多层次教学体系在潮汐调和分析课程实习中的实现与创新

2014-07-31任慧军

黑龙江生态工程职业学院学报 2014年6期

关键词：潮汐调和实验教学

任慧军

(南京信息工程大学海洋科学学院，江苏南京 210044)

多层次教学体系在潮汐调和分析课程实习中的实现与创新

任慧军

(南京信息工程大学海洋科学学院，江苏南京 210044)

基于对多层次教学体系理念的深刻理解，创新性地将其应用在潮汐调和分析课程实习中。在具体实施过程中基于一个基本原则：分层但模糊各层的界限；两方面条件的保障：“硬条件”和“软条件”；三方面的掌控：学生分层、分类教学和动态管理，最终实现多层次教学体系的应用和创新。

多层次；教学体系；课程实习；动态管理

21世纪是海洋世纪，海洋科学也理所当然地将成为21世纪自然科学的前沿领域，我国目前正在倡导蓝色海洋经济，向海洋寻求发展是未来的重要方向。面对蓬勃发展的海洋经济，海洋科学领域的专业人才将存在持续大量的需求，同时人才需求也不断发生着深刻变化，愈益呈现出面向高端专业人才。如何培养适应未来海洋科学发展和需要的应用型人才成为海洋科学专业工作的重点，而多层次实验教学体系的构建和完善正是实现这一目标的关键。

1 潮汐调和分析课程实习介绍

物理海洋学是海洋科学必修的理论教学课程，而潮汐调和分析是物理海洋学的课程实习，是实践教学的内容，两者的结合是实现理论教学与实践教学一体化的教学模式。潮汐调和分析课程实习设计的目的是让学生理解和掌握海洋观测数据的提取方法，掌握潮汐类型判断方法，同时理解和掌握潮汐调和分析的目的、概念和方法，学会运用计算机编程语言编写基于最小二乘法的潮汐调和分析程序，加强学生对潮汐现象的理解。同时通过本课程实习的各个环节，激励学生勇于创新，提高学生解决海洋实际问题的动手能力，掌握计算机编程工具，为从事科学研究和工程应用打下基础。

2 潮汐调和分析的多层次教学体系构建和运行

2.1 多层次实验教学体系

多层次实验教学体系是指由操作性实验、验证性实验、综合性实验和创新性实验组成的网络化实验平台[1]，它是从低层次逐渐过渡到高层次的实验要求，从而实现了逐步递进的人才培养目标。它充分考虑学生本身存在的差异性，从而进行有针对性的指导和教学，体现因材施教的教学特点。通过上述不同的实验平台,进行基本技能—专业素养—综合能力—研究创新等一系列训练,实现递进的素质和能力培养。这一实验教学体系非常灵活,教师可以根据不同类型和不同层次学生确定培养目标，从而选择和组合不同层次的教学体系。

多层次教学体系在国内的研究和实施已经有了相当多的积累，詹振权[2]很早就对多层次教学体系进行了总结和展望，提出了很多新的想法；继而吴建军[3]再次对多层次教学进行了深入而细致的分析和探讨，进一步推动了多层次教学体系理论的发展。理论的发展离不开实践的积累，其中何明[4]、宋凤莲[5]、周权锁[6]、李洪勇[7]和吴丽娟[8]等都对多层次教学体系实践模式进行了细致的分析和阐述，对实践提出了自己独特的理解，为工作在第一线的教师给出了具体的实施方法和经验。多层次教学体系的具体实践推动了相关学科和课程的改革，并取得了良好的效果。其中张晓娟[9]在大学物理实验教学中采用了这一教学方法，取得了良好的效果；同时黄蕊[10]研究了金融专业实施多层次教学体系的建构，并指出其明显的效果，但也存在各种亟待解决的问题；另外王秀琳[11]在高职通信专业也做了相应的工作。综上所述，多层次教学体系已经开展了卓有成效的研究，并且得到广泛的认可和实施，但目前它主要应用在某个具体专业，而在具体课程上并没有太多的研究，因此本文着重探讨多层次教学体系在潮汐调和分析课程实习中的建构和运行。

2.2 多层次实验教学体系在潮汐调和分析课程实习中的建构

通过前面的分析可以知道，多层次教学体系最根本的目的是因材施教，差异化培养，其方法是把学生分成不同的层次，从而开展相应的教学指导。在本文，不同层次的学生我们可以理解为不同起点的学生，但培养的目标是能够让他们尽量达到相同的终点，这就需要在教学过程模糊不同层次学生的界限，这也是本文实施多层次教学体系建构的基本原则。

建构多层次实验教学体系需要特定的条件，其中包括“硬条件”和“软条件”，其中“硬条件”是指实验室环境条件。潮汐调和分析的课程实习主要依靠计算机编程设计，因此学生的分层次就体现在计算机能够合理分组，且分组信息和学生实习过程能够实时显示在教师电脑的总控系统上，这样在教学过程中能够实时跟踪每组进展信息，我校已经实现了这样的实验环境。相对于“硬条件”，“软条件”更为重要，它指的是课程的实验项目的设计。物理海洋学教师团队通过多年的精心设计形成了特色的实验实习项目，其中课程实习内容既包括了基础理论的学习和其验证，也包括了独立设计和编程的综合性和创新性实验项目，并且更为重要的是课程实习中的每个项目都按照多层次教学体系理念设计了包含三个不同进阶层次的实验类型，其中都包含了验证型的基础类型，因此潮汐调和分析课程实习体现了多层次特征，符合了设计多层次教学体系的课程条件。

在满足以上条件的情况下，可以具体进行多层次教学体系的方法实施。具体实施方法主要包括三个方面：(1)学生的分层分组；(2)分类教学；(3)动态管理。

首先是学生分层分组。根据我们专业学生的特点，把学生分为三个层次：理论基础薄弱的学生(称为C)，有一定理论基础和编程能力的学生(称为B)和理论基础扎实且具有创新能力的学生(称为A)，然后每组人员结构按照A,B,C的比例为1∶3∶1组成。

其次是分类教学。分类教学把教学过程分为三个阶段：课程开始阶段、课程中间过程和课程结束阶段。不同教学阶段采取不同的教学方法，从而形成针对性的多层次教学。课程开始阶段是面向所有层次学生的教学，教学内容包括实习项目目标详解和基础理论的讲解。目标详解是把每个实习项目三个阶层的目标进行详细阐述，且把三个阶层的目标通过图示和动态效果进行直观分析，从而形成卓有成效的“项目驱动”[12]的教学方法，也为案例教学方法的体现。通过这样的教学方法可以有效提高不同层次学生的积极性。而基础理论是面向所有学生，它是课程实习项目所涉及的基础理论知识。课程中间过程是具体指导学生完成实习项目的过程，也是实施多层次教学体系的重要一环，体现了多层次教学体系的核心部分，具体的方法如图1所示。A,B,C分别代表上述不同层次的学生，箭头表示互动方向，较粗的箭头表示课程中主要互动过程。从图1可以清楚地看出，长虚线框是课程中间过程中的主要互动过程，是教师和B类学生的交流过程。B类学生代表了绝大多数学生，是教学面向的主要群体；同时B类学生的问题也是广泛性的问题。这样既保证了大多数学生的教学指导，也解决了所有学生的大部分问题，从而保证了教学的覆盖面。短虚线框是学生之间的交流过程。从前面的分组规则可知，同组中A类和C类学生占比较小，因此在完成教师对B类学生的教学指导的前提下可以发挥B类学生的纽带作用，B类学生既可以帮带C类学生也可以从A类学生那获得帮助，实现学生之间的交流互动，弥补教师无法完成的教学指导过程，从而弥补主要教学过程无法触及的部分。由于A类学生具有一定独立思考的能力，教师对A类学生更多的是引导，教学过程中所占比重不大，但由于这部分指导层次较高，且体现了实习项目高质量部分，因此教师需要在课余时间做大量的准备工作，从而完成A类学生高质量的教学指导。课程三个阶段中最容易忽视但尤为重要的阶段——课程结束阶段，它是每个实习项目结束后的总结、分析与提高。根据实习项目三个不同阶段的要求，分别针对A,B,C三类型学生存在的问题进行归纳总结，同时把存在的问题分解为基础理论、逻辑思路和结果分析三个主要方面进行总结，然后根据上述问题进行针对性的分析，从而最终达到提高教学效果。因此课程结束阶段是多层次教学体系教学效果体现的阶段，同时也是多层次教学体系的升华。

最后是动态管理。这是多层次教学体系实施过程中较为复杂的一个部分，它实施得是否及时有效决定了多层次教学体系质量的高低。从前面的论述中我们知道，根据学生的能力最初分为A,B,C三类学生，且他们的比例是1∶3∶1，他们分别需要实现每个实习项目三个不同阶层目标，但在教学过程中A,B,C三类学生实习项目的完成度是动态的，因此他们的分层需要进行动态管理，从而推动B和C层次的学生向上层流动，最终实现各层学生达到相同的高层次终点，这就是动态管理。这也符合模糊不同学生层次界限的多层次教学体系的基本原则。从前面的分析可以知道，多层次教学体系的“硬条件”满足实时跟踪学生的分组和完成情况，据此可以进行上述动态管理，具体操作过程如图2所示。A,B,C分别代表不同层次的学生，箭头方向是不同层次学生的变换方向，箭头中的内容为实习项目的不同阶段目标，整个动态管理过程以实习项目不同阶段目标完成度作为流动原则。当C层次某个学生完成了既定实习项目的第一阶层目标，这个学生就要流动到B层次，继续完成这个项目的第二阶层目标；而此时B层次所有学生完成度最末尾的如果还没有完成第一阶层目标就流动到C层次，两个学生角色和组别形成互换。同样的道理亦实施于A和B之间。而在A和C的过程发生的情况是B流动到A，而A的最末尾学生第一阶段目标仍然没完成就流动到C，这样就实现了针对不同层次学生的动态管理过程。

3 结语

实践证明，多层次教学体系对于提高教学效果有着明显的作用。本文在理解多层次教学体系的理念后，实现了它在潮汐调和分析课程实习中的应用和创新。具体的实施过程是基于多层次教学体系中分层但需要模糊各层之间界限的基本原则，同时创造多层次教学体系所需的“硬条件”和“软条件”，通过学生分层，分类教学和动态管理的方法实现了多层次教学体系的应用。上述多层次教学体系的革新应用在具体实施过程中依然存在诸多的挑战，其中目前“硬条件”还不能完全满足多层次教学体系的顺利开展，“软条件”还需在细节上精雕细琢，另外在具体实施过程中对教师的专业素养和对课程过程的管理能力都有很高的要求，因此多层次教学体系目前仍处在探索阶段，存在诸多问题，但它的普及和发展符合当今高校培养具有竞争优势学生的迫切需求，是高校转型过程中教学方法改革的一个重要方向。

[1]郑家茂.对大学实验教学若干问题的厘析[J].实验室研究与探索,2007,26(10):1～2,5.

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[6]周权锁，赵海燕，凌婉婷，等.多层次实验教学模式的探索与思考[J].高等理科教育,2008，(5):113～116.

[7]李洪勇，张根健，杜忠孝.分层次教学的实践与探索[J].中国职业技术教育,2003，(4):28～30.

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[10]黄蕊.高校金融学多层次实验教学体系的建构[J].实验室研究与探索,2011,30(3):120～123.

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[12]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2010(5):130～132.