陸卓群

【摘 要】地方本科院校非能源類專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)少學(xué)時(shí)《傳熱學(xué)》課程時(shí)存在基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)積極性較差的問(wèn)題，而課程以往的教學(xué)設(shè)計(jì)未能考慮學(xué)生實(shí)際能力素質(zhì)水平，考核模式也較為松散，教學(xué)效果較差。本研究針對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)的特點(diǎn)，篩選和組織了教學(xué)內(nèi)容，采取傳統(tǒng)教學(xué)與實(shí)踐學(xué)習(xí)相結(jié)合的方法，并實(shí)施了全過(guò)程考核模式。改革初步實(shí)證結(jié)果表明，新的考核模式能較為真實(shí)全面反映學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果，實(shí)踐大作業(yè)也能作為學(xué)生階段性學(xué)習(xí)效果的反饋依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】地方高校；教學(xué)設(shè)計(jì)；過(guò)程考核；實(shí)踐性學(xué)習(xí)；實(shí)證研究

中圖分類號(hào)： G434；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）27-0118-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.053

【Abstract】The students of non-energy category majors in local undergraduate colleges show problems as weak knowledge base and low learning enthusiasm when learning Heat Transfer with less teaching hours.And the previous teaching design fail to consider their actual ability level，combining with the inattentive assessment mode，which causes poor teaching results.Therefore，this study focused in the major features of the material forming and control engineering， selected and re-organized the necessary teaching content，applied the combined mode of traditional teaching and experiential learning，as well as the whole process assessment mode.The current empirical results show that the new assessment mode could reflect the students actual overall learning results，and the practical assignments could act as the feedback of their periodical learning results.

【Key words】Local college；Teaching design；Whole process assessment；Experiential learning；Empirical study

1 教學(xué)改革前存在的問(wèn)題

《傳熱學(xué)》作為研究由溫差引起的自發(fā)傳熱現(xiàn)象的基礎(chǔ)理論課程，除能源動(dòng)力領(lǐng)域外，在材料冶金、機(jī)械制造、化工制藥、建筑工程等領(lǐng)域也都具有大量工程應(yīng)用，因此對(duì)地方本科院校非能源類專業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)也十分重要。以湖南人文科技學(xué)院材料成型與控制工程專業(yè)為例，少學(xué)時(shí)《傳熱學(xué)》課程共32課時(shí)，而學(xué)生除在大學(xué)一年級(jí)學(xué)習(xí)過(guò)《高等數(shù)學(xué)》和《大學(xué)物理》后，并未學(xué)習(xí)《工程熱力學(xué)》《流體力學(xué)》等熱工基礎(chǔ)課程，因此學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，學(xué)習(xí)起點(diǎn)較低。本研究對(duì)14級(jí)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于課程學(xué)習(xí)積極性較差，最終未達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。原因首先在于所采取的講授型教學(xué)方法較為落后，且教學(xué)設(shè)計(jì)未能綜合考慮學(xué)生實(shí)際能力素質(zhì)水平；其次目前的松散型考核模式雖然能夠區(qū)分不同層次的學(xué)生特征，但平時(shí)總成績(jī)與期末卷面分存在顯著的統(tǒng)計(jì)性差異，因此未能客觀反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況。改革前《傳熱學(xué)》考核模式如表1所示，課程考核結(jié)果分層特征如表2所示。為此，本研究從課程教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施和教學(xué)評(píng)價(jià)三方面的問(wèn)題著手，設(shè)計(jì)了針對(duì)性的教學(xué)改革方案。

2 少學(xué)時(shí)《傳熱學(xué)》課程教學(xué)改革方案

2.1 針對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)需求重新選擇教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

我校材控專業(yè)培養(yǎng)掌握金屬材料成型、焊接、材料熱處理、模具設(shè)計(jì)及制造的理論、技術(shù)、工藝和相關(guān)設(shè)備操作，面向新材料、先進(jìn)制造等行業(yè)的應(yīng)用型人才，因此學(xué)生應(yīng)側(cè)重于對(duì)《傳熱學(xué)》中熱傳導(dǎo)理論和傳熱過(guò)程分析內(nèi)容的深入學(xué)習(xí)，而對(duì)于對(duì)流換熱和輻射換熱理論的知識(shí)要求不高，也不需要學(xué)習(xí)換熱器的相關(guān)知識(shí)。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)刪除與專業(yè)培養(yǎng)需求關(guān)聯(lián)性不大的教學(xué)內(nèi)容，并增加需著重掌握的知識(shí)的課時(shí)占比和研究深度，提高課程教學(xué)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的契合度。經(jīng)調(diào)整后的教學(xué)內(nèi)容如表3所示。

同時(shí)，需要針對(duì)學(xué)生薄弱的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相應(yīng)設(shè)計(jì)教學(xué)起點(diǎn)，在教學(xué)過(guò)程中減少對(duì)抽象理論的推導(dǎo)，增加與專業(yè)實(shí)踐相關(guān)的工程案例，促進(jìn)學(xué)生將《傳熱學(xué)》知識(shí)在其他專業(yè)課中進(jìn)行遷移，如以合金不同鑄造和凝固成型過(guò)程為例講解傳熱過(guò)程的區(qū)別及對(duì)鑄件性能的影響，以材料熱處理四大工藝為例講解非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的特征和計(jì)算等等。

選擇教學(xué)方法時(shí)，也需要在考慮教學(xué)課時(shí)限制的基礎(chǔ)上著重改進(jìn)材控學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)策略，因此宜采用傳統(tǒng)講授式教學(xué)與實(shí)踐學(xué)習(xí)專題相結(jié)合的模式，一方面保證對(duì)課程基礎(chǔ)概念與核心方法進(jìn)行完整教授，另一方面將課程中與工程實(shí)際或科學(xué)實(shí)驗(yàn)聯(lián)系緊密的內(nèi)容設(shè)計(jì)為研究性學(xué)習(xí)任務(wù)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生課上及課下自主學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)參與度。經(jīng)改革，課程在保留2個(gè)原課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，共設(shè)置了以下6個(gè)多形式的實(shí)踐學(xué)習(xí)專題如表4所示。

2.2 構(gòu)建全過(guò)程定量考核的教學(xué)實(shí)施和評(píng)價(jià)體系

在保留原方案中課堂出勤考核和課后習(xí)題作業(yè)考核基礎(chǔ)上，增加過(guò)程考核的權(quán)重，以增強(qiáng)學(xué)生的過(guò)程學(xué)習(xí)意識(shí)；并將原方案中的課堂表現(xiàn)單列為彈性項(xiàng)，計(jì)入平時(shí)總成績(jī)，該項(xiàng)主要以階段性習(xí)題課抽答和總復(fù)習(xí)課搶答的形式，以提高學(xué)生課堂互動(dòng)參與度。將硬性評(píng)分和彈性評(píng)分相結(jié)合，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和積極性。改革后的課程考核模式如表5所示。表中特別注明了各項(xiàng)考核應(yīng)側(cè)重的知識(shí)維度（為保持表格簡(jiǎn)潔，各考核中與知識(shí)維度對(duì)應(yīng)的認(rèn)知過(guò)程未予以標(biāo)明，實(shí)際中應(yīng)根據(jù)具體教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行明確），以確保教學(xué)的實(shí)施和評(píng)價(jià)與課程教學(xué)目標(biāo)保持一致性。

應(yīng)注意的是，由學(xué)生課后習(xí)題和實(shí)踐大作業(yè)完成情況中所反饋的學(xué)習(xí)問(wèn)題，需及時(shí)通過(guò)合適渠道進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)和改進(jìn)；而且為了確保過(guò)程考核正確區(qū)分和評(píng)價(jià)學(xué)生的特定認(rèn)知過(guò)程，需要為每項(xiàng)考核制定定量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。特別是對(duì)于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案的開放性實(shí)踐大作業(yè)，需要事先限定答題范圍，指定作答必須涵蓋的要點(diǎn)，這就要求教師在命題階段在題干中做出合適引導(dǎo)。

3 教學(xué)改革初步效果

基于專業(yè)課學(xué)生的樣本特征和專業(yè)課程的目標(biāo)參照性考試性質(zhì)，本研究采用非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)少學(xué)時(shí)《傳熱學(xué)》的教學(xué)改革效果進(jìn)行分析[2-3]。課程改革前后材控專業(yè)兩個(gè)年級(jí)（分別為14級(jí)和16級(jí)）平時(shí)總成績(jī)、期末卷面分和課程總評(píng)分的分布描述性指標(biāo)如表6所示，16級(jí)6次實(shí)踐作業(yè)成績(jī)的分布描述性指標(biāo)如表7所示。

3.1 通過(guò)教學(xué)改革得以改善的問(wèn)題

3.1.1 改革后的過(guò)程考核具有較高可靠度和區(qū)分度。

由表6可知，改革后學(xué)生平時(shí)總成績(jī)中位數(shù)與其他兩種成績(jī)的相對(duì)誤差較改革前均有所降低，表明三種成績(jī)的統(tǒng)計(jì)性差異有所減小。對(duì)比之下，改革前的平時(shí)成績(jī)分布過(guò)于集中，缺乏合理的區(qū)分度；而改革后的平時(shí)成績(jī)分布則具有更合理的峰度和偏度。同時(shí)，改革后平時(shí)總成績(jī)與期末卷面分的峰度相對(duì)誤差較小，可認(rèn)為兩者對(duì)于學(xué)生層次的區(qū)分度統(tǒng)計(jì)性差異不大。另外，雖然改革前后的三種成績(jī)樣本在進(jìn)行曼-惠特尼U檢驗(yàn)時(shí)都顯示出統(tǒng)計(jì)性差異，但改革后的三對(duì)樣本平均秩相對(duì)誤差都有所減少，其中“平時(shí)總成績(jī)-課程總評(píng)分”樣本對(duì)的相對(duì)誤差下降幅度最大，表明新的過(guò)程考核模式對(duì)于反映學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)效果的可靠性較改革前得到了較大提升。

3.1.2 實(shí)踐大作業(yè)能作為考察學(xué)生階段性學(xué)習(xí)效果的依據(jù)。由表7可知，改革后的6次階段性實(shí)踐大作業(yè)成績(jī)的中位數(shù)、偏度、峰度變化趨勢(shì)基本相同。而獨(dú)立完成作業(yè)的學(xué)生成績(jī)中位數(shù)處于中等水平，變化絕對(duì)值不超過(guò)15分，表明學(xué)生在課程學(xué)習(xí)全程都投入了一定精力。中位數(shù)在學(xué)期中段的降低趨勢(shì)，及時(shí)給出了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果下降的反饋信息；而最后兩次作業(yè)成績(jī)中位數(shù)的重新提高，則反映教師進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)后學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果的提升。

3.2 改革的不足及后續(xù)改革建議

3.2.1 改革未能改變材控學(xué)生對(duì)待終結(jié)性考核的不良心態(tài)。對(duì)表6的分析可知，無(wú)論改革前后，學(xué)生期末卷面分都普遍低于平時(shí)總成績(jī)，且該兩對(duì)樣本平均秩的相對(duì)誤差都較大，表明期末卷面都出現(xiàn)了較大的異常。對(duì)答卷的具體分析可知，兩個(gè)年級(jí)學(xué)生在答題時(shí)存在以下共性問(wèn)題：空題現(xiàn)象普遍、作答不著邊際、背誦教材和作業(yè)現(xiàn)成內(nèi)容或步驟?？梢?，雖然教學(xué)改革加強(qiáng)了學(xué)生的過(guò)程學(xué)習(xí)意識(shí)和投入程度，但仍未改變其不重視期末復(fù)習(xí)的心態(tài)，出現(xiàn)這一問(wèn)題的本質(zhì)原因在于材控學(xué)生未足夠重視《傳熱學(xué)》課程，因此后續(xù)改革需要從課堂授課、專業(yè)導(dǎo)論和學(xué)業(yè)規(guī)劃指導(dǎo)等多個(gè)方面強(qiáng)調(diào)課程重要性，并從整體上糾正專業(yè)的學(xué)風(fēng)問(wèn)題。

3.2.2 改革未能有效提高學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)效率。改革后材控學(xué)生對(duì)于習(xí)題課抽答和總復(fù)習(xí)搶答環(huán)節(jié)的參與率均較低（僅為22.54%），且學(xué)生課后習(xí)題作業(yè)和實(shí)踐大作業(yè)的抄襲現(xiàn)象都較嚴(yán)重，完成效果普遍較差，得分普遍不高。因此，后續(xù)改革需要針對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)效率，進(jìn)一步改進(jìn)課程的教學(xué)實(shí)施方法。

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