理工类专业课议题式教学方案的构建

2023-03-11张永贤

安庆师范大学学报(自然科学版) 2023年4期

陈梅，周洁，张永贤

（1.华东交通大学信息工程学院，江西南昌 330013；2.华东交通大学电气与自动化工程学院，江西南昌 330013）

基于托马斯·库恩（Thomas Samuel Kuhn）关于范式理论的系统性阐释，高校教学范式则是高校教学共同体（高校师生群体）关于教学的共有教育理念、教学基本理论和教学行为方式。随着时代的发展，高校教学范式的研究在不断革新，其落实到微观的界定则是教学内容、教学方法、教学评价和教学理念的更新。其中，教学内容逐渐打破专业知识间的壁垒；教学方法改变因循教材讲授的标准化教学方式；教学评价由总结性评价向过程性评价转变；教学理念影响教学内容、方法与评价，被视为教学范式本体论的集中体现与微观缩影。大学教学理念正从以“教”为中心向以“学”为中心转变[1]。

本文以我校物联网专业的“单片机原理及接口技术”课程为例，将思政课堂常见的议题式教学引入到理工科的专业课程中，从而以议题为纽带进行教学范式改革[2]。从范式理论视角来讲，本文的教学改革落脚到教学内容、教学方法和教学评价等方面并突出“以学生为中心”的教学理念，由学生提出议题、论证议题、确定议题，从“议中思”到“议中学”，最后由学生通过实践来完成，从而实现“议中做”。

1 议题式教学范式改革方案的构建

高校实践教学是本科教学的重要环节之一，其教学质量直接影响学生从学校到社会的融入度与适应度。只有正视目前实践教学所面临的问题，不断寻求破解方案，探索实践教学行之有效的方式，才能提高本科人才培养质量[3]。当前实验教学中，如果实验任务是实验设备本身配套的实验方案，学生则按照指导书照葫芦画瓢即可完成；如果是实验设备未配套的实验任务，很多学生便不知所措[4]。传统教学一般采用结果评价而较少使用过程评价，使得学生缺乏主动思考和探讨的精神，很多学生不能独立完成任务。因此，议题式教学范式改革势在必行。

基于理工类专业课程的特点，本文构建的议题式教学方案如图1所示，充分发挥学生的知识拓展和思辨能力，强化教学协作的教学方式，并充分利用教学平台的过程评价来引导学生探究和实践。

图1 议题式教学范式改革方案设计

2 议题式教学范式改革方案的实施

2.1 知识模块优化重组及教学实施方案

课堂教学目标要通过知识的传授和学习以逐渐内化为学生的能力，从而达成由教知识向教能力、思维、品德转变。深刻理解课堂教学目标并深入分析其实质内涵是课堂教学范式改革与创新的重要前提[5]。

“单片机原理及接口技术”课程是以工程教育专业认证核心思想为指导，其教学目标要求学生能先正确地表达复杂工程问题，并针对该问题设计方案，然后对设计方案进行分析实施，最终能够在多学科环境下综合运用。根据知识运用和认识过程，将该课程教学内容进行了模块化分解和重组优化，并针对不同知识模块的特点和任务要求，将知识模块与实践模块相结合，以达到从知识向能力的提升（表1）。

表1 知识模块的优化重组和课程目标的细化分解

目标导向的实践教学主要在于优化教学过程。对于具体实践项目的目标制定不宜过高或过低，否则都不利于目标实现[6]。根据该课程实践教学中议题的产生和实现过程，可将实施方案分为4个阶段，目标分解如图2所示，从课程目标到能力目标的实现体现了从科学知识的达成到科学素养的形成。与此同时，目标评价都分阶段地落实到上述各知识模块中，既能提高目标有效性，又能激发学生能动性。此外，目标达成度也具有明确的衡量标准，从而可以根据不同阶段的评价情况随时调整教学过程。

图2 议题式教学方案的实施过程

2.2 议题式课堂教学案例

分组学习是以议题为导向的课堂教学范式常用的教学方法。课程实践教学由学生自由组合或按寝室分组，以4～5人一组以便于探讨，并且各组成员通过自荐或推荐方式来设立组长，这样有助于提升团队精神，促进协作意识，也有利于大家分享观点并共享学习资源，以便最终确定各组议题。

本课程的教学范式改革需借助教学平台的过程评价，在探讨中调动学生积极性，在探讨中对知识模块进行串联归纳，在探讨中引导学生运用知识。在组内探讨可以提出多个议题，在组间探讨更能激发学生的兴致，从而筛选出合适的议题；然后由各小组选择一个确定的议题，此时各小组思考并提出解决方案即可水到渠成，这将使学生更积极地进行仿真调试以实现议题方案，从而达到培养和锻炼学生描述、分析、解决复杂工程问题的能力。与此同时，在学生探讨过程中，教师能了解学生的学习情况并及时调整讲授内容的重难点，从而达到课内教学过程的改进优化[7]。

综上所述，把课程知识模块化，以议题方式展开并探讨式引导，实现工程教育认证标准所构建的“以能力为中心”的课程目标，从而获得毕业要求中所描述的各项能力。学生能力的培养最终需要落实到课程上，针对具体的知识模块，议题如何设置才能达到教学要求，议题如何实践才能实现能力培养，这些都是重要的问题。确定议题必须遵循“既要包含教学的具体内容，又要体现工程认证的基本要素；既要有开放性、引领性，又要体现教学的重点和难点”。在议题确立过程中，要统筹规划议题的内容和相关知识，要便于教学设计，要能进行序列化处理，以提高教学的针对性和可操作性[8]。表2给出了单片机中断系统与内部硬件定时计数模块综合应用教学案例的议题，以及案例不同阶段的子目标和评价方式。

表2 硬件基础模块各阶段的主要任务和要求（以中断系统与定时计数器综合应用为例）

3 议题式教学范式改革对课程教学的持续改进

持续改进通常是通过课程达成度分析、学生问卷评价和教学督导专家评价等，综合分析本轮教学存在的问题，为下一轮教学提出改进措施，包括课程体系、教学方法、教学评价、教学条件和学生学习机会等改进[9]。这是一项长期的工作，周而复始，对提高教师水平和提升人才培养质量具有重要的推动作用。

本课程议题式教学改革突出“以学生为中心”的过程管理（图3），与过程评价相结合，注重及时反馈即评即改，有益于促进教学过程的持续改进[10]。落实到本课程，在知识模块学习的各阶段，借助网络教学平台来设置一些简单问题，引导学生围绕实践任务进行探讨，以议题为纽带使课堂理论知识在实践阶段得到验证和巩固，同时根据不同阶段的随堂问题对学生学习行为和课堂效果进行阶段性评价，从而了解学生对该知识模块的掌握程度，进而促使教师在不同阶段及时调整教学内容，灵活改进教学方式和手段，充分凸显学生的主体性。为实现本轮课堂教学过程小循环内的反馈和改进，可以在理论教学中调整例题，侧重薄弱知识部分的详实分析，并在线上教学平台增加相关讲解视频。与此同时，在实践教学中改进任务要求，强化学习难点，也可以在线上教学平台增加演示视频，供学生课后自学，以弥补课时不足的情况。

图3 议题式教学范式改革促进课程教学持续改进

4 教学实施过程中出现的问题及解决方式

在教学改革实施过程中可能会出现事与愿违的情况。例如，（1）分组问题：最初是自由组合，在开展实际教学时出现组内成员间相互推诿等现象，因此在考核机制中增加小组长的加分项，调动学生积极性，增强探讨氛围。考核只是手段，目的是希望所有学生都能真正参与到实践项目中，使能力得到真正锻炼。（2）在不同学习阶段的随堂测题目设置问题：最初以简答题形式提出是为了使学生能开放性地讨论，但存在学生嫌麻烦不作答或等其他同学完成后照抄现象，于是改为选择或判断的客观形式，作答方便了但又出现了学生直接敷衍地完成任务的情况，因此不断改进主客观题的设置比例和数量，以便引导学生思考，促使学生真正动起来。（3）小组议题讨论确立问题：由于讨论确定的问题需要自己设计方案解决，故而出现所确定的议题太过简单的情况，因此将各组确定的议题打乱，在后续方案设计与实现阶段是针对其他小组议题来实施，从而尽可能地避免了大家的懈怠。实施过程一直在不断地改进与调整，以期达到最佳教学效果。