套的實驗方案，學生則按照指導書照葫蘆畫瓢即可完成；如果是實驗設備未配套的實驗任務，很多學生便不知所措[4]。傳統教學一般采用結果評價而較少使用過程評價，使得學生缺乏主動思考和探討的精神，很多學生不能獨立完成任務。因此，議題式教學范式改革勢在必行。

基于理工類專業課程的特點，本文構建的議題式教學方案如圖1所示，充分發揮學生的知識拓展和思辨能力，強化教學協作的教學方式，并充分利用教學平臺的過程評價來引導學生探究和實踐。

圖1 議題式教學范式改革方案設計

2 議題式教學范式改革方案的實施

2.1 知識模塊優化重組及教學實施方案

課堂教學目標要通過知識的傳授和學習以逐漸內化為學生的能力，從而達成由教知識向教能力、思維、品德轉變。深刻理解課堂教學目標并深入分析其實質內涵是課堂教學范式改革與創新的重要前提[5]。

“單片機原理及接口技術”課程是以工程教育專業認證核心思想為指導，其教學目標要求學生能先正確地表達復雜工程問題，并針對該問題設計方案，然后對設計方案進行分析實施，最終能夠在多學科環境下綜合運用。根據知識運用和認識過程，將該課程教學內容進行了模塊化分解和重組優化，并針對不同知識模塊的特點和任務要求，將知識模塊與實踐模塊相結合，以達到從知識向能力的提升（表1）。

表1 知識模塊的優化重組和課程目標的細化分解

目標導向的實踐教學主要在于優化教學過程。對于具體實踐項目的目標制定不宜過高或過低，否則都不利于目標實現[6]。根據該課程實踐教學中議題的產生和實現過程，可將實施方案分為4個階段，目標分解如圖2所示，從課程目標到能力目標的實現體現了從科學知識的達成到科學素養的形成。與此同時，目標評價都分階段地落實到上述各知識模塊中，既能提高目標有效性，又能激發學生能動性。此外，目標達成度也具有明確的衡量標準，從而可以根據不同階段的評價情況隨時調整教學過程。

圖2 議題式教學方案的實施過程

2.2 議題式課堂教學案例

分組學習是以議題為導向的課堂教學范式常用的教學方法。課程實踐教學由學生自由組合或按寢室分組，以4～5人一組以便于探討，并且各組成員通過自薦或推薦方式來設立組長，這樣有助于提升團隊精神，促進協作意識，也有利于大家分享觀點并共享學習資源，以便最終確定各組議題。

本課程的教學范式改革需借助教學平臺的過程評價，在探討中調動學生積極性，在探討中對知識模塊進行串聯歸納，在探討中引導學生運用知識。在組內探討可以提出多個議題，在組間探討更能激發學生的興致，從而篩選出合適的議題；然后由各小組選擇一個確定的議題，此時各小組思考并提出解決方案即可水到渠成，這將使學生更積極地進行仿真調試以實現議題方案，從而達到培養和鍛煉學生描述、分析、解決復雜工程問題的能力。與此同時，在學生探討過程中，教師能了解學生的學習情況并及時調整講授內容的重難點，從而達到課內教學過程的改進優化[7]。

綜上所述，把課程知識模塊化，以議題方式展開并探討式引導，實現工程教育認證標準所構建的“以能力為中心”的課程目標，從而獲得畢業要求中所描述的各項能力。學生能力的培養最終需要落實到課程上，針對具體的知識模塊，議題如何設置才能達到教學要求，議題如何實踐才能實現能力培養，這些都是重要的問題。確定議題必須遵循“既要包含教學的具體內容，又要體現工程認證的基本要素；既要有開放性、引領性，又要體現教學的重點和難點”。在議題確立過程中，要統籌規劃議題的內容和相關知識，要便于教學設計，要能進行序列化處理，以提高教學的針對性和可操作性[8]。表2給出了單片機中斷系統與內部硬件定時計數模塊綜合應用教學案例的議題，以及案例不同階段的子目標和評價方式。

表2 硬件基礎模塊各階段的主要任務和要求（以中斷系統與定時計數器綜合應用為例）

3 議題式教學范式改革對課程教學的持續改進

持續改進通常是通過課程達成度分析、學生問卷評價和教學督導專家評價等，綜合分析本輪教學存在的問題，為下一輪教學提出改進措施，包括課程體系、教學方法、教學評價、教學條件和學生學習機會等改進[9]。這是一項長期的工作，周而復始，對提高教師水平和提升人才培養質量具有重要的推動作用。

本課程議題式教學改革突出“以學生為中心”的過程管理（圖3），與過程評價相結合，注重及時反饋即評即改，有益于促進教學過程的持續改進[10]。落實到本課程，在知識模塊學習的各階段，借助網絡教學平臺來設置一些簡單問題，引導學生圍繞實踐任務進行探討，以議題為紐帶使課堂理論知識在實踐階段得到驗證和鞏固，同時根據不同階段的隨堂問題對學生學習行為和課堂效果進行階段性評價，從而了解學生對該知識模塊的掌握程度，進而促使教師在不同階段及時調整教學內容，靈活改進教學方式和手段，充分凸顯學生的主體性。為實現本輪課堂教學過程小循環內的反饋和改進，可以在理論教學中調整例題，側重薄弱知識部分的詳實分析，并在線上教學平臺增加相關講解視頻。與此同時，在實踐教學中改進任務要求，強化學習難點，也可以在線上教學平臺增加演示視頻，供學生課后自學，以彌補課時不足的情況。

圖3 議題式教學范式改革促進課程教學持續改進

4 教學實施過程中出現的問題及解決方式

在教學改革實施過程中可能會出現事與愿違的情況。例如，（1）分組問題：最初是自由組合，在開展實際教學時出現組內成員間相互推諉等現象，因此在考核機制中增加小組長的加分項，調動學生積極性，增強探討氛圍。考核只是手段，目的是希望所有學生都能真正參與到實踐項目中，使能力得到真正鍛煉。（2）在不同學習階段的隨堂測題目設置問題：最初以簡答題形式提出是為了使學生能開放性地討論，但存在學生嫌麻煩不作答或等其他同學完成后照抄現象，于是改為選擇或判斷的客觀形式，作答方便了但又出現了學生直接敷衍地完成任務的情況，因此不斷改進主客觀題的設置比例和數量，以便引導學生思考，促使學生真正動起來。（3）小組議題討論確立問題：由于討論確定的問題需要自己設計方案解決，故而出現所確定的議題太過簡單的情況，因此將各組確定的議題打亂，在后續方案設計與實現階段是針對其他小組議題來實施，從而盡可能地避免了大家的懈怠。實施過程一直在不斷地改進與調整，以期達到最佳教學效果。

5 結束語

本文圍繞工程教育認證中“以學生為中心”的核心理念，以能力培養為目標，以“單片機原理及接口技術”課程目標為抓手，研究和設計了本課程的“議題式”課堂教學改革的具體實施方案，堅持持續改進的原則，不斷調整教學重難點和教學方案，達到了較好的教學效果，得到了學生的一致認可。