现代教育背景下工科专业课程作业改革探索

摘  要：早期，社会重视科学技术，教育为知识性教育，课程作业设计则以巩固知识、训练技能为目标。现代社会已进入一个以人为本的时代，教师教学形式和学生学习方式发生翻天覆地的变化，传统作业模式已不能满足发展需要，出现抄袭、反馈不及时等大量问题。因此，该文从作业模式、内容和评价反馈方面进行改革探索，关注学生的现实需要和未来发展，注重开发和挖掘学生自身的禀赋和潜能，以培养学生的专业核心素养和综合素质为目标，促进人自身的发展与完善。

关键词：现代教育;课程作业;学生为中心;作业设计;作业评价反馈

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）27-0087-04

Abstract： The purpose of coursework was to consolidate knowledge and train skills under a background of the social value of science and technology and knowledge education. Modern times has now entered People-oriented period， great changes have taken place on teachers' teaching and students learning style. The traditional coursework mode can not meet the development needs， occurring many problems such as copying homework and delayed feedback. This paper discusses the reform of coursework，analyzing from three respects such as coursework mode， coursework content and evaluation feedback， pay attention to the students' real needs and future development， pay attention to development and digging their own talents and potential， to cultivate the students' professional core literacy and comprehensive quality， to promote people's own development and perfection.

Keywords： modern education; coursework; student centered; coursework design; coursework evaluation feedback

工科专业课一般都承担着培养学生运用相关理论表达、分析、研究和解决复杂的工程问题能力的目标。我国学生人数多、课堂学时有限，新工科人才的核心素养如设计思维、工程思维、批判性思维和数字化思维，沟通协商能力等难以在课堂上得到训练提升，而作业是学生将知识整合到自己认知结构的必要过程。有学者明确指出“作业本身不是课堂教学的附庸，而是学生获取知识、运用知识、解决问题的学习过程，是认知活动和情感活动同时发生发展的过程。”因此，有必要重新思考目前作业的设计目标、策略及评价反馈是否符合现代教育的需求。

一、工科专业课程作业现状

早期，社会重视科学技术，教育为知识性教育，重视知识的传授与吸纳，形成以“教材为中心”的教育格局。作业的设计以巩固知识、训练技能为目标[1];形式以纸质演算为主;内容则是教科书内容的“转移”，对某一公理、定理、定律或推论的验证或简单应用，抽象、重复;评价以简单的“A”“B”等级进行，反映了学生对知识的完成情况、掌握程度。该作业情况满足当时教育的需求，为社会培养出具有扎实基础知识和基本技能的人才。

随着社会的快速发展，社会对人才的需求趋向多元化，教学也出现了不同于课堂讲授的翻转课堂、混合式教学和项目式教学等形式，学生学习方式趋向碎片化、多元化和个性化，导致目前作业实施过程中出现大量问题。不同学者的调查发现都揭示了一些不可忽视的客观事实，老师和学生并没有深刻认识到作业的教育价值，对作业的态度较为消极。教师认为“作业是学生自己的事情”，只是一个巩固知识、训练技能的过程，只在乎学生“有没有做”“做的怎样”，不考虑学生如何做，作业设计是否全面、合理，是否适应大部分学生等问题。在高校“重科研、轻教学”的评价机制下，甚至有些教师布置作业仅仅是为了应付学校的教学管理，并不认真批改、有效反馈学生作业情况。学生对待作业缺乏主动性，出现了严重的抄袭现象。任美霖[2]以山西大学教育学专业为例的调查表明，1/3的学生认为大学里没有必要布置作业，57%的学生认为大学作业是必不可少的，其他学生对作业的必要性持可有可无的态度。李书伟等[3]调查结果显示：大学生能独立完成一切作业的占30.9%，经常照抄他人作业的占11.7%，靠自己做与照抄他人相结合来完成作业的占35.8%。余燕平等[4]开展了问卷调查，并将学生对于作业的态度及对于抄袭作业的认识进行了均值分析，结果表明学生认识到作业的重要性，但仍存在较多的应付和抄袭作业的现象。由此可见，早期作业模式的种种弊端已经显现，甚至无法达到学生巩固知识、训练技能的目标，不再适应社会发展需要。因此，必须对作业设计目标、策略、内容和评价进行改革，充分发挥作业的教育价值，培养学生专业核心能力和综合素质能力，以满足社会发展对人才的需要。

二、作业的设计策略

现代社会是以人为本的时代，因此，教育应以“学生为中心”，更关注学生的现实需要和未来发展，更注重开发和挖掘学生自身的禀赋和潜能，更重视学生自身的价值及其实现，并致力于培养学生的专业核心素养和综合素质，从而不断提高人的生存和发展能力，促进人自身的发展与完善[5-6]。作业作为教育的一个重要环节，不能单纯地以巩固知识、训练技能为目标，还应以培养学生的团队精神、沟通表达、设计思维和工程思维等能力为目标，并要注重学生个体差异、学生自身价值的实现和充分挖掘其自身的潜能。余燕平[7]也指出作业中存在的两个瓶颈问题为“作业缺乏个性化设计”和“批改反馈不及时”。因此，作业的模式、内容和形式等方面的设计需要更全面的考虑，以适应现代社会、教育的发展。

（一）作业模式

通过前面的论述可知，作业是教育中非常重要的环节，具有多重目标。其中巩固知识、训练技能仍然是基础，但不是终点，终极目标是培养学生运用知识、技能解决复杂工程问题、进行科学研究和终生学习等能力。故作业应由多方面构成：基础题+发散题+知识拓展+项目式作业。基础题基于章节重难点灵活设问，为课后紧跟式作业，有助于学生形成对知识典型的、关键的特征认识，尽快建立起该方法所需要的抽象思维能力。发散题偏向解决实际工程问题，培养学以致用、独立思考等能力。知识拓展是推荐该课程相关文献及视频音像等资料，增强学生的学习兴趣，拓宽知识面，培养其终生自主学习的能力。项目式作业以复杂的工程问题为背景、围绕课程的核心知识点设计题目，要求以小组为单位完成，题目开放性很强，需要学生自主识别问题结构并综合运用所学专业知识，重在培养学生的团队精神、沟通表达、设计思维和工程思维等能力。

（二）作业内容

为达到作业的多重任务目标，内容必须由千篇一律向多样性变化、由统一走形分层化。余燕平[7]也指出目前作业的瓶颈问题之一是“作业缺乏个性化的设计”。

1. 内容丰富

传统作业内容单一，仅仅是教材内容的转移，局限于对某一公理、定理、定律或推论的验证或简单应用，在网络发达的今天，经典题目随处可见，缺乏吸引力、挑战性，不能激发学生学习的兴趣、锻炼学生的能力且无法达到因材施教的效果。研究表明，大学生完不成作业的主要原因之一是“对该课程不感兴趣”，即认为该课程无用、单调且乏味，导致学生学习动力不足[8]。何汶静等[9]的调查结果也显示兴趣是作业质量的显著影响因素。王乐宇等[10]对大学生作业取舍倾向进行了调查研究，发现学生内心还是渴望完成更具有难度、更有吸引力，能够充分发挥其主观能动性与创新力的个性作业。因此更好地将核心知识点与实际工程问题相结合，为体现出学生个体差异化，设计作业时可以从管理、设计、安装、调试和运维等不同方面去阐述同一个问题，以丰富作业内容、提高学习兴趣。例如，针对典型电网事故如1996年8月10日美国西部大停电事故，结合电力工程知识，分析事故原因，从电网结构、继电保护、调度管理制度和运行维护等方面评论、并提出相应措施防止事故重演。学生可以结合自己的特长，有的同学擅长管理，有的同学知识理论扎实擅长设计，有的同学了解运维，分别从某一角度分析。

2. 内容层次性

传统作业内容结构单一，局限于基础性题目，只能起到巩固知识、训练技能的目标，缺乏发散性、综合性的作业，无法实现学生专业核心素养与综合素质提升的目标;其次，传统作业实行“一刀切”，没有层次，脱离学生实际情况，不利于学生通过作业练习得到充分发展，无法实现学生自身价值，难以挖掘其自身的潜能。

作业结构要有层次。基础题如“变压器的调压方式有哪些？各有什么特点？”;发散题如“风电场中主变压器常采用的调压方式是哪种？为什么？”;综合题如“酒泉某风电场有30台机组，单机容量为2 MW，机组输出端电压由箱式变压器升压到35 kV，经主变压器并入110 kV电网，确定该风电场主变压器型号？”三道题都是针对变压器类型这个知识点，第一题只能强化记忆;第二题是对所学知识的简单应用，需要综合考虑风电场输出端电压特点与变压器各种调压方式的特点，锻炼了学生解决问题的能力;第三题最接近工程实际，需要考虑多方面因素如主接线形式、变压器台数、容量、型式、经济性、运输和安装条件等，需要小组协作完成，可以很好地锻炼学生的专业核心素养及综合素质。经过这样的作业过程既能巩固知识、训练技能，还能在此基础上提升能力，最后内化为学生的素养、素质。

作业难度要有层次。调查显示，51.0%的学生表示出现理工课程的抄袭现象是因为作业“太难了”[9]。每个学生的基础、接受能力和潜质是不一样，但经过长期的教学，最终都要达到相同的目标。这就如同举重运动员训练的时候，每个人的身体体质不同，教练则会安排不同的训练课程、不同的负重和循环次数，以此提升每名运动员的负重能力。基础好、接收能力强、学习主动的学生，基础题少一些，基于实际工程的综合应用题多一些;而对于基础较差的学生，则要降低作业的难度，比如将综合应用题拆解成单一的知识点分别命题，将完全记忆型的填空/简单题换成具有提示性的选择题，将条件简单的计算题换成条件丰富的题。针对不同层次的学生布置不同难度、不同量的作业，照顾到每个层次的学生，使所有学生都获得学习满足感、积累学习的自信心，从而激发学生学习动力，形成良好学风。

（三）作业形式多样化

随着社会的发展，信息传播方式日趋多样化，科技越来越先进，单一的纸质作业形式已不能适应学生多元化、个性化的学习方式，也不能满足教育需求。教师需要围绕核心知识点和教学目标，设计一些多媒体作业、虚拟仿真作业及实践类作业，供学生选做，以便学生发挥特长、提高学习兴趣。在完成这种作业的过程中，学生不但巩固训练了题目所涉及的基础知识和技能，同时培养其推演、表达、沟通、团队协作、计算机应用和动手等能力。例如，针对某变电站设计其电气主接线，制作PPT、演说设计依据及特点，最终以视频形式交作业;也可以撰写成设计报告。在计算机上建立上述电气主接线的虚拟仿真模型，进行潮流分析、短路电流的计算，电力系统中设备的选型。依据电力系统相关知识点，设计、连接和调试某线路的三段式电流保护装置。上述作业涉及到的电气主接线、各种电气设备和继电保护等大量知识点，对PPT制作、视频录制、报告撰写、电气系统软件应用、数据分析、资料收集、表达和电气设备布局接线等各方面能力都有需求，且工作量大，因此需小组成员相互配合，才能更好地完成作业。