基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法

郭磊 石丽梅

摘  要：为适应高等教育的内涵式发展并构建终身学习的教育体系，设计一种基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法，该教学法以多元智能理论为依托、贯穿PBL、构建热点事件情景模式、重构课程知识顺序、融入课程思政以及线上线下混合教学等方式，从专业知识、创新思维以及价值观导向三个维度进行综合设计，并在采样定理部分进行实践，该教学法有利于培养大学生的自主学习能力、独立思考能力、独立判断能力以及终身学习的意识和能力。

关键词：多元智能理论;课程重构;PBL;课程思政

中图分类号：TP39;G642          文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）24-0184-06

Abstract： In order to adapt to the connotative development of higher education and construct the education system of lifelong learning， a reconfigurable PBL and curriculum ideological and political integration education teaching method based on the Theory of multiple intelligences is designed. This teaching method is based on the Theory of multiple intelligences， runs through PBL， constructs the situational model of hot events， reconstructs the sequence of curriculum knowledge， integrates curriculum ideological and political education and online and offline blended learning mode. It is comprehensively designed from the three dimensions of professional knowledge， innovative thinking and value orientation， and is practiced in the sampling theorem. This teaching method is conducive to cultivating college students autonomous learning ability， independent thinking ability， independent judgment ability and lifelong learning consciousness and ability.

Keywords： Theory of multiple intelligences; curriculum reconstruction; PBL; curriculum ideological and political education

0  引  言

2021年是“十四五”規划的开局之年，也是实现《中国教育现代化2035》发展目标的重要起点，未来15年我国教育事业的发展重心将逐渐从构建终身教育体系向构建服务全民终身学习的教育体系转移[1]。从我国各级各类教育发展的实际状况来看，构建服务全民终身学习的教育体系的短板在高等教育[2]。其中，普及化高等教育是建立全民终身学习教育体系的支柱，而高等教育质量则是全民终身学习能力养成的重要因素。高质量的高等教育有助于实现全民终身学习的内涵式发展，更有利于构建全民终身学习的教育体系。

高等院校作为全民终身学习的主要支撑机构，其课堂教学承担着培养全民终身学习能力的使命。瞿振元教授曾经指出“没有高质量的课堂教学就没有高质量的高等教育，也就没有高等教育的现代化”。为实施人才强国战略，加快教育现代化，党的十九大报告明确提出，要加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展，这就对我国的高等教育人才培养体制和理念提出了新的要求：未来的高效课堂要更加注重以德为先氛围的营造和终身学习能力的培养，更加关注高等教育的全面发展、内涵式发展以及可持续发展。在实现高等教育的内涵式发展和构建全民终身学习的教育体系中，高等教育的教学质量提升是关键，而高校的课堂教学则是教学质量提升的主要渠道。为完成新时代对高等教育课堂教学提出的新挑战和新要求，高校教师迫切需要不断对传统教学方法的弊端进行改进，更需要不断探索新的课程教学法以完成新时代赋予高校课堂的全民终身学习能力培养的新使命。

1  相关理论及概念

1.1  多元智能理论

哈佛大学发展心理学家霍华德·加德纳（Howard Gardner）教授提出多元智能理论，该理论认为智能是“人在特定情境中解决问题并有所创造的能力”。该理论定义了八个能力，分别是语言能力、逻辑数学能力、空间能力、身体运动能力、音乐能力、人际能力、内省能力、自然认知能力，这些能力被用来描述学习者不同的认知、身体和处理关系的能力[3]。多元智能理论强调“以学习者为中心”，注重不同个体之间的智能差异性。多元智能理论启示高等教育要尊重和理解个体学生之间智能的差异性，采取适当的教学方式进行因材施教，多方面挖掘学生的多元智能。

1.2  PBL教学法

PBL（以问题为导向）教学法是美国神经病学教授Barrows在20世纪60年代后期提出的以问题为导引，学生为主体，教师为辅助，以培养学生主观能动性和自我学习能力为教学目标的启发性教育模式[4]。基于教材的课程教学体系，设置问题情境，提出问题、凝练问题、分析问题、解决问题、提出新问题、解决新问题，实现由感受、探寻、归纳及应用再回到感受组成的闭环学习模式，最终完成教学目标。

2  教学法的改革理念

课程教学模式的改革一直都是高等院校教学改革重点关注的内容，更是实现高等教育内涵式发展和构建终身学习教育体系的关键节点。传统的高等院校课程教学模式是以提升学生单一智能为目标，以教材内容为核心，以学生被动接受专业知识为结果，其智能培养的单一性、课程内容设计的固化性以及知识传递的单向性，都凸显传统课程教学方法无法满足新时代教育事业发展的需求。而基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法针对传统课程教学方法的弊端，提出以多元智能理论为指导，以重构式PBL和课程思政融合为手段的课程改革新思路。

2.1  多样化教学手段实现学生多元智能发展

习近平总书记强调谋划“十四五”时期发展，要贯彻以人民为中心的发展思想，在高等教育层面上的体现就是“以生为本”的教学理念，其核心思想就是要实现高等教育内涵式发展和构建终身学习的教育体系。这既是党和国家关于高等教育发展的大政方针，又是高等院校办学的基本要求。内涵式发展是当下我国高等教育发展面临的重大课题，但高等教育系统的多元性和复杂性决定了内涵式发展研究不能仅仅从一个内容角度切入，依靠某单一理论和研究方法[5]。纵观我国高等教育的发展历程可以发现，我国高等教育以往固化、同质性的专才型人才培养模式更偏重于工具理性的“造器”，为社会各行各业培养所需规格基本相同的“标准件”，但在基于智能结构个性差异的育人上则有所缺失，对学生生命成长的价值理性关注不够[6]。而哈佛大学发展心理学家霍华德·加德纳（Howard Gardner）教授提出的多元智能理论从多个内容角度，提出了针对学习者的不同能力的要求，为高等教育内涵式发展中的人才培养提供了参考。

依据多元智能理论和高等教育内涵式发展中的人才培养要求，基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法在教学手段选用和教学设计中，更多关注学生多元智能的培养。在课程设计的理念上关注不同个体学生的多元智能需求，尊重学生个体智能差异性和独特性，从而促进学生的多元智能全面发展。考虑到所学知识需要在不同应用情境下运用和提升，在课程教学设计中采用多种教学手段进行课程构建，旨在通过主题研究、情景学习、小组讨论等环节设计，激发学生特有智能，挖掘学生的潜在智能。

2.2  重构教学内容和教学手段

传统的课程设置与课程体系仍然是制约工程教育教学改革的瓶颈，许多模块在教学设计的组织中，违背了知识学习与能力培养的基本规律，缺乏前后继起、承上启下的内在逻辑关系，整个课程体系构建的逻辑主线不明[7]。除此之外，课程教学总体设计还需要考虑现代化信息技术对高等教育的影响，利用多种信息技术扩展教研的形式和途径，提高课堂教学质量、优化教学设计、开展多种形式的教研活动，已成当前教育新常态[8]。针对以上在教学实施阶段教学设计出现的问题，基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法首先改变了“以教材内容为核心”的固化性课程体系构建逻辑，而是遵循了知识学习和能力培养的基本规律，重构各教学模块在教学设计中的内在逻辑关系;其次，在教学设计中重构现代化信息技术和多种教学形式，构建以多元智能理论为指导的教学设计，激发学生特有智能，挖掘学生的潜在智能;最后，以实际生活为背景，重构课程思政引入点，在用理论解决实际问题时，由“贴片式”课程思政变为“融入式”课程思政，形成润物无声式的课程思政教育。

2.3  构建有思想交流的“问题课堂”

马克思曾深刻指出：“主要的困难不是答案，而是问题”。而坚持问题导向正是马克思主义哲学的鲜明特点。习近平同志在哲学社会科学工作座谈会上也指出：“理论创新只能从问题开始。从某种意义上说，理论创新的过程就是发现问题、筛选问题、研究问题、解决问题的过程。”可见，问题是科学研究的来源更是创新的源头，而当今高校课堂的问题之一就是学生无疑。

明朝的教育家陈献章曾言：“学贵生疑，小疑则小进，大疑则大进，无疑则不曾学”，无疑就是没有独立思考的能力，没有质疑的能力，没有真正学习的能力，更遑论创新的能力。在传统的课程授课过程中，学生在课堂上处于经常性的“掉线”状态，进而演变为“一心只把手机看，两耳不闻课堂声”的低头族课堂，甚至是“一鸟入林，百鸟哑音”的无声课堂。在整个教学环节中，学生无心问问题，问不出问题，甚至不知如何问问题。造成这种现象的根本原因就是学生没有获得学习的乐趣，没有形成学习的主观能动性，知识只是老师到学生的单向传递，学生自身无法形成知识的正反馈。

爱因斯坦的高等教育观认为：教育的价值在于养成人的独立思考和独立判断的能力，学生在学校学习的最好动机是乐趣。那么，在教育中乐趣的养成以及独立思考和独立判断能力的形成的共同前提是什么呢？《论语·述而篇》中“不愤不启，不悱不发，举一隅，不以三隅反，则不复也”恰好回答了以上问题。孔子认为要在恰当的时候对学生进行启发式的问题引导，让他形成发现问题——提出问题——分析问题——研究问题——解决问题的逻辑关系，从而养成学习的乐趣，最终形成举一反三式的独立思考和独立判断的能力。同时，当学生知识迁移存在障碍时，有效的反思性（问题引导性）学习还可以帮助学生监控知识形成的過程，找出问题所在，纠正错误概念，巩固知识体系，保证知识的准确性和科学性[9]。综上可见，课程教学法的设计理念中以问题为导向就成为可选项。但是，在学习过程中，如果教师只是直接解决学生所提出的问题，而没有把PBL贯穿整个教学过程，忽视PBL在引导学生掌握解决问题方法上的重要性，那么这将直接降低学生学习的兴趣和主动性，更别提学生的独立思考能力、独立判断能力以及独立学习能力的提升。

在基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法的教学设计中，“问题”的提出者可以是教师也可以是学生，但教师不会直接告诉学生问题的答案，而是通过启发学生思考解决问题的方法来培养学生的独立思考能力。首先，教师鼓励学生发现问题并尝试进行问题的描述和记录，以此让学生领会问题描述的重要性，完成学生独立思考的第一步;其次，在课程开展过程中与学生进行课本中与问题相关内容的探讨或者鼓励学生通过互联网进行问题相关的文献检索，锻炼学生多渠道信息获取和独立判断的能力;最后，完成信息收集的学生可以与教师进行深入探讨，印证或修正结论，以此形成良好独立思考和独立判断能力的闭合链路。因此，基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法在教学环节的设计中坚持以问题为导向贯穿始终，通过启发式的问题引导，转换学生的思维方式，致力于构建有思想交流的“问题课堂”。以问题为导向的教师启发学生解决问题的思维流程图如图1所示。

2.4  践行社会主义核心价值观的课程思政课堂

“社会主义核心价值观深入人心，人民思想道德素质、科学文化素质和身心健康素质明显提高。”是“十四五”时期经济社会发展的主要目标之一。大学生作为未来国家和民族发展的中坚力量，其价值观的形成和确立，不仅关系着自身的成长，还关乎未来整个国家和社会的价值取向。在教学设计中加入课程思政是新时代中国特色社会主义高等教育的理论创新与实践创新，然而课程思政的建设与推进却在现实的课程教学中面临着高校协同不够、教师能力不及、学生认识不足等现实阻碍[10]。这些问题的解决，在教师层面上需要改变贴片式的课程思政理念，真正把课程思政以“盐水相容”的形式揉入在课程讲授中，也就是要做到课程的“软硬结合”。

基于时代价值、内生动力和文化战略等维度，美国把发展教育作为提升软实力的重点，对内通过爱国主义教育塑造文化价值观，对外构建全面性教育发展战略和推进教育国际化深度融合来实现了美国软实力的提升[11]。我国应该在借鉴美国教育软实力的实施路径中重新审视和建构具有中国特色的教育软实力建设体系，当下我国社会主义国家的性质决定了软实力的核心是社会主义核心价值观，高等院校需要通过加强教育软实力来推进国家综合实力的提升。对应高校课堂教学内容设计上的“软硬结合”就是要体现出专业知识和核心价值观的“齐头并进”：高校教师在课堂教学内容设计上既要体现出专业知识这个“硬核心”，同时也需要包含有体现社会主义核心价值观这个“软实力”。在教学内容设计上，要采取“硬核心”与“软实力”并用，两手都要抓，两手都要硬，两者互为补充，相辅相成。

因此，教师启发学生解决问题的流程不仅仅适用于基础知识的传递，同样适用于引导学生树立正确的社会主义核心价值观。基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法可以建立在线上线下混合教学的基础上，以时事热点或者社会生活现象为依托设置情景模式来引发学生兴趣，在课堂教学过程中以问题为导向进行专业知识传授的同时，也在教学环节中全方位融入树立社会主义核心价值观的人生理念。

2.5  培养终身学习的能力

美国管理学家、学习型组织的创始人彼得·圣吉曾说过：一个人学习过的知识，如果每年不能更新7%的话，那么这个人便无法适应社会的变化。而随着移动互联网的普及和新知识的不断涌现，知识与信息的传播和更新急剧加速，人们逐渐意识到学会如何掌握知识要比学习知识更加重要。因此，为适应当代社会的需求和未来社会发展，要求高等教育必须要培养学生正确的学习思维习惯以及树立终身教育的理念，培养大学生提升终身学习的能力。

基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法的课程教学设计不仅关注知识的传授和学习的过程，更注重学生学习方法的掌握、提升学生多渠道获取知识的能力以及促进学生创新能力的养成。让学生不仅学会知识，更要掌握知识学习的流程以及进行迁移学习的能力，进而培养学生终身学习的能力。基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法的教学设计总体方案如图2所示。

由图2可见，基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法的教学设计总体方案中，除了传统的教学内容以及突出重难点的教学方法和教学手段之外，还重点增加了课前线上的学情分析，热点事件或者现象的情景模式导入。同时在知识传递和价值观导向传递中，始终坚持以问题为导向的启发式教学，通过线上线下混合联动、小组讨论、教师引导等多种手段，最终构建出以多元智能理论为指导、以重构的知识顺序为逻辑、以问题为导向、以培养终身学习为目标的融入课程思政的教学设计总体方案。

3  教学方法的设计与实现

采样定理是信号与系统课程的重点也是难点，更是理论与实际结合较为突出的知识点。因此选择以采样定理知识点为例，打破传统以“教材为中心”的课程教学设计模式，实施基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法。“采样定理”多元智能能力的情景思维图如图3所示。

基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法应用于“采样定理”知识点的教学方案设计时，不再依照教材中原有采样定理的叙述逻辑，而是重构了课程内容，把问题贯穿于整个教学活动。通过问题的引出、问题的凝练、问题的分析研究、問题的解决、“旧问题”的应用以及“新问题”的科研进展等模块完成知识点的学习。在整个教学活动中，采用多种教学手段，辅以线上线下混合式教学，在问题的解决过程中引导学生树立践行社会主义核心价值观的人生理念。以下为具体教学设计。

3.1  线上课前导入教学

依托线上平台，发布采样定理相关的课前学习资料，具体为：

（1）课前预备知识测试，主要包括单位冲激信号、矩形脉冲信号、理想低通滤波器以及卷积定理的时频域性质。从而既方便学生掌握自身学习情况，又方便教师了解学生学情。

（2）课前资料学习，主要包括奈奎斯特发现采样定理的经过以及贝尔实验室成果简介。让学生通过资料阅读拓展知识点。

（3）对实际生活中的现象的探讨，例如：

1）观察数字信号和模拟信号分别在哪些生活场景中出现？

2）数字信号和模擬信号哪种的应用场景更普遍？

3）为什么会出现这样的现象？

从而通过对实际现象的探讨，引发学生课前的学习兴趣，然后在线下课堂中给学生预留时间进行思考、讨论、再思考和再讨论，梳理学生的学习习惯。

3.2  线下课堂教学

3.2.1  情景模式引出问题

情景模式导入法引出问题的关键在于要选取合适的时事热点事件或者现象。其必须贴近学生的实际生活，在学生的认知层次上把课程理论应用于时事热点事件或者现象，从而激发学生的学习兴趣。这就要求教学设计者不仅要熟悉教材内容还需要有广博的知识面，不同领域知识的涉猎以及对新闻的敏感性，才能从身边的现象或事物中提炼出恰当的情景导入模式。

在本次课程开始之初，展示采样频率对信号离散化的影响。首先通过让学生观看并试听一段视频片段，通过视频中70周年国庆阅兵的情景模式，导入祖国发展前后的简单对比，得出祖国经历70年风雨历程所发生的翻天覆地的变化，激发学生对祖国的自豪感，培养学生爱国主义、集体主义精神和家国情怀，把社会主义核心价值观融入本次课程中。然后，通过试听不同采样频率下70周年国庆阅兵片段的声音效果，引出学生对两者差异性的思考，为学生对信号的无失真采样和有失真采样的理解提供感性基础。最后引导学生得到如下问题：“为什么在不同采样频率下同一段声音的效果不一样？”。

期间，认真听取学生的回答，根据回答进行简单的课堂互动和课堂讨论。从而引起学生对该问题的好奇心，进而增强学生对采样定理知识点的学习兴趣。

3.2.2  引导学生凝练问题

从发现问题到凝练问题的过程是把PBL教学法贯穿课程的重要步骤，同时这一过程也是科学创新的关键。通过课前线上阅读的材料、热点事件以及情境导入的70周年国庆阅兵片段的声音效果对比，让学生意识到问题的存在，然后引导学生从专业知识的角度去思考连续信号经过采样变为离散信号的过程。最终，学生通过讨论分析凝练出课程的第一个问题：如何对信号进行无失真采样？然后，通过无失真采样后的信号需要恢复成原始的连续信号，则凝练出课程的第二个问题：如何从离散信号中无失真恢复原始信号？其中，信号采样以及信号恢复的过程如图4所示。

3.2.3  启发学生分析研究问题

具体步骤为：

（1）通过对图4的观察，启发学生得出连续信号离散时刻的取样值就是离散信号的结论，从而引出理想采样的概念。

（2）利用课前线上复习的单位冲激信号的性质，启发学生得出单离散时刻理想采样的数学表达式。

（3）通过动画演示，给学生展示单位冲激信号的等间隔延拓构成了单位冲激序列，启发学生发现信号与单位冲激序列相乘就完成了信号的时域采样。

（4）通过分析不同单位冲激序列间的差别（也就是采样频率的不同），启发学生思考采样频率应该如何设置的问题，进而得出在时域下无法确定采样频率的结论。

（5）利用微课堂教学手段，给学生播放一段讲解采样频率设置依据的视频，让学生理解采样频率的设置与目标信号的频率特性有关的结论。

（6）利用频域卷积定理分析采样之后信号的频谱，启发并引导学生得出如下结论：“采样之后信号的频谱就是原始信号频谱以采样频率为间隔，进行周期性延拓;幅值变为原始信号频谱的幅值除以采样周期”。

（7）利用动画演示采样频率取值的不同会出现频谱有混叠和频谱无混叠的现象，启发并引导学生思考两种现象产生的原因以及采样频率在引起两种现象时的临界取值，为最终解决问题提供思路。

3.2.4  解决问题

通过启发学生对问题的分析和研究，最终利用引起采样后信号频谱有混叠和无混叠两种现象时采样频率的临界取值，让学生自主得出的采样定理的表达式。具体公式如式（1）所示：

fs≥2fm     （1）

其中fs是采样频率;fm是原始连续信号的最高频率。再通过引导学生对公式（1）进行分析，得出信号无失真采样需要满足的两个条件：

（1）原始连续信号是一个频带受限的信号。

（2）采样频率要大于或等于被采样信号最高频率的2倍。

从而通过问题引导，让学生自主回答出课程开始时凝练出的第一个问题：“如何对信号进行无失真采样？”。

通过引导学生回忆课程开始时复习的理想低通滤波器的频率特性，同时结合无失真采样后信号的频率特性，让学生自主发现无失真采样后信号与理想低通滤波器相乘，就能无失真的恢复原始信号，从而回答出了课程开始时凝练出的第二个问题：“如何从离散信号中无失真恢复原始信号？”

3.2.5  应用“旧问题”

通过把问题引入时的声音信号与例题相结合，实现了采样定理的工程应用，同时也自动回答了课程开始时学生的疑惑：“为什么在不同采样频率下声音的效果不一样？”

设置讨论模式环节：讨论现实生活中能用到采样定理的场景。让学生自主发现“旧问题”在实际生活中的应用，认识到理论对实际生活的影响，树立尊重知识，尊重科学的理念，践行社会主义核心价值观。

设置课后思考引导点：引导学生思考如何对信号的幅值离散，为后续课程做知识储备，同时也锻炼学生发现问题、思考问题、解决问题的能力。

3.2.6  “新问题”的科研进展

引导学生突破采样定理的理论框架，思考“如果采样频率不满足采样定理的要求，还能不能无失真的恢复原始信号？”。然后引出华裔科学家陶哲轩等人提出的压缩感知理论：对可压缩信号即便以远低于信號最高频率的2倍进行采样，仍然能够精确地恢复出原始信号。然后引导感兴趣的学生去翻阅课件中的以及网络自行检索的相关文献，从而培养学生独立查找文献、筛选文献以及阅读文献的能力，为学生终身学习能力的培养打下基础。

3.3  线上课后巩固教学

线上课后巩固教学是以问题为导向的多元情景重构课程内容教学法在“采样定理”知识点实践应用的最后一部分内容，同时也是最容易忽视的环节。

首先，进行知识内容测试。学生可以在线上自我检测知识点掌握情况，巩固课上所学内容。

其次，进行知识应用测试。测试学生从知识掌握到知识应用的程度。

再次，鼓励学生进行人生观和价值观的自我反思。通过不断地思考和反思，引导学生树立正确的人生观，建立和践行社会主义核心价值观;

最后，为方便学生复习和讨论，提供了三种课后继续学习的教学方式并提供了相关的链接或加入方法：（1）采样定理慕课课堂，方便学生进行回顾;（2）线上其他学习资源（高校教学资源比较集中的网址推荐，包含多个高校教学名师对《信号与系统》这门课程的讲解）;（3）信号与系统课程的微信讨论群。通过以上三种方式还可以为后续考研学生的专业课复习做铺垫，真正做到“授人以鱼，不如授人以渔”。

4  结  论

基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法打破了“以教材为中心”的传统高校工科课程教学设计模式，是对传统教学设计模式的扬弃。该模式坚持以问题为导向、以重构知识点为内容、以多元智能理论为指导，并把社会主义核心价值观融合在课程思政设计中。同时，还以信号与系统中的“采样定理”知识点进行教学实践，构建了一个以70周年国庆阅兵为开端的多元情景重构课程内容的教学案例。基于多元智能理论的重构式PBL与课程思政融合教学法旨在培养学生的独立思考能力、独立判断能力、自主学习意识以及创新能力，提高学生的可持续学习能力，进而为构建以学习者为中心的终身学习教育体系打下良好基础。该教学法对其他课程具有借鉴指导意义，是一种值得推广的教学方法。

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作者简介：郭磊（1982.02—），男，汉族，黑龙江哈尔滨人，讲师，博士，主要研究方向：图像处理与机器视觉;通信作者：石丽梅（1986.03—）女，汉族，吉林四平人，讲师，硕士，主要研究方向：移动互联、通信工程。