提升学习动力和知识能力产出的测试技术课程教学创新探索

摘"要：针对学生学习主动性不足成为影响知识能力产出的关键因素这一现状，以测试技术课程为例，从教学内容、教学方法和教学评价三个环节开展创新设计。教学内容设计以认知原理为基础，强化认知初级阶段建立成就感。将积极教育理念渗透教学模式中，通过树立积极的学习观念、构建积极的教学环境和积极地关注教学评价的教学策略，细化实施方案，提高学习主动性和学习成效。最后层次化和多元化评价体系，量化知识和能力产出。

关键词：学习动力；教学创新；积极心理学

1"现状及存在的问题

作为应用型本科院校，目标是培养具有理论基础扎实，专业知识面广，实践能力强，综合素质高，并有较强的科技运用能力应用型本科人才。机械工程作为一门传统学科，对国家经济及社会的发展起着举足轻重的作用。机械工程专业课程的教学内容涵盖面广且有深度，学习过程有一定的难度门槛。现有的课程教学存在学与教两方面的问题：一方面，学生的基础知识相对薄弱，学习主动性不高，学生在实践环节中表现出的分析设计和实践能力较弱，知识和能力产出不足；另一方面，教学活动的内容、手段和方法具有普遍性，缺乏针对性和灵活性，没有真正以学为中心，实现因材施教。为充分激发学生学习的主动性，实现学生知识和能力的产出，迫切需要对现有的课程教学进行改革创新。

测试技术课程是面向机械工程本科专业的一门专业核心课程，兼具很强的理论性和实践性。课程内容涉及传感器、控制系统、电子电路、信号分析与处理等，既综合应用了许多学科的原理和技术，又被广泛应用于各个学科中。以学生为中心，围绕应用型人才培养的目标，已开展的教学改革创新实践包含以下几个方面：

（1）分别对理论教学和实践教学两个方面的教学内容进行改革。理论教学方面将原有的信号及描述、测试装置基本特性、传感器、信号调理及分析、测试应用等知识内容重新整合，划分为以信号为主线的信号采集（传感器原理技术）、信号处理、信号分析、测试系统、计算机测试系统。采用一个测试系统案例贯穿五部分内容的教学。实践教学内容分层次开展验证性基础实验、解决问题提高实验、探究性实验，建设了测试系统项目设计库。

（2）探索了自主学习、协助学习及合作学习三位一体的教学实施方法，并开展了实践。激发学生自主寻找知识答案，自己去发现问题、解决问题，并形成学习结果。在培养学生学习能力，改善学生的两极分化情况取得了一定的成效。

（3）过程阶段性考核与期末考核相结合，考核方式多元化。围绕人才培养目标，考核学生对本课程知识产出的达成度。

在以上课程教学改革措施下，一定程度上提高了学生学习的主动性和学习成效［12］。但测试技术课程内容涵盖面广、理论抽象，而所面向的学生基础知识相对薄弱，学习能力不足，因此学习难度较大，抑制了学生的学习兴趣和动力。更为重要的是，在教学改革实施过程中，部分学生相对被动，通过问卷评测发现，学生普遍存在自我评价和自我效能不高的问题，这直接导致了教学改革收效有限的问题。探索有针对性的教育教学模式，优化教学内容，因材施教；通过设计以主动学习为主的教学模式提高学生学习主动性和学习成效；研究量化知识和能力产出的方法，对于达成培养目标具有重要的实践意义。

2"教学内容设计

教学内容由浅入深、层层递进，强化认知初级阶段同时建立学习成就感。认知心理学将人的认知过程分为感知、知觉、记忆、思维和反应五个阶段［34］。现有测试技术课程的教学内容体系通常是先理论知识后应用案例，即先掌握基础理论，然后应用知识去理解或解决实际问题。从学生角度看，认知从记忆开始，从信号的频谱分析到测试装置动态特性，涵盖傅里叶变换、拉普拉斯变换、传递函数、频率响应函数等知识点。这些内容较为抽象，对于教学对象的认知能力有较高要求。针对所面向教学对象的认知特点，在教学过程中强化认知初级阶段，由浅入深、层层递进，有利于启发学生的思维，提高学习成效，激发学习热情。

图1"教学内容结构优化图

将测试技术课程内容划分为两个部分，即信号采集和信号处理分析，两部分是测试过程的先后关系，同时在学习难度上是递进关系。如图1所示，信号采集包含信号采集原理、静态量测量和动态量测量，涉及内容相对更加具象和直观。信号处理及分析的方法和原理涉及的其他课程知识点较多，且较抽象，学习难度大。因此课程内容结构的第一个层次是先信号采集然后信号处理分析。第二个层次是信号采集从被测量来看，分为静态测量和动态测量，对应测试系统的静态特性和动态特性。信号处理分析可分为信号处理电路和频谱分析等。第三个层次是知识点的学习都是从解决实际测量问题出发，提出解决方案，引出知识点。

3"教学方法设计

将积极教育理念渗透教学模式中，细化实施方案，提高学习主动性和学习成效。积极教育理念是帮助学生发掘自身优势，提高学习能力和创造性思维能力，获得学业成绩上的成就，在学校获取幸福感［57］。将积极教育理念渗透到课程教学中，通过树立积极的学习观念、构建积极的教学环境和积极地关注教学评价三个方面的教学策略，为学生打造愉悦、积极、信任的教学氛围，在课堂上体会到幸福感，促使学生积极思考和参与。

3.1"课前优势测试

通过课前云班课线上完成学生的美德与品格优势量表、创造力问卷、完美主义问卷和乐观调查问卷等测试，对个体特征进行分析。让学生更多注意自身积极因素，发掘自身潜在的优秀品质和积极的个性特征，提高自我效能感，感受学习过程的愉悦和满意。例如，图2为本专业一名学生的品格优势测量结果，从结果分析，该学生的优势在于超越，即乐观、前瞻、敏锐等，而薄弱项在于正义，即领导力、公平等。通过对全班学生的问卷测试，对学生进行优势分类，在学习过程中不断自我肯定。

3.2"课中突出优势的策略

创设符合学生发展的教学情景，提高教学针对性。对不同水平不同层次的学生设计差异性问题，让学生能完全

沉浸在活动中，全心投入，实现每一个层次的学生都能良好地发展。教学情景突破传统教与学的场景，根据美德与品格优势，提出突出优势的策略，设计对应教学场景（如下表所示）。对于智慧优势对象，根据每章教学内容提出开放性问题或任务，引导学生查阅资料、积极思考，通过完成任务达到巩固基础知识和扩展思路的目的。对于勇气优势对象，设置有难度梯度的问题进行闯关，问题围绕教学内容的重点知识点进行设计。对于节制优势对象，强化自我规范优势，要求每周完成一次本周课程学习内容的知识点总结，或者积累一个测试系统设计的案例，并完成云班课分享。对于正义优势对象，在项目作业任务中，作为团队组织者，完成项目设计和答辩。对于超越优势对象，采用随堂知识竞赛的方式突出个人优势。

3.3"教学中的积极评价

面对学生学习过程中表现出的思维能力和探索能力，结合学生的特点运用积极方式对学生进行及时评价。让学生在评价过程中获得充满信心、乐观、希望等积极体验。积极评价融合在各项教学环节中，评价内容不能只从知识点的掌握层面，还包括能力和品格优势等多个方面。

3.4"主动学习的教学环节设计

根据美国学者埃德加·戴尔提出的“学习金字塔”理论，如图3所示，被动学习学得的学习内容留存率低于主动学习，而主动学习包含合作学习、实践学习和应用式学习［8］。合作学习模式有助于在学习过程中建立学生之间的联系。积极心理学研究显示与他人保持良好关系是获得幸福感的重要因素，凭借与他人良好关系的性格优势，可体会到满足感和成就感。同时，合作学习有利于培养学生团结协作的精神和交流沟通的能力，更重要的是与未来工程类行业工作模式相匹配。教学过程主要以2～3人的团队为教学对象。分别对课前、课中、课后三个学习阶段开展主动学习的教学环节设计。课前预习成果展示、课中案例讨论和合作探究、课后拓展学习和项目设计，利用线上和线下为学生提供展示平台。

主动学习模式并不适用于所有教学内容，因此首先甄选测试技术课程内容，例如传感器、测试系统设计、信号处理电路等。为搭建正向的主动学习环境，提高学习成效，对主动学习教学环节进行细化设计，同时探索有效的课堂组织管理方法。

4"评价考核体系设计

层次化和多元化评价体系，量化知识和能力产出。一个完整的量化评价体系首先确定评价指标，确定相关权重，再进行评价。拟基于层次理论分析法，确定测试技术课程评价层次结构，细化评价指标。测试技术课程的评价结构可分为目标层、准则层和指标层。目标层为对应毕业要求指标点的课程目标，每个课程目标的准则层由知识结构和能力素养构成，指标层为具体的知识点和能力。通过关联矩阵分析，给出每项指标的权重。最后设计考核方式实施考核，根据考核结果计算出个体达成度和整体达成度。

充分发挥过程阶段性考核在反馈及时、学生参与度高、形式丰富多样的特点，对学生的学习过程进行量化评价。将雨课堂、云班课线上平台应用到阶段性评价中，对每节课的学习效果进行实时反馈。采用作业、测试、实验、答辩、设计报告、团队竞赛等多种形式，涵盖知识和能力的评价指标。对考核内容难度分为标准级和专家级，对应基础分和加分，学生可自主选择闯关难度层级。

结语

学生的学习动力和知识能力产出是相辅相成、相互促进的关系。提升学习动力让学生具有学习主动性和内驱力，知识能力产出相应提升，反过来，知识能力产出提升有利于获得学习过程中的成就感，促进学生学习动力的提升。本文从教学内容、教学方法和教学评价三个方面进行了教学实施过程的具体设计。

针对面向的教学对象，将教学内容优化为由具象到抽象、由简单到复杂、由浅入深的结构模式。设计完成并实施以主动学习为主的教学模式实施方案。采用合作学习、实践学习和应用式学习，学生与教师、学生与学生形成学习共同体。建立量化的评价考核体系，应用多元化的考核方式覆盖所有指标点。根据指标点及其权重对学生的知识和能力产出科学客观的评价，以此作为教学过程的闭环反馈环节，指导教学过程中各个组成环节的调整和优化。

参考文献：

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［8］秦卫红，陆金钰，吴京，等.学习金字塔理论的工程结构设计原理教学实践［J］.高等建筑教育，2020，29（01）：5159.

基金项目：本文系“2023年北京联合大学教育教学研究与改革项目《基于OBE理念的应用型大学机械工程专业课程创新改革研究——以测试技术为例》（JJ2023Y028）”的研究成果

作者简介：谭苗苗（1980—"），女，土家族，湖北巴东县人，博士，副教授，研究方向：测控技术。