基于问题导向的在线教学研究

向超群， 成 庶， 伍 珣

(中南大学 交通运输工程学院， 长沙 410075)

随着我国轨道交通建设的快速发展及装备国产化程度的不断提升，预计到2025年全国铁路建设系统需要人才约5万人，其中工程技术应用性人才和高技能型人才约3万人，高铁和城市轨道交通研发、设计、生产、运营及维护预计需要各类技术人才约30万人，在新工科背景下，科技创新能力成为工科毕业生必备素质之一，相应的教师更应掌握多样化的教育方法[1-2]。本文以“电力电子技术基础”这门课近几学期的教学过程为对象，深入分析在教学改革过程中遇到的问题和学生、教育领域专家的反馈，探讨因疫情采取的线上教学所面临的各种问题，进而探索面向复杂工程问题的新教学模式，以适应我国轨道交通行业发展对人才的战略需求。

1 以学生为中心的教学方法改进

在本学期基于ZOOM/腾讯会议等软件的网课教学过程中，逐步向以学生为中心的教学转变，鼓励课堂上更多地出现多向的交流，让学生主导学习进程，对他们觉得难懂的部分才进行充分的集体讨论，虽然有时课堂会有点过于“热闹”，教学进程也会滞后，但思维激烈的碰撞，让学生和教师在思考和讨论的过程中，建立并完善符合各自思维习惯的知识构架[3]，从课后思考题的完成情况来看，学生对知识的理解远远高于预期。这部分的调整在后面的案例分析中，也得到了充分的验证。

以往在教室开展以学生为中心的教学方法相对比较容易实现，通过让学生上台讲解、分组讨论等方法都可以简单快捷地激发学生的思考，并从中观察出学生的知识盲区，进行针对性的教授。但是，在以网络为媒介的虚拟课堂上，考虑到网络速度、课程软件功能等条件的制约，很难高效地组织这类活动。因此有意增加对学生知识掌握情况的反馈调查，利用有限的网络课堂条件，尽可能高效实施学生为中心的教学方法。

在教学方案的动态调整上：利用微信的发起投票等功能，精心设计能综合反映学生对知识点掌握情况的小问题，通过社交媒体或者网站发布，请同学们利用课余的碎片时间，收集知识掌握程度的回馈信息，然后动态地调整下一次课程的教学重点；

在课堂教学过程中：利用zoom的分组功能，在课堂上将不同知识点分配给不同分组，通过观察不同组同学之间的相互讲解和提问，定位学生学习过程中的难点和疑惑，并实时地进行解答和引导；

在课后的学习中：时不时在课程学习群里，通过有奖问答的形式，提出一些思考题，鼓励和确保同学在一周的大部分时间内，每天都能对相关的知识产生5-10分钟的思考。这样有助于保持同学们对于某一门课程的学习状态，同时也不至于因为假期、活动等外部因素打乱学习的节奏。

2 以问题为导向的教学改进

学习的过程不强求学生硬记具体的定义、方程和定律，而是通过问题引导学生去分析思考，在分析过程中，深入体验电流、电压的变化，然后回顾所学知识，建立真实现象与抽象理论的联接，对自己的思路进行实践，从而达到对知识更深层次的理解，去理解原理机制并解决问题[4-5]。从记忆事实的层面不断向上攀登，达到应用，乃至创新的层面。

在这样的过程中，问题的设计非常重要。太易，没挑战，无法引起学生对知识开展思考；太难，挑战过头，会使学生的信心和兴趣遭受双重打击，也无法引发学生对知识的思考。所以，对于引导的问题，不再采用教师提问，学生回答的简单方式，而是采取抛出问题和给出答案的选项，让学生进行投票，通过投票活动，降低参与难度，增加学生的参与感和成就感。如果问题过于简单，大家轻松获得统一答案，可以活跃课堂氛围；如果问题有挑战，或者太难，会出现不同意见，然后利用不同的答案，引发大家讨论，提高学生的思考深度。在此过程中，教师仔细倾听同学们的讨论，理解同学们学习中的盲区，动态调整教学重点。还可利用问题，引发同学对之前学习的内容(甚至不是本课程，而是相关学科的知识点)进行回顾，建立知识点之间的联结，对于提高同学们运用知识的能力很有帮助。

当课堂被转移到网络平台上后，对学生的观察、对问题的解释都不那么直观了，特别是人数超过30人的课堂，视频已经非常卡顿，几乎无法获得学生学习状态的反馈信息，这对于实践问题导向的教学方法是巨大的阻碍。

通过一个学期的“电力电子技术基础”的线上教学实践，主要通过以下措施来确保线上的问题导向教学方法的实施：①通过提前布置任务的方式，让同学们预先定位自己的问题，提高课堂时间利用率；②在课堂上，要求有问题的同学打开视频，这样，全班同学可以观看教师和同学关于某一个问题的讨论全过程，一方面，可实时获取学生对教师的解答的反应，从而动态调整解答过程，由浅入深地用一个个的问题引导学生深入理解；另一方面，通过讨论的过程展示，解决其他同学的同类问题，并引发他们更深入的思考。

3 课堂教学方案的改进

为了进一步优化“电力电子技术基础”的教学效果，近几学期在课堂教学方案上进行了重点优化，特别是对课前及课后的教学工作进行了优化设计，方案如图1所示。

图1 改进后的课堂教学方案

以往课前预习全靠学生自发开展，现在通过给出学习任务清单、自学辅助材料，并以讨论的方式，吸引和促使学生养成课前预习的习惯，同时，课前讨论采取社交媒体软件非实时聊天的形式开展，充分利用学生的碎片时间。课后每隔一段时间新增反馈调查环节，通过学生反馈实时优化课堂教学方法。此外，在课堂讲授前，提出小问题来开始一堂课程的讲授，可以更好地吸引学生注意力，并引导学生的注意力重点，讲授完成后，进行问题的讨论和学生的解决方案展示，提高学生的学习兴趣和表达能力。虽然增加了不少环节，但是课前的准备可以大大缩短讲授的过程，因此，课堂整体时长可以基本保持不变，不影响整体教学进度的推进。

4 案例分析及学生回馈

4.1 学生交互过程分析

由于疫情，与学生的交互主要通过社交媒体的图片编辑、语音、视频等实现，还能最大限度地进行一些疑难问题的解答，而且有一个好处是留下的记录，在复习时方便查阅，如图2所示。当然，同学们更倾向于单独与教师进行交流，而不是在课堂上直接抛出问题。课后曾与一些同学关于这个现象进行过交流，大部分同学都害怕自己的问题过于简单，耽误课堂时间。为此，在课余时间，不时地在学习群组里面由教师抛出一两个小思考题，既可以激发同学们的思考，也可提醒那些课堂上有问题忘了问或者不敢问的同学，通过私信的方式交流，进一步的实现以学生为中心的差异化教学。

图2 与学生课后交流的部分截图

4.2 学生反馈分析

通过匿名问卷调查，对某教学班的14位留学生进行了反馈调查，如图3所示，调查包含如下五个问题，其中有12位同学反馈了对这些问题的看法。

问题包括：①你觉得这门课哪方面进行得比较顺利？②你觉得你达到了课程目标了吗？你有什么证据证明？③你觉得课程中有哪些方面可以做得更好？为什么？④这节课的关键概念/关键词汇是什么？你懂吗？你怎么查到的？⑤你认为这堂课和其他课相比互动性如何？

对于第一个问题，出现最多的反馈是对教师随时回答学生提问的赞同，因为采取问题导向的教学方法，在课堂上与学生的问答互动较多，学生对于这种方式的认可度较高，一共有7位同学明确提出了对问题导向的方式的赞同。

对于第二个问题，有2位同学表示课程尚未完结，无法全面衡量这个问题，有1位同学表示不完全能达到课程目标，有9位同学认为自己可以很好达到课程目标。其中有1位同学的回答很有启发意义，他提到如果他没有先修课程的基础的话，只能掌握45%-50%的内容，但是因为他有，他可以完成75%-80%的课程目标，说明本学期的教学虽然在问题导向方面进行得不错，但是在以学生为中心的方面，还忽略了学生基础知识背景的差异，因此，没能全面照顾到班上所有同学，在接下来的教学中将对这方面进行优化。

对于第三个问题，反馈比较多元化，4位同学认为没有什么需要改进的，5位同学提到网络课程对于师生的交流还是有限制，其中1位同学甚至提到，因为担心提问无法被教师听清楚而放弃提问。1位同学提到希望课程的推进速度慢一点。2位同学提到的具体的知识点，觉得这些知识点如果能用动画的形式展现将会更有助于他们理解。综合分析，网络教学确实对实时以学生为中心的问题导向教学带来了一些阻碍，但是应该可以通过丰富多样的网络资源和工具，克服这些难题，这也将成为接下来需要大力改进的一个方面。

对于第四和第五个问题，同学们一致认为对于本课程的关键概念和关键词有较好地理解，课程的互动也非常好，这归功于这次教学在以学生为中心和以问题导向的教学方法的调整上，明显比上一届学生对于这两个问题的反馈要好。

图3 学生期末反馈调查截图

4.3 同行专家的建议

本学期的教学过程还得到学校教学发展中心的大力支持，聘请了同行专家为教师们提供全程指导，通过线下面授、线上交流以及将课程视频发给同行专家分析等方法，让同行专家对于教师的英文授课情况深入了解，并提出了宝贵意见。针对作者负责的“电力电子技术基础”这门课，专家给出了宝贵建议，如图4所示，并针对他的建议与教师进行了多次深入交流。总体来说，同行专家对于以学生为中心以问题为导向的教学尝试是认同的，但也指出了在执行过程中存在的一些不足，比如：在引导同学提问的时候，应更详细地提供相关知识点，帮助同学们回忆刚才没学透的点，而不是简单的问同学们是否没听懂；此外，还应该更多更熟练地利用网络资源来开展线上教学的分组讨论等环节，从而弥补无法面对面交流而带来的一些障碍。

图4 同行反馈及交流截图

4.4 存在的一些问题

在这次教学方法的优化过程中，还发现了以下问题，尚待进一步的寻找解决方法。

不同语言水平带来的问题：由于班级中存在来自世界各地的学生，其语言能力、知识背景差异较大，很难用一套教学方案照顾到所有的学习个体。目前是通过课余的单独交流，来补偿课堂教学无法全面覆盖的问题。

交互式学习与课时受限之间的矛盾：交互式学习的效果毋容置疑，但是却相对耗时，难以控制教学进度的推进，如何在交互自由度以及课时之间做好平衡是下一阶段教学方案持续优化的重点之一。

网络问题带来的不确定性：网络不稳定和速度限制对在线教学的效果影响巨大，特别是对于人数较多的大课堂，很难保证教师对学生参与度的时刻关注，也不容易实现基于学生反应实时调整教学的目的。

5 结语

通过这次以学生为中心的基于问题导向的在线英文教学方法改进的实践，推进了教师与学生课堂角色的改变，同时辅之以教学方案的优化，取得了较好的教学效果。但实施这样的教学方案，对教师提出了更高的要求，也遇到了一些诸如学生知识背景不均衡、开放式交流时长难控制、网络故障等问题，希望能在下一阶段的教学实践中找到好的解决方案，充分利用好网络教学的各种资源和优势，确保教学质量的进一步提升。

此外，通过反馈调查，让教师更好地掌握了教学方法调整所带来的改变，以及尚存的不足，也给了教师明确的改进目标，教学反馈调查本身也是一种有利于以学生为中心的教学手段，希望能够得到广泛而真实的推广。