地方应用型本科院校在校生自主学习能力培养研究与实践

郭 林,王少鹏,王保玉,郑丽萍

(郑州工程技术学院,河南 郑州 450042)

线上教学是一个完整的教学过程,它包含了教师的教和学生的学,两者紧密相连、互不可替代,缺少了任意一个环节都不能成为严格意义上的教学。如何利用线上教学促进学生自主学习能力的提升和学习方法的完善,培养学生自主学习能力已成为广大教育工作者思考和关注的问题。

1 存在问题

线上学习环境相对自由宽松,面对互联网等现代化技术的强大诱惑力,没有教师、家长的督促,学生极易被其他新鲜事物所吸引,很难保持长期、持续性的自主学习。教学实践表明,学生线上学习注意力容易分散,导致学习效率下降,常出现学生自主学习积极性不高、自觉性不强等现象,学习效果难以保障。

郑州工程技术学院是地方二本院校,学生基础相对薄弱、自学能力较差、学习积极性较弱。本文建立课前自主学习、课中知识内化、学后总结反思、课后有效延伸四段式教学模式及“多点测评+传统考试”评价模式,并以高分子材料与工程专业学生为对象进行实践,结果表明,该教学模式有效提升了学生的线上自主学习能力。

2 教学模式设计

重构教学活动。构建四段式教学活动即课前、课中、学后、课后。课前推送教学资源,明确预习任务,设计基础讨论题目,让学生带着问题学习并进行课前测;课中基于雨课堂直播的交互教学和以合作探究为基础的小组协作,完成知识吸收;学后教师及时进行学情分析、教学调整、定点帮扶,为学生创造自学-互学-群学的学习环境,学生自我评价、自我反思、课后测验;课后延伸课堂教学场景,增加自主学习内容,基于科研反哺教学,将科研内容、工程实践引入课堂,完成知识和技能的内化。通过四段式教学,让基础薄弱的学生夯实基础、树立自信,让基础好的学生体验成功的乐趣,激发学习的成就感。

教师活动与学生活动有机配合实现学生自主学习能力的逐步提升。将培养学生自主学习能力为主线贯穿始终,以合作学习、翻转课堂、成果分享等方法,突出学生作为学习主体的地位,转变传统以知识传授为中心的教学模式,强调学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣和探究精神、创新意识。

2.1 先学后教,唤醒学生的自主学习意识

在课堂教学之前,教师根据教学大纲中设定的培养目标,将教学资料(教材、任务单、视频、微课、中国大学慕课网及其他资源)推送到雨课堂平台,发布学习任务、学习目标,每节课前5 min进行课前测,测试以客观题的形式,在手机端完成,由系统自动批改。利用雨课堂提供的数据统计,掌握每个学生的学习情况,从而确定课堂上讲解的重难点。学生根据自己的实际侧重不同知识点,通过已有的知识及经验主动进行知识建构,有助于培养自主学习意识[1]。

2.2 以学定教,培养自主学习习惯

以学定教。教师根据课程目标和重构后的教学内容,精心设计教学目标,突出问题导向,引导学生探究式学习,强化多向交互与质疑辩论,完成知识的吸收与融合。学起于思,思起于疑。课堂上一部分时间用于讲授既定的重点难点或知识拓展类教学内容,做到三讲三不讲。三讲:讲重点、难点、易错、易混、易漏点,讲规律,讲方法。通过习题推送,鼓励学生发送弹幕、投票、抢答、分组讨论等来提高学生的课堂关注度,确保在线学习效果。三不讲:学生已经学会的、学生自己能学会的、老师讲了学生也不懂的内容不讲。给学生观察、操作、独立思考的时间和机会,让学生经历知识的形成过程。一部分时间用于讲解学生自主学习过程中提出的代表性问题,在课堂上师生之间答疑解惑、互动研讨、启发探究,让学生乐学、知学、善学,最终养成自主学习习惯。

蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作,精馏原理是蒸馏的重点,也是难点。在“精馏”授课过程中,根据学生预习情况,教师针对性地进行了教学设计。首先回顾蒸馏及气液相平衡的基本知识,教师采用渐进式提问,引导学生思考并讨论:平衡蒸馏及简单蒸馏产生的气液相组成满足什么关系?蒸馏时各股物料和各组分满足什么关系?平衡蒸馏和简单蒸馏能否实现高纯度分离?如何得到高纯度产品?通过积极讨论及小组汇报,学生基本掌握了精馏与蒸馏的区别。部分学生对多次进行部分汽化和部分冷凝操作过程仍表示不甚明白,教师对每块塔板上的气液相平衡进行详细讲解,任一塔板上易挥发组分由液相转移至气相,而难挥发组分从气相转移到液相,精馏是组分在气液相间的传质过程,塔顶回流、塔底上升蒸气是保证精馏过程连续、稳定操作的充要条件。渐进式提问引导的讨论由浅入深,不仅使学生增强了自主学习的信心,而且培养了思维的逻辑性。

2.3 诱思导学,提升自主学习能力

课上,教师引导学生围绕一些典型问题以小组为单位展开讨论,合作探究。较简单的问题,组内解决;较难的问题,教师进行点拨引导。针对共性和个性的问题,教师答疑解惑,必要时对重点、难点进行精讲和点评,配合来自生活、工程、科研的案例,引导学生对所学知识进行系统分析、深度思考,进行归纳总结、内化构建;引导学生在探索中学会思考,在思考中学会质疑。借助教学交互活动深化课程内容理解,学以致用,促进知识的迁移及应用。

例如在化工原理课程教学中,结合生活及工程中具体案例,提出问题,充分调动学生学习的积极性,提高学习兴趣再进行理论知识的讲解,理论联系实践。通过引入大禹治水和李冰治水等古代水利工程案例分析流体力学基本方程。通过严禁旅客超越列车轨道的安全黄线,引导学生理解伯努利方程;引入中国古代用于蒸煮的甑式蒸馏器和用于炼丹的密闭抽汞器分析蒸馏过程。分析豆腐的制作过程理解过滤原理,并将过滤单元操作与豆腐制作相对比;结合纯粮酿酒工艺理解蒸馏单元操作。以竞赛、大赛为抓手,引入实际生产工艺训练,用理论知识解决复杂的工程问题。

2.4 分层精练,培养自主学习策略

学生之间存在差异,教师依据教学大纲,建立多层次自主学习目标,确定不同难度的教学任务,让学生根据自身实际选择适合的教学模式、教学目标和教学任务;根据学生认知水平的差异,给予学习方法的指导,指引、指导学生如何学、学什么、怎么学,进而帮助学生自主学、坚持学。通过多样化的教学手段传递给学生多样化的学习方式,使各层次各类型学生都获得不同程度的发展。学生根据自己的知识掌握程度、接受能力及自我学习需求,灵活调整学习策略,按照自身的节奏来学习,真正做到学习是学生自己的事情,每位学生都是自己学习的第一责任人。

针对不同学生的学习能力和掌握程度,将学生分为不同层次,并为每个层次分配不同的教学任务。这样可以确保每个学生都能够得到适合自己的教学内容和教学方式。化工原理课程要求学生掌握流体流动、传热与传质的基础理论、主要化工单元操作的基本原理、典型过程和设备的设计与计算、主要设备的特点与选择,研究工程问题的科学方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。对于基础薄弱的学生,通过讲解基本概念、引导学生进行基础练习、提供实例等方式,帮助学生打好基础,顺利完成课后作业;学习能力较弱的学生,采用多种教学方法,如讲解、演示、练习、互动等,以提高学生的学习兴趣和积极性,完成指定的操作型任务如固定的管路系统下核算某些条件下的输送能力及具体技术指标。对于学习成绩较好且学习能力较强的学生,采用案例分析、探究式学习、课外拓展等挑战性较大的教学方法,补充历届不同高校研究生试题,参与设计竞赛,进行研究性学习或布置一定的选做作业,如完成指定的设计型任务,给定具体的流体输送任务(一定的流体体积、流量)等,让学生选用合理且经济的管路和输送设备,以提高学生的学习动力和自主学习能力。

2.5 总结反思,激发自主学习兴趣

教学结束后,教师发布作业、章节测试,巩固所学知识,并通过课后延伸问题引导学生开展进一步的小组合作学习与探究。学生根据教师提出的问题和相关学习资料对知识进行巩固补充,通过绘制思维导图对课上学习内容进行梳理、反思、消化,强化对知识的理解和应用。通过实践环节,强化专业技能培训,将已经习得的结构化知识转化为工程实践能力,激发学生学习兴趣。

2.6 延伸课堂教学场景,增强自主探究能力

依托“第二课堂”、大学生创新创业计划项目,在网络平台上发布相应教学任务。鼓励学生完成开放性实验设计,指导学生参加大学生创新训练项目。在教师的引导下,学生自主查阅文献、设计方案,完成调研、数据分析及论文的撰写,提高自主探究能力。以专业性竞赛为抓手,借助“第二课堂”,通过备赛和竞赛培养学生的思辨能力、自主学习能力和创新思维能力,促进理论知识与工程实践的深度融合[2-3]。

3 优化评价机制

以“学生自主学习,强调过程管理”为原则,采取“多点测评+传统考试”,依托雨课堂平台,实现学习过程统计管理,将学生课前学习的完成度、在线学习情况、线上讨论、协同合作、作业完成、随堂测试、实训操作(仿真)、科研课题设计等纳入形成性评价内容,雨课堂记录学生的学习活动,并按一定的权重将学生的整个学习过程纳入考核范畴,通过考核导向、过程主导,在一定程度上促进了学生自主学习。评价体系细分为三级指标。

多元化的评价体系见表1。

表1 多元化的评价体系

4 教学效果分析

表2 2018级、2019级高分子材料与工程专业学生成绩比较

表3 2018级、2019级高分子材料与工程专业学生期末成绩情况表

从表2、3可以看出,2019级高分子材料与工程专业教学班级的期末考试及格率、总评及格率均高于2018级高分子材料与工程教学班级。说明采用新的教学模式能有效提高学生的自主学习能力,整体上提升教学质量,学生成绩的标准差以及分布表明,学生成绩两级分化的现象得到明显改善,教学改革充分调动学生的学习积极性,尤其是基础薄弱的学生。

5 实践效果

教师将自己的科研内容引入课堂,引入“问题情境”教学,即以情境激发学生的学习兴趣,以问题作为导向,引导学生应用储备知识和搜索相关信息去解决实际问题。

学校出台政策,鼓励学生及早加入教师的科研项目,积极参加挑战杯、申报大学生创新创业项目。学生通过项目申报,查阅文献,自主设计实验,从“填鸭式”学习,逐渐转变为“捕鱼式”学习,提高了学习主动性。

学生申报的“信息隐身衣”--新型凝胶基体信息安全保护者、“苝酰亚胺阴离子盐的制备及其对重金属离子的检测与还原”“手性纳米复合材料制备及其对映异构体拆分性能评价”“双交联蛋清凝胶的制备及在生物医学中的潜在应用”“豆甾醇衍生物的合成与应用研究”“氧化石墨烯/苯并噁嗪复合发泡材料的研究”“基于生物质制备多功能金纳米颗粒”等项目获郑州工程技术学院第四届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛立项。“新型锌离子荧光探针的创新研究及医疗应用”推荐为2022 年度郑州地方高校大学生创新创业训练计划项目。“乳酸缩聚接枝黄麻增强聚乳酸复合材料工艺研究”“金属有机框架化合物的设计合成及其染料吸附性能研究”“改性碳纳米管复合电极的构筑及电催化性能研究”入围2022年河南省高校国家级大学生创新创业重点计划项目。学生的科研能力及综合素质得到显著提高,学生参与研究并作为署名作者,发表论文累计10余篇。

6 结束语

针对地方本科院校在校生线上教学自主学习能力缺失的原因进行分析,建立课前自主学习、课中知识内化、学后总结反思、课后有效延伸四段式教学过程及“多点测评+传统考试”评价模式,实践证明,该模式能有效提升大学生自主学习能力。