逆向教學法在機載武器瞄準技術及應用課程中的應用

郝東升 李林 呂鑫燚

海軍航空大學青島校區(qū) 山東青島 266041

0 引言

機載武器瞄準技術及應用課程是一門理論與實踐相結合的專業(yè)基礎課，對于學生今后的維護技能和保障管理水平具有重要的支撐作用[1]。由于課程中相關原理知識專業(yè)性強，需要理解掌握的知識點多，尤其是相關瞄準原理概念比較抽象，采用傳統(tǒng)的教學模式無法充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，導致教學效果不太理想。為進一步提高教學效果，筆者所在教學團隊采用逆向教學法對課程進行改革探索。

逆向教學法是美國教育專家Jay McTighe 等[2]1999 年在其著作Understandingbydesignhandbook中提出的一種新的教學模式。與傳統(tǒng)教學設計有所不同，逆向教學法更加強調(diào)探索的過程。

首先,學習者需要確定要達到的預期目標；其次，進一步明確完成目標的標志，之后的教學內(nèi)容和教學活動都將圍繞尋找標志展開；最后，要實現(xiàn)學習目標、探索過程和結果評價的統(tǒng)一。

為使逆向教學法與課程內(nèi)容有機結合、緊密銜接，筆者所在教學團隊開展了以下幾個方面的探索。

1 逆向教學法的內(nèi)涵要求

逆向教學法建立在合作學習教學理論和建構主義學習理論基礎之上，是兩種理論的有機融合。合作學習教學理論充分論證了人際交往在學生內(nèi)心成長和自我意識發(fā)展中的積極作用。依據(jù)群體動力理論，合作群體是一個互助、互勉的團體，一個共同的目標把各成員凝聚在一起。在這個群體中，學生的毅力、能動性、自身潛力將會被放大。即使是平時表現(xiàn)不突出的學生，積極性也會被調(diào)動起來，體現(xiàn)為學習更加熱情和投入。在高等教育和職業(yè)教育中，不乏合作學習的例子。工程實踐活動需要主體合作與交往，通過合作學習的理論引入，設計教學活動，可以幫助學生提升溝通、協(xié)作以及創(chuàng)新能力。

本課程把以往的“以教為主”變?yōu)椤耙詫W為主”，正如威金斯等[3]所指出，與其他設計職業(yè)如建筑學、工程學和繪畫藝術學一樣，教育設計者必須考慮他們的“顧客”的需要。為此應該注意：

一是把自由還給學生，充分尊重學生的主體性，調(diào)動其學習積極性；

二是把工具交給學生，這里工具是學生解決學習時所遇問題的常用方法和途徑，如文獻查找的方法、網(wǎng)絡搜索的規(guī)律；

三是把問題拋給學生，學習其實就是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題、不斷解決問題的循環(huán)過程。

在這個過程中，解決問題需要付出努力，而努力的結果將最直觀地反映在能力和經(jīng)驗的不斷提升方面。

建構主義學習理論的核心要義是以學生為中心，充分調(diào)動學生的學習主動性和求知欲。在一定的學習情境中，學生會將已學知識經(jīng)驗遷移到新的知識體系中，這是一種自然發(fā)生的過程。也可以說，學生是在一邊思考一邊吸收，而不是盲目地、不加思索地接受。在以往的學習過程中，他們已經(jīng)具有豐富的經(jīng)驗，有著自己的思維和想法。從這個角度來看，教學者不應忽視學生這種有策略的學習過程，而是應該順勢而為，去設計、加工新的知識模塊，更好地配合學生完成知識消化吸收的過程。鼓勵學生、幫助學生充分發(fā)揮知識遷移這種與生俱來的學習本能。

教學不應該是一種單向的輸出，更多的應當體現(xiàn)在對知識的深加工和熱處理上。學習并不是學生被動地吸收信息，而是主動構建知識意義。由此可見，在課程的設計中，要充分體現(xiàn)學生的主體地位，將學生的固有知識作為一個重要的參考依據(jù)，內(nèi)容選定與組織時，要確保能夠調(diào)動學生的學習熱情和構建知識的欲望。

建構主義學習理論認為，學習者要想實現(xiàn)意義構建，離不開真實的學習情境。知識并不是脫離活動情境而抽象地存在，其只有通過實際情境中的應用活動才能真正被人理解。學習一旦離開適宜的情境，任何知識的建構都將缺失生長點。因此，開展逆向教學需要達到如下要求。

1.1 更加重視教學準備

對教師而言，采用逆向教學法需要下一定的功夫備課。教師要事先準備充分的案例資料，全面熟悉相關專業(yè)知識及專業(yè)技術保障知識，注重個性化教學，鼓勵學生發(fā)表看法、參與討論。教研室要給教師更多的自主空間，在一定條件下，教學的時間、地點、形式、內(nèi)容，由教師根據(jù)實際情況自主確定，并鼓勵教師應用多種教學手段。

1.2 嚴密組織教學實施

首先是自主學習。傳統(tǒng)的教學模式中，教師是絕對的主導者，從講授知識、課堂的安排到課后的活動，都是按照教師的安排順序執(zhí)行。而在逆向教學法中，教師可以嘗試將作業(yè)提前，把原本需要講授的新知識交給學生自己去嘗試理解。學生可以采用自主學習、合作交流、查閱資料等方式完成作業(yè)。嘗試完成作業(yè)的過程，其實就是一種學習的實踐。而且這種全身心的體驗能夠更有效地提升學生的綜合學習能力。在不斷提問、探索、收獲的過程中，學生學有所得，知識的掌握更加牢固。同時，教師也應有針對性地進行引導，幫助不同基礎的學生在學習上收益最大化。

其次是理論教學。在逆向教學法中，教師根據(jù)課后作業(yè)情況，組織課堂討論，進行講評。為了提高課堂討論的質(zhì)量和效果，學生應當做好充分的預習，對于將要討論的重點應有所準備，把自學遇到的問題和疑點記錄下來，課堂上才能更好地與教師溝通互動。應用逆向教學法的教學不再是一種單向的知識輸出，而是包含了教師的“呼”與學生的“應”。在教師與學生雙方的交流合作中，實現(xiàn)知識的傳遞。

最后是歸納總結。為了進一步印證學生的掌握情況，可結合一些情境案例來測驗學生對知識的掌握程度，并找出知識盲點，教師根據(jù)實際情況，對其進行強化輔導。逆向教學法改變了由來已久的流水賬式教學過程，強調(diào)從目標著手，逆向設計，在教學過程中充分發(fā)掘?qū)W生潛力，鼓勵學生參與教學活動，把單一的、被動的、枯燥的學習，轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向的、主動的、有趣的探索，使學生更好地達到學習目標。

2 逆向教學法改革的關鍵環(huán)節(jié)

逆向教學法可以提供更多的機會，讓學生發(fā)現(xiàn)一些新現(xiàn)象、接觸一些新事物、遇到一些新問題，并且學會尋求一些方法去分析思考和解決這些新的問題，它充分體現(xiàn)了能力本位的原則，能夠達到學校培養(yǎng)應用型人才的教育目的。要搞好基于逆向教學法的教學改革，必須以合作學習教學理論和建構主義學習理論等[4]為指導，吃透其基本要求、遵循其特點與規(guī)律，其關鍵環(huán)節(jié)如下。

2.1 教材編排

逆向教學法是一種非常規(guī)的教學過程，因此，在教材編排上也應有所體現(xiàn)。任何教材的編排組織，都應當充分考慮該學科的知識體系架構以及學生的認知發(fā)展規(guī)律。教材需要做到由表及里、循序漸進，學生在學習時能跟上教材的進度，不至于出現(xiàn)望而卻步的現(xiàn)象。逆向教學法從來不以單一效率作為評價標準，而是更加看重學生實際能力的達成，因此，在教材中將會設置更多的問題，問題的難度根據(jù)教學內(nèi)容的進度進行適配，教師可以通過作業(yè)的形式了解學生的學習狀態(tài)，并安排相應的輔導。

2.2 教學思想

逆向教學法包含更多因材施教和對癥下藥的要求。在控制理論中，反饋機制是一個重要的環(huán)節(jié)，它能確保這個系統(tǒng)的穩(wěn)定。在逆向教學法中，反饋的概念同樣重要。教材編排特征決定了反饋調(diào)控作為教學第一環(huán)節(jié)的重要地位，它的主要任務是了解學生已有知識和理解能力，為后續(xù)教學提供必需的信息。運用該原則時，教師要善于觀察、了解學生在教學過程中的具體表現(xiàn)。同時，因材施教是逆向教學法的另一個基本思想。在教學中，教師要做到：一是了解學生現(xiàn)狀，承認差別，既要鼓勵冒尖，又要幫助后進學生，不同程度的學生要輔以不同形式的教學方法甚至內(nèi)容；二是在課堂中充分發(fā)揮優(yōu)秀學生的輔助作用，幫助后進學生，如采用常見的“一幫一”措施等。

2.3 教學方法

逆向教學法尤其重視運用啟發(fā)式教學法和分類指導法。啟發(fā)式教學是指教師從學生的實際出發(fā)，按照教學規(guī)律的要求，采用不同的方法手段，激發(fā)學生的內(nèi)在潛力，調(diào)動學生的主要精力，實現(xiàn)學生自主學習的一種有效教學。逆向教學法的教學程序和強調(diào)學有所得的特點，決定了學生在學習過程所遇到的“困難”是可以有效解決的。此時，學生要加強知識的積累與思考，教師則要注重啟發(fā)、點撥。孔子曰“不憤不啟，不悱不發(fā)”，表達的就是在學生苦思不得其解，想說又說不清的時候，教師巧妙予以點撥，使他們茅塞頓開，從而加深對所學內(nèi)容的理解，使教學效果更加顯著。

2.4 教學目標制定

逆向教學法以清晰的學習目標為出發(fā)點。

首先，要明確每一個章節(jié)的教學目標，目標按照層級依次遞進，從初步了解到綜合應用。比較簡單的知識內(nèi)容，教師可以交給學生自主學習，教師主要充當協(xié)助者，如學生遇到不懂的問題，可以讓學生先行討論解決，討論解決不了，再請教協(xié)助者。

其次，對于知識體系中的重難點內(nèi)容，教師在充當協(xié)助者的基礎上，還要進行精講，讓學生完全掌握相關理論知識。比如在本課程中，“常用坐標系的變換”和“目標參數(shù)的測量和確定”等知識是基礎理論知識，對后期的學習具有重要的影響，所以教師必須嚴要求，要讓學生牢固掌握。再比如“空對空、空對面火力控制原理”這部分內(nèi)容比較抽象，學生難以理解，教師就可以采用直觀教學法，運用案例引導來進行講解，引導學生把理論知識應用到具體裝備中。

最后，有必要將教學效果與預期目標進行比較評估，目的是找出學生的知識盲點、難點，然后再進行不斷的修正，直至教學目標得以達成、教學效果得到提升。

2.5 教學情境構建

逆向教學要求盡量模擬出部隊外場和修理廠的工作情境。為了按照相關的工藝要求與技術要求來組織課堂教學，一是要啟動光電雷達實驗室的建設工作，使該實驗室具備光電雷達通電檢查、目標捕獲及跟蹤演示的教學功能；二是要進行光電火控和瞄準具實驗室的功能擴建，按照“原理驗證與技能實踐相結合、模擬仿真與實裝訓練相結合”的原則，使其具備與裝備教學緊密結合，融實驗、演示、模擬操作、綜合訓練于一體的實踐教學功能；三是啟動光電火控專業(yè)教室的建設，通過半實物仿真方便學生“拆”“裝”，加深他們對零部件的靜態(tài)認知，讓他們獲得與實裝操作一致的體驗，為學生能力的培養(yǎng)提供條件。

3 逆向教學法的實施

下面選取機載武器瞄準技術及應用課程中“CCIP 瞄準原理”一節(jié)的內(nèi)容組織為例，對逆向教學法進行具體說明。

【教學內(nèi)容】選自空對面攻擊火力控制原理中第二節(jié)“連續(xù)計算命中點瞄準原理”，即CCIP 瞄準原理。本節(jié)屬于瞄準原理模塊，也是課程中概念較為復雜的部分，對于本專業(yè)學生來說有一定的學習難度。

【教學目標】在教學目標制定過程中，遵從BLOOM 認知規(guī)律，由低到高，層層遞進：第一個目標是認知層面的目標，會描述投彈點和命中點的空間位置關系；第二個目標是理解層面的目標，會解釋CCIP 瞄準攻擊的數(shù)學模型；第三個目標是應用層面的目標，會利用原理完成設備上CCIP 瞄準的操作；第四個目標是分析層面的目標，會利用原理發(fā)現(xiàn)影響CCIP 瞄準精度的因素；第五個目標是態(tài)度目標，增強學生應用所學知識和技能服務軍隊，獻身國防的責任感、使命感和自信心。

【教學設計】本門課程的教學對象是大三的本科學生，他們基礎知識都學過，但是可能有所遺忘，想了解任職崗位的實際情況，并且想了解裝備的發(fā)展動態(tài)。因此，筆者所在教學團隊在教學設計時，

一是重視基礎知識，讓學生學會自己進行公式推導。如瞄準原理不能夠科普化，要求學生有公式推導，不能夠只知道表面現(xiàn)象，但是課時又有限，因此，課堂中教師注重思路的講解，具體推導過程讓學生課后自主完成。

二是結合部隊實際，鼓勵學生積極思考，主動查閱資料。教師在課前給出部隊戰(zhàn)訓時的故障案例，并明確待解決的問題，要求學生通過查閱資料、主動思考，給出自己的解決方案。課中，針對每一節(jié)課的重難點問題，采用逆向教學法，充分調(diào)動學生的積極性和主動探究的意識。課后積極開展理論實踐一體化教學方法的探索，充分運用實驗室的實裝和模擬器開展驗證性實驗，加深學生對相關理論及其在裝備上應用情況的理解，激發(fā)學生對專業(yè)基礎理論的學習熱情，深化學習效果。

除了知識的學習，還要突出思政引領、立德樹人，激發(fā)學生投身崗位、建功立業(yè)的愿望和熱情，培養(yǎng)其良好的機務作風、機務法規(guī)意識和專業(yè)素養(yǎng)。

【組織實施】先以故障案例引入課程，再講命中點本身，接著講命中點在航向坐標系的描述，然后再講命中點在平面坐標系中的描述，最后直擊瞄準數(shù)學模型對機務工作的指導作用。同時，在課例講述過程中引入思政元素，第三步解決問題時，利用馬克思主義哲學原理中本質(zhì)與現(xiàn)象的關系，引導學生分析問題現(xiàn)象背后深層次的原因。結尾處引出機務維護的重要性，強調(diào)責任感與榮譽感。

4 結束語

為檢驗逆向教學法對授課效果的提升作用，筆者所在教學團隊選取了2018 級武器系統(tǒng)工程專業(yè)32 名學生作為研究對象，采用問卷調(diào)查的方式，對CCIP 瞄準原理及CCRP 瞄準原理授課效果進行打分。其中CCIP 瞄準原理采用逆向教學法，CCRP 瞄準原理采用傳統(tǒng)教學模式（即概念—原理—應用順序）。問卷共設7 個評價項目，每個項目0 ～10 分，分值越高表示效果越好，最終分數(shù)取均值。問卷調(diào)查結果如表1 所示。

表1 授課效果評分對照表單位：分

從問卷調(diào)查的情況來看，逆向教學能夠克服傳統(tǒng)教學模式單向輸出的弊端，通過對實際問題的分析使學生產(chǎn)生濃厚的興趣和好奇，讓學生記錄自己對問題現(xiàn)象的理解，激發(fā)求知欲望，教師再根據(jù)授課內(nèi)容、知識難點進行相關理論分析和解答。學生接受快、效果好，課堂上學習氣氛更濃，學習過程由傳統(tǒng)教學中的被動接受變?yōu)橹鲃忧髮W。