控制工程基础及应用课程教学目标分层与学生个性化培养的改革研究

齐鲲鹏，胡继胜，邱楠，李花

（大连交通大学，辽宁大连 116028）

控制工程基础及应用课程理论性强、公式复杂、对数学基础要求高[1]。课程目前采取大班教学方式，在教学过程中教学难度较大，不同学习能力的学生对同一知识点的掌握情况不一致，导致学习效果相差较大。教师在给学生布置作业和安排考试时，无法照顾到不同学生的学习情况，一方面不能满足学习能力强的学生对高阶知识的要求，另一方面学习能力较差的学生又感到完成作业和考试试题比较吃力。此外，该课程目前的考核形式釆用平时作业成绩结合期末试卷考试的综合评定方法。

针对以上问题，本课程开展了教学目标分层和学生个性化培养的教学改革实践，改革后的教学方式的最大特点是针对学生学习能力的差异性，设置不同层次的教学目标，让学生根据自己的实际情况进行选择，通过学习达成一定的目标，即可视为完成教学要求。

1 国内研究现状

分层教学由来已久，它的思想与我国古代因材施教的教育主张是一脉相承的。春秋时期，因材施教是孔子在教学中使用的重要教学方法，他会根据学生的不同资质、能力、性格、志趣等具体情况，施行不同的教育方法。这与分层教学在指导思想上基本是一致的，因材施教相对偏重于个体的发展，分层教学模式则基于个体、关注群体。

在现代教育过程中，分层教学要求教师根据不同学生的认知水平、潜力等因素，从个别差异出发，有的放矢进行有差别、有针对性的教学[2]。教学目标分层的教学方式打破了传统的教学模式，充分考虑学生的差异性，体现了因材施教理念，提高了学生的学习兴趣和积极性。饶越[2]在智慧课堂中实施分层教学法，以期激发学生的学习兴趣、提高学生的学习效果。林秀珍[3]对大学计算机基础课程运用分层教学模式进行教学设计，阐述了该模式基本的教学实践过程，从课程测试成绩等方面对比分析，说明教学改革探索实践取得的效果。翁競[4]分析了大学数学分层分类教学的必要性，并从分层分类的依据、师资队伍的建设、教学的实施过程、考核制度的设定等方面探讨了其实现路径。杜冬梅[5]结合大学英语教学的实际工作，从基础认知、现状分析、策略实施和关注要点四个方面对分层教学在大学英语教学中应用的相关问题展开了讨论。刘兆惠[6]基于传统教学模式及线上教学模式的特点，提出了基于MOOC 的分层混合式教学模式，探讨了如何通过制度保障、平台建设及师资建设等，多角度确保分层混合式教学的顺利开展及实施。

从国内研究现状可以看出，教学目标分层的研究和应用主要局限在公共基础课上，对于专业课程鲜有先例，主要原因是专业课的知识体系较基础课更加复杂，不易实现合理的教学目标分层[7-8]。本文借鉴公共基础课教学目标分层的方法，将其应用到专业课的教学过程中，在教学目标设计时充分考虑学生的不同情况和能力水平的差异，针对学生的不同层次进行教学目标分层和个性化培养，结合不同的教学评价方法，促进不同层次的学生都能得到发展[9]。

2 控制工程基础及应用课程教学改革

2.1 教学目标分层的实施

教师根据学生认知、学习态度以及学习能力的不同，设计相应的教学目标和教学方法，采取差异性教学，促进不同层次的学生都能得到发展。本课程教学目标分层的实施过程如下：

首先，以教学大纲的课程目标为主要依据，打破经典控制理论和现代控制理论之间的界限，重构课程体系，按照知识点内在逻辑关系进行课程模块化设计，将课程内容划分为5 大模块，共16 个知识点。课前，将关于知识点的导学视频发送给学生，并布置相关的思考题，检测学生的学习效果。学生通过自学掌握课程的基本内容，完成思考题的回答，如果遇到问题，可以在讨论区发问，教师根据情况进行辅导[10-11]。

其次，根据学生学习能力的差异，合理确定每个模块中知识点不同层次的教学目标，即基础目标、提高目标、高阶目标。讲解新课前，向学生展示各个教学模块中相关知识点各层次的教学目标，使学生带着明确的目标有目的地听课，从而提高课堂的教学效果[12-13]。

最后，在讲授了知识点后，可以通过课堂练习和课后作业对学生是否达到设定的教学目标进行检测。在布置课程练习和课后作业时，可以对照不同的教学目标设置不同类型的题目，或者在题目中设置不同的参数[14]。例如，在布置知识点“拉氏变换与拉式反变换”的课后作业时，根据学生所在班级序号和学生学号最后两位设置原函数F(s)中的相关参数，并通过题目复杂程度的不同，检测学生是否达到相应的教学目标，如表1 所示。

表1 知识点“拉氏变换与拉式反变换”课后作业情况

2.2 学生个性化培养的实施

教师在教学过程中要尊重学生在学习能力上的差异，通过安排不同难度的教学内容，符合不同层次学生的学习需求，从而激发他们的主体能动性。同时，个性化教学要通过引导、启发等方式，促进学生主动获取知识，提升个人学习能力。对不同学习能力的学生动态管理，激发他们学习的热情。例如在讲授知识点“奈奎斯特判据”后，课程目标不同，基础目标为“给定系统开环传递函数绘制极坐标图，包含2～3 个典型环节，应用判据判定系统稳定性”，提高目标为“给定系统开环传递函数绘制极坐标图，包含2~3 个典型环节，应用判据判定系统稳定性（包括简单地求解与实轴的交点）”，高阶目标为“给定系统开环传递函数绘制极坐标图，包含3 个以上典型环节，应用判据判定系统稳定性（包括比较复杂地求解与实轴的交点）”，不同层次的学生选择不同的练习题进行练习。这个过程采用互动和讨论的形式，让学生根据不同的教学目标，能够更好地掌握知识点，“能够通过绘制极坐标图，应用奈奎斯特判据判定系统的稳定性”。

2.3 教学评价方式的改革

在教学评价时，围绕课程目标，采用多种形式进行考核和测试，包括知识点评价、表现性评价和结果性评价等。知识点评价可以通过每个知识点导学视频后讨论题的回答情况进行评价，表现性评价对学生的课程测验和课后作业的完成情况进行评价，结果性评价主要指期末考试，考核学生对整门课程知识点的掌握情况。这里主要介绍期末考试的评价方式。

由于各个层次的教学目标不同，期末试卷必须以因人施考为原则，不同层次的学生完成不同的题目，使各个层次的学生通过学习都能取得相应的成绩，增强学生学习的自信心。在本轮教学改革过程中，试卷分为基础目标试题、提高目标试题、高阶目标试题，它们之间的比例是6∶2∶2，也就是说，能够达到基础目标的学生可以满足60 分的基本要求，达到提高目标的学生可以取得60~80 分的成绩，而达到高阶目标的学生分数可以达到80~100 分。

3 教学改革效果

经过一年的教学实践，课程目标分层和学生个性化培养的教学模式取得了一定的效果，它缓解了基础弱的学生对学习内容感到很难理解和掌握与基础好的学生觉得所学的内容过于简单的矛盾，同时有效地调动了所有学生参与教学的热情。

在2021 年秋季学期授课结束后，通过问卷星对2019 级车辆工程专业学生进行了问卷调研，问卷内容包括对教学目标分层方式的满意程度、对各个知识点分层教学目标的掌握程度、对每节课的教学目标是否清楚、通过教学目标分层学习效果是否得到提升，以及对课程目标分层教学方式提出意见和建议等。

问卷结果显示，95.2%的学生对“教学目标分层方式的满意程度”选择“非常满意”和“满意”，81.6%的学生对“各个知识点分层教学目标的掌握程度”选择“全部掌握”和“大部分掌握”，93.6%的学生对“每节课的教学目标是否清楚”选择“完全清楚”和“在一定程度上清楚”，92.8%的学生对“通过教学目标分层，本门课程的学习效果是否得到改善”选择“明显地提高了学习效果”和“一定程度提高了学习效果”[15]。

在对本门课程教学目标分层教学方式的意见和建议反馈中，超过80%的学生给出了较高的评价，例如“目标分层教学方式非常好，在开始上课前就明白内容的重点与难点，以及需要掌握程度”“内容比较丰富，知识点比较明确，总体比较适合学生学习”“分层教学可以让学生清楚了解掌握的能力”“分层教学是一个非常好的方法，希望分层教学也能够很好地应用于其他课程的教学中”等等。

4 结语

教学目标分层及个性化培养的教学实践表明，这种差异化的教学方式满足了不同学习能力的学生根据自身条件确定不同的学习需求，能充分调动不同层次学生的学习热情和积极性，各个层次的学生都能实现与自身能力相适应的个性化发展，从而保证本门课程能满足本专业多元化的人才培养目标和学生不同的学习期望，符合新时代教育发展的需要。