丁云飛，文西芹

(淮海工學(xué)院機械工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005)

隨著我國工程技術(shù)的快速發(fā)展，由于缺乏針對大學(xué)生在工程難題中解決實際技術(shù)問題的指導(dǎo)與訓(xùn)練，高校中以傳統(tǒng)的傳授基礎(chǔ)理論為主、以實驗為輔的教學(xué)方式難以滿足當今高科技、創(chuàng)新型工業(yè)體系對人才技能的需求。目前，我國處于由工業(yè)化社會向信息化社會轉(zhuǎn)變的歷史時期，教育主管部門要求工科高校必須加強大學(xué)生對專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習，并提出對工科院校大學(xué)生的教育要覆蓋更多的科學(xué)領(lǐng)域，為大學(xué)生提供更多、更好的溝通技巧和團隊合作技巧的指導(dǎo)[1]，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和解決實際工程技術(shù)難題的方法與技能，培育熟悉工程倫理和技術(shù)以及社會發(fā)展需求的工程專業(yè)大學(xué)生，逐步減少照本宣科，把科研精神與科研內(nèi)容融入到大學(xué)4年教育中[2]。

面對提高大學(xué)生創(chuàng)新和創(chuàng)造水平的迫切需求，社會對教學(xué)方法的有效性有了更高和更新的要求[3]。相對傳統(tǒng)的單一學(xué)科演講方法，課堂理論教育、實踐技術(shù)教育和教育心理學(xué)3方面同時開展更有利于大學(xué)生的科學(xué)精神和人文素養(yǎng)的提高。然而，現(xiàn)實中這些方面的發(fā)展至今對主流工程教育的影響相對較小。盡管其內(nèi)容在某些方面發(fā)生了變化，但是直到目前，許多工程課的教學(xué)方式仍停留在課堂教學(xué)輔以計算機多媒體教學(xué)的模式，這與2000年工程學(xué)科的教學(xué)方式?jīng)]有特別差異[4-5]。

基于推動工程學(xué)科教學(xué)方法的創(chuàng)新和確保教學(xué)目標的實現(xiàn)，筆者通過總結(jié)以往課堂實踐中和教學(xué)科研中的關(guān)鍵方法，結(jié)合自身在國內(nèi)外的教學(xué)經(jīng)歷，探討了工程學(xué)科教學(xué)中教學(xué)目標在規(guī)劃、制定、評判標準以及合作學(xué)習需要把握的重點，以此為高校教師教學(xué)工作的開展提供新的思路。

1 教學(xué)目標的制定

1.1 規(guī)劃和制定詳盡的教學(xué)目標

教學(xué)目標是根據(jù)教學(xué)計劃實施教學(xué)內(nèi)容，通過一定的方法使學(xué)生掌握一定的技能和知識，達到教學(xué)計劃所期望的目標[6]。從學(xué)生學(xué)習角度可以理解為學(xué)生應(yīng)該能夠做什么來證明他們對課程要求的技能的掌握。教學(xué)目標包含一個關(guān)鍵內(nèi)容，即指明學(xué)生應(yīng)該掌握的知識點，以及每個知識點包含的科學(xué)性、邏輯性和深入性。以大學(xué)物理中學(xué)習理想氣體方程為例，教師讓學(xué)生明白學(xué)習的任務(wù)是推導(dǎo)理想氣體方程。學(xué)生為了完成學(xué)習任務(wù)，首先要判斷理想氣體方程涉及的變量，即學(xué)生根據(jù)高中階段學(xué)習理解的理想氣體狀態(tài)方程來定義變量；然后從其他3個值的給定值中計算任意一個變量的值，此外還要判斷計算值的誤差；最終根據(jù)氣體動力學(xué)理論推導(dǎo)出理想氣體方程。本例中4個步驟的共同之處是環(huán)環(huán)相扣，可以理解為“一個環(huán)節(jié)完成”是“為了在下一個環(huán)節(jié)做得更好”。對這一過程可以理解為針對目標進行定義、計算、估計和概述。在每個環(huán)節(jié)中可使用的教學(xué)模式包括列表、識別、解釋、預(yù)測、模型、派生、比較和對比、設(shè)計、創(chuàng)建、選擇、優(yōu)化等等。此外，教學(xué)目標中所隱藏的教學(xué)行為和意義必須由教師直接觀察，并應(yīng)盡可能具體和明確。

1.2 教學(xué)目標評判標準的使用

教學(xué)目標的制定為教學(xué)目標的實現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。為了實現(xiàn)教學(xué)目標，教師在教學(xué)過程中需要及時掌握學(xué)生是否已經(jīng)掌握教學(xué)內(nèi)容，因此教師可以針對教學(xué)目標列出大學(xué)生在教學(xué)過程中需要完成的任務(wù)，而這些任務(wù)的內(nèi)容和重點都需要與教學(xué)目標保持一致。針對教學(xué)目標的完成度，筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜性和難度制定出6個等級，見表1[7]。

表1 教學(xué)目標評判標準的等級

其中，知識、理解和申請可稱為基礎(chǔ)技能；分析、綜合和評估則是高級技能。大多數(shù)工程學(xué)科課程的重點是申請，對為期4年的本科教學(xué)而言，實現(xiàn)知識、理解和申請是基礎(chǔ)，熟悉分析和綜合是素質(zhì)拓展，了解評估是引申技能。

1.3 教學(xué)目標指導(dǎo)性原則

一門課程(或一門課程的一部分)的教學(xué)目標應(yīng)包括教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生需要掌握的技能以及工程學(xué)科課程的各個層次都包括的一些較高水平的解決問題的技巧(如多學(xué)科分析、設(shè)計和批判性思維)和“軟”技能(如口頭和書面交流、團隊合作、社會和道德意識)，且內(nèi)容應(yīng)盡可能的詳細和具體。例如學(xué)生需要“設(shè)計一個工廠”，在設(shè)計工廠的過程中學(xué)生需要列出要完成的所有不同的事情(查找、估計、計算、創(chuàng)建、分析、選擇、解釋)。教師通過課堂練習和作業(yè)分配的方式，使教學(xué)目標與教學(xué)內(nèi)容相一致，讓學(xué)生獲得技能與知識，并體現(xiàn)出教學(xué)目標在教學(xué)工作中的指導(dǎo)性[8]。

1.4 教學(xué)目標的基礎(chǔ)性

教學(xué)目標一旦制定出來，就會揭示出哪些課程或某一課程的哪些部分是最重要的；哪些內(nèi)容應(yīng)該得到最大程度的覆蓋；哪些內(nèi)容只需要掌握重點；哪些內(nèi)容容易被忽略和忘記。清晰的教學(xué)目標使教師能夠設(shè)計出一致的作業(yè)內(nèi)容，為所需的技能和考試提供練習，并能夠讓教師評估學(xué)生對技能的掌握情況。此外，教師建立清晰的教學(xué)目標，為學(xué)生提供理想的學(xué)習指導(dǎo)，教師能夠清晰地認識到想要學(xué)生做什么，怎樣成功地做到這一點。這些目標為首次教授課程的教師和后續(xù)課程的開展提供了一個很好的綱要。所有課程的教學(xué)目標集中體現(xiàn)了課程中的差距和冗余，這更為等待選課的學(xué)生和即將參與教學(xué)的教師提供了一個很好的課程概述。

2 教學(xué)方法研究

2.1 進行合作學(xué)習

合作學(xué)習是一種教學(xué)方法，在西方高校中使用廣泛。合作學(xué)習是讓學(xué)生開展團隊合作，通過相互協(xié)作，共同努力去完成一個學(xué)習任務(wù)。表2列舉了合作學(xué)習的特點和主要內(nèi)容[9]：

表2 合作學(xué)習的特點和主要內(nèi)容

合作學(xué)習可以在課堂內(nèi)外進行，工程學(xué)科中的合作學(xué)習，需要學(xué)習小組設(shè)定共同任務(wù)、完成實驗報告、設(shè)計項目和分配課程中的作業(yè)。在實際開展過程中，一個小組只需要負責完成一個問題集或報告，并根據(jù)教學(xué)目標，設(shè)定不同的考核等級和成績，可以根據(jù)小組具體情況調(diào)整小組中個人的貢獻度，還可以設(shè)置考前小組學(xué)習課程，以滿足課外需求，并有獎勵積分授予團隊中有突出貢獻且成績超過規(guī)定值的成員。

2.2 合作學(xué)習需要把握的重點

1)向?qū)W生解釋需要做什么，為什么做。合作學(xué)習實施過程中，學(xué)生會認為這是教師使用的針對學(xué)生采用的測試手段，測試結(jié)束后讓學(xué)生回答或提交問題的答案。對學(xué)生而言，這樣的一個過程實際是一個學(xué)習的過程，成功地回答問題就能體現(xiàn)出學(xué)習目標的完成。考慮到課堂合作學(xué)習方法使用的初期學(xué)生可能存在的迷茫和抵觸，教師應(yīng)在第一節(jié)課或第一周每節(jié)課前5min說明使用合作方法的一些原因(例如合作學(xué)習方式使學(xué)生能夠在一種營造的工程師環(huán)境中工作，以團隊的形式努力完成問題)以及這種模式對學(xué)生的益處(例如獨自解決問題的能力、團隊合作技巧、更高的完成率和取得更好的成績)。

2)適宜的分組規(guī)模。合作學(xué)習需要將學(xué)生進行分組，每組中學(xué)生數(shù)目過多或者過少都將影響教學(xué)效果。合作學(xué)習適宜將學(xué)生分成若干組，每組包含3～4名學(xué)生。少數(shù)情況下存在兩人一組的情況，這種情況下需要對每個人制定詳細的學(xué)習任務(wù)和考核方法，避免一個人主宰小組工作。

3)教師主導(dǎo)學(xué)生分組。教師根據(jù)學(xué)生個體差異和特長，有目標性地分組。這樣構(gòu)成的團隊往往比學(xué)生自由組合或?qū)W生自選分組有更好的學(xué)習效果。當學(xué)生自我選擇群體時，弱勢學(xué)生往往喜歡向優(yōu)勢學(xué)生身邊轉(zhuǎn)移，且弱勢學(xué)生往往缺乏學(xué)習的主動性。另外，存在學(xué)生以朋友的形式分組，這會導(dǎo)致一兩個學(xué)生永遠不能完全融入團隊。理想的團隊是學(xué)生根據(jù)自身特點和特長進行互補。尤其針對大一、大二的學(xué)生和來自不同地區(qū)的學(xué)生(有著不同的學(xué)習基礎(chǔ)和特長)，相對弱勢學(xué)生(綜合能力稍弱的學(xué)生，包括工科班級中的女生)不應(yīng)該被隔離開。

4)分配合作學(xué)習小組的團隊角色。每組中至少安排3個不可缺少的角色，分別是管理員(分解任務(wù)為各項子任務(wù)，分配責任)、記錄員(寫出最終報告或問題解決方案，匯總報告)和檢查員(在提交之前進一步檢查和糾正最終報告)。而其他角色，例如進程督導(dǎo)員(確保每個團隊成員正在做出貢獻，并確保所有的貢獻得到其他人的認可；每個團隊成員都理解并完成任務(wù)的每個部分)和觀察員(建議可能的替代方案和現(xiàn)有方案的可行性)。在合作學(xué)習實施過程中，角色應(yīng)隨每個作業(yè)或任務(wù)在一個分組中輪換，直到每個隊員都擔任了不同職位。

5)強化組員個人責任意識。對合作學(xué)習小組中個別懈怠的學(xué)生進行單獨的測試；隨機檢查個別小組及成員個人工作進展；采用無記名的方式進行小組間互評來調(diào)整小組/組員的學(xué)習成果。

6)小組自評。定期要求學(xué)生在工作間隙花費5～10min來評估各自的表現(xiàn)，確定組員的不足，并設(shè)定改進目標。自評結(jié)果可寫進小組的問題解決方案或小組工作報告。

7)重新分組的間隔。一個團隊至少要合作學(xué)習一個月，以便通過團隊進行“任務(wù)構(gòu)建，頭腦風暴，工作規(guī)范和任務(wù)執(zhí)行”。如果知道自己所在的小組只需要合作兩三個星期，學(xué)生就會缺乏足夠的動力去面對和克服團隊中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。如果知道要在一起的時間很長，學(xué)生就不得不努力面對學(xué)習問題，制定創(chuàng)造性的應(yīng)對策略，并加以利用和重視，進而發(fā)展個人才能和掌握更多的學(xué)習方式。

8)從小規(guī)模分組開始。如果教師從來沒有使用過合作學(xué)習，而且沒有和經(jīng)驗豐富的同事一起工作，則可以考慮從相對較小規(guī)模的分組方式開始，或者一個任務(wù)由兩個或更多的團隊完成(任務(wù)的分解)。隨著學(xué)生和教師經(jīng)驗的積累和水平的提高，教師和學(xué)生的參與水平提高到一個“得心應(yīng)手”的水平，則可適當?shù)卦龃笮〗M規(guī)模[10]。

2.3 合作學(xué)習的優(yōu)勢

大多數(shù)工程項目和問題都需要合作完成，而不是依靠某一個人和一個小組單獨完成。在團隊合作的過程中，交流技能和表達技能尤為重要。已有的報道和研究表明，各類企事業(yè)單位對大學(xué)畢業(yè)生的溝通和團隊合作的技能排在期望技能的首要位置。如果團隊合作技能是未來工程師的必要技能之一，那么團隊合作技能的培育就應(yīng)該歸為教學(xué)內(nèi)容的一部分，而作為工程領(lǐng)域孵化器的工科院校則應(yīng)該充當這一基礎(chǔ)技能培養(yǎng)與教育的橋梁[11]。

合作學(xué)習可能是所有教育方法中研究得最為深入的教學(xué)方法，而且越來越多的研究都表明合作學(xué)習對工程教育和技術(shù)培訓(xùn)有著積極的促進作用[12-13]。研究表明，相對于接受傳統(tǒng)教學(xué)(主要指課堂講授和個人作業(yè))的學(xué)生，系統(tǒng)地參與過合作學(xué)習型教學(xué)的學(xué)生往往能夠在大腦保留較多的信息量，且持續(xù)性較好，成績相對優(yōu)異，批判性思維和解決問題的能力較強，學(xué)習的動機更強，人際溝通技巧越好，對學(xué)習的焦慮程度更低。除此之外，相對弱勢的學(xué)生在單獨面對困難時可能會放棄，而與更有實力的學(xué)生合作工作，則可以有信心繼續(xù)完成。在此過程中，許多有實力的學(xué)生傾向于在最短的時間內(nèi)完成任務(wù)(追求完成任務(wù)的高效性)，當面對相對弱勢的學(xué)生進行學(xué)習內(nèi)容的解釋和說明時，優(yōu)勢學(xué)生能夠在一兩次的重復(fù)中發(fā)現(xiàn)更多的問題，提供更多的解決問題的思路，得到更多的鍛煉。

3 結(jié)束語

筆者總結(jié)了提高工程學(xué)科教育質(zhì)量的教學(xué)技巧和方法，即規(guī)劃、制定詳盡的教學(xué)目標以及合作學(xué)習方法的使用。在實施這些教學(xué)方法的過程中，除了應(yīng)該把握教學(xué)目標與教學(xué)內(nèi)容相統(tǒng)一，教學(xué)目標完成性的評判標準和合作學(xué)習需要把握的重點，還應(yīng)該兼顧以下幾點：建立課程資料的相關(guān)性并進行歸納教學(xué)；在每門課程中平衡具體和抽象的信息；引導(dǎo)并促進學(xué)生在課堂上主動學(xué)習，傳達對學(xué)生學(xué)習的關(guān)心。

教師在開展教學(xué)時，要有針對性地改善教學(xué)方法，進一步提高教學(xué)質(zhì)量。然而需要說明的是，任何有效教學(xué)方法的使用都不能保證教學(xué)目標能夠不打折扣地實現(xiàn)，使教學(xué)班級所有學(xué)生都能達到較高的水平。一個班級學(xué)生的表現(xiàn)取決于各種各樣的因素，其中很多因素都超出了教師的控制范圍。

希望廣大高校教師能夠根據(jù)自己的教學(xué)風格選擇適當?shù)慕虒W(xué)方法，嘗試在下一門課程中有針對性地規(guī)劃和制定詳盡的教學(xué)目標，并根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和課程安排采用合作學(xué)習的方式進行教學(xué)。從科學(xué)角度來說，教師無法預(yù)測這些方法在教學(xué)目標實現(xiàn)上的成功程度，但可以明確這些方法使用將會從一定程度上提高工程學(xué)科的教育質(zhì)量。

[1] 劉湘贛，陳燕萍. 科技戰(zhàn)略規(guī)劃創(chuàng)新模式探究[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2017(21):6-8.

[2] 熊清平. 對接中國制造2025培養(yǎng)工業(yè)機器人人才[J].智慧制造,2017(3):62-64.

[3] 陳亞東. 以十九大精神引領(lǐng)人才隊伍建設(shè)[J].中國人力資源社會保障,2017(11):32-33.

[4] 林萍.一種新的教學(xué)方式:計算機多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)[J].廣東省經(jīng)濟管理干部學(xué)院學(xué)報,2000(3):86-89.

[5] 褚洪彥，劉躍新，王莉. 信息化環(huán)境下高校教師教學(xué)方式探析[J].高教學(xué)刊,2017(12):35-36.

[6] 古天龍，魏銀霞，磨玉峰. 教學(xué)型高校培養(yǎng)目標定位研究[J].中國高教研究,2009(1):69-70.

[7] 史琳，路鵬，張寧. 布盧姆教育目標分類法對成人教育發(fā)展的啟示[J].理論廣角,2017(1):28-30.

[8] 張瑛. 淺談“目標教學(xué)法”中導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)的基本做法[J].教學(xué)研究,2017(9):56-57.

[9] 林瓊. 關(guān)于高校教學(xué)模式的探討[J].廣西青年干部學(xué)院學(xué)報,2000(10):50-54.

[10] 劉會珍.論在教學(xué)目標導(dǎo)引下的小組合作學(xué)習型課堂[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2016(36):138-139.

[11] 鐘強，劉月秀. 雙創(chuàng)背景下大學(xué)生和諧教育體系構(gòu)建[J].應(yīng)用研究,2017(2):71-73.

[12] 劉壯，高長水. 面向工程思維培養(yǎng)的“激光加工與3D打印技術(shù)”教學(xué)研究[J].機械設(shè)計與制造工程,2017,46(12):113-116.

[13] 李宏坤. 合作學(xué)習在工程熱力學(xué)教學(xué)中的實踐研究[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2013(28):148-149.