向超群， 成 庶， 伍 珣

(中南大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院， 長沙 410075)

隨著我國軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展及裝備國產(chǎn)化程度的不斷提升，預(yù)計到2025年全國鐵路建設(shè)系統(tǒng)需要人才約5萬人，其中工程技術(shù)應(yīng)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(shè)計、生產(chǎn)、運營及維護(hù)預(yù)計需要各類技術(shù)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(zhì)之一，相應(yīng)的教師更應(yīng)掌握多樣化的教育方法[1-2]。本文以“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”這門課近幾學(xué)期的教學(xué)過程為對象，深入分析在教學(xué)改革過程中遇到的問題和學(xué)生、教育領(lǐng)域?qū)＜业姆答?，探討因疫情采取的線上教學(xué)所面臨的各種問題，進(jìn)而探索面向復(fù)雜工程問題的新教學(xué)模式，以適應(yīng)我國軌道交通行業(yè)發(fā)展對人才的戰(zhàn)略需求。

1 以學(xué)生為中心的教學(xué)方法改進(jìn)

在本學(xué)期基于ZOOM/騰訊會議等軟件的網(wǎng)課教學(xué)過程中，逐步向以學(xué)生為中心的教學(xué)轉(zhuǎn)變，鼓勵課堂上更多地出現(xiàn)多向的交流，讓學(xué)生主導(dǎo)學(xué)習(xí)進(jìn)程，對他們覺得難懂的部分才進(jìn)行充分的集體討論，雖然有時課堂會有點過于“熱鬧”，教學(xué)進(jìn)程也會滯后，但思維激烈的碰撞，讓學(xué)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(xí)慣的知識構(gòu)架[3]，從課后思考題的完成情況來看，學(xué)生對知識的理解遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期。這部分的調(diào)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(xué)生為中心的教學(xué)方法相對比較容易實現(xiàn)，通過讓學(xué)生上臺講解、分組討論等方法都可以簡單快捷地激發(fā)學(xué)生的思考，并從中觀察出學(xué)生的知識盲區(qū)，進(jìn)行針對性的教授。但是，在以網(wǎng)絡(luò)為媒介的虛擬課堂上，考慮到網(wǎng)絡(luò)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(xué)生知識掌握情況的反饋調(diào)查，利用有限的網(wǎng)絡(luò)課堂條件，盡可能高效實施學(xué)生為中心的教學(xué)方法。

在教學(xué)方案的動態(tài)調(diào)整上：利用微信的發(fā)起投票等功能，精心設(shè)計能綜合反映學(xué)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(xué)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(diào)整下一次課程的教學(xué)重點；

在課堂教學(xué)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(xué)之間的相互講解和提問，定位學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的難點和疑惑，并實時地進(jìn)行解答和引導(dǎo)；

在課后的學(xué)習(xí)中：時不時在課程學(xué)習(xí)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(xué)在一周的大部分時間內(nèi)，每天都能對相關(guān)的知識產(chǎn)生5-10分鐘的思考。這樣有助于保持同學(xué)們對于某一門課程的學(xué)習(xí)狀態(tài)，同時也不至于因為假期、活動等外部因素打亂學(xué)習(xí)的節(jié)奏。

2 以問題為導(dǎo)向的教學(xué)改進(jìn)

學(xué)習(xí)的過程不強求學(xué)生硬記具體的定義、方程和定律，而是通過問題引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(jìn)行實踐，從而達(dá)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(dá)到應(yīng)用，乃至創(chuàng)新的層面。

在這樣的過程中，問題的設(shè)計非常重要。太易，沒挑戰(zhàn)，無法引起學(xué)生對知識開展思考；太難，挑戰(zhàn)過頭，會使學(xué)生的信心和興趣遭受雙重打擊，也無法引發(fā)學(xué)生對知識的思考。所以，對于引導(dǎo)的問題，不再采用教師提問，學(xué)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(xué)生進(jìn)行投票，通過投票活動，降低參與難度，增加學(xué)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(xué)生的思考深度。在此過程中，教師仔細(xì)傾聽同學(xué)們的討論，理解同學(xué)們學(xué)習(xí)中的盲區(qū)，動態(tài)調(diào)整教學(xué)重點。還可利用問題，引發(fā)同學(xué)對之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容(甚至不是本課程，而是相關(guān)學(xué)科的知識點)進(jìn)行回顧，建立知識點之間的聯(lián)結(jié)，對于提高同學(xué)們運用知識的能力很有幫助。

當(dāng)課堂被轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)平臺上后，對學(xué)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?？D，幾乎無法獲得學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的反饋信息，這對于實踐問題導(dǎo)向的教學(xué)方法是巨大的阻礙。

通過一個學(xué)期的“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”的線上教學(xué)實踐，主要通過以下措施來確保線上的問題導(dǎo)向教學(xué)方法的實施：①通過提前布置任務(wù)的方式，讓同學(xué)們預(yù)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(xué)打開視頻，這樣，全班同學(xué)可以觀看教師和同學(xué)關(guān)于某一個問題的討論全過程，一方面，可實時獲取學(xué)生對教師的解答的反應(yīng)，從而動態(tài)調(diào)整解答過程，由淺入深地用一個個的問題引導(dǎo)學(xué)生深入理解；另一方面，通過討論的過程展示，解決其他同學(xué)的同類問題，并引發(fā)他們更深入的思考。

3 課堂教學(xué)方案的改進(jìn)

為了進(jìn)一步優(yōu)化“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”的教學(xué)效果，近幾學(xué)期在課堂教學(xué)方案上進(jìn)行了重點優(yōu)化，特別是對課前及課后的教學(xué)工作進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，方案如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后的課堂教學(xué)方案

以往課前預(yù)習(xí)全靠學(xué)生自發(fā)開展，現(xiàn)在通過給出學(xué)習(xí)任務(wù)清單、自學(xué)輔助材料，并以討論的方式，吸引和促使學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)的習(xí)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(xué)生的碎片時間。課后每隔一段時間新增反饋調(diào)查環(huán)節(jié)，通過學(xué)生反饋實時優(yōu)化課堂教學(xué)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(xué)生注意力，并引導(dǎo)學(xué)生的注意力重點，講授完成后，進(jìn)行問題的討論和學(xué)生的解決方案展示，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和表達(dá)能力。雖然增加了不少環(huán)節(jié)，但是課前的準(zhǔn)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(xué)進(jìn)度的推進(jìn)。

4 案例分析及學(xué)生回饋

4.1 學(xué)生交互過程分析

由于疫情，與學(xué)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(jìn)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(fù)習(xí)時方便查閱，如圖2所示。當(dāng)然，同學(xué)們更傾向于單獨與教師進(jìn)行交流，而不是在課堂上直接拋出問題。課后曾與一些同學(xué)關(guān)于這個現(xiàn)象進(jìn)行過交流，大部分同學(xué)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(xué)習(xí)群組里面由教師拋出一兩個小思考題，既可以激發(fā)同學(xué)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(xué)，通過私信的方式交流，進(jìn)一步的實現(xiàn)以學(xué)生為中心的差異化教學(xué)。

圖2 與學(xué)生課后交流的部分截圖

4.2 學(xué)生反饋分析

通過匿名問卷調(diào)查，對某教學(xué)班的14位留學(xué)生進(jìn)行了反饋調(diào)查，如圖3所示，調(diào)查包含如下五個問題，其中有12位同學(xué)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(jìn)行得比較順利？②你覺得你達(dá)到了課程目標(biāo)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(guān)鍵概念/關(guān)鍵詞匯是什么？你懂嗎？你怎么查到的？⑤你認(rèn)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(xué)生提問的贊同，因為采取問題導(dǎo)向的教學(xué)方法，在課堂上與學(xué)生的問答互動較多，學(xué)生對于這種方式的認(rèn)可度較高，一共有7位同學(xué)明確提出了對問題導(dǎo)向的方式的贊同。

對于第二個問題，有2位同學(xué)表示課程尚未完結(jié)，無法全面衡量這個問題，有1位同學(xué)表示不完全能達(dá)到課程目標(biāo)，有9位同學(xué)認(rèn)為自己可以很好達(dá)到課程目標(biāo)。其中有1位同學(xué)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(chǔ)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(biāo)，說明本學(xué)期的教學(xué)雖然在問題導(dǎo)向方面進(jìn)行得不錯，但是在以學(xué)生為中心的方面，還忽略了學(xué)生基礎(chǔ)知識背景的差異，因此，沒能全面照顧到班上所有同學(xué)，在接下來的教學(xué)中將對這方面進(jìn)行優(yōu)化。

對于第三個問題，反饋比較多元化，4位同學(xué)認(rèn)為沒有什么需要改進(jìn)的，5位同學(xué)提到網(wǎng)絡(luò)課程對于師生的交流還是有限制，其中1位同學(xué)甚至提到，因為擔(dān)心提問無法被教師聽清楚而放棄提問。1位同學(xué)提到希望課程的推進(jìn)速度慢一點。2位同學(xué)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(luò)教學(xué)確實對實時以學(xué)生為中心的問題導(dǎo)向教學(xué)帶來了一些阻礙，但是應(yīng)該可以通過豐富多樣的網(wǎng)絡(luò)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(jìn)的一個方面。

對于第四和第五個問題，同學(xué)們一致認(rèn)為對于本課程的關(guān)鍵概念和關(guān)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(xué)在以學(xué)生為中心和以問題導(dǎo)向的教學(xué)方法的調(diào)整上，明顯比上一屆學(xué)生對于這兩個問題的反饋要好。

圖3 學(xué)生期末反饋調(diào)查截圖

4.3 同行專家的建議

本學(xué)期的教學(xué)過程還得到學(xué)校教學(xué)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(dǎo)，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(fù)責(zé)的“電力電子技術(shù)基礎(chǔ)”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(jìn)行了多次深入交流?？傮w來說，同行專家對于以學(xué)生為中心以問題為導(dǎo)向的教學(xué)嘗試是認(rèn)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(dǎo)同學(xué)提問的時候，應(yīng)更詳細(xì)地提供相關(guān)知識點，幫助同學(xué)們回憶剛才沒學(xué)透的點，而不是簡單的問同學(xué)們是否沒聽懂；此外，還應(yīng)該更多更熟練地利用網(wǎng)絡(luò)資源來開展線上教學(xué)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

4.4 存在的一些問題

在這次教學(xué)方法的優(yōu)化過程中，還發(fā)現(xiàn)了以下問題，尚待進(jìn)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(xué)生，其語言能力、知識背景差異較大，很難用一套教學(xué)方案照顧到所有的學(xué)習(xí)個體。目前是通過課余的單獨交流，來補償課堂教學(xué)無法全面覆蓋的問題。

交互式學(xué)習(xí)與課時受限之間的矛盾：交互式學(xué)習(xí)的效果毋容置疑，但是卻相對耗時，難以控制教學(xué)進(jìn)度的推進(jìn)，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(xué)方案持續(xù)優(yōu)化的重點之一。

網(wǎng)絡(luò)問題帶來的不確定性：網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定和速度限制對在線教學(xué)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(xué)生參與度的時刻關(guān)注，也不容易實現(xiàn)基于學(xué)生反應(yīng)實時調(diào)整教學(xué)的目的。

5 結(jié)語

通過這次以學(xué)生為中心的基于問題導(dǎo)向的在線英文教學(xué)方法改進(jìn)的實踐，推進(jìn)了教師與學(xué)生課堂角色的改變，同時輔之以教學(xué)方案的優(yōu)化，取得了較好的教學(xué)效果。但實施這樣的教學(xué)方案，對教師提出了更高的要求，也遇到了一些諸如學(xué)生知識背景不均衡、開放式交流時長難控制、網(wǎng)絡(luò)故障等問題，希望能在下一階段的教學(xué)實踐中找到好的解決方案，充分利用好網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各種資源和優(yōu)勢，確保教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

此外，通過反饋調(diào)查，讓教師更好地掌握了教學(xué)方法調(diào)整所帶來的改變，以及尚存的不足，也給了教師明確的改進(jìn)目標(biāo)，教學(xué)反饋調(diào)查本身也是一種有利于以學(xué)生為中心的教學(xué)手段，希望能夠得到廣泛而真實的推廣。