提升學習動力和知識能力產出的測試技術課程教學創新探索

摘"要：針對學生學習主動性不足成為影響知識能力產出的關鍵因素這一現狀，以測試技術課程為例，從教學內容、教學方法和教學評價三個環節開展創新設計。教學內容設計以認知原理為基礎，強化認知初級階段建立成就感。將積極教育理念滲透教學模式中，通過樹立積極的學習觀念、構建積極的教學環境和積極地關注教學評價的教學策略，細化實施方案，提高學習主動性和學習成效。最后層次化和多元化評價體系，量化知識和能力產出。

關鍵詞：學習動力；教學創新；積極心理學

1"現狀及存在的問題

作為應用型本科院校，目標是培養具有理論基礎扎實，專業知識面廣，實踐能力強，綜合素質高，并有較強的科技運用能力應用型本科人才。機械工程作為一門傳統學科，對國家經濟及社會的發展起著舉足輕重的作用。機械工程專業課程的教學內容涵蓋面廣且有深度，學習過程有一定的難度門檻。現有的課程教學存在學與教兩方面的問題：一方面，學生的基礎知識相對薄弱，學習主動性不高，學生在實踐環節中表現出的分析設計和實踐能力較弱，知識和能力產出不足；另一方面，教學活動的內容、手段和方法具有普遍性，缺乏針對性和靈活性，沒有真正以學為中心，實現因材施教。為充分激發學生學習的主動性，實現學生知識和能力的產出，迫切需要對現有的課程教學進行改革創新。

測試技術課程是面向機械工程本科專業的一門專業核心課程，兼具很強的理論性和實踐性。課程內容涉及傳感器、控制系統、電子電路、信號分析與處理等，既綜合應用了許多學科的原理和技術，又被廣泛應用于各個學科中。以學生為中心，圍繞應用型人才培養的目標，已開展的教學改革創新實踐包含以下幾個方面：

（1）分別對理論教學和實踐教學兩個方面的教學內容進行改革。理論教學方面將原有的信號及描述、測試裝置基本特性、傳感器、信號調理及分析、測試應用等知識內容重新整合，劃分為以信號為主線的信號采集（傳感器原理技術）、信號處理、信號分析、測試系統、計算機測試系統。采用一個測試系統案例貫穿五部分內容的教學。實踐教學內容分層次開展驗證性基礎實驗、解決問題提高實驗、探究性實驗，建設了測試系統項目設計庫。

（2）探索了自主學習、協助學習及合作學習三位一體的教學實施方法，并開展了實踐。激發學生自主尋找知識答案，自己去發現問題、解決問題，并形成學習結果。在培養學生學習能力，改善學生的兩極分化情況取得了一定的成效。

（3）過程階段性考核與期末考核相結合，考核方式多元化。圍繞人才培養目標，考核學生對本課程知識產出的達成度。

在以上課程教學改革措施下，一定程度上提高了學生學習的主動性和學習成效［12］。但測試技術課程內容涵蓋面廣、理論抽象，而所面向的學生基礎知識相對薄弱，學習能力不足，因此學習難度較大，抑制了學生的學習興趣和動力。更為重要的是，在教學改革實施過程中，部分學生相對被動，通過問卷評測發現，學生普遍存在自我評價和自我效能不高的問題，這直接導致了教學改革收效有限的問題。探索有針對性的教育教學模式，優化教學內容，因材施教；通過設計以主動學習為主的教學模式提高學生學習主動性和學習成效；研究量化知識和能力產出的方法，對于達成培養目標具有重要的實踐意義。

2"教學內容設計

教學內容由淺入深、層層遞進，強化認知初級階段同時建立學習成就感。認知心理學將人的認知過程分為感知、知覺、記憶、思維和反應五個階段［34］。現有測試技術課程的教學內容體系通常是先理論知識后應用案例，即先掌握基礎理論，然后應用知識去理解或解決實際問題。從學生角度看，認知從記憶開始，從信號的頻譜分析到測試裝置動態特性，涵蓋傅里葉變換、拉普拉斯變換、傳遞函數、頻率響應函數等知識點。這些內容較為抽象，對于教學對象的認知能力有較高要求。針對所面向教學對象的認知特點，在教學過程中強化認知初級階段，由淺入深、層層遞進，有利于啟發學生的思維，提高學習成效，激發學習熱情。

圖1"教學內容結構優化圖

將測試技術課程內容劃分為兩個部分，即信號采集和信號處理分析，兩部分是測試過程的先后關系，同時在學習難度上是遞進關系。如圖1所示，信號采集包含信號采集原理、靜態量測量和動態量測量，涉及內容相對更加具象和直觀。信號處理及分析的方法和原理涉及的其他課程知識點較多，且較抽象，學習難度大。因此課程內容結構的第一個層次是先信號采集然后信號處理分析。第二個層次是信號采集從被測量來看，分為靜態測量和動態測量，對應測試系統的靜態特性和動態特性。信號處理分析可分為信號處理電路和頻譜分析等。第三個層次是知識點的學習都是從解決實際測量問題出發，提出解決方案，引出知識點。

3"教學方法設計

將積極教育理念滲透教學模式中，細化實施方案，提高學習主動性和學習成效。積極教育理念是幫助學生發掘自身優勢，提高學習能力和創造性思維能力，獲得學業成績上的成就，在學校獲取幸福感［57］。將積極教育理念滲透到課程教學中，通過樹立積極的學習觀念、構建積極的教學環境和積極地關注教學評價三個方面的教學策略，為學生打造愉悅、積極、信任的教學氛圍，在課堂上體會到幸福感，促使學生積極思考和參與。

3.1"課前優勢測試

通過課前云班課線上完成學生的美德與品格優勢量表、創造力問卷、完美主義問卷和樂觀調查問卷等測試，對個體特征進行分析。讓學生更多注意自身積極因素，發掘自身潛在的優秀品質和積極的個性特征，提高自我效能感，感受學習過程的愉悅和滿意。例如，圖2為本專業一名學生的品格優勢測量結果，從結果分析，該學生的優勢在于超越，即樂觀、前瞻、敏銳等，而薄弱項在于正義，即領導力、公平等。通過對全班學生的問卷測試，對學生進行優勢分類，在學習過程中不斷自我肯定。

3.2"課中突出優勢的策略

創設符合學生發展的教學情景，提高教學針對性。對不同水平不同層次的學生設計差異性問題，讓學生能完全

沉浸在活動中，全心投入，實現每一個層次的學生都能良好地發展。教學情景突破傳統教與學的場景，根據美德與品格優勢，提出突出優勢的策略，設計對應教學場景（如下表所示）。對于智慧優勢對象，根據每章教學內容提出開放性問題或任務，引導學生查閱資料、積極思考，通過完成任務達到鞏固基礎知識和擴展思路的目的。對于勇氣優勢對象，設置有難度梯度的問題進行闖關，問題圍繞教學內容的重點知識點進行設計。對于節制優勢對象，強化自我規范優勢，要求每周完成一次本周課程學習內容的知識點總結，或者積累一個測試系統設計的案例，并完成云班課分享。對于正義優勢對象，在項目作業任務中，作為團隊組織者，完成項目設計和答辯。對于超越優勢對象，采用隨堂知識競賽的方式突出個人優勢。

3.3"教學中的積極評價

面對學生學習過程中表現出的思維能力和探索能力，結合學生的特點運用積極方式對學生進行及時評價。讓學生在評價過程中獲得充滿信心、樂觀、希望等積極體驗。積極評價融合在各項教學環節中，評價內容不能只從知識點的掌握層面，還包括能力和品格優勢等多個方面。

3.4"主動學習的教學環節設計

根據美國學者埃德加·戴爾提出的“學習金字塔”理論，如圖3所示，被動學習學得的學習內容留存率低于主動學習，而主動學習包含合作學習、實踐學習和應用式學習［8］。合作學習模式有助于在學習過程中建立學生之間的聯系。積極心理學研究顯示與他人保持良好關系是獲得幸福感的重要因素，憑借與他人良好關系的性格優勢，可體會到滿足感和成就感。同時，合作學習有利于培養學生團結協作的精神和交流溝通的能力，更重要的是與未來工程類行業工作模式相匹配。教學過程主要以2～3人的團隊為教學對象。分別對課前、課中、課后三個學習階段開展主動學習的教學環節設計。課前預習成果展示、課中案例討論和合作探究、課后拓展學習和項目設計，利用線上和線下為學生提供展示平臺。

主動學習模式并不適用于所有教學內容，因此首先甄選測試技術課程內容，例如傳感器、測試系統設計、信號處理電路等。為搭建正向的主動學習環境，提高學習成效，對主動學習教學環節進行細化設計，同時探索有效的課堂組織管理方法。

4"評價考核體系設計

層次化和多元化評價體系，量化知識和能力產出。一個完整的量化評價體系首先確定評價指標，確定相關權重，再進行評價。擬基于層次理論分析法，確定測試技術課程評價層次結構，細化評價指標。測試技術課程的評價結構可分為目標層、準則層和指標層。目標層為對應畢業要求指標點的課程目標，每個課程目標的準則層由知識結構和能力素養構成，指標層為具體的知識點和能力。通過關聯矩陣分析，給出每項指標的權重。最后設計考核方式實施考核，根據考核結果計算出個體達成度和整體達成度。

充分發揮過程階段性考核在反饋及時、學生參與度高、形式豐富多樣的特點，對學生的學習過程進行量化評價。將雨課堂、云班課線上平臺應用到階段性評價中，對每節課的學習效果進行實時反饋。采用作業、測試、實驗、答辯、設計報告、團隊競賽等多種形式，涵蓋知識和能力的評價指標。對考核內容難度分為標準級和專家級，對應基礎分和加分，學生可自主選擇闖關難度層級。

結語

學生的學習動力和知識能力產出是相輔相成、相互促進的關系。提升學習動力讓學生具有學習主動性和內驅力，知識能力產出相應提升，反過來，知識能力產出提升有利于獲得學習過程中的成就感，促進學生學習動力的提升。本文從教學內容、教學方法和教學評價三個方面進行了教學實施過程的具體設計。

針對面向的教學對象，將教學內容優化為由具象到抽象、由簡單到復雜、由淺入深的結構模式。設計完成并實施以主動學習為主的教學模式實施方案。采用合作學習、實踐學習和應用式學習，學生與教師、學生與學生形成學習共同體。建立量化的評價考核體系，應用多元化的考核方式覆蓋所有指標點。根據指標點及其權重對學生的知識和能力產出科學客觀的評價，以此作為教學過程的閉環反饋環節，指導教學過程中各個組成環節的調整和優化。

參考文獻：

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基金項目：本文系“2023年北京聯合大學教育教學研究與改革項目《基于OBE理念的應用型大學機械工程專業課程創新改革研究——以測試技術為例》（JJ2023Y028）”的研究成果

作者簡介：譚苗苗（1980—"），女，土家族，湖北巴東縣人，博士，副教授，研究方向：測控技術。