郭慶彪，呂 鑫，趙興旺，高延平

（1.安徽理工大學(xué)空間信息與測(cè)繪工程學(xué)院，淮南 232001；2.黑龍江工程學(xué)院測(cè)繪工程學(xué)院，哈爾濱 150006）

精準(zhǔn)教學(xué)（Precision Instruction,PI）的概念最早由Ogden Lindsley提出，后經(jīng)與Skinner的學(xué)習(xí)理論結(jié)合，形成了精準(zhǔn)教學(xué)體系，其核心思想為定時(shí)記錄可直接觀察的學(xué)習(xí)行為頻次，并將其繪制成標(biāo)準(zhǔn)化圖表，依據(jù)圖表反映的行為頻次變化趨勢(shì)評(píng)判學(xué)習(xí)成效，并對(duì)教學(xué)方法與學(xué)習(xí)策略進(jìn)行有針對(duì)性的動(dòng)態(tài)調(diào)整[1-2]。傳統(tǒng)的精準(zhǔn)教學(xué)通常記錄行為頻次、反應(yīng)時(shí)間等評(píng)判指標(biāo)，存在記錄機(jī)械、片面，評(píng)價(jià)耗時(shí)、繁瑣的問(wèn)題。隨著智能時(shí)代大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等在教育領(lǐng)域的不斷滲透，日趨發(fā)展的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境積累了豐富的“數(shù)字足跡”（Digital Footprint），從而為精準(zhǔn)教學(xué)提供更為豐富、合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)參考，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的綜合視覺(jué)分析[3-4]。

2020年教育部、財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展改革委制定的《“雙一流”建設(shè)成效評(píng)價(jià)辦法（試行）》中指出，要“促進(jìn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展”，并“堅(jiān)持以立德樹(shù)人根本任務(wù)為內(nèi)涵建設(shè)牽引，聚焦人才培養(yǎng)、隊(duì)伍建設(shè)、科研貢獻(xiàn)與機(jī)制創(chuàng)新”[5]。高校教育中理論+實(shí)踐類(lèi)課程往往具有知識(shí)理論性強(qiáng)、實(shí)踐應(yīng)用性強(qiáng)、學(xué)科交叉性強(qiáng)，以及與工程實(shí)踐聯(lián)系性強(qiáng)的特點(diǎn)[6]。要完成理論+實(shí)踐類(lèi)課程的高質(zhì)量教學(xué)，傳統(tǒng)的教師主體、“一刀切”式的教學(xué)方式無(wú)法滿(mǎn)足。本研究在學(xué)習(xí)、借鑒已有精準(zhǔn)教學(xué)理論設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，從精準(zhǔn)教學(xué)的內(nèi)涵出發(fā)，利用多元大數(shù)據(jù)信息，以提升教學(xué)效果、促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)為目標(biāo)，針對(duì)理論+實(shí)踐類(lèi)課程進(jìn)行教學(xué)模式構(gòu)建設(shè)計(jì)。

1 大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)基礎(chǔ)

1.1 教學(xué)模式

2018年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，指出要“推動(dòng)學(xué)校教育教學(xué)變革，在數(shù)字校園的基礎(chǔ)上向智能校園演進(jìn)”“建立基于大數(shù)據(jù)的多維度綜合性智能評(píng)價(jià)，精準(zhǔn)評(píng)估教與學(xué)的績(jī)效，實(shí)現(xiàn)因材施教”[7]。差異化教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí)，體現(xiàn)了“因材施教”的本質(zhì)內(nèi)涵。教師根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)、興趣和風(fēng)格等特點(diǎn)，在整體性的基礎(chǔ)上，注重學(xué)生群體的不均衡性和個(gè)體差異性，靈活制定教學(xué)內(nèi)容，即差異化教學(xué)。學(xué)生依據(jù)自身愛(ài)好和特點(diǎn)，結(jié)合學(xué)習(xí)效果，自主決定學(xué)習(xí)深入程度和重點(diǎn)方向，掌握更適合自身的知識(shí)和技能，即個(gè)性化學(xué)習(xí)。教學(xué)實(shí)踐利用大數(shù)據(jù)，采用相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果精準(zhǔn)評(píng)估方法，從而實(shí)現(xiàn)教師的差異化教學(xué)和學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，稱(chēng)為“大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)”[4]。

差異化教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí)在傳統(tǒng)課堂難以精確開(kāi)展，需結(jié)合線上、線下和課余的教與學(xué)方式得以實(shí)現(xiàn)。這樣，在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中以培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)展開(kāi)基礎(chǔ)的、重點(diǎn)的共性教學(xué)，在互聯(lián)網(wǎng)等線上教學(xué)和課余輔導(dǎo)等輔助教學(xué)中，以學(xué)生特性為依據(jù)展開(kāi)因材施教的個(gè)性化補(bǔ)充教學(xué)，在時(shí)間和空間充分互補(bǔ)延伸中拓寬、加深教學(xué)效果。

1.2 數(shù)據(jù)支撐

大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)的數(shù)據(jù)參考是多領(lǐng)域、多渠道的信息集成，應(yīng)包括學(xué)生學(xué)習(xí)行為信息、學(xué)習(xí)成果信息和心理數(shù)據(jù)信息三大方面。其中，學(xué)習(xí)行為信息包括學(xué)生課堂準(zhǔn)時(shí)到課率、課后作業(yè)完成及時(shí)率、課下自主學(xué)習(xí)頻次，以及課余活動(dòng)偏好等。學(xué)習(xí)成果信息包括課內(nèi)外練習(xí)成績(jī)信息、單元檢測(cè)、期中期末考試成績(jī)信息、總體及分類(lèi)課程成績(jī)波動(dòng)信息、參與課內(nèi)外競(jìng)賽成果信息，以及學(xué)科、科研成果信息。心理數(shù)據(jù)信息包括學(xué)生心理測(cè)評(píng)信息、心理情景劇等相關(guān)活動(dòng)信息。多源信息集成形成學(xué)生的“信息庫(kù)”，見(jiàn)圖1。信息庫(kù)可基于學(xué)生個(gè)體、班級(jí)、年級(jí)和專(zhuān)業(yè)等進(jìn)行分類(lèi)集成，持續(xù)記錄學(xué)生多元化信息，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的歸納和演繹，使教師客觀、深入了解所教學(xué)生的群體特征與個(gè)體差異，為制定差異化精準(zhǔn)教學(xué)提供科學(xué)參考。

圖1 學(xué)生信息庫(kù)

2 教學(xué)模式構(gòu)建

信息技術(shù)支持下精準(zhǔn)教學(xué)的“精準(zhǔn)”二字，包含目標(biāo)精準(zhǔn)、問(wèn)題精準(zhǔn)和干預(yù)精準(zhǔn)，以此為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略的有效制定[8]。即利用大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行學(xué)情分析，生成學(xué)生群體、個(gè)體差異化精準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)；設(shè)計(jì)適配的教學(xué)活動(dòng)，并且記錄分析學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)與成效，發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題與潛在問(wèn)題；以精準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)和過(guò)程執(zhí)行成效為判別依據(jù)，及時(shí)有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整、干預(yù)。

2.1 理論環(huán)節(jié)教學(xué)模式

2020年教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，對(duì)于專(zhuān)業(yè)教育課程，要“深度挖掘提煉專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系中所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，科學(xué)合理拓展專(zhuān)業(yè)課程的廣度、深度和溫度”[9]?？茖W(xué)合理、行之有效的理論教學(xué)模式應(yīng)是準(zhǔn)備充分、有效開(kāi)展、及時(shí)調(diào)整、反思評(píng)價(jià)、提升改善的動(dòng)態(tài)循環(huán)精準(zhǔn)教學(xué)模式?；诖?，本研究設(shè)計(jì)了學(xué)情信息分析、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)、教學(xué)分析干預(yù)和教學(xué)評(píng)價(jià)反思四個(gè)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)教學(xué)模式，從課前到課中、課后，有效支撐教學(xué)模式的動(dòng)態(tài)循環(huán)，見(jiàn)圖2。

圖2 理論環(huán)節(jié)教學(xué)模式

學(xué)情信息分析是實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)性向精準(zhǔn)性轉(zhuǎn)換的有效參考。在開(kāi)課前對(duì)專(zhuān)業(yè)、班級(jí)和個(gè)人的信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析，形成學(xué)情診斷報(bào)告，為精準(zhǔn)教學(xué)設(shè)計(jì)提供科學(xué)參考。

教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)的具體體現(xiàn)。教師基于學(xué)情診斷報(bào)告，依據(jù)培養(yǎng)方案與教學(xué)大綱的總體教學(xué)目標(biāo)，拆分細(xì)化共性教學(xué)內(nèi)容與個(gè)性教學(xué)內(nèi)容。其中，共性教學(xué)內(nèi)容通過(guò)師生互動(dòng)性更強(qiáng)的傳統(tǒng)課堂完成教學(xué)，時(shí)刻掌握學(xué)生整體學(xué)習(xí)狀態(tài)、強(qiáng)化吸收效果；個(gè)性教學(xué)內(nèi)容應(yīng)滿(mǎn)足方向多元化、層次多元化、形式多樣化，以及信息前沿化的特征，充分利用各種開(kāi)放教育平臺(tái)和“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧課堂形式，以形成開(kāi)放、自由的時(shí)空無(wú)約束學(xué)習(xí)環(huán)境，滿(mǎn)足不同學(xué)生個(gè)體的個(gè)性化學(xué)習(xí)，同時(shí)生成豐富的行為數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)軌跡。教學(xué)分析干預(yù)是教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)有效開(kāi)展的控制手段，教學(xué)過(guò)程中應(yīng)持續(xù)進(jìn)行過(guò)程分析與評(píng)價(jià)，及時(shí)依據(jù)教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)波動(dòng)性調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，積極采取干預(yù)措施，做到基于目標(biāo)實(shí)施教學(xué)，在實(shí)施中不斷糾偏靠近目標(biāo)。

教學(xué)評(píng)價(jià)反思是精準(zhǔn)教學(xué)模式優(yōu)化更新的必要前提。評(píng)價(jià)和反思是教師與學(xué)生對(duì)自身與對(duì)方、對(duì)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行的回顧和思考，同時(shí)結(jié)合監(jiān)督管理人員的監(jiān)督結(jié)果與評(píng)價(jià)，進(jìn)行積極分享、交流反饋，從而驅(qū)動(dòng)教師優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)生提升學(xué)習(xí)能力。

2.2 實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式

理論+實(shí)踐類(lèi)課程，理論部分是基礎(chǔ)，實(shí)踐部分是在理論的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生進(jìn)行專(zhuān)業(yè)素質(zhì)與協(xié)作能力培養(yǎng)與訓(xùn)練的重要過(guò)程，要在理論中滲透實(shí)踐，在實(shí)踐中拓展理論。在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，更要注重推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)科教融合與產(chǎn)教融合，以提升學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、社會(huì)責(zé)任感和就業(yè)能力[10]。2018年，《教育部工業(yè)和信息化部中國(guó)工程院關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0的意見(jiàn)》中指出，要“全面落實(shí)‘學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)’的先進(jìn)理念，面向全體學(xué)生，關(guān)注學(xué)習(xí)成效”。開(kāi)展實(shí)踐環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)教學(xué)是兼顧“面向全體”和“關(guān)注成效”的有效措施，實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。

圖3 實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)模式

大數(shù)據(jù)與具體實(shí)踐環(huán)節(jié)的結(jié)合形式是其價(jià)值和功能的集中體現(xiàn)[11]。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)情信息分析是基于心理信息數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)等理論學(xué)情數(shù)據(jù)，匯集理論環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)效果反饋信息，統(tǒng)籌最新產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向信息而開(kāi)展的綜合分析，針對(duì)全員、部分和個(gè)別制定基礎(chǔ)性、提高性和創(chuàng)新性分級(jí)、分類(lèi)的實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃。

基于“大工程、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新”的工程教育理念，將實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)分為基礎(chǔ)通識(shí)實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)提升實(shí)踐和跨領(lǐng)域創(chuàng)新實(shí)踐三個(gè)級(jí)別?；A(chǔ)通識(shí)實(shí)踐面向全員主體，結(jié)合理論環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性實(shí)踐訓(xùn)練項(xiàng)目，此級(jí)別注重全員實(shí)操技能的學(xué)習(xí)成效。專(zhuān)業(yè)提升實(shí)踐面向部分主體、全員參與，設(shè)置綜合性、工程項(xiàng)目全周期模擬性實(shí)踐項(xiàng)目。依據(jù)學(xué)情分析結(jié)果劃分組別，讓部分帶動(dòng)全體，提供學(xué)生為中心主體的學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)解決復(fù)雜工程的能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)?？珙I(lǐng)域創(chuàng)新實(shí)踐面向個(gè)別主體、部分參與，設(shè)置產(chǎn)、學(xué)、研、用融合性實(shí)踐項(xiàng)目或校企合作項(xiàng)目。依據(jù)學(xué)情分析結(jié)果與專(zhuān)業(yè)提升實(shí)踐完成效果，挑選個(gè)別學(xué)生參與、倡導(dǎo)部分學(xué)生自主加入，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力與跨領(lǐng)域研學(xué)能力的培養(yǎng)。整個(gè)實(shí)踐過(guò)程充分體現(xiàn)“優(yōu)生帶動(dòng)、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、共同進(jìn)步”的學(xué)生主體學(xué)習(xí)環(huán)境。

為保證實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的有效開(kāi)展，要時(shí)刻注重教學(xué)分析干預(yù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、增強(qiáng)互動(dòng)、全面洞悉，并在過(guò)程分析與評(píng)價(jià)中及時(shí)干預(yù)反饋，動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與參與人員，依據(jù)目標(biāo)與效果進(jìn)行合理決策。

教學(xué)評(píng)價(jià)反思仍是基于教師、學(xué)生及監(jiān)督人員的綜合反饋機(jī)制。在理論教學(xué)評(píng)價(jià)反思的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)中理論與實(shí)踐的融合性、實(shí)踐項(xiàng)目與專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的契合性，以及項(xiàng)目分類(lèi)、分級(jí)設(shè)置的合理性展開(kāi)切實(shí)評(píng)價(jià)；學(xué)生應(yīng)對(duì)理論學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)踐操作的支撐度、實(shí)踐項(xiàng)目分級(jí)參與的完成度進(jìn)行事實(shí)總結(jié)?；谝陨显u(píng)價(jià)總結(jié)，結(jié)合監(jiān)督管理方面的意見(jiàn)建議，形成理論+實(shí)踐的完整評(píng)價(jià)材料，并作用于后續(xù)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的效果提升。

2.3 理論+實(shí)踐融合機(jī)制

保證理論+實(shí)踐類(lèi)課程的教學(xué)效果，有幾點(diǎn)困難需要克服。一是課程設(shè)置時(shí)間，可采取理論先行、實(shí)踐緊隨其后，或者理論與實(shí)踐交叉開(kāi)展的課程設(shè)置方式，避免二者相距過(guò)遠(yuǎn)導(dǎo)致學(xué)生遺忘理論內(nèi)容而影響實(shí)踐教學(xué)效果。二是課程設(shè)置設(shè)計(jì)，要注重理論環(huán)節(jié)的實(shí)踐引導(dǎo)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的理論滲透，不能將二者人為分割，要注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的系統(tǒng)性認(rèn)知能力。三是課程設(shè)置效果，要形成理論基礎(chǔ)——專(zhuān)業(yè)實(shí)踐——理論研究——實(shí)踐轉(zhuǎn)化的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，見(jiàn)圖4，遵循由淺入深、由泛到專(zhuān)、循序漸進(jìn)的教學(xué)過(guò)程，鍛煉學(xué)生運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的技能，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)定、求實(shí)的鉆研精神。

圖4 理論+實(shí)踐融合機(jī)制

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今時(shí)代，國(guó)家發(fā)展對(duì)科學(xué)知識(shí)和優(yōu)秀人才的迫切需求前所未有，高等教育的質(zhì)量和效益增長(zhǎng)，以及內(nèi)涵式發(fā)展是順應(yīng)時(shí)代需求的發(fā)展方向和正確路徑。優(yōu)化教學(xué)體系、促進(jìn)教學(xué)改革，是高校肩負(fù)起立德樹(shù)人責(zé)任的核心使命。理論+實(shí)踐類(lèi)課程，是培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素質(zhì)能力、創(chuàng)新綜合能力，以及思考問(wèn)題與解決問(wèn)題能力的理論聯(lián)系實(shí)際性綜合課程，科學(xué)探索、制定、改進(jìn)該類(lèi)課程教學(xué)體系，對(duì)培養(yǎng)新時(shí)代需求的綜合性人才至關(guān)重要。