向超群, 成 庶, 伍 珣
(中南大學 交通運輸工程學院, 長沙 410075)
隨著我國軌道交通建設的快速發(fā)展及裝備國產(chǎn)化程度的不斷提升,預計到2025年全國鐵路建設系統(tǒng)需要人才約5萬人,其中工程技術應用性人才和高技能型人才約3萬人,高鐵和城市軌道交通研發(fā)、設計、生產(chǎn)、運營及維護預計需要各類技術人才約30萬人,在新工科背景下,科技創(chuàng)新能力成為工科畢業(yè)生必備素質之一,相應的教師更應掌握多樣化的教育方法[1-2]。本文以“電力電子技術基礎”這門課近幾學期的教學過程為對象,深入分析在教學改革過程中遇到的問題和學生、教育領域專家的反饋,探討因疫情采取的線上教學所面臨的各種問題,進而探索面向復雜工程問題的新教學模式,以適應我國軌道交通行業(yè)發(fā)展對人才的戰(zhàn)略需求。
在本學期基于ZOOM/騰訊會議等軟件的網(wǎng)課教學過程中,逐步向以學生為中心的教學轉變,鼓勵課堂上更多地出現(xiàn)多向的交流,讓學生主導學習進程,對他們覺得難懂的部分才進行充分的集體討論,雖然有時課堂會有點過于“熱鬧”,教學進程也會滯后,但思維激烈的碰撞,讓學生和教師在思考和討論的過程中,建立并完善符合各自思維習慣的知識構架[3],從課后思考題的完成情況來看,學生對知識的理解遠遠高于預期。這部分的調整在后面的案例分析中,也得到了充分的驗證。
以往在教室開展以學生為中心的教學方法相對比較容易實現(xiàn),通過讓學生上臺講解、分組討論等方法都可以簡單快捷地激發(fā)學生的思考,并從中觀察出學生的知識盲區(qū),進行針對性的教授。但是,在以網(wǎng)絡為媒介的虛擬課堂上,考慮到網(wǎng)絡速度、課程軟件功能等條件的制約,很難高效地組織這類活動。因此有意增加對學生知識掌握情況的反饋調查,利用有限的網(wǎng)絡課堂條件,盡可能高效實施學生為中心的教學方法。
在教學方案的動態(tài)調整上:利用微信的發(fā)起投票等功能,精心設計能綜合反映學生對知識點掌握情況的小問題,通過社交媒體或者網(wǎng)站發(fā)布,請同學們利用課余的碎片時間,收集知識掌握程度的回饋信息,然后動態(tài)地調整下一次課程的教學重點;
在課堂教學過程中:利用zoom的分組功能,在課堂上將不同知識點分配給不同分組,通過觀察不同組同學之間的相互講解和提問,定位學生學習過程中的難點和疑惑,并實時地進行解答和引導;
在課后的學習中:時不時在課程學習群里,通過有獎問答的形式,提出一些思考題,鼓勵和確保同學在一周的大部分時間內(nèi),每天都能對相關的知識產(chǎn)生5-10分鐘的思考。這樣有助于保持同學們對于某一門課程的學習狀態(tài),同時也不至于因為假期、活動等外部因素打亂學習的節(jié)奏。
學習的過程不強求學生硬記具體的定義、方程和定律,而是通過問題引導學生去分析思考,在分析過程中,深入體驗電流、電壓的變化,然后回顧所學知識,建立真實現(xiàn)象與抽象理論的聯(lián)接,對自己的思路進行實踐,從而達到對知識更深層次的理解,去理解原理機制并解決問題[4-5]。從記憶事實的層面不斷向上攀登,達到應用,乃至創(chuàng)新的層面。
在這樣的過程中,問題的設計非常重要。太易,沒挑戰(zhàn),無法引起學生對知識開展思考;太難,挑戰(zhàn)過頭,會使學生的信心和興趣遭受雙重打擊,也無法引發(fā)學生對知識的思考。所以,對于引導的問題,不再采用教師提問,學生回答的簡單方式,而是采取拋出問題和給出答案的選項,讓學生進行投票,通過投票活動,降低參與難度,增加學生的參與感和成就感。如果問題過于簡單,大家輕松獲得統(tǒng)一答案,可以活躍課堂氛圍;如果問題有挑戰(zhàn),或者太難,會出現(xiàn)不同意見,然后利用不同的答案,引發(fā)大家討論,提高學生的思考深度。在此過程中,教師仔細傾聽同學們的討論,理解同學們學習中的盲區(qū),動態(tài)調整教學重點。還可利用問題,引發(fā)同學對之前學習的內(nèi)容(甚至不是本課程,而是相關學科的知識點)進行回顧,建立知識點之間的聯(lián)結,對于提高同學們運用知識的能力很有幫助。
當課堂被轉移到網(wǎng)絡平臺上后,對學生的觀察、對問題的解釋都不那么直觀了,特別是人數(shù)超過30人的課堂,視頻已經(jīng)非常卡頓,幾乎無法獲得學生學習狀態(tài)的反饋信息,這對于實踐問題導向的教學方法是巨大的阻礙。
通過一個學期的“電力電子技術基礎”的線上教學實踐,主要通過以下措施來確保線上的問題導向教學方法的實施:①通過提前布置任務的方式,讓同學們預先定位自己的問題,提高課堂時間利用率;②在課堂上,要求有問題的同學打開視頻,這樣,全班同學可以觀看教師和同學關于某一個問題的討論全過程,一方面,可實時獲取學生對教師的解答的反應,從而動態(tài)調整解答過程,由淺入深地用一個個的問題引導學生深入理解;另一方面,通過討論的過程展示,解決其他同學的同類問題,并引發(fā)他們更深入的思考。
為了進一步優(yōu)化“電力電子技術基礎”的教學效果,近幾學期在課堂教學方案上進行了重點優(yōu)化,特別是對課前及課后的教學工作進行了優(yōu)化設計,方案如圖1所示。
圖1 改進后的課堂教學方案
以往課前預習全靠學生自發(fā)開展,現(xiàn)在通過給出學習任務清單、自學輔助材料,并以討論的方式,吸引和促使學生養(yǎng)成課前預習的習慣,同時,課前討論采取社交媒體軟件非實時聊天的形式開展,充分利用學生的碎片時間。課后每隔一段時間新增反饋調查環(huán)節(jié),通過學生反饋實時優(yōu)化課堂教學方法。此外,在課堂講授前,提出小問題來開始一堂課程的講授,可以更好地吸引學生注意力,并引導學生的注意力重點,講授完成后,進行問題的討論和學生的解決方案展示,提高學生的學習興趣和表達能力。雖然增加了不少環(huán)節(jié),但是課前的準備可以大大縮短講授的過程,因此,課堂整體時長可以基本保持不變,不影響整體教學進度的推進。
由于疫情,與學生的交互主要通過社交媒體的圖片編輯、語音、視頻等實現(xiàn),還能最大限度地進行一些疑難問題的解答,而且有一個好處是留下的記錄,在復習時方便查閱,如圖2所示。當然,同學們更傾向于單獨與教師進行交流,而不是在課堂上直接拋出問題。課后曾與一些同學關于這個現(xiàn)象進行過交流,大部分同學都害怕自己的問題過于簡單,耽誤課堂時間。為此,在課余時間,不時地在學習群組里面由教師拋出一兩個小思考題,既可以激發(fā)同學們的思考,也可提醒那些課堂上有問題忘了問或者不敢問的同學,通過私信的方式交流,進一步的實現(xiàn)以學生為中心的差異化教學。
圖2 與學生課后交流的部分截圖
通過匿名問卷調查,對某教學班的14位留學生進行了反饋調查,如圖3所示,調查包含如下五個問題,其中有12位同學反饋了對這些問題的看法。
問題包括:①你覺得這門課哪方面進行得比較順利?②你覺得你達到了課程目標了嗎?你有什么證據(jù)證明?③你覺得課程中有哪些方面可以做得更好?為什么?④這節(jié)課的關鍵概念/關鍵詞匯是什么?你懂嗎?你怎么查到的?⑤你認為這堂課和其他課相比互動性如何?
對于第一個問題,出現(xiàn)最多的反饋是對教師隨時回答學生提問的贊同,因為采取問題導向的教學方法,在課堂上與學生的問答互動較多,學生對于這種方式的認可度較高,一共有7位同學明確提出了對問題導向的方式的贊同。
對于第二個問題,有2位同學表示課程尚未完結,無法全面衡量這個問題,有1位同學表示不完全能達到課程目標,有9位同學認為自己可以很好達到課程目標。其中有1位同學的回答很有啟發(fā)意義,他提到如果他沒有先修課程的基礎的話,只能掌握45%-50%的內(nèi)容,但是因為他有,他可以完成75%-80%的課程目標,說明本學期的教學雖然在問題導向方面進行得不錯,但是在以學生為中心的方面,還忽略了學生基礎知識背景的差異,因此,沒能全面照顧到班上所有同學,在接下來的教學中將對這方面進行優(yōu)化。
對于第三個問題,反饋比較多元化,4位同學認為沒有什么需要改進的,5位同學提到網(wǎng)絡課程對于師生的交流還是有限制,其中1位同學甚至提到,因為擔心提問無法被教師聽清楚而放棄提問。1位同學提到希望課程的推進速度慢一點。2位同學提到的具體的知識點,覺得這些知識點如果能用動畫的形式展現(xiàn)將會更有助于他們理解。綜合分析,網(wǎng)絡教學確實對實時以學生為中心的問題導向教學帶來了一些阻礙,但是應該可以通過豐富多樣的網(wǎng)絡資源和工具,克服這些難題,這也將成為接下來需要大力改進的一個方面。
對于第四和第五個問題,同學們一致認為對于本課程的關鍵概念和關鍵詞有較好地理解,課程的互動也非常好,這歸功于這次教學在以學生為中心和以問題導向的教學方法的調整上,明顯比上一屆學生對于這兩個問題的反饋要好。
圖3 學生期末反饋調查截圖
本學期的教學過程還得到學校教學發(fā)展中心的大力支持,聘請了同行專家為教師們提供全程指導,通過線下面授、線上交流以及將課程視頻發(fā)給同行專家分析等方法,讓同行專家對于教師的英文授課情況深入了解,并提出了寶貴意見。針對作者負責的“電力電子技術基礎”這門課,專家給出了寶貴建議,如圖4所示,并針對他的建議與教師進行了多次深入交流??傮w來說,同行專家對于以學生為中心以問題為導向的教學嘗試是認同的,但也指出了在執(zhí)行過程中存在的一些不足,比如:在引導同學提問的時候,應更詳細地提供相關知識點,幫助同學們回憶剛才沒學透的點,而不是簡單的問同學們是否沒聽懂;此外,還應該更多更熟練地利用網(wǎng)絡資源來開展線上教學的分組討論等環(huán)節(jié),從而彌補無法面對面交流而帶來的一些障礙。
圖4 同行反饋及交流截圖
在這次教學方法的優(yōu)化過程中,還發(fā)現(xiàn)了以下問題,尚待進一步的尋找解決方法。
不同語言水平帶來的問題:由于班級中存在來自世界各地的學生,其語言能力、知識背景差異較大,很難用一套教學方案照顧到所有的學習個體。目前是通過課余的單獨交流,來補償課堂教學無法全面覆蓋的問題。
交互式學習與課時受限之間的矛盾:交互式學習的效果毋容置疑,但是卻相對耗時,難以控制教學進度的推進,如何在交互自由度以及課時之間做好平衡是下一階段教學方案持續(xù)優(yōu)化的重點之一。
網(wǎng)絡問題帶來的不確定性:網(wǎng)絡不穩(wěn)定和速度限制對在線教學的效果影響巨大,特別是對于人數(shù)較多的大課堂,很難保證教師對學生參與度的時刻關注,也不容易實現(xiàn)基于學生反應實時調整教學的目的。
通過這次以學生為中心的基于問題導向的在線英文教學方法改進的實踐,推進了教師與學生課堂角色的改變,同時輔之以教學方案的優(yōu)化,取得了較好的教學效果。但實施這樣的教學方案,對教師提出了更高的要求,也遇到了一些諸如學生知識背景不均衡、開放式交流時長難控制、網(wǎng)絡故障等問題,希望能在下一階段的教學實踐中找到好的解決方案,充分利用好網(wǎng)絡教學的各種資源和優(yōu)勢,確保教學質量的進一步提升。
此外,通過反饋調查,讓教師更好地掌握了教學方法調整所帶來的改變,以及尚存的不足,也給了教師明確的改進目標,教學反饋調查本身也是一種有利于以學生為中心的教學手段,希望能夠得到廣泛而真實的推廣。