陈 辉,陈照强,许崇海
(1.齐鲁工业大学(山东省科学院)机械工程学院 山东 济南 250353;2.山东省机械设计研究院 山东 济南 250031)
新工科不仅要建设一批新的工科专业,还需要对传统工科专业进行改造升级,加强对人才创新实践能力的培养,使学生适应社会发展和产业需求。
当前我国理工类专业课考核中“一考定成绩”的现象十分普遍,以致学生为了考试而学习,学习过程中只关注考试重点,成绩优异者基础知识扎实,但集成知识、解决实际问题的能力不足。通过建立贯穿教学全过程的多维度、多主体、全过程、非标准学业评价体系,在教学中营造师生同伴间积极对话与良性互动的学习氛围,促进课程质量的提升,有助于在新工科背景下培养高素质的专业人才。
根据实施阶段和目的的不同,课程评价可分为形成性评价(Formative Evaluation)和终结性评价(Summative Evaluation)。形成性评价主要发生在教学过程中,其目的是在教学过程中改进和增强教师教学和学生的学习效果,及时给予学生反馈并对教学进行调整,以获得更好的学习效果。终结性评价则发生在课程结束后,对学生总体学习成效进行评估,期末考试是最典型的终结性评价方式[1]。
“一考定成绩”是我国学校教育中应用最广泛的课程学习成效评价方式,虽然这一评价方式的弊病在教学改革的不断探索中有所改善,但仍然存在诸多问题,未改变课程评价“重结果,轻过程”的现状,主要表现在:
①基于期末考试的终结性评价依然占绝对主导地位,对形成性评价重视程度不足,过程考核形式化严重[2]。教师得到的有效反馈少,也无法反映学生对课程内容的真实掌握情况,对学习效果的改善有限。
②现有形成性评价方式单一,多局限于学生作业和课堂测验,师生互动少,且学生多是被动参与,无法调动学生的学习积极性[3]。虽然也在一定程度上促进了部分“听话”的学生学习,但未改变学生的被动学习状态,对“不乖”的学生促进效果不明显。
③与期末考试一样,形成性评价依然侧重概念和理论公式等课堂知识的考核,本质上依然属于终结性评价,只是从考场搬到了课堂或课下,更侧重知识目标,与课程的能力和情感目标脱节严重,难以考查学生集成知识、解决实际工程问题和辩证思维的能力,对学生独立解决工程问题和创新能力的提升效果有限[4]。
④评价实施路径不完善,评价的主体以教师为主,学生参与度低[5]。以解题式评价为主,考查学生综合专业素养和能力的“非标准答案”和开放式命题不足,无法为学生参与评价提供切入点,不能充分激发学生的学习热情,不利于实现以学生为中心的教学。
工程技术是连接科学发现和产业发展的桥梁,面对新的经济和科学发展形势,培养适应新时代新要求的工程技术人才,提升人才创新实践能力,是新工科建设的重要目标[6-7]。为更好地培养既具有扎实专业理论知识,又具有独立解决实际工程问题能力的创新型应用人才,课程团队在X 大学“机械设计”课程中,增加形成性评价占比,并对形成性评价的形式和实施过程进行优化,促进教学过程改善,主要特点有:
课程团队基于知识、能力和素养的人才培养目标,以课程知识点为中心,聚焦学习成效,建立除分数外的能力和素养评价方法。推行“非标准答案”考核方式,探索开放式命题,以小组讨论或调研报告、课程小论文、专利申请文件等方式重点考查学生用知识分析问题、解决问题的能力,促进学生独立思考,形成辩证思维。在传统验证和认知实验的基础上,建立多样化创新实践考核体系,启发学生在实践活动的主动认知中强化理论学习和创新思考。针对课程内容,建立课程实践项目案例库,将课程内容融入项目实施的各个环节,让学生在项目实践过程中提升创新能力和工程素养。
传统课后习题主要考查学生对课本基本知识点和概念的掌握,课后习题往往对工程实际问题进行了大量简化和假设,存在解题思路固化、答案一致性高的问题,学生作业抄袭的现象非常严重,无法培养学生自主学习和运用理论知识解决实际问题的能力。而在工程实际中,除了套用公式计算外,被简化和假设的条件是需要技术人员去确定的,而这才是工科学生需要具备的核心能力和素养。“非标准答案”的考核题目是开放的,不在题目中预设条件,需要学生通过自主查阅资料获得合理的参数或充足的课外知识以完成题目要求,可加强学生自主思考和解决实际工程问题的能力。同时采用“非标准答案”考核方式,可降低题目答案的一致性,每个人都需自主确定结题参数,每个人的答案都不一致,有助于改善学生作业抄袭的问题。
项目式教学可显著提高学生的创新意识和实践能力,增进学生对理论知识的理解,有助于提升学生集合所学知识的系统化思维和辩证思维能力。根据课程内容,建设课程实践项目案例库,将各个理论知识点融入项目实施的各个环节,通过项目实践巩固理论学习。采用“分组协作”的方式进行项目式教学,每4-5 名学生组成一个学习小组,每个小组负责一个项目,不同小组所负责的项目也不同,项目的差异化设置可促使各小组独立完成项目任务。
传统教学考核模式以“平时作业+考试”为主,体现在课下作业与考场上,难以对学生的课堂表现和课后学习情况进行有效评价,造成学生课堂表现消极、课后学习投入少,考前临时抱佛脚等现象。学生虽然来上课了,但并未真正参与到课程学习中,好学生也仅在被动接受教师讲解,而“差”学生则只是为了应付考勤,人到课堂,心不在课堂。课后主要以完成作业为主,不会在课程知识的基础上进行扩展学习,更不会扩展到课外,与其他课程知识结合起来去解决实际问题。
为提高学生学习的积极性和参与度,分别从课上、课后、课外和考场四个维度,促进师生和生生之间的良性互动,提高学习成效。在“平时作业+考试”的基础上,基于OBE教学理念和BOPPPS教学模式,在教学过程中引入前测、后测、“一句话总结”等环节,根据学生参与情况和课堂表现对其进行评价。利用非标准答案习题促进学生在课后独立完成作业,减少作业抄袭,促进学生个性化发展。通过引入项目式教学,鼓励学生将课程项目扩展到科创竞赛和专利、论文等实践创新成果中,引导学生将课程知识应用到课后科技活动中,加强与其他课程的联系,锻炼学生的综合创新实践能力,促进学以致用、知行合一。期末考试中增加开放式命题,着重考查学生将课程知识点融会贯通的能力,以考试结果反向激励学生多参与课堂互动和课外科技活动。
“以学生为中心”的教育理念自1951 年被美国心理学家卡尔·罗杰斯提出以来,越来越多地被广大教育工作者采用,近年来,几乎所有的教育教学改革均在显性或隐性地践行这一理念,学生在学习过程中的主体地位得到了显著提升。而教学评价则基本都是以教师为主体,评价学生“学得怎么样”依然以教师为中心。但教师精力有限,很难对学生进行公平、全面的有效评价,最终往往只能基于平时作业和期末考试成绩对学生的学习成效进行评价,侧重对学生理论知识掌握情况的考查,弱化了对学生实践能力和工程素养的考查。
课程团队利用分组教学模式,在课堂和课后的小组协作环节中培养学生利用理论知识解决实际问题的能力和团队合作能力,设置“组间互评”和“组内生生互评”,按照比例评选出表现优异的学习小组和小组成员。同时依托学校的机械类专业协同育人联盟,邀请研究院和企业导师对小组完成的课程项目进行点评,让学生从实际生产的角度了解到项目的优缺点,提升学生的工程素养;在期末考试中引入更多实际生产元素,侧重考查学生解决实际问题的能力,弱化纯理论知识考点。通过建立“教师—学生—企业专家”的多主体评价模式,解决学生学习成效评价中以教师为中心的弊端,建立基于学习产出和以学生为中心的评价模式。
为避免“高分低能”和部分学生为及格考前临时抱佛脚死记硬背、考后知识点全忘等现象,课程团队基于上述评价方式的探索,对教学全过程实施形成性评价,并根据评价结果,对教学过程进行及时优化和调整。加强过程考核,利用贯穿教学全过程的多维度、多主体、全过程、非标准学业评价体系,提升学生的参与度和学习积极性,强化学生的创新实践能力和将知识融会贯通的能力,促进学生对课程知识点的灵活掌握。
课程团队针对“机械设计”课程在2021 年和2022 年下半年两学期内实施了新的课程评价体系,并根据过程性评价结果在实施过程中不断对评价体系进行丰富和完善,与平行班对比,人才培养效果显著。
首先,学生学习的主动性和课堂活跃度得到显著提升,通过考查学生对知识点的运用而不仅仅是对知识点的掌握,需要学生在课堂、课后和课外更多地主动思考、查阅资料和相互讨论,而不仅仅是基于教材去枯燥地识记知识点和进行理论公式推导。其次,通过完成非标准答案考核题目和小组团队合作完成课程项目,学生的创新实践能力和综合运用知识的能力得到全面增强,学生参与学科竞赛获奖、论文发表和专利申请的数量显著提升。同时,通过让学生接触和参与更多的案例设计,使得学生的设计思维、科技报国精神、工程安全意识等工程素养明显增强。
本文所建设和探索研究的工科专业课程评价体系可在教学过程中向教师准确地反馈学生对知识点的掌握和运用情况,为改进教学方式提供参考。也可使学生更多地主动参与到教学过程中,在与教师和同学之间的互动中了解自身学习中的不足,侧重知识点运用能力的考核可激发学生的学习兴趣和热情,促进课程能力和素养培养目标的实现,提升学生学习效果。可为新工科背景下专业课课程体系构建及其评价研究提供重要借鉴,具有一定的示范指导作用。