基于梯级教学管理的测试类课程教学方法

［摘 要］ 梯级教学管理是以行动学习法为基础，在“传感与测试技术”课程教学过程中逐渐总结形成的一种现代教学实践和创新方法。梯级教学管理采用“以本科生需求为导向，研究生二年级为主力，研究生一年级为助力，教师为控制力”的模式，在课堂教学、作业辅导、实验和课程设计等方面进行了合理的资源配置与优化，这一方法全面提升了本科生的专业知识、实践能力、创新能力和综合素质，同时也促进了研究生助教的成长与发展，在教学过程中取得了良好的效果。

［关键词］ 梯级教学管理；行动学习法；课程实践；学生培养

［基金项目］ 2022年度北京工业大学教育教学研究课题“‘1+N’多课堂模式的‘传感与测试技术’课程教学改革”（ER2022RCB01）；2024年度北京化工大学研究生教育教学改革项目（G-ZD-202401）

［作者简介］ 崔玲丽（1976—），女，黑龙江佳木斯人，博士，北京工业大学材料与制造学部教授，主要从事信号处理、人工智能研究；刘桐桐（1988—），男，山东德州人，博士，内蒙古科技大学机械工程学院副教授（通信作者），主要从事机械故障诊断研究；王华庆（1973—），男，黑龙江佳木斯人，博士，北京化工大学机电工程学院教授，主要从事设备故障智能诊断与预测、状态监测与预警研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）11-0133-04 ［收稿日期］ 2023-12-07

2018年，习近平总书记在全国教育大会上强调，“教育是国之大计、党之大计”“要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节”［1］。在现有的学科平台基础上，为了更好地完成教学任务、深入贯彻工程教育认证理念及新工科课改理念、提高教学和学习效果，机械传动系统状态监测及信号分析类课程在已有的教学模式上引入梯级教学管理方法［2］。本研究以“传感与测试技术”为例，对梯级教学管理方法展开讨论和研究。

“传感与测试技术”是机械类专业面向机电类方向本科生开设的一门重要的专业基础主干课。教学内容涉及信号分析基础、传感器技术、测试信号的转换与调理、误差分析与处理、数字信号处理技术基础等多方面知识，具有理论性、综合性和实践性较强的特点［3］。“传感与测试技术”课程在课程教学的基础上设置的课程实验和课程设计环节，是对学生所学理论知识的一次综合性应用与实践训练［4］。由于该课程涉及光、机、电、计算机一体化系统以及各部分接口电路设计，要求学生既要掌握机、电的基本原理，又要具有实践操作能力。因此，如何最大限度地了解学生的基本情况、调动学生的学习积极性、实现各阶段内学生的专题培养，并及时反馈和解决学习问题，成为课程教师长期关注的重点。

一、现有教育方法探索

本教学团队主导的“传感与测试技术”课程教学方法主要是以学生为主导的行动学习法［5］。源于经验学习理论的行动学习由雷格·瑞文斯于1965年提出并应用于培训，是一个以完成预定工作为目的，在同事和小组伙伴的支持下，持续不断地反思与学习的过程［6］。在行动学习中，参与者通过解决工作中遇到的实际问题，总结自身经验并借鉴他人经验。采用分组方式，营造高效、目标明确、有条不紊的学习氛围，减少竞争压力，增强学生的自主权和归属感，提升集体荣誉感。这种方法对提高学校教学质量具有重要作用，因此教授该课程的教师经常使用。

然而，梯级教学管理方法在实践过程中依然存在诸多问题：（1）师生交流不足：本科生班级人数多，教师在承担课程教学任务的同时，还须开展科研工作并处理其他事务等，导致师生在课堂上交流少，课下缺乏有效的沟通机制，难以满足学生的个性化需求，也无法在课程设计过程中实施因材施教。（2）教师普遍压力较大：教师在完成教学任务之外，还有科研任务、研究生培养等工作，尤其在“传感与测试技术”这类需要大量时间指导的课程上分身乏术。（3）研究生能力短板：虽然部分研究生对于课程基础理论知识掌握较好，但交流和表达能力较弱、实验动手能力不强、自主创新意识淡薄、对做好课题信心不足，须加强多元能力的培养锻炼［7］。（4）课程内容零散：学生难以对零碎内容进行整理汇总，无法实现课程内容的整体归纳，将其联系成一个统一的整体［8］。（5）科研与教学结合不足：高等院校在完成教学工作的同时，还须履行服务社会的责任，因此教师在相关科研领域投入了大量的工作，并搭建了较好的实验平台，如何将科研平台与本科生教学有机地结合，仍是一个亟须探索的主题和方向。

二、基于行动学习法的梯级教学管理办法

作者团队作为“传感与测试技术”教学老师，长期从事设备状态监测及故障诊断方面的科学研究，在课程理论体系和与学生沟通交流方面具有丰富的经验。为充分发挥和锻炼研究生与本科生的需求及特长，采用“以本科生需求为导向，研究生高年级学生为主力，研究生低年级学生为助力，教师为控制力”的梯级教学管理办法。该方法以行动学习法为基础，围绕提升本科生和研究生的综合能力开展教学，取得了良好的教学效果。

（一）梯级教学管理基本原则

1.尊重学生需求。尊重学生需求，以学生为主体，是高等教育的根本原则，也是梯级教学管理中最为重要的原则，需要在教学全过程中贯彻。相较于原有以教师为主导的课堂教学，梯级教学管理将教学的重心转向学生，强调学校和教师的存在是为了满足学生的学习需求。在这一模式下，教师须基于学生的需求来设计教学内容，并在教学过程中尽量满足学生的需求。通过在课堂教学及作业辅导中建立有效的反馈机制，包括定期的评估、学业指导和个别辅导等，教师能够及时了解学生的学习情况，调整教学方案，从而更好地满足学生的需求。目前，“传感与测试技术”同时设置实验环节和课程设计环节，以满足学生的动手实践需求，充分尊重学生的创造精神。通过梯级教学管理，一方面，本科生的“传感与测试技术”课程学习需求得到了有效满足，他们不仅及时掌握了基本知识，还通过动手实践提升了专业素养；另一方面，研究生助教在协助教学的过程中，其交际能力、组织能力得到了提高，研究生多元智能的需求得到满足。

2.教师全程控制。梯级教学管理须由教师全程把控，以确保教学活动的有序进行。研究生助教应积极参与教学过程，由于一年级的研究生有较重的课业负担，二年级的研究生面临科研、论文开题等压力，因此，研究生助教如何合理安排时间，并做好合理的指导规划需要教师在其中进行全程指导和安排。如果教师在教学过程中疏于全程控制，则会导致部分研究生对本科生的指导不负责，或者研究生助教之间分工不均等问题。另外，本科生和研究生同属学生，部分本科生可能存在不服从研究生的安排等问题，会导致教学效果下降、学生关系紧张，进而影响正常教学活动的顺利进行。所以，教师须对整个教学过程进行有效的控制，合理安排研究生的工作量，通过及时的反馈调整教学策略，并设置一定的奖惩机制来督促研究生做好助教工作，确保教学活动的顺利进行。与此同时，将研究生助教对本科生的课堂表现评分纳入课程考核。督促本科生积极参与课程教学之中，达到本科生与研究生相互监督、共同促进的目标。

3.符合教学大纲的培养要求。在学生培养中，须贯彻整个培养周期的教学大纲培养理念，结合大纲规定的教学目标和内容，设计丰富多样的教学活动，包括课堂讨论、小组合作、实验演示等，使学生能够在不同的情境下进行学习和实践，真正做到所属课程能够支持整个培养周期的对应环节，并满足工程教育认证理念和新工科理念，使学生在毕业后能够上手快、留得住、后劲足，真正成为新时代专业技术人才。

（二）梯级教学管理实施方法

在课堂教学环节、作业辅导环节、实验环节和课程设计环节实施梯级教学管理办法时应充分考虑诸多教学因素的比例。比如，本科生是梯级教学的主要受益群体，也是整个教学环节的主要对象，因此，要充分发挥和调动本科生的主观能动性，引导他们参与教学管理；而研究生既是正在接受教育与研究训练的学生，也是导师的科研助手和教学助手，作为非常重要的科研教学资源，应该在本科生教育过程中得到充分利用。合理配置教学要素将确保教学过程的有效性，促进学生的全面发展并达成教学目标。在课堂教学环节，教师应在尊重学生需求的基础上，通过反馈进行动态设置和更新教学内容。同时，研究生参与课堂教学，一方面可以巩固专业知识；另一方面作为教师的科研助手和教学助手，接受学生反馈并辅助教师课程内容不断更新。作业辅导环节主要由研一助教承担，由于研一助教在一年级阶段仍须进行专业知识的学习，如研一开设的“现代测试信号分析与处理”相当于本科“传感与测试技术”课程的升级版，有很多重合的内容，因此，研一助教进行作业辅导是一种最优配置。在实验环节和课程设计环节，研一、研二助教均承担实验教学，但以研二助教为主力、研一助教为助力、教师为控制力，根据课堂人数，将学生分成若干小组进行实验和课程设计。考虑到研二助教在科研动手实践方面的优势，由研二助教指导研一助教完成实验环节的前期准备；实验课则根据每次课程的实验数量，由研二、研一助教共同承担教学内容，教师根据实验现场进行针对性指导并把握整个实验进程和课堂效果。课程设计阶段由教师提出设计参考内容及题目、研二助教全程指导跟踪、研一助教全程参与跟踪的方法进行。学生可从待选题目中挑选，也可以自由选题并提交助教和教师讨论商定，研二助教全程指导本科生的课程设计方案设计、仿真测试、硬件调试以及汇报等，研一助教则以组员身份参与，协助开展过程指导与组内研讨。“传感与测试技术”既是本科生课程，也是大学普及教育和研究生教育的有效连接及延续，更是学校科学研究的产学研有效结合。因此，让本科生在上课过程中接触后续科研任务和内容，对学生的继续教育有很好的带动作用。同时，通过梯级教学模式，本科生可以协助研究生完成一些较为基础的任务，从而推动或者助力研究生的科研进度，最终实现所有受益群体的共赢。

（三）课程教学评价方式

课程教学评价是教学管理的一个关键方面，可以为教学的持续改进提供有力支持。高校各项教学都要最终确定一个科学的考核评价方式。区别于传统的课程教学，本次参与课改的除了本科生以外，还有研究生助教，因此在课程成绩评定方面，除了结课考试、实验和课下实践环节的成绩以外，增加了助教打分和学生自评，以更全面地了解和评价学生。因此，本轮课改的成绩以结课成绩∶实践成绩∶助教成绩∶自评成绩=5∶2∶2∶1的比例计算。与此同时，本科生也须对研究生助教进行评分，从侧面督促研究生助教对教学活动的重视。并且，增加了研究生说课环节，最大限度实现本科生的课程教授和研究生的表达能力培养。

通过这一学期的实践，研究生助教在指导本课程实验和课程设计的过程中，不仅专业知识得到了实际运用，还显著提升了组织协调能力和沟通能力。参与改革的本科生不仅学以致用，完成了课程要求，更在课程设计汇报中取得了全年级最高的一次通过率。同时部分学生对教师的研究课题有所了解并产生了兴趣，加入到科研群体中。这一过程不仅丰富了本科生的学术体验，也为他们的继续教育提供了有益的实践和探索方向。

三、总结与思考

梯级教学管理建立在以学生为主导的行动学习法基础之上，由教师全程控制，将研究生助教纳入教学管理活动之中，并通过研二、研一不同科研能力的研究生进行有效搭配，充分满足了学生的学习需求，提升了包括研究生助教在内的所有学生的能力，达到了“传感与测试技术”课程相关设计要求。

此外，梯级教学管理将育人融入教学全过程。“传感与测试技术”课程不仅要教会学生的专业知识，而且要提升学生的动手能力、批判思维能力、创造能力、反思能力等。教师要充分考虑每个教学环节的设计，对研究生助教和本科生进行不同的考虑，并制定相应的管理策略。对于研究生助教来说，要将他们可能在教学指导过程中遇到的问题进行预判并给予相应的指导，并对研一、研二不同科研水平的助教工作进行合理有效的分工；对于本科生来说，要将学生在课程学习过程中可能遇到的重点及难点进行规划，有意识地培养学生的多维度思维和实践能力，在整个教学过程中尊重学生的需求，提升学生的多元智能，实现育人目标。目前，梯级教学管理方法尚处于探索阶段，仍须在教学实践过程中不断完善。