差异化教学在雷达原理与系统教学中的应用

张雅歌，党同心，张 克，陈 彬

（信息工程大学，河南 郑州 450003）

2019 年，教育部发布的《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》明确指出，教学方法要体现先进性与互动性， 大力推进现代信息技术与教学深度融合，积极引导学生进行探究式与个性化学习［1］。 因此，在教学过程中，教师要注重运用信息化技术，引导学生开展个性化学习活动。教师进行差异化教学，学生进行个性化学习， 对于提高教学质量具有重要的意义。

雷达原理与系统是电子信息工程专业的重要基础课程。通过本课程的学习，学生要掌握雷达的基本原理、系统组成和参数测量等基础知识，能将基础知识应用于理论分析和工程实践， 全面提高自己的专业素养和创新能力。

在本文中，笔者根据差异化教学理论和教学目标构建了涵盖上课之前、上课期间和上课之后的差异化教学架构模型，对课程内容、实验设计、资源推送、作业布置和考核评价进行了差异化教学改革，运用信息化技术建立了学生的成长数据库，丰富了课程的信息资源库，并通过考核结果证明，差异化教学能激发学生学习的主观能动性，能取得良好的教学效果。

1 差异化教学理论与教学目标

中国学者华国栋［2］指出，差异化教学的内涵是立足于学生的个性差异，满足学生个别学习的需要，以促进每个学生在原有基础上得到充分发展。 差异化教学的出发点是学生存在的个性差异， 这些个性差异包括个体间的差异和个体内的差异， 反映在学生的性格、兴趣、能力和认知风格等方面。

差异化教学要求教师探讨适合学生特点的教学途径，在教学中照顾学生的个性差异，将共性与个性统一起来，既要考虑学生智力和能力发展的需要，又要考虑非智力因素逐步成熟的需要。

差异化教学目标是促进学生的个性化发展，强调教育不是整齐划一，也不是个别化教学，而是以学生为中心，引导学生构建符合自我需求的学习模式［3］。因此，开展差异化教学，必须依据教学目标，结合学生的自身特点和认知发展规律，制定涵盖上课之前、上课期间和上课之后的教学方案， 选择不同的教学资源、实验内容和考评方法，探索一条量身定做的个性化教学服务流程。

2 差异化教学架构模型

根据雷达原理与系统的课程教学目标， 笔者以差异化教学理论为基础制定了个性化人才培养方案，构建了如图1 所示的差异化教学架构模型。

图1 差异化教学的架构模型

根据所给出的架构模型，在开学之初，笔者为每个学生建立了成长数据库。 随着教学工作的开展，对每个学生的个性化成长数据进行完善。 在上课之前、上课期间和上课之后， 笔者根据学生的成长数据信息，了解学生的个性化特征，根据这些特征帮助学生实现向优势方向的转化。

上课之前，笔者利用调查问卷、微信或座谈等方式了解学生的基本情况， 收集原始的个性化成长数据信息，并通过分析初步掌握学生的性格差异、兴趣差异、能力差异和认知风格差异等。

图2 给出了课前调查问卷的部分结果。从图2 可以看出，学生存在认知能力上的差异和认知风格上的差异。因此，在教学过程中，应根据这些差异加强辅导和资源推送，还应根据学生的整体性知觉方式和分析性知觉方式等不同的认知风格，培养学生的拓展认知风格，以适应不同的学习环境和学习内容。

图2 课前调查问卷的部分结果

上课期间， 笔者根据学生的兴趣差异和认知差异，针对不同知识点，设置了时事热点和军事案例等内容，通过雨课堂平台向学生推送，学生根据接收到的个性化案例进行自主学习。另外，笔者还通过翻转课堂、 对分课堂和自由辩论等方式提高学生的课堂参与度和学习积极性。

上课之后，笔者及时分析学生的成长数据信息，了解他们掌握知识的程度和在课堂上的活跃程度，布置差异化的作业和任务。

3 差异化教学改革

根据差异化教学目标， 笔者在教学过程中特别注重对学生进行个性化培养，无论是知识传授，还是进行考核，均采用差异化设计，以此形成多风格、多角度的资源特色，引导学生尽可能发展自己的多元化能力。

3.1 内容安排差异化

对课程内容的差异化处理是差异化教学改革的重要环节。为照顾学生的个性差异，笔者根据课程内容的特点，将课程内容分为以下4 种类型：一是诸如雷达方程这样的比较重要的需要讲解的内容， 二是诸如接收机噪声这样的比较重要的不用讲解的内容， 三是诸如雷达显示器这样的仅需了解的容易自学的内容， 四是诸如雷达在战争中的应用这样的扩大知识面的内容。

不同的课程内容对学生的要求是不同的， 采用的教学方法也是不同的。 那些比较重要的需要讲解的内容，是要求学生完全掌握的。 在教学过程中，笔者根据学生的个性差异设置了不同的案例， 现在以雷达方程为例进行展开。

雷达方程是雷达原理与系统课程的重点和难点内容， 对学生的要求是能掌握其推导过程和理论应用。 在公式推导上，要求学生掌握雷达作用距离与雷达分机、环境、目标等的关系；在工程应用上，要求学生掌握实际的雷达装备的作用距离的估算以及雷达分机各参数的设置。因此，在设置案例时，笔者根据学生的兴趣和爱好，设置了不同版本的案例。 对于雷达感兴趣且学习能力较强的学生，引导他们自主搜索感兴趣的雷达装备，查找和设置雷达参数，估算雷达的作用距离，通过参数的变化观察雷达作用距离的变化情况，从中发现规律。 对于学习程度一般且对军事装备不够了解的学生，为他们指定雷达装备，要求他们能自己查找指定雷达装备的参数， 估算雷达作用距离，在教师指导下改变参数设置，从中发现规律。

3.2 实验设计差异化

实验是检验知识掌握程度的重要途径。 笔者根据学生的学习态度和意志特征， 为不同的学生分发了不同的实验任务。 对于喜欢软件编程且能自主完成程序设计的学生，给他们布置程序编写任务，让他们自己完成代码编写和程序调试； 对于喜欢动手操作的学生，给他们提供创客实验条件，引导他们自己开发硬件，设计一部小雷达；对于不太喜欢软、硬件操作的学生，给他们提供相应程序代码和网络资源，引导他们搜集资料，拓展知识面。

做完实验以后，笔者对学生进行分组，分别组成软件组、硬件组和资料加工组，让他们分享获得的实验成果，进行交流和评价，体会“学有所获”的乐趣。

3.3 资源推送差异化

在资源推送过程中， 笔者整合了线上线下优质资源， 结合教学进度和学生的实际情况推送差异化资源。对于学习兴趣高且喜欢钻研的学生，给他们推送科研文献资料，帮助他们了解学术前沿信息；对于学习兴趣一般且喜欢被动学习的学生， 给他们推送相关知识的网络资源，帮助他们理解课本知识，扩展知识面；对于学习兴趣不高且学习意志薄弱的学生，给他们推送MOOC 视频，帮助他们补齐短板，引导他们自主学习。通过资源差异化的推送，让每个学生都能达到“跳一跳能够到”的学习目标。

3.4 作业任务差异化

在布置作业过程中，笔者注重以“产出式”评价为导向， 兼顾个人和小组协作， 布置差异化分工作业。小组作业采用辩论赛、诗人大会和综合性大作业等形式，锻炼学生的语言表达能力和逻辑思维能力，培养他们的文学素养和团队协作精神。 个人作业采用思维导图、论坛互动和自主出题等形式，发展学生的个性， 培养他们的兴趣爱好， 培养他们的思维能力。目前，这些作业方式已经成为课程资源建设的特色和亮点。

3.5 考核评价差异化

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》指出：加强研究型、项目式学习，丰富探究式、论文式、报告答辩式等作业评价方式，提升课程学习的深度。加强非标准化、综合性等评价，提升课程学习的挑战性。 为此，笔者制定了多元化的考核方式，强调过程性评价和差异化评价，丰富了课程的评价方式。

笔者把考核过程分为组内自评、组内互评、教师评价、组间互评和助教评价，将考核成绩划分为期末成绩（60%）和平时成绩（40%）。期末成绩为期末试卷分数； 平时成绩由从数据库资源获得的考核评价数据决定，其构成如下：预习测验（10%），课堂表现（8%），差异化作业（7%），论坛活跃度（5%），思维导图 （5%）， 课堂讨论、 小组活动以及学生自评互评（5%）。 另外，笔者用奖励分区分学生的个体差异，例如，期末考试出题被选入试卷者奖励2 分，本学期成绩进步突出者奖励5 分。

4 差异化教学改革的成果

4.1 记录学生进步情况 形成数据库资源

在教学过程中， 笔者建立了关于学生进步和成长的数据库， 该数据库能直观展示每个学生的进步情况。 图3 给出了所有学生（仅显示部分）的学习过程数据。从横向看，显示的是每个学生每次上课的表现及测验结果；从纵向看，显示的是每次上课所有学生的课堂表现情况。通过查阅数据库，教师既能了解学生的进步情况，又能分析学生掌握知识的情况，这有助于教师及时调整教学计划，提高课堂教学质量。

图3 所有学生（仅显示部分）的学习过程数据

图4 给出了一个学生的成长轨迹， 从图4 可以查阅该学生在5 次上课中7 个方面的进步情况，这7个方面的进步情况包括课堂活跃度、论坛活跃度、知识掌握程度、工程实践能力、团队协作能力、信息素养能力和综合评价等。

由图4 可以看出， 该学生由开始的课堂活跃度不高跃升成为课堂活跃之星， 论坛活跃度也从 “静默”状态转变为论坛“大咖”，知识掌握程度和团队协作能力等其他5 个方面一直保持在较高的水平。 这说明差异化教学有助于提高学生的学习自信心和学习兴趣，能促使其全方位发展。

图4 一个学生在5 次上课中的成长轨迹

4.2 丰富课程资源库 激发学生进取心

差异化教学的开展提高了课堂教学质量， 促进了课程资源库的完善和丰富。在差异化教学中，笔者不断地对课程资源库进行补充， 新补充的内容包括笔者设计的线上线下教学资源和历届学生的优秀作品（个性化思维导图及小组活动成果等）。 通过丰富课程资源库，笔者培养了学生的荣誉感，激发了学生的进取心，达到了教学双赢的教学目的。

4.3 进行多元化考核 实现个性化发展

考核评价是教学的指挥棒，通过多元化考核，激发了学生的学习热情，调动了学生的学习积极性，促进了学生个性化的发展。 考核结束后的调查问卷显示，学生们对差异化教学给予很高评价。 图5 给出了学生对差异化教学的一些评价结果。 从图5 可以看出，65.12%的学生认为， 推送的资料符合自己需要，能很好地完成课前自主学习任务。

图5 差异化教学的评价结果

5 结束语

通过差异化教学改革， 提高了学生学习雷达原理与系统的积极性，培养了学生的自主学习能力。但该课程的差异化教学探索是一项崭新的课题， 如何制定更加具体的教学目标， 对学生进行更加精准的评价等还有待做进一步的研究。