基于任务化教学的对分课堂探究与实践

作者: 张瑞祥 崔智高 王新军

基于任务化教学的对分课堂探究与实践0

[摘 要] 对分课堂在强调学生主体学习地位的同时,充分发挥了传统教学教师把控课堂的优势,通过讲授、独学和讨论三个环节,激发了学生主动学习和知识内化的动力。任务化教学是以完成任务驱动为主体的教学方法,有助于学生在完成任务的同时,掌握建构在其上的知识。通过在“电气控制技术”课程中开展基于任务化的对分课堂教学进行了有益尝试,并对该教学模式的实施要点进行了初步探索。改革结果表明,基于任务化教学的对分课堂能有效提高学生的学习兴趣和参与度,促进学生自主学习和主动探究能力的培养。

[关键词] 对分课堂;任务化教学;教学改革;电气控制技术

[基金项目] 2024年度火箭军工程大学“五位一体,四能进阶,电气类课程实战化实践教学体系的构建与实践”(JXCG202421)

[作者简介] 张瑞祥(1976—),男,江苏扬州人,工学博士,火箭军工程大学作战保障学院副教授,主要从事电气工程及自动化研究;崔智高(1986—),男,河北衡水人,工学博士,火箭军工程大学作战保障学院副教授,主要从事电力系统自动装置研究;王新军(1974—),男,陕西岐山人,工学硕士,火箭军工程大学作战保障学院副教授,主要从事内燃机理论研究。

引言

2019年,习近平主席在全军院校长集训开班式上提出,新时代军事教育方针,就是坚持党对军队的绝对领导,为强国兴军服务,立德树人,为战育人,培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才[1]。其中,专业化培养目标是在以往高素质新型军事人才基础上的新表述、新要求[2]。为适应新形势下军队人才培养的新要求,许多新的教学模式及教学理念被广泛应用到军校课堂中,在一定程度上改善了军校育人质量[3]。但如何结合不同课程特点,灵活运用合适的教学模式,以达成新时代军事教育方针指导下的人才培养目标,仍须进一步深入研究和探索。

随着院校教育改革深入推进,越来越多的教育学者聚焦于教学方法改革创新。MOOC、雨课堂、SPOC、对分课堂、翻转课堂等各种教学模式不断推陈出新。其中,MOOC、雨课堂、SPOC等线上教学模式通过大量的优质教学资源,为学生自由学习提供了新的渠道,但在弥补线下教育自主性较低、局限性较高等不足的同时,缺乏线下教育的即时交流互动、考核严密公正等重要特征,导致其被大范围推行及高效运用较为艰难[4]。

翻转课堂要求学生利用微课视频、课件讲义及参考资料等教学资源先进行知识的获取,然后再通过课堂讨论交流等进行知识的综合运用[5]。在实施过程中,普遍存在学生缺乏约束、学习自主性不高的问题,加之军校学生本身学习时间较为紧张,难以投入大量的时间进行课后系统学习,教学效果大打折扣。

一、基于任务的对分课堂教学模式探究

对分课堂作为对传统课堂教学模式的改进与创新,于2014年由复旦大学张学新教授提出并加以推广。该教学模式结合了讲授式课堂与讨论式课堂的优点,将课堂时间重新划分为讲授(精讲留白)、独学(独立思考)、讨论(解决低层次问题、凝练高层次问题)三个阶段,将课堂的权责分配一半给学生承担,有效解决了教师独揽课堂、学生被动接受的问题[6]。通过对分课堂的三个阶段,不仅强调了教师的教,更加鼓励学生自主学习以及教学双方的师生互动,蕴含了建构主义的知识观,即学习不是教师对学生单向的知识“灌输”,而是学生依据自身经验,主动完成知识建构的过程[7]。结合课程的不同内容特点,对分课堂可分为当堂对分和隔堂对分两种形式[8]。当堂对分适用于体系完整、系统性强、设计性要求高的教学内容。教学知识点经过教师重点剖析、学生内化吸收后,和他们已有的知识结合进行构建与新塑;经过不同观点间的讨论与碰撞,完成知识的升华和固化。隔堂对分是将独立学习、内化吸收等环节放在课后,期望学生能够通过课余时间充分准备,以在下一次课程讨论时充分展示学习的成果。与现行的多种教学模式不同,对分课堂既不盲目忽略传统教学模式的优势,又不过分强调学生主体地位的重要性,不仅避免了传统课堂“教”“学”分离的缺点,还能有效弥补单纯讨论课堂效果差的不足。

任务化教学是一种以任务驱动为主体的教学方法。该方法注重在教学过程中以任务作为知识的载体,使学生在完成任务的同时,掌握建构在其上的知识。从对分课堂的理论体系中不难发现,讨论环节是升华课堂知识和检验对分课堂学习效果的关键。瞄准课程教学目标,基于任务教学理念,将对分课堂的讨论内容分解设计成若干任务成为提高对分课堂教学质量的有力抓手。一个好的课堂讨论任务必须兼具收敛性、难度、指向性几个必要特征:由于当堂对分课堂讨论时间有限,设计讨论任务时须高度收敛、直指要害,契合课堂教学内容;任务的难度不宜过大,在启迪思考的同时,要防止陷入冷场;课堂讨论内容要落实军校教学“为战教学”的核心要求,瞄准学生部队工作场景,在激发学习兴趣的同时,锤炼其岗位能力。

二、基于任务的对分课堂教学模式实践

“电气控制技术”是火箭军工程大学电气工程及其自动化专业的一门专业基础课程,具有理论性、实践性、系统性强的特点,对学生的创新设计能力要求较高。在2020版专业人才培养方案中明确了该课程的教学目标是:通过课程学习,学生能完成国防工程内继电接触控制系统和可编程控制系统的分析与设计,具备解决工程实践中设备电气控制系统装配调试、运行维护及故障排除问题的能力,锻造严谨细致、爱岗敬业的工作作风。课程的教学内容体系划分为继电接触控制系统和可编程控制系统两大单元,每个单元均包括基本原理、典型应用、分析设计三个模块。模块与模块之间、单元与单元之间既相互独立又相互联系,层层递进,构成一个完整的知识体系。

(一)课程教学模式设计

结合“电气控制技术”课程特点,适时引入基于任务的对分课堂,设计以当堂对分为主、传统课堂为辅的教学模式:对概念性、基础性教学内容沿用传统课堂教学;对系统性强、设计性要求高的教学内容则按照当堂对分设计,这样既能保留传统教学课堂把握能力强、内容讲解透彻的特点,又能充分发挥基于任务的对分课堂学生参与度高、自我探究意识强、师生互动交流效果好的优势。

(二)对分课堂组织实践

以可编程控制系统设计教学内容为例,介绍基于任务的对分课堂在火箭军工程大学“电气控制技术”课程教学中的实践过程。结合课程特点和教学组织的一般规律,在实施过程中将对分课堂细化为教学引入、教师精讲、学生自学、任务讨论、总结评价五个模块。教学过程以两学时为一个单元,包括讲授45分钟、独学15分钟和讨论30分钟。“电气控制技术”对分课堂组织流程如图1所示。

1.内容引入。通过播放上海洋山港、现代化物流仓库等视频激发学生的学习兴趣,适时植入科技强国、自主创新等思政元素,引出课程教学内容——可编程控制系统设计。

2.教师精讲。可编程控制系统设计是课程的教学重点和难点。此前,学生已经学习过继电接触控制系统和可编程控制系统的全部教学内容。对可编程控制系统的外围器件、I/O接口分配、编程软件应用以及组态界面开发均能较为熟练地理解和掌握,具备了完成可编程控制系统设计的初步能力。运用教学案例,教师可引导学生综合运用所学知识,沿着设计原则、设计思路、设计步骤、设计实现,区分软硬件,重点讲清楚控制系统实现的关键要点,并通过虚拟仿真手段,为学生提供身临其境的直观体会。

3.学生自学。这一阶段,学生通过翻阅教材,查找网络资料,围绕即将开展的讨论任务:调温除湿机电气控制系统的升级改造,对教师讲解知识进行内化吸收,将课堂所学与已有知识相融合,与任务对象相结合。围绕重点及难点,教师布置一两道问题引导学生自学,以提高其内化学习效率。例如:I/O接口分配的原则是什么?温湿度模拟量和数字量是如何转换的?

4.任务讨论。教师提出讨论任务要求,将30名学生分为5组围绕任务进行讨论并提出设计方案。各组长对本组的设计方案进行汇报展示,教师须注重引导学生围绕总体设计的可行性和可靠性、硬件设计的完整性和规范性、软件设计的逻辑性和可重用性等方面对各组方案加以比较与完善。例如:在硬件设计上,为满足系统升级对I/O接口增加的要求,有些小组选用CPU226,有的小组采用CPU224加模拟量模块的思路。在软件设计中,有些小组使用顺序功能指令,有些小组使用移位指令和置、复位指令实现控制过程。这些不同思路正是学生思维碰撞、相互质疑与探究、知识固化的过程,也是后续实施评价的重要依据。

5.总结评价。总结评价是知识学习固化的重要步骤,包括教师点评和生生互评两部分。在这一过程中,教师是组织者和引导者,在评价体系中具有主导地位,评价时不仅要做好答疑解惑,更要秉持客观全面、肯定和鼓励的态度关注学生知识能力的获得。生生互评是教师评价的有益补充,与教师评价侧重于对整个小组的表现不同,在各组之间展开互评,有助于引导学生相互借鉴、取长补短,培养其团结意识,形成集体荣誉感,营造积极向上的氛围。

(三)对分课堂教学效果

通过在“电气控制技术”课程中组织开展基于任务的对分课堂教学模式改革实践,学生得到了更多的自主学习和课堂参与的机会,学习兴趣和创新思维有了明显提高。通过对参与改革实践的2018级、2019级、2020级电力工程及其自动化学生广泛开展问卷调查,发现93.7%的学生认为这种教学模式大幅提高了学习兴趣和课程参与度;91.5%的学生反映该教学方法有力促进了自主学习和主动探究能力的培养;85.4%的学生觉得这种教学方法有助于激发创新思维和创造能力,培养面对实际问题的分析与解决能力,为后续开展毕业设计和岗位任职奠定了良好的基础。

三、基于任务的对分课堂教学模式要点

在基于任务的对分课堂教学实践过程中,笔者深刻体会到,虽然该模式下教师直接授课时间大大压缩,但教学压力并未减少,须要教学双方密切配合,才能达到良好的教学效果。对参与实践的师生双方均提出了高要求,具体包括以下几点。

第一,对分课堂对教师教学内容设计提出了高要求。主要体现在以下几点:一是须根据知识特点选择当堂对分和隔堂对分模式。二是须根据课程内容选择授课方法,在短时间内高效达成讲授目标。三是须根据学生知识内化要求构造自学引导问题。四是须根据人才培养目标科学设计讨论任务。讨论任务不仅要贴合实际,瞄准学生的岗位任职,更要兼顾学生的能力,满足“跳一跳,能够着”的标准。

第二,对分课堂对教师的课堂把控能力提出了高要求。在对分课堂模式下,教师的身份从课堂的完全把控者转变为把控+引导者。一方面,随着授课时长被压缩,教师必须采用案例教学、混合教学,结合虚拟仿真等方法手段,在短时间内高效完成知识传授;另一方面,学生自学和讨论环节的增加客观上削弱了教师对课堂的把控,需要教师不断观察、引导、启发学生思考,解答他们的困惑并将教学过程始终收敛在教学内容中。

第三,对分课堂对学生主动学习能力提出了高要求。高效对分课堂是建立在学生自主学习、主动探究基础上的,因此,能否充分调动学生积极参与课堂教学是对分课堂的关键。在教学实践中,笔者发现并非所有学生都能完全融入教学节奏,总有个别学生抱有“搭便车”蒙混过关的思想。究其原因,一是对讲授内容理解不透,进入自学和讨论环节比较吃力;二是主观上缺乏主动学习的意识,习惯于被动接受,缺乏创新精神。针对这种现象,采取的应对办法包括:针对讲授内容理解不透的学生,课后组织单独辅导,帮助其理解知识要点,并安排学习组针对讨论任务再交流;针对主动学习意识薄弱的学生,加强授课过程监督并和学员队建立联系形成督促合力。

结语

对分课堂作为一种较为契合军校课堂教学的教学模式,不仅能突破传统教学模式下教师单向“灌输”、学生被动接受的定势,而且能有效弥补单纯讨论课堂效果差的不足。通过紧扣教学内容的讲授、独学和讨论三个环节,充分发挥了师生双方互动交流的优势,变单纯知识的单向传导为传导、吸收、交互、固化的科学流程,激发学生的学习积极性和知识内生性,有力支撑学生能力素质的提升,大幅提升了本专业人才培养质效,同时也为其他专业相关课程的课堂教学提供了借鉴和参考。

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