
[摘 要] 對分課堂在強調學生主體學習地位的同時,充分發揮了傳統教學教師把控課堂的優勢,通過講授、獨學和討論三個環節,激發了學生主動學習和知識內化的動力。任務化教學是以完成任務驅動為主體的教學方法,有助于學生在完成任務的同時,掌握建構在其上的知識。通過在“電氣控制技術”課程中開展基于任務化的對分課堂教學進行了有益嘗試,并對該教學模式的實施要點進行了初步探索。改革結果表明,基于任務化教學的對分課堂能有效提高學生的學習興趣和參與度,促進學生自主學習和主動探究能力的培養。
[關鍵詞] 對分課堂;任務化教學;教學改革;電氣控制技術
[基金項目] 2024年度火箭軍工程大學“五位一體,四能進階,電氣類課程實戰化實踐教學體系的構建與實踐”(JXCG202421)
[作者簡介] 張瑞祥(1976—),男,江蘇揚州人,工學博士,火箭軍工程大學作戰保障學院副教授,主要從事電氣工程及自動化研究;崔智高(1986—),男,河北衡水人,工學博士,火箭軍工程大學作戰保障學院副教授,主要從事電力系統自動裝置研究;王新軍(1974—),男,陜西岐山人,工學碩士,火箭軍工程大學作戰保障學院副教授,主要從事內燃機理論研究。
引言
2019年,習近平主席在全軍院校長集訓開班式上提出,新時代軍事教育方針,就是堅持黨對軍隊的絕對領導,為強國興軍服務,立德樹人,為戰育人,培養德才兼備的高素質、專業化新型軍事人才[1]。其中,專業化培養目標是在以往高素質新型軍事人才基礎上的新表述、新要求[2]。為適應新形勢下軍隊人才培養的新要求,許多新的教學模式及教學理念被廣泛應用到軍校課堂中,在一定程度上改善了軍校育人質量[3]。但如何結合不同課程特點,靈活運用合適的教學模式,以達成新時代軍事教育方針指導下的人才培養目標,仍須進一步深入研究和探索。
隨著院校教育改革深入推進,越來越多的教育學者聚焦于教學方法改革創新。MOOC、雨課堂、SPOC、對分課堂、翻轉課堂等各種教學模式不斷推陳出新。其中,MOOC、雨課堂、SPOC等線上教學模式通過大量的優質教學資源,為學生自由學習提供了新的渠道,但在彌補線下教育自主性較低、局限性較高等不足的同時,缺乏線下教育的即時交流互動、考核嚴密公正等重要特征,導致其被大范圍推行及高效運用較為艱難[4]。
翻轉課堂要求學生利用微課視頻、課件講義及參考資料等教學資源先進行知識的獲取,然后再通過課堂討論交流等進行知識的綜合運用[5]。在實施過程中,普遍存在學生缺乏約束、學習自主性不高的問題,加之軍校學生本身學習時間較為緊張,難以投入大量的時間進行課后系統學習,教學效果大打折扣。
一、基于任務的對分課堂教學模式探究
對分課堂作為對傳統課堂教學模式的改進與創新,于2014年由復旦大學張學新教授提出并加以推廣。該教學模式結合了講授式課堂與討論式課堂的優點,將課堂時間重新劃分為講授(精講留白)、獨學(獨立思考)、討論(解決低層次問題、凝練高層次問題)三個階段,將課堂的權責分配一半給學生承擔,有效解決了教師獨攬課堂、學生被動接受的問題[6]。通過對分課堂的三個階段,不僅強調了教師的教,更加鼓勵學生自主學習以及教學雙方的師生互動,蘊含了建構主義的知識觀,即學習不是教師對學生單向的知識“灌輸”,而是學生依據自身經驗,主動完成知識建構的過程[7]。結合課程的不同內容特點,對分課堂可分為當堂對分和隔堂對分兩種形式[8]。當堂對分適用于體系完整、系統性強、設計性要求高的教學內容。教學知識點經過教師重點剖析、學生內化吸收后,和他們已有的知識結合進行構建與新塑;經過不同觀點間的討論與碰撞,完成知識的升華和固化。隔堂對分是將獨立學習、內化吸收等環節放在課后,期望學生能夠通過課余時間充分準備,以在下一次課程討論時充分展示學習的成果。與現行的多種教學模式不同,對分課堂既不盲目忽略傳統教學模式的優勢,又不過分強調學生主體地位的重要性,不僅避免了傳統課堂“教”“學”分離的缺點,還能有效彌補單純討論課堂效果差的不足。
任務化教學是一種以任務驅動為主體的教學方法。該方法注重在教學過程中以任務作為知識的載體,使學生在完成任務的同時,掌握建構在其上的知識。從對分課堂的理論體系中不難發現,討論環節是升華課堂知識和檢驗對分課堂學習效果的關鍵。瞄準課程教學目標,基于任務教學理念,將對分課堂的討論內容分解設計成若干任務成為提高對分課堂教學質量的有力抓手。一個好的課堂討論任務必須兼具收斂性、難度、指向性幾個必要特征:由于當堂對分課堂討論時間有限,設計討論任務時須高度收斂、直指要害,契合課堂教學內容;任務的難度不宜過大,在啟迪思考的同時,要防止陷入冷場;課堂討論內容要落實軍校教學“為戰教學”的核心要求,瞄準學生部隊工作場景,在激發學習興趣的同時,錘煉其崗位能力。
二、基于任務的對分課堂教學模式實踐
“電氣控制技術”是火箭軍工程大學電氣工程及其自動化專業的一門專業基礎課程,具有理論性、實踐性、系統性強的特點,對學生的創新設計能力要求較高。在2020版專業人才培養方案中明確了該課程的教學目標是:通過課程學習,學生能完成國防工程內繼電接觸控制系統和可編程控制系統的分析與設計,具備解決工程實踐中設備電氣控制系統裝配調試、運行維護及故障排除問題的能力,鍛造嚴謹細致、愛崗敬業的工作作風。課程的教學內容體系劃分為繼電接觸控制系統和可編程控制系統兩大單元,每個單元均包括基本原理、典型應用、分析設計三個模塊。模塊與模塊之間、單元與單元之間既相互獨立又相互聯系,層層遞進,構成一個完整的知識體系。
(一)課程教學模式設計
結合“電氣控制技術”課程特點,適時引入基于任務的對分課堂,設計以當堂對分為主、傳統課堂為輔的教學模式:對概念性、基礎性教學內容沿用傳統課堂教學;對系統性強、設計性要求高的教學內容則按照當堂對分設計,這樣既能保留傳統教學課堂把握能力強、內容講解透徹的特點,又能充分發揮基于任務的對分課堂學生參與度高、自我探究意識強、師生互動交流效果好的優勢。
(二)對分課堂組織實踐
以可編程控制系統設計教學內容為例,介紹基于任務的對分課堂在火箭軍工程大學“電氣控制技術”課程教學中的實踐過程。結合課程特點和教學組織的一般規律,在實施過程中將對分課堂細化為教學引入、教師精講、學生自學、任務討論、總結評價五個模塊。教學過程以兩學時為一個單元,包括講授45分鐘、獨學15分鐘和討論30分鐘。“電氣控制技術”對分課堂組織流程如圖1所示。
1.內容引入。通過播放上海洋山港、現代化物流倉庫等視頻激發學生的學習興趣,適時植入科技強國、自主創新等思政元素,引出課程教學內容——可編程控制系統設計。
2.教師精講。可編程控制系統設計是課程的教學重點和難點。此前,學生已經學習過繼電接觸控制系統和可編程控制系統的全部教學內容。對可編程控制系統的外圍器件、I/O接口分配、編程軟件應用以及組態界面開發均能較為熟練地理解和掌握,具備了完成可編程控制系統設計的初步能力。運用教學案例,教師可引導學生綜合運用所學知識,沿著設計原則、設計思路、設計步驟、設計實現,區分軟硬件,重點講清楚控制系統實現的關鍵要點,并通過虛擬仿真手段,為學生提供身臨其境的直觀體會。
3.學生自學。這一階段,學生通過翻閱教材,查找網絡資料,圍繞即將開展的討論任務:調溫除濕機電氣控制系統的升級改造,對教師講解知識進行內化吸收,將課堂所學與已有知識相融合,與任務對象相結合。圍繞重點及難點,教師布置一兩道問題引導學生自學,以提高其內化學習效率。例如:I/O接口分配的原則是什么?溫濕度模擬量和數字量是如何轉換的?
4.任務討論。教師提出討論任務要求,將30名學生分為5組圍繞任務進行討論并提出設計方案。各組長對本組的設計方案進行匯報展示,教師須注重引導學生圍繞總體設計的可行性和可靠性、硬件設計的完整性和規范性、軟件設計的邏輯性和可重用性等方面對各組方案加以比較與完善。例如:在硬件設計上,為滿足系統升級對I/O接口增加的要求,有些小組選用CPU226,有的小組采用CPU224加模擬量模塊的思路。在軟件設計中,有些小組使用順序功能指令,有些小組使用移位指令和置、復位指令實現控制過程。這些不同思路正是學生思維碰撞、相互質疑與探究、知識固化的過程,也是后續實施評價的重要依據。
5.總結評價。總結評價是知識學習固化的重要步驟,包括教師點評和生生互評兩部分。在這一過程中,教師是組織者和引導者,在評價體系中具有主導地位,評價時不僅要做好答疑解惑,更要秉持客觀全面、肯定和鼓勵的態度關注學生知識能力的獲得。生生互評是教師評價的有益補充,與教師評價側重于對整個小組的表現不同,在各組之間展開互評,有助于引導學生相互借鑒、取長補短,培養其團結意識,形成集體榮譽感,營造積極向上的氛圍。
(三)對分課堂教學效果
通過在“電氣控制技術”課程中組織開展基于任務的對分課堂教學模式改革實踐,學生得到了更多的自主學習和課堂參與的機會,學習興趣和創新思維有了明顯提高。通過對參與改革實踐的2018級、2019級、2020級電力工程及其自動化學生廣泛開展問卷調查,發現93.7%的學生認為這種教學模式大幅提高了學習興趣和課程參與度;91.5%的學生反映該教學方法有力促進了自主學習和主動探究能力的培養;85.4%的學生覺得這種教學方法有助于激發創新思維和創造能力,培養面對實際問題的分析與解決能力,為后續開展畢業設計和崗位任職奠定了良好的基礎。
三、基于任務的對分課堂教學模式要點
在基于任務的對分課堂教學實踐過程中,筆者深刻體會到,雖然該模式下教師直接授課時間大大壓縮,但教學壓力并未減少,須要教學雙方密切配合,才能達到良好的教學效果。對參與實踐的師生雙方均提出了高要求,具體包括以下幾點。
第一,對分課堂對教師教學內容設計提出了高要求。主要體現在以下幾點:一是須根據知識特點選擇當堂對分和隔堂對分模式。二是須根據課程內容選擇授課方法,在短時間內高效達成講授目標。三是須根據學生知識內化要求構造自學引導問題。四是須根據人才培養目標科學設計討論任務。討論任務不僅要貼合實際,瞄準學生的崗位任職,更要兼顧學生的能力,滿足“跳一跳,能夠著”的標準。
第二,對分課堂對教師的課堂把控能力提出了高要求。在對分課堂模式下,教師的身份從課堂的完全把控者轉變為把控+引導者。一方面,隨著授課時長被壓縮,教師必須采用案例教學、混合教學,結合虛擬仿真等方法手段,在短時間內高效完成知識傳授;另一方面,學生自學和討論環節的增加客觀上削弱了教師對課堂的把控,需要教師不斷觀察、引導、啟發學生思考,解答他們的困惑并將教學過程始終收斂在教學內容中。
第三,對分課堂對學生主動學習能力提出了高要求。高效對分課堂是建立在學生自主學習、主動探究基礎上的,因此,能否充分調動學生積極參與課堂教學是對分課堂的關鍵。在教學實踐中,筆者發現并非所有學生都能完全融入教學節奏,總有個別學生抱有“搭便車”蒙混過關的思想。究其原因,一是對講授內容理解不透,進入自學和討論環節比較吃力;二是主觀上缺乏主動學習的意識,習慣于被動接受,缺乏創新精神。針對這種現象,采取的應對辦法包括:針對講授內容理解不透的學生,課后組織單獨輔導,幫助其理解知識要點,并安排學習組針對討論任務再交流;針對主動學習意識薄弱的學生,加強授課過程監督并和學員隊建立聯系形成督促合力。
結語
對分課堂作為一種較為契合軍校課堂教學的教學模式,不僅能突破傳統教學模式下教師單向“灌輸”、學生被動接受的定勢,而且能有效彌補單純討論課堂效果差的不足。通過緊扣教學內容的講授、獨學和討論三個環節,充分發揮了師生雙方互動交流的優勢,變單純知識的單向傳導為傳導、吸收、交互、固化的科學流程,激發學生的學習積極性和知識內生性,有力支撐學生能力素質的提升,大幅提升了本專業人才培養質效,同時也為其他專業相關課程的課堂教學提供了借鑒和參考。
參考文獻
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Research and Practice of PAD Classroom Based on Task-based Teaching: Taking the Electrical Control Technology Course as an Example
ZHANG Rui-xiang, CUI Zhi-gao, WANG Xin-jun
(Department of Equipment Management, Rocket Force University of Engineering, Xi’an,
Shaanxi 710025, China)
Abstract: While emphasizing the students’ main learning status, the PAD class gives full play to the advantages of teachers’ control over the classroom in traditional teaching, and stimulates students’ active learning and knowledge internalization through three links of teaching, independent learning and discussion. Task-based teaching is a task-driven teaching method in which students master the knowledge built on the task while completing the task. This paper makes a useful attempt to carry out task-based PAD class teaching in the course of electrical control technology, and makes a preliminary exploration of the key points of teaching mode. The results of reform show that task-based PAD class effectively improves students’ interest and participation in learning, and promotes the cultivation of students’ autonomous learning and active inquiry ability.
Key words: PAD class; task-based teaching; teaching reform; electrical control technology