任 慧 軍

(南京信息工程大學(xué) 海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210044)

多層次教學(xué)體系在潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)中的實現(xiàn)與創(chuàng)新

任 慧 軍

(南京信息工程大學(xué) 海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210044)

基于對多層次教學(xué)體系理念的深刻理解，創(chuàng)新性地將其應(yīng)用在潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)中。在具體實施過程中基于一個基本原則：分層但模糊各層的界限；兩方面條件的保障：“硬條件”和“軟條件”；三方面的掌控：學(xué)生分層、分類教學(xué)和動態(tài)管理，最終實現(xiàn)多層次教學(xué)體系的應(yīng)用和創(chuàng)新。

多層次；教學(xué)體系；課程實習(xí)；動態(tài)管理

21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，海洋科學(xué)也理所當(dāng)然地將成為21世紀(jì)自然科學(xué)的前沿領(lǐng)域，我國目前正在倡導(dǎo)藍(lán)色海洋經(jīng)濟(jì)，向海洋尋求發(fā)展是未來的重要方向。面對蓬勃發(fā)展的海洋經(jīng)濟(jì)，海洋科學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)人才將存在持續(xù)大量的需求，同時人才需求也不斷發(fā)生著深刻變化，愈益呈現(xiàn)出面向高端專業(yè)人才。如何培養(yǎng)適應(yīng)未來海洋科學(xué)發(fā)展和需要的應(yīng)用型人才成為海洋科學(xué)專業(yè)工作的重點，而多層次實驗教學(xué)體系的構(gòu)建和完善正是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

1 潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)介紹

物理海洋學(xué)是海洋科學(xué)必修的理論教學(xué)課程，而潮汐調(diào)和分析是物理海洋學(xué)的課程實習(xí)，是實踐教學(xué)的內(nèi)容，兩者的結(jié)合是實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)一體化的教學(xué)模式。潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)設(shè)計的目的是讓學(xué)生理解和掌握海洋觀測數(shù)據(jù)的提取方法，掌握潮汐類型判斷方法，同時理解和掌握潮汐調(diào)和分析的目的、概念和方法，學(xué)會運用計算機編程語言編寫基于最小二乘法的潮汐調(diào)和分析程序，加強學(xué)生對潮汐現(xiàn)象的理解。同時通過本課程實習(xí)的各個環(huán)節(jié)，激勵學(xué)生勇于創(chuàng)新，提高學(xué)生解決海洋實際問題的動手能力，掌握計算機編程工具，為從事科學(xué)研究和工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

2 潮汐調(diào)和分析的多層次教學(xué)體系構(gòu)建和運行

2.1 多層次實驗教學(xué)體系

多層次實驗教學(xué)體系是指由操作性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗組成的網(wǎng)絡(luò)化實驗平臺[1]，它是從低層次逐漸過渡到高層次的實驗要求，從而實現(xiàn)了逐步遞進(jìn)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。它充分考慮學(xué)生本身存在的差異性，從而進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)和教學(xué)，體現(xiàn)因材施教的教學(xué)特點。通過上述不同的實驗平臺,進(jìn)行基本技能—專業(yè)素養(yǎng)—綜合能力—研究創(chuàng)新等一系列訓(xùn)練,實現(xiàn)遞進(jìn)的素質(zhì)和能力培養(yǎng)。這一實驗教學(xué)體系非常靈活,教師可以根據(jù)不同類型和不同層次學(xué)生確定培養(yǎng)目標(biāo)，從而選擇和組合不同層次的教學(xué)體系。

多層次教學(xué)體系在國內(nèi)的研究和實施已經(jīng)有了相當(dāng)多的積累，詹振權(quán)[2]很早就對多層次教學(xué)體系進(jìn)行了總結(jié)和展望，提出了很多新的想法；繼而吳建軍[3]再次對多層次教學(xué)進(jìn)行了深入而細(xì)致的分析和探討，進(jìn)一步推動了多層次教學(xué)體系理論的發(fā)展。理論的發(fā)展離不開實踐的積累，其中何明[4]、宋鳳蓮[5]、周權(quán)鎖[6]、李洪勇[7]和吳麗娟[8]等都對多層次教學(xué)體系實踐模式進(jìn)行了細(xì)致的分析和闡述，對實踐提出了自己獨特的理解，為工作在第一線的教師給出了具體的實施方法和經(jīng)驗。多層次教學(xué)體系的具體實踐推動了相關(guān)學(xué)科和課程的改革，并取得了良好的效果。其中張曉娟[9]在大學(xué)物理實驗教學(xué)中采用了這一教學(xué)方法，取得了良好的效果；同時黃蕊[10]研究了金融專業(yè)實施多層次教學(xué)體系的建構(gòu)，并指出其明顯的效果，但也存在各種亟待解決的問題；另外王秀琳[11]在高職通信專業(yè)也做了相應(yīng)的工作。綜上所述，多層次教學(xué)體系已經(jīng)開展了卓有成效的研究，并且得到廣泛的認(rèn)可和實施，但目前它主要應(yīng)用在某個具體專業(yè)，而在具體課程上并沒有太多的研究，因此本文著重探討多層次教學(xué)體系在潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)中的建構(gòu)和運行。

2.2 多層次實驗教學(xué)體系在潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)中的建構(gòu)

通過前面的分析可以知道，多層次教學(xué)體系最根本的目的是因材施教，差異化培養(yǎng)，其方法是把學(xué)生分成不同的層次，從而開展相應(yīng)的教學(xué)指導(dǎo)。在本文，不同層次的學(xué)生我們可以理解為不同起點的學(xué)生，但培養(yǎng)的目標(biāo)是能夠讓他們盡量達(dá)到相同的終點，這就需要在教學(xué)過程模糊不同層次學(xué)生的界限，這也是本文實施多層次教學(xué)體系建構(gòu)的基本原則。

建構(gòu)多層次實驗教學(xué)體系需要特定的條件，其中包括“硬條件”和“軟條件”，其中“硬條件”是指實驗室環(huán)境條件。潮汐調(diào)和分析的課程實習(xí)主要依靠計算機編程設(shè)計，因此學(xué)生的分層次就體現(xiàn)在計算機能夠合理分組，且分組信息和學(xué)生實習(xí)過程能夠?qū)崟r顯示在教師電腦的總控系統(tǒng)上，這樣在教學(xué)過程中能夠?qū)崟r跟蹤每組進(jìn)展信息，我校已經(jīng)實現(xiàn)了這樣的實驗環(huán)境。相對于“硬條件”，“軟條件”更為重要，它指的是課程的實驗項目的設(shè)計。物理海洋學(xué)教師團(tuán)隊通過多年的精心設(shè)計形成了特色的實驗實習(xí)項目，其中課程實習(xí)內(nèi)容既包括了基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)和其驗證，也包括了獨立設(shè)計和編程的綜合性和創(chuàng)新性實驗項目，并且更為重要的是課程實習(xí)中的每個項目都按照多層次教學(xué)體系理念設(shè)計了包含三個不同進(jìn)階層次的實驗類型，其中都包含了驗證型的基礎(chǔ)類型，因此潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)體現(xiàn)了多層次特征，符合了設(shè)計多層次教學(xué)體系的課程條件。

在滿足以上條件的情況下，可以具體進(jìn)行多層次教學(xué)體系的方法實施。具體實施方法主要包括三個方面：(1)學(xué)生的分層分組；(2)分類教學(xué)；(3)動態(tài)管理。

首先是學(xué)生分層分組。根據(jù)我們專業(yè)學(xué)生的特點，把學(xué)生分為三個層次：理論基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生(稱為C)，有一定理論基礎(chǔ)和編程能力的學(xué)生(稱為B)和理論基礎(chǔ)扎實且具有創(chuàng)新能力的學(xué)生(稱為A)，然后每組人員結(jié)構(gòu)按照A,B,C的比例為1∶3∶1組成。

其次是分類教學(xué)。分類教學(xué)把教學(xué)過程分為三個階段：課程開始階段、課程中間過程和課程結(jié)束階段。不同教學(xué)階段采取不同的教學(xué)方法，從而形成針對性的多層次教學(xué)。課程開始階段是面向所有層次學(xué)生的教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容包括實習(xí)項目目標(biāo)詳解和基礎(chǔ)理論的講解。目標(biāo)詳解是把每個實習(xí)項目三個階層的目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)闡述，且把三個階層的目標(biāo)通過圖示和動態(tài)效果進(jìn)行直觀分析，從而形成卓有成效的“項目驅(qū)動”[12]的教學(xué)方法，也為案例教學(xué)方法的體現(xiàn)。通過這樣的教學(xué)方法可以有效提高不同層次學(xué)生的積極性。而基礎(chǔ)理論是面向所有學(xué)生，它是課程實習(xí)項目所涉及的基礎(chǔ)理論知識。課程中間過程是具體指導(dǎo)學(xué)生完成實習(xí)項目的過程，也是實施多層次教學(xué)體系的重要一環(huán)，體現(xiàn)了多層次教學(xué)體系的核心部分，具體的方法如圖1所示。A,B,C分別代表上述不同層次的學(xué)生，箭頭表示互動方向，較粗的箭頭表示課程中主要互動過程。從圖1可以清楚地看出，長虛線框是課程中間過程中的主要互動過程，是教師和B類學(xué)生的交流過程。B類學(xué)生代表了絕大多數(shù)學(xué)生，是教學(xué)面向的主要群體；同時B類學(xué)生的問題也是廣泛性的問題。這樣既保證了大多數(shù)學(xué)生的教學(xué)指導(dǎo)，也解決了所有學(xué)生的大部分問題，從而保證了教學(xué)的覆蓋面。短虛線框是學(xué)生之間的交流過程。從前面的分組規(guī)則可知，同組中A類和C類學(xué)生占比較小，因此在完成教師對B類學(xué)生的教學(xué)指導(dǎo)的前提下可以發(fā)揮B類學(xué)生的紐帶作用，B類學(xué)生既可以幫帶C類學(xué)生也可以從A類學(xué)生那獲得幫助，實現(xiàn)學(xué)生之間的交流互動，彌補教師無法完成的教學(xué)指導(dǎo)過程，從而彌補主要教學(xué)過程無法觸及的部分。由于A類學(xué)生具有一定獨立思考的能力，教師對A類學(xué)生更多的是引導(dǎo)，教學(xué)過程中所占比重不大，但由于這部分指導(dǎo)層次較高，且體現(xiàn)了實習(xí)項目高質(zhì)量部分，因此教師需要在課余時間做大量的準(zhǔn)備工作，從而完成A類學(xué)生高質(zhì)量的教學(xué)指導(dǎo)。課程三個階段中最容易忽視但尤為重要的階段——課程結(jié)束階段，它是每個實習(xí)項目結(jié)束后的總結(jié)、分析與提高。根據(jù)實習(xí)項目三個不同階段的要求，分別針對A,B,C三類型學(xué)生存在的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，同時把存在的問題分解為基礎(chǔ)理論、邏輯思路和結(jié)果分析三個主要方面進(jìn)行總結(jié)，然后根據(jù)上述問題進(jìn)行針對性的分析，從而最終達(dá)到提高教學(xué)效果。因此課程結(jié)束階段是多層次教學(xué)體系教學(xué)效果體現(xiàn)的階段，同時也是多層次教學(xué)體系的升華。

最后是動態(tài)管理。這是多層次教學(xué)體系實施過程中較為復(fù)雜的一個部分，它實施得是否及時有效決定了多層次教學(xué)體系質(zhì)量的高低。從前面的論述中我們知道，根據(jù)學(xué)生的能力最初分為A,B,C三類學(xué)生，且他們的比例是1∶3∶1，他們分別需要實現(xiàn)每個實習(xí)項目三個不同階層目標(biāo)，但在教學(xué)過程中A,B,C三類學(xué)生實習(xí)項目的完成度是動態(tài)的，因此他們的分層需要進(jìn)行動態(tài)管理，從而推動B和C層次的學(xué)生向上層流動，最終實現(xiàn)各層學(xué)生達(dá)到相同的高層次終點，這就是動態(tài)管理。這也符合模糊不同學(xué)生層次界限的多層次教學(xué)體系的基本原則。從前面的分析可以知道，多層次教學(xué)體系的“硬條件”滿足實時跟蹤學(xué)生的分組和完成情況，據(jù)此可以進(jìn)行上述動態(tài)管理，具體操作過程如圖2所示。A,B,C分別代表不同層次的學(xué)生，箭頭方向是不同層次學(xué)生的變換方向，箭頭中的內(nèi)容為實習(xí)項目的不同階段目標(biāo)，整個動態(tài)管理過程以實習(xí)項目不同階段目標(biāo)完成度作為流動原則。當(dāng)C層次某個學(xué)生完成了既定實習(xí)項目的第一階層目標(biāo)，這個學(xué)生就要流動到B層次，繼續(xù)完成這個項目的第二階層目標(biāo)；而此時B層次所有學(xué)生完成度最末尾的如果還沒有完成第一階層目標(biāo)就流動到C層次，兩個學(xué)生角色和組別形成互換。同樣的道理亦實施于A和B之間。而在A和C的過程發(fā)生的情況是B流動到A，而A的最末尾學(xué)生第一階段目標(biāo)仍然沒完成就流動到C，這樣就實現(xiàn)了針對不同層次學(xué)生的動態(tài)管理過程。

3 結(jié)語

實踐證明，多層次教學(xué)體系對于提高教學(xué)效果有著明顯的作用。本文在理解多層次教學(xué)體系的理念后，實現(xiàn)了它在潮汐調(diào)和分析課程實習(xí)中的應(yīng)用和創(chuàng)新。具體的實施過程是基于多層次教學(xué)體系中分層但需要模糊各層之間界限的基本原則，同時創(chuàng)造多層次教學(xué)體系所需的“硬條件”和“軟條件”，通過學(xué)生分層，分類教學(xué)和動態(tài)管理的方法實現(xiàn)了多層次教學(xué)體系的應(yīng)用。上述多層次教學(xué)體系的革新應(yīng)用在具體實施過程中依然存在諸多的挑戰(zhàn)，其中目前“硬條件”還不能完全滿足多層次教學(xué)體系的順利開展，“軟條件”還需在細(xì)節(jié)上精雕細(xì)琢，另外在具體實施過程中對教師的專業(yè)素養(yǎng)和對課程過程的管理能力都有很高的要求，因此多層次教學(xué)體系目前仍處在探索階段，存在諸多問題，但它的普及和發(fā)展符合當(dāng)今高校培養(yǎng)具有競爭優(yōu)勢學(xué)生的迫切需求，是高校轉(zhuǎn)型過程中教學(xué)方法改革的一個重要方向。

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責(zé)任編輯：富春凱

10.3969/j.issn.1674-6341.2014.06.040

2014-08-19

由南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)與環(huán)境氣象實驗實習(xí)教材建設(shè)項目(編號：SXJC2014C14)和南京信息工程大學(xué)2014年度實驗室開放項目(編號：14KF082)共同資助

任慧軍(1978-)，男，江蘇如東人，講師，物理海洋學(xué)碩士。研究方向：海氣相互作用。

G642.0

A

1674-6341(2014)06-0083-03