雷柏偉 吳兵

[摘 要]針對消防工程學課程知識特點，項目組分析了該課程的教學現(xiàn)狀與改革需求。并基于學習金字塔、遺忘曲線兩項認知原理，從教學方式角度提出由信息認知、情景體驗、啟發(fā)思考三部分構成的教學方案，從教學效率角度調(diào)整了知識型、實踐型兩類課程的授課結構，并在消防工程學課堂教學中進行了積極探索。

[關鍵詞]教學改革;消防工程學;認知理論

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）06-0044-04

消防工程在實踐應用與生產(chǎn)活動緊密相關，并日益受到眾多研究學者的重視與關注。消防工程學課程作為消防工程學科的宏觀、啟蒙性專業(yè)課程，為學生認識消防工程提供扎實的基礎知識與理論積淀。學生對消防知識的認識如果不全面、不系統(tǒng)，未來從事消防工程工作就會面臨一定的困難。

課堂教學是教師傳授知識和技能最主要的方式，對消防工程教學來說有不可替代的作用。隨著新一代信息技術、網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，雖然傳統(tǒng)的課堂教學相較之下逐漸凸顯出了形式主義、手段單一等問題，但課堂教學卻依然具有應用普遍、引導作用強、便于學生互動等優(yōu)勢。因此，當前課堂教學需要努力尋求變革方法，克服傳統(tǒng)課堂教學的問題，挖掘、發(fā)揮課堂教學的獨特作用[1]，以便提高課堂教學質量。

本文對在消防工程專業(yè)教學課程中存在的問題與解決方式進行了初步探討，基于現(xiàn)代教育理論的學習金字塔、記憶曲線原理，分析消防工程學課堂教學的教學方式、教學效率，并制定相應的課堂教學方案。

一、課堂教學的現(xiàn)狀與問題

消防工程學具有知識點多、法律法規(guī)內(nèi)容抽象等特點?，F(xiàn)代教育學研究已普遍認同一個觀點：教育應當充分發(fā)揮認知者（學生）的認知特點，并將其作為一切教育研究、活動的基本出發(fā)點。學習者的學習過程是基于自身的認知結構和認知特性，而不是作為信息與知識被機械灌輸?shù)膶ο螅膊皇峭獠看碳さ谋粍咏邮苷?。與之相應，在課堂教學中，教師也應當積極幫助學生探求、建立自主知識構建方法，讓學生在課堂學習過程中充當具備主動性的參與者、推動者。因此，消防工程學課堂教學傳統(tǒng)模式的不足日益顯著。

（一）傳統(tǒng)課堂模式下，師教關系較為單一，難以調(diào)動學生的主觀能動性

傳統(tǒng)課堂教學的基本模式是以教師為中心的，學生活動及參與較少，學生容易形成被動接受信息的習慣，缺乏知識的靈活運營能力，也降低了探索問題的積極性。同時教師容易受到教材制約，依據(jù)教學計劃“照本宣科”教授知識，學生很難形成對該課程的總體認識，學習過程難以達到預期的效果。

（二）傳統(tǒng)課堂教學模式不夠形象、生動

相比傳統(tǒng)課堂教學中的板書、多媒體等方式，現(xiàn)代課堂應用信息技術后通常包括各類網(wǎng)絡資源、圖像輔助軟件等，更加形象和生動，能夠更好地吸引學生的注意力。此外，對于復雜機械結構，或者涉及研究對象形態(tài)改變與實踐變化等內(nèi)容，感性認知往往比理性講解的認知效率高很多，學生需要直觀的觀察、獲取直觀感受。如果傳統(tǒng)課堂教學不借助一些輔助教學手段，難以滿足學生該方面的要求[2]。

（三）傳統(tǒng)教學無法根據(jù)學生特點滿足其要求

學生作為高校教育的受眾呈現(xiàn)出了新變化趨勢，個體的認知特征與學習模式都各有特點，此外，高校學生彰顯個性的需求也日益明顯。傳統(tǒng)教學將教程大綱規(guī)定的內(nèi)容作為所有學生的教學標準，沒有考慮不同學習基礎、認知習慣學生群體的實際要求?，F(xiàn)代教育理論提出的探索式教學、啟發(fā)式教學、互動式教學（如“翻轉課堂”）等模式[3]，都是注意了這類缺陷而推行的新式教學方法，利用這些手段可以補充傳統(tǒng)課堂教學的不足。

（四）傳統(tǒng)教學中教師占主導地位

傳統(tǒng)教學十分注重教師的主導作用，教學質量極大地受到教師個人的表達能力、學術水平、情緒變化等影響，因此對教師個人能力提出了很高要求。然而，現(xiàn)代教育學普遍認同在教學活動中，教師與學生都可以成為教學主體，可以互相學習、互相成長，達到教學相長的效果。

綜上，消防工程學課堂教學容易出現(xiàn)形式化、低效化的問題。近年來為解決該問題，學者們開展了形式多樣的教學改革研究，已經(jīng)取得了豐富的研究成果，但仍然需要根據(jù)具體授課內(nèi)容的特殊性、需求，選取恰當?shù)慕虒W理論、方法。課堂教學的本質是不斷開展信息認知的過程，該過程可以包括認知方式、認知效率兩方面考慮因素，即通過選擇恰當?shù)恼J知方式，最大限度地提升認知效率。本文針對消防工程學教學需求，基于學習金字塔、遺忘曲線認知原理，從教學方式、教學效率兩方面設計了該課程的課堂教學活動。

二、課堂教學認知理論的基本內(nèi)容 —— 教學方式的選擇與課堂設計

（一）教學方式選擇的原理內(nèi)容

科學合理的教學方式是教學過程的前提。學習金字塔原理是現(xiàn)代學習方式理論的基礎理論，輔助教師選擇恰當知識認知方式的有效方法。學習金字塔（Cone of Learning）是美國緬因州國家訓練實驗室的研究成果，它用數(shù)字形式形象顯示了采用不同的學習方式，學習者平均學習保持率（在初次兩周以后還能記住內(nèi)容）的高度水平。具體如下圖所示：

從圖1中可知，人們通過閱讀學習能夠記住內(nèi)容的10%，通過聽講學習能夠記住內(nèi)容的20%，通過圖片學習能夠記住內(nèi)容的30%，通過影像、展覽、示范、現(xiàn)場觀摩來學習能夠記住50%，參與討論、提問、發(fā)言來學習能夠記住70%，做報告、教學、模擬體驗、實際操作能夠記住90%。

消防工程學涉及面廣，具有知識內(nèi)容豐富多樣、知識點細致等特點。因此，為了提高教學效果，需要結合學習金字塔模型理論，在教學過程中除了課堂以教師為主的授課外，更需要通過調(diào)動學生自主學習的動力，如討論、演講、報告等形式，化被動為主動，將零散知識點串聯(lián)、內(nèi)化為學生自己的知識結構、記憶圖譜。此外，通過課堂模擬操作、情境體驗的方式，將知識與工程應用結合起來，也是一種非常重要的提升學習效率的方式。

（二）教學方式的課堂設計方案

結合學習金字塔原理對消防工程學課程進行分析，為了讓學生掌握安全基礎知識，并與實踐緊密結合，將原本單一授課為主的課堂教學轉變?yōu)榘S富教學方式的學習過程。因此，將消防工程學滿堂教學中采取的教學方式分為三部分：信息認知（知識講解）、情景體驗（示例操作）、啟發(fā)思考。每種教學方式主要包括以下內(nèi)容：

1.信息認知

教師采用傳統(tǒng)的課堂授課方式，向學生講解課程知識，包括對當次課程新知識的講解、前期知識進行回顧，在此部分中，學生屬于被動學習的過程，主要從聽講、閱讀、視聽的認知途徑來獲取信息。這種教學方式能夠在較短時間內(nèi)向學習者系統(tǒng)地介紹大量的知識，適合學生在學習初期需要全面的了解知識點、建立知識框架。但是該類教學方式的學習保留率很低，因此需要其他方式加以鞏固。

2.情景體驗

教師在課堂中模擬消防工程課程中的典型示例、實踐場景，并能夠使學生有效參與到情景體驗過程中，在模擬情景中引導、教授學生應用安全知識。常見的情景體驗形式包括案例討論、演講報告、模擬場景操作等。在這種教學方式中，學習者屬于被動學習、主動學習相互融合的學習過程，通過情景操作能夠充分發(fā)揮學生個體的主動性、創(chuàng)造性，促進學生主動思考的能力。此外，能夠與授課知識相互呼應，鞏固被動學習的知識內(nèi)容，有效提升學習效率[4]。

3.啟發(fā)思考

教師在課堂教學結束前，可以結合本次、下一次課程的教學內(nèi)容，布置一些能啟發(fā)學生思考的問題，下次課堂再進行提問、考查。這種啟發(fā)式教學的基本方法，能夠有效調(diào)動學生積極性，主動去閱讀、查閱資料，并促使學生自動為下一次課堂知識做好鋪墊，相當于將學生主動帶入下次課堂教學的“信息認知”環(huán)節(jié)。啟發(fā)思考的具體方法也是多種多樣的，如布置課后作業(yè)、課后思考題，或進行課堂隨學隨練，培養(yǎng)學生形成良好的學習、復習、鞏固的認知習慣。

針對不同課程部分的知識結構，具體分配三種認知方式在滿堂教學中的比例，如對于概括介紹、理論性強的課程內(nèi)容部分，應當以信息認知為主，情景體驗、啟發(fā)思考為輔助;對于與實踐操作結合緊密、情景感強的授課內(nèi)容，以情境體驗、啟發(fā)思考為主，信息認知為輔。因此，在課堂教學中以充分發(fā)揮教師主導作用為基礎，改變單一的教學方式，積極培養(yǎng)學生的主體意識，營造學生為主體的課堂氛圍，誘發(fā)學生主動地認知行為，能夠激活學生已有的學習和社會經(jīng)驗，有效開展知識學習，達到課堂教學的知識技能與工程實踐的結合。

三、基于認知理論的課堂教學設計/教學內(nèi)容

（一）教學效率考查的原理內(nèi)容

教學效率是教學過程最主要的考查內(nèi)容。遺忘曲線描述了記憶效率隨著時間變化的基本規(guī)律。遺忘曲線由德國心理學家艾賓浩斯（H.Ebbinghaus）研究發(fā)現(xiàn)，描述了人類大腦對新事物遺忘的規(guī)律。人體大腦對新事物遺忘的循序漸進的直觀描述，人們可以從遺忘曲線中掌握遺忘規(guī)律并加以利用。具體如表1所示。

由表1可知，認知結束之后就是遺忘的開始，但是遺忘的速度并不是均勻的。最初遺忘速度很快，之后逐漸變慢。隨著時間的推移，遺忘的速度減慢，遺忘的數(shù)量也就減少。學習結束后如不抓緊復習，不足6天將會只剩下原來獲取認知信息的25%。當前艾賓浩斯遺忘曲線主要用來記憶英語單詞，但其功能遠不止這些。陳和恩等[5]經(jīng)過實踐認為通過重新調(diào)整課堂內(nèi)容和習題安排，實現(xiàn)將遺忘曲線理論與圖學教學計劃相結合，發(fā)現(xiàn)學生知識點掌握得比較牢固。因此，對課堂教學的時間節(jié)奏、課堂之間的連續(xù)性也可按照艾賓浩斯遺忘曲線來進行改革設計。

（二）教學效率的課堂設計方案

結合遺忘曲線原理對消防工程學課程進行分析，為了讓學習者更牢固地掌握基礎知識，可以結合學習者記憶規(guī)律對授課內(nèi)容時間占比、進行順序進行合理分布。因此，項目組對傳統(tǒng)課堂教學的授課結構進行如下改革嘗試：

1.傳統(tǒng)課堂教學

在傳統(tǒng)課堂教學中，滿堂教學時長為45分鐘，課堂教學結構為：通常開課大約3～5分鐘用來回顧上一次課的教學內(nèi)容并引出新課，課末大約3～5分鐘用來總結本次新授課程的內(nèi)容，其余大約35分鐘為本次授課部分。這樣多個課堂之間關聯(lián)較小，學生知識點瑣碎而繁多，如果做不到及時復習，學生就很難深刻掌握知識點，不符合消防工程學課程的實際特征。

改革后的課堂教學按照授課內(nèi)容不同，主要分為知識性、操作性教學兩類，其課堂授課結構的對比情況如表2所示。

2.知識傳授為主的課堂教學

對于知識學習為主的課程內(nèi)容，在課程開始時，大約用2分鐘來回顧第（n-2）次課的授課內(nèi)容，大約用3分鐘時間來回顧第（n-1）次課的授課內(nèi)容。本次課程授課實踐的35分鐘分為兩部分，30分鐘左右為教授本次課程內(nèi)容，另用5分鐘進行課堂討論。最后5分鐘用于總結本次新授課內(nèi)容與重點，并布置啟發(fā)思考題，或預習任務。

3.實踐操作為主的課堂教學

對于以實踐操作為主的學習內(nèi)容，在課程開始時同樣安排5分鐘左右復習前幾次課程要點內(nèi)容。本次課程授課實踐的35分鐘分為兩部分，5分鐘左右用于總結、梳理本次課程的核心知識點，另用30分鐘進行模擬情景體驗的教學活動。最后5分鐘用于總結本次新授課內(nèi)容與重點，并布置啟發(fā)思考題，或預習任務。

與傳統(tǒng)教學模式相比，通過調(diào)整開課回顧、課尾總結的少量時間，增加了學生在短時間內(nèi)的記憶重現(xiàn)、認知恢復的過程，使得學生在頭腦中不斷加深已學知識的烙印，基礎扎實后期才能運用自如。同時，課堂討論與啟發(fā)思考提高了學生主動學習的積極度、參與度，也提升了其對知識的理解深度。

教師利用遺忘曲線原理，在消防工程學課堂教學中充分利用有限時間不間斷、系統(tǒng)性地再現(xiàn)知識點，既能鞏固學生對已學知識的掌握程度，又有助于學生后半段課程的學習。最終，通過啟發(fā)式思考、測試練習等，促進學生知識的內(nèi)化。因此，通過合理安排消防工程學不同的教學方式、教學內(nèi)容結構，能提升學生學習的主動性，推動課堂教學“漸入佳境”、螺旋式推進、由表及里的深化過程[6]。

四、結論

消防工程學課程是相關安全工程專業(yè)的基礎課程，該課堂教學包含了燃燒學基本知識、建筑消防被動防護設計、建筑消防主動防護設計等方面內(nèi)容，知識點多且零散。本文結合學習金字塔、遺忘曲線兩項認知原理，對該課程的授課結構以及教學方式進行了積極探索。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉雙躍，劉天琪，吳情.“翻轉課堂”教學模式在安全工程專業(yè)課程中的應用探究[J].教育教學論壇，2017（11）：209-212.

[2] 馬海國，馬文倩.傳統(tǒng)教學模式分析及改革探討[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011（6）：129-130.

[3] 葉繼紅，郭健，石一民，等.首要教學原理在安全工程專業(yè)課堂教學中的應用與實踐[J].管理觀察，2015（29）：157-159.

[4] 王雪峰.引導發(fā)揮學生主動性 增強安全科學與工程導論課程教學效果[J].中國教育技術裝備， 2015（7）：90-91.

[5] 季桂起.探索培養(yǎng)高素質應用型人才的有效途徑[J].中國大學教學，2009（3）：62-64+56.

[6] 崔運靜，吳寶貴，石永軍，等.基于Ebbinghaus遺忘曲線的“持續(xù)學習”課堂教學模式[J].實驗技術與管理，2016（9）：166-168.

[責任編輯：劉鳳華]