胡曉輝+蔡堯+周冰倩

摘 要：分析TBL（Team Based Learning）教學(xué)模式和貝葉斯網(wǎng)課程內(nèi)容，闡述在TBL教學(xué)模式下，如何將理論課程的學(xué)習(xí)與面向鐵路信息技術(shù)的應(yīng)用相結(jié)合，說明TBL教學(xué)模式在貝葉斯網(wǎng)教學(xué)中的具體設(shè)計。

關(guān)鍵詞：TBL；貝葉斯網(wǎng)教學(xué)；鐵路信息技術(shù)；案例

文章編號：1672-5913（2017）05-0125-04

中圖分類號：G642

0 引 言

貝葉斯網(wǎng)（Bayesian networks）的研究起源于人工智能領(lǐng)域，是一種將概率統(tǒng)計應(yīng)用于復(fù)雜領(lǐng)域、進(jìn)行不確定推理和數(shù)據(jù)分析的工具[1]。貝葉斯網(wǎng)是以概率論和信息論為基礎(chǔ)，理論性和實踐性較強(qiáng)，內(nèi)容比較抽象。傳統(tǒng)的授課方法是以“教師講，學(xué)生聽”為主，學(xué)生接受知識主要依靠課堂上教師的灌輸，對理論知識的理解不深刻，不能很好地利用理論知識去解決實際問題。這種教學(xué)模式培養(yǎng)的學(xué)生缺乏主動學(xué)習(xí)的精神，團(tuán)隊協(xié)作能力差，不能滿足社會對人才的需求。

貝葉斯網(wǎng)在鐵路信息技術(shù)方面有著重大應(yīng)用，因此開展對貝葉斯網(wǎng)課程教學(xué)的研究有重要意義。

貝葉斯網(wǎng)教學(xué)過程中采用基于團(tuán)隊學(xué)習(xí) （Team-Based Learning，TBL）的模式。教師在這種教學(xué)模式中起到引導(dǎo)作用，學(xué)生是整個教學(xué)的中心，以團(tuán)隊的形式學(xué)習(xí)基本的理論知識；每一部分的課程結(jié)束后，教師會根據(jù)課程特點精選與鐵路技術(shù)相關(guān)的案例進(jìn)行講解，然后根據(jù)案例設(shè)計任務(wù)，要求學(xué)生協(xié)作完成。教學(xué)過程中采取先簡單后復(fù)雜、層層遞進(jìn)的模式，從最初的基本原理到最后的實際應(yīng)用，針對學(xué)生的不同階段設(shè)計不同程度的教學(xué)任務(wù)，使學(xué)生在充分掌握貝葉斯網(wǎng)基礎(chǔ)理論同時能夠?qū)W以致用，從而培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

1 TBL教學(xué)法

TBL是以團(tuán)隊為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，是美國Oklahoma 大學(xué)教授Larry Michaelsen于20世紀(jì)70年代所提出的一種引導(dǎo)式教學(xué)方法[2]，能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和團(tuán)隊協(xié)作的精神，提高學(xué)生的實踐能力。

1.1 TBL教學(xué)法的一般過程

首先將學(xué)生分成若干個學(xué)習(xí)團(tuán)隊，團(tuán)隊成員之間要相互學(xué)習(xí)、相互合作，為了完成團(tuán)隊任務(wù)而貢獻(xiàn)自己的力量。教師根據(jù)課程特點將教學(xué)內(nèi)容和關(guān)鍵知識點以提綱的形式提供給學(xué)生，要求學(xué)生在課外以個人或者團(tuán)隊的形式對提綱上的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。為了提高預(yù)習(xí)的效率，教師要提供預(yù)習(xí)所需要的參考文獻(xiàn)、音頻、視頻、網(wǎng)站等信息。教師在課堂上主要對個人和團(tuán)隊的預(yù)習(xí)成果進(jìn)行評測，根據(jù)評測的結(jié)果對預(yù)習(xí)情況進(jìn)行整體的評估和反饋，學(xué)生以團(tuán)隊的形式對測試中出現(xiàn)的疑難點進(jìn)行討論并及時申訴，教師對申訴結(jié)果進(jìn)行引導(dǎo)和評判[3]。為了提高學(xué)生的實踐能力，加深對理論知識的理解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)習(xí)難度，在進(jìn)行應(yīng)用性練習(xí)時教師可根據(jù)授課內(nèi)容精選與鐵路信息技術(shù)相關(guān)的案例在課堂上進(jìn)行重點講解和剖析，同時設(shè)計與所講案例相關(guān)的任務(wù)交給學(xué)生，學(xué)生以團(tuán)隊的形式自主完成。教師在課堂上通過測試考核學(xué)生對案例的掌握程度和任務(wù)的完成情況。

1.2 TBL教學(xué)法的特點

（1）強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動性。教師根據(jù)課程內(nèi)容給學(xué)生布置任務(wù)，學(xué)生要想完成任務(wù)，就必須主動查閱資料，遇到困難時能積極求助，遇到不確定的問題時團(tuán)隊之間能夠積極討論。通過這些方法和策略，學(xué)生不僅完成任務(wù)，還增強(qiáng)了自己主動學(xué)習(xí)的能力。

（2）強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊合作。課程任務(wù)根據(jù)每個人的能力和素質(zhì)進(jìn)行合理的分工，彼此之間信息與資源共享，相互合作共同完成任務(wù)。團(tuán)隊與團(tuán)隊之間存在競爭關(guān)系，有利于提高學(xué)生的競爭意識。為了提高本團(tuán)隊的綜合成績，每個人都必須主動為團(tuán)隊貢獻(xiàn)自己的力量，從而提高整個團(tuán)隊的競爭力。

（3）強(qiáng)調(diào)實踐能力。每一部分課程結(jié)束后，教師都會根據(jù)學(xué)生所掌握的知識精講案例并安排相應(yīng)的實踐任務(wù)，學(xué)生在理解掌握教師所講的案例后能夠以團(tuán)隊協(xié)作的形式完成實踐任務(wù)，不僅強(qiáng)化了學(xué)生的理論知識，提高其實踐操作能力，而且能讓學(xué)生充分體驗到理論知識在實際項目中的應(yīng)用。

2 TBL教學(xué)法對教師的要求

在TBL教學(xué)法中，學(xué)生處于主體地位，教師處于引導(dǎo)地位，所有的教學(xué)活動都圍繞著學(xué)生進(jìn)行。教師在教學(xué)活動中應(yīng)該充分了解課程特點，掌握學(xué)生的基本情況，對學(xué)生的問題進(jìn)行及時反饋，從而使學(xué)生能夠充分掌握該門課程，提高教學(xué)質(zhì)量。

2.1 合理安排預(yù)習(xí)任務(wù)和實踐任務(wù)

教師在備課時要仔細(xì)地查閱資料，充分了解貝葉斯網(wǎng)領(lǐng)域一些前沿的技術(shù)。一方面由于貝葉斯網(wǎng)知識面寬，一些知識理解難度大，因此教師應(yīng)針對性地提供給學(xué)生預(yù)習(xí)材料和預(yù)習(xí)提綱，避免預(yù)習(xí)任務(wù)難度太大超過學(xué)生的能力，使得學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，降低主動學(xué)習(xí)的興趣；另一方面貝葉斯網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，為了培養(yǎng)具有高素質(zhì)的鐵路信息化人才，案例和實踐任務(wù)的選擇應(yīng)以貝葉斯網(wǎng)在鐵路信息技術(shù)方面的應(yīng)用為主，難度要適中，要貼合實際，重點培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識分析和解決實際問題的能力。

2.2 合理分配團(tuán)隊成員

在TBL教學(xué)模式實施過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)主要是以團(tuán)隊的形式進(jìn)行的，合理地分配團(tuán)隊成員十分重要。在教學(xué)班級中按照性格、成績、年齡、性別進(jìn)行分組，盡量排除不利于團(tuán)隊穩(wěn)定的因素，如同學(xué)之間關(guān)系不和諧的盡量不要分到一組，同一個宿舍的不要分在一個小組，避免形成小團(tuán)體，影響團(tuán)隊成員之間的交流和學(xué)習(xí)。分組一旦完成則不會改變，從而培養(yǎng)成員之間的合作精神。在教學(xué)過程中要保持團(tuán)隊成員之間良好的學(xué)習(xí)氛圍，每一個團(tuán)隊成員為了完成任務(wù)必須做到相互信任、相互幫助、資源共享，共同完成教師安排的學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.3 教學(xué)反饋要及時

教師通過個人測試和團(tuán)隊測試來檢驗學(xué)生對知識的掌握程度，對于在測試中出現(xiàn)的共性問題，教師通常不直接告訴學(xué)生正確的答案，而是引導(dǎo)他們尋找解決問題的途徑，比如提出一些相關(guān)性的問題，要求他們再次閱讀和思考，提供一些相似問題的解決方法。對于團(tuán)隊中的不同意見，教師要及時聽取并組織討論。教師要對課堂上出現(xiàn)的問題及早總結(jié)，對一些不易理解的知識點進(jìn)行詳細(xì)講解。教師還要根據(jù)學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的一些問題再次設(shè)計類似的題目，要求學(xué)生獨立完成，從而強(qiáng)化對知識點的理解。endprint

3 TBL教學(xué)模式在貝葉斯網(wǎng)教學(xué)中的具體設(shè)計

3.1 教學(xué)準(zhǔn)備

（1）貝葉斯網(wǎng)是計算機(jī)專業(yè)的一個前沿學(xué)科，也是一個綜合性的交叉學(xué)科，教學(xué)目的是使學(xué)生初步了解貝葉斯網(wǎng)的基本原理，學(xué)習(xí)和掌握基本技術(shù)，以便拓寬知識面，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。貝葉斯網(wǎng)的教學(xué)分為4個部分：貝葉斯網(wǎng)基礎(chǔ)、貝葉斯網(wǎng)學(xué)習(xí)、貝葉斯網(wǎng)推理和貝葉斯網(wǎng)應(yīng)用[4]。教師按照課程教學(xué)的基本內(nèi)容和基本要求為學(xué)生安排預(yù)習(xí)提綱，并設(shè)計具體的個人測試題目、團(tuán)隊測試題目以及相應(yīng)的評分標(biāo)準(zhǔn)。

（2）根據(jù)授課內(nèi)容精選案例，同時設(shè)計實踐性任務(wù)。案例的設(shè)計要以學(xué)生對知識的掌握為基礎(chǔ)，在進(jìn)行貝葉斯網(wǎng)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)時，案例的設(shè)計要簡單易懂，可以選擇基于貝葉斯網(wǎng)的鐵路應(yīng)急決策方法為案例進(jìn)行講解，通過該案例的講解讓學(xué)生對概率論的基礎(chǔ)知識、貝葉斯網(wǎng)的概念、貝葉斯網(wǎng)的構(gòu)造有比較清楚的了解；在貝葉斯網(wǎng)推理課程教學(xué)時，以基于貝葉斯網(wǎng)的鐵路工程項目風(fēng)險評估為案例進(jìn)行講解，通過該案例的學(xué)習(xí)讓學(xué)生掌握利用聯(lián)合分布的分解來簡化推理；在貝葉斯網(wǎng)教學(xué)中，以列車自動門故障診斷模型為案例進(jìn)行講解，讓學(xué)生掌握貝葉斯網(wǎng)的參數(shù)學(xué)習(xí)和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)；最后在貝葉斯網(wǎng)應(yīng)用部分，以基于貝葉斯網(wǎng)的鐵路工程項目質(zhì)量控制為案例，綜合各章節(jié)所學(xué)到的知識進(jìn)行講解。

（3）合理分組，教師根據(jù)上學(xué)期的綜合考評成績以及班干部對學(xué)生的性格、愛好的反饋信息創(chuàng)建團(tuán)隊，團(tuán)隊成員一旦確定則不變動。團(tuán)隊選出一名成員作為負(fù)責(zé)人，團(tuán)隊成員必須信任和支持負(fù)責(zé)人，團(tuán)隊負(fù)責(zé)人在安排團(tuán)隊學(xué)習(xí)的任務(wù)和時間前必須和隊員之間開會討論。

（4）在開始課堂教學(xué)之間的一周，由教師將下節(jié)課的授課內(nèi)容以提綱的形式發(fā)給每位學(xué)生，同時提供參考資料，要求學(xué)生自學(xué)和團(tuán)隊成員之間討論學(xué)習(xí)。告知每名學(xué)生要進(jìn)行個人測試和團(tuán)隊測試，測試結(jié)果將作為貝葉斯網(wǎng)課程成績的一部分。

3.2 教學(xué)流程

（1）個人測試。題型為理論知識的考核和實際應(yīng)用的測試。一方面考查學(xué)生預(yù)習(xí)后對知識的掌握程度，另一方面考查教師在講解完案例后，學(xué)生對案例的理解程度。理論知識的考核題型為單項選擇題，考核內(nèi)容為教師所提供的預(yù)習(xí)內(nèi)容和關(guān)鍵知識點，題目的數(shù)量為10～15道，在課堂開始后的20分鐘內(nèi)完成，每個學(xué)生都必須參與，測評期間禁止交流，禁止查閱資料。教師課堂閱卷評分，根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行反饋，對大部分學(xué)生容易犯錯的問題進(jìn)行記錄，同時進(jìn)行詳細(xì)講解。實際應(yīng)用的測試根據(jù)案例的具體情況進(jìn)行測試。

（2）團(tuán)隊測試。題型為單項選擇題，共15～20題。主要考查學(xué)生對知識的綜合理解能力，問題的設(shè)計要有一定的難度，允許學(xué)生查閱資料，團(tuán)隊成員之間可以進(jìn)行溝通和交流。團(tuán)隊成員進(jìn)行集體討論后給出答案，以刮刮卡的形式獲得即時的反饋，即所有的答案都被覆蓋，正確的答案會有一個標(biāo)志。如果刮涂后不是正確的答案，學(xué)生需要重新進(jìn)行思考和討論，直到獲得正確的答案，刮開一次獲得正確答案得滿分，刮開的次數(shù)越多，分值越低。最后由團(tuán)隊負(fù)責(zé)人統(tǒng)計每道題的得分，并將結(jié)果進(jìn)行匯總后提交給老師。對有爭議的題目可進(jìn)行申訴、討論、教師反饋并裁決正確答案[5]。

（3）申訴。學(xué)生如果對教師所提供的答案有不同的想法和意見可以進(jìn)行申訴。首先學(xué)生根據(jù)問題收集資料，然后針對問題中的疑難點在團(tuán)隊成員之間或者團(tuán)隊之間進(jìn)行討論，最后根據(jù)討論的結(jié)果由團(tuán)隊負(fù)責(zé)人向教師進(jìn)行匯報。為了鼓勵學(xué)生對教學(xué)中的難點知識進(jìn)行深入思考，申訴的過程和結(jié)果可以作為團(tuán)隊的一個加分項。教師會根據(jù)團(tuán)隊申訴的結(jié)果進(jìn)行重點引導(dǎo)評價。

（4）反饋總結(jié)。為了驗證經(jīng)過課堂測試后學(xué)生對知識的掌握情況，教師會根據(jù)個人測試、團(tuán)隊測試以及申訴的結(jié)果對學(xué)生的情況進(jìn)行綜合分析，對測評中經(jīng)常出錯的問題進(jìn)行重點講解。

（5）實踐性練習(xí)。針對貝葉斯網(wǎng)在鐵路信息技術(shù)方面的應(yīng)用比較復(fù)雜這一特點，為了降低學(xué)生的負(fù)擔(dān)激發(fā)起其學(xué)習(xí)的主動性和濃厚興趣， 教師將案例—任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法引入在進(jìn)行貝葉斯網(wǎng)的實踐性教學(xué)中，首先由教師根據(jù)學(xué)生對知識的掌握情況，依據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)設(shè)計經(jīng)典的案例，按照案例設(shè)計相應(yīng)的任務(wù)由學(xué)生自主完成。在進(jìn)行任務(wù)設(shè)計時要注意任務(wù)必須符合難度適中、貼合案例、真實性和目標(biāo)性4個特點[6]。

我們以貝葉斯網(wǎng)學(xué)習(xí)這一部分為例進(jìn)行說明。

案例：列車自動門故障診斷模型。

自動門系統(tǒng)作為列車的重要組成部分，對列車的安全性有著重要影響。在該案例中教師應(yīng)簡要講解課題的研究背景和意義，分析列車門故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀，使得學(xué)生能夠?qū)α熊囎詣娱T故障診斷技術(shù)有初步的理解。重點講解如何通過故障參數(shù)學(xué)習(xí)構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)建基于知識管理的智能診斷系統(tǒng)；在教師講解完這個案例后，在課堂上對學(xué)生進(jìn)行個人測試，確保每個學(xué)生都能對所講授的案例有深刻的理解。

任務(wù)練習(xí)：列控系統(tǒng)故障診斷模型。

教師在設(shè)計任務(wù)時一定要確保與所講授的案例相貼合，難度適中。團(tuán)隊負(fù)責(zé)人根據(jù)每個成員的特點將任務(wù)進(jìn)行分工，確保每個成員都要參與到任務(wù)中去，最終選擇一名成員進(jìn)行匯報，其他團(tuán)隊可以根據(jù)匯報的內(nèi)容進(jìn)行提問，教師對各團(tuán)隊的匯報成果不直接評判對錯，而是進(jìn)行推理和引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生深入理解，從而按照要求完成實踐任務(wù)。

4 結(jié) 語

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)教學(xué)分為理論教學(xué)和實際應(yīng)用，由于貝葉斯網(wǎng)的理論知識比較抽象，學(xué)生在進(jìn)行實際運用時必須充分理解基本的理論知識。采用TBL模式對貝葉斯網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)，教師在整個教學(xué)中起到引導(dǎo)作用，學(xué)生根據(jù)教師所提供的教學(xué)提綱和關(guān)鍵知識點進(jìn)行預(yù)習(xí)，學(xué)生有充分的時間對知識進(jìn)行理解，提高自主學(xué)習(xí)能力；在課堂上對預(yù)習(xí)成果進(jìn)行測試，一方面可以考查學(xué)生對知識的理解和掌握能力，另一方面可以督促學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)；學(xué)生以團(tuán)隊的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，團(tuán)隊成員之間相互學(xué)習(xí)、相互幫助、資源共享，可以有效提高團(tuán)隊協(xié)作能力；通過實踐性練習(xí)，學(xué)生不僅鞏固了理論知識，還提高了實踐操作能力。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 劉暢， 郭曉奎， 趙蔚. TBL教學(xué)模式在醫(yī)學(xué)教育中的設(shè)計和應(yīng)用[J]. 科教文匯， 2015（10）： 61-64.

[4] 李海成. 一種基于規(guī)則庫的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)開發(fā)器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 陜西科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2005， 23（2）： 93-96.

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（編輯：郭田珍）endprint