军校电工实验分层教学模式的探索实践

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军校电工实验分层教学模式的探索实践
邱晓天 任 远 安 寅
国防科技大学智能科学学院 湖南长沙 410003
摘 要：针对我校电工与电路基础课程实验教学内容、方法手段、评价方式未能很好地与教学对象的群体差异相适应的问题，在教学过程中引入了分层教学理念，探索分层教学模式的应用实践，主要围绕实施依据、实施策略、实施反馈等情况进行了详细阐述。

实践结果证明，分层教学模式是针对差异性教学对象提升教学效果的有效方式，有利于提升教员教学水平和人才培养的质量，值得进一步研究推广。

关键词：差异；分层教学；实验教学
作者简介：邱晓天，工学硕士，讲师；任远，工学博士，讲师；安寅，工学硕士，实验师。

基金项目：国防科技大学教育教学研究课题(编号：U2018015)。

实践教学是培养具备综合素质和创新能力人才的重要环节，近年来日益受到重视[1]。

电工与电路基础课程是电类和非电类相关专业的重要基础课程，其实验教学对于学员相关知识的学习、能力和素质的培养起到重要作用[2]。

近年来，我校电工与电路基础课程授课对象的培养类型和学习基础等方面存在明显差异，而实践教学内容、方法手段、评价方式未能很好地与教学对象的群体差异性相适应，整体教学成效还有较大的提升空间。

针对此问题，笔者所在教学团队在电工实验教学过程中引入了分层教学理念，探索分层教学模式的应用实践。

分层教学模式一直在高校教学改革中备受关注，旨在使不同层次学员得到最优发展[3-5]。

本文主要围绕分层教学模式在我校电工实验教学中的实施依据、实施策略以及实施效果等方面介绍了所做的探索及经验。

1 分层教学的实施依据
1.1 理论依据
分层教学源于我国古代教育家孔子提出的因材施教理念，其理论依据还包括苏联教育家维果茨基的“最近发展区理论”、苏联教育学家巴班斯基“教学过程的最优化理论”、美国教育心理学家布鲁纳的“掌握学习理论”[6]。

所谓“分层教学”是指依据教学对象的个体差异性，在教学目标、内容、方式和评价标准等方面进行合理设计，从而为不同层次的教学对象创造适合的学习和发展环境[7]。

1.2 现实依据
国防科技大学是一所综合性军事院校，电工与电路基础课程近三年的授课群体类别涉及技术类、指挥类、联合培养、无军籍等；涉及专业包括电子工程、信息工程、测控技术及仪器等二十余个。

不同培养类型和专业的学员毕业后的任职方向和需求也有所差别。

根据调查，学员在理论基础、思维习惯、自学能力、动手能力、情感动机等方面均存在不同程度差异。

采用统一的教学实施，会出现部分学员学习过于吃力，而另一部分学员学有余力的现象。

因此，为使不同特点的学员获得最优发展，分层教学是一种可行思路。

2 分层教学的实施策略
分层教学在高校实验教学中有多种实施方式[8-9]，关键在于结合院校自身教学内容、授课对象特点、培养目标需求和教学管理方式，进行具体的教学设计和实施。

2.1 结合实际学情 合理设置分层策略
合理分层是分层教学的基础，这里的分层包括3个方面：
2.1.1 教学对象分层
在分层之前，教学团队应对授课群体进行整体把握和了解。

采取课前调查的方式初步获取学员的智力和非智力因素信息，再结合培养类型、专业和管理特点，以实验教学班级为单位进行层级划分。

从培养类型上看，与技术类学员相比指挥类录取分数更高，其
岗位需求相对更偏重技术研究；指挥类学员中应届生的理论基础远优于部队考学的战士生；联合培养学员录取分数低于本校培养；非军籍学员近两年才开放少量招生，录取分数相对较高，且相比军籍自主学习时间更多。

从专业划分上看，电相关专业对于电工技术的知识、能力和素质上的要求相对更高。

考虑到教学管理的便利，依据培养类型和专业初步划分为A，B，C三个层级，如表1所示。

再结合学员对自身思维习惯、自学能力、动手能力、情感动机的评估和个人意愿，由授课教员进行调整。

表1 教学对象初步分层
层次教学对象
A层技术类(电相关专业)
无军籍(电相关专业)
B层技术类(非电相关专业)无军籍(非电相关专业)联合培养(电相关专业)指挥类(应届生)
C层联合培养(非电相关专业)
指挥类(战士生)
2.1.2 教学目标分层
明确的教学目标是设计分层教学内容、手段方法、评价标准的导向。

针对不同层级，总的教学目标涵盖电工理论与实验知识、能力和素质3个层面。

根据修订后的布鲁姆教育目标分类学理论[10]，将教学目标又划分为“记忆”“理解”“应用”“分析”“评价”和“创造”6个等级，不同层级设置对应的基础性目标、提高性目标和发展性目标等级，如表2所示。

通过教学过程中学员的参与和教员的引导，所有学员均可达到基础性目标，大部分学员可达到提高性目标，少部分学员可达到发展性目标。

在此基础上，再对每一个实验内容设计具体的教学目标。

表2 教学目标分层
层次
知识—能力—素质教学目标
基础性目标提高性目标发展性目标
A层记忆
理解
应用
分析
评价创造
B层记忆
理解
应用
分析
评价
创造
C层记忆
理解应用
分析
评价
创造
2.1.3 教学内容分层
3个层次班级必做的实验项目基本一致，鼓励各层级学员完成其他自主实验项目。

根据教学目标，各层级实验项目的具体教学内容和要求有所不同。

针对C层次，对常用电路仿真软件Multisim的学习不做硬性要求，鼓励其利用软件仿真实验并分析，在实验内容的设置上偏重验证性和综合性；针对B层次，要求采用Multisim软件完成基础实验内容的电路仿真分析和记录，实验内容的设置增加设计性；针对A层次，在B层次内容要求的基础上，增加设计性内容的比重，例如“RLC串联谐振电路的研究”实验中，RLC串联电路不直接给定电路参数，而是要求学员设计一个满足给定谐振频率和通频带的实验电路，通过软件仿真并与实测结果对比；再由电路谐振时电感元件理论与实际电压波形存在的差异，引出电感元件的内阻值的测量方案设计等。

2.2 融合信息技术设计不同教学方式
电工实验教学涉及课前预习、课堂教学、课后总结3个环节，分层教学取得实效的关键在于服务教学目标和内容的具体教学方式的设计和实施。

针对A，B，C三个层次，分别采用翻转式教学、启发式教学、常规式教学。

2.2.1 翻转式教学—A层
A层级的学员普遍理论基础好，实践兴趣较大，乐于自主思考探索，对自身的自学能力、动手能力有较高的评价。

因此采用翻转式教学，要求学员通过预习掌握实验原理、内容和仪器基本操作，课堂不再讲授，前70%～80%时间直接完成规定的实验任务，后20%～30%时间由教员通过提问的方式引导学员进行课堂研讨，归纳总结。

翻转式教学的实施关键在于提升课前预习效果和课堂讨论的参与程度。

因此，教员在预习环节一方面要布置明确的预习任务用以引导，另一方面要提供立体式的教学资源以供自主学习，需结合信息技术，提前将微课视频、信息文档、网络链接等资源发布给学员。

在课堂讨论环节中，需提前进行内容设计，引导学员思考、讨论预习和实验过程中存在的问题，培养学员自主思考、分析解决问题的能力。

2.2.2 启发式教学—B层
B层级的学员类型和专业较多，学员数量占比最大，理论基础较好，对自身的自学能力、动手能力评价整体适中。

该层次采用启发式教学，保留少部分课堂讲授以照顾学生“讲后做”的实践习惯，同时增强引导效果，实操结束后留出部分时间思考讨论关键的1～2个问题，以促进学员主动思考问题、解决问题。

2.2.3 常规式教学—C层
C层级的学生理论基础相对较薄弱，大多数学员学习依赖性较强，对自身的自学能力、动手能力的评
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价相对较差。

针对该层次采用常规式教学，即课堂保留一定讲授时间，用以强化理论及实验知识的理解，通过适当的操作演示加强学员操作技能的学习，根据实际操作情况，设置思考和讨论。

通过雨课堂、微信群交流等方式组织学员定向答疑，及时解决遇到的问题。

2.3 针对具体层级采用多元评价方案
由于教学对象的层级划分，教学目标、内容和教学方式均有所差异，建立科学、合理的评价标准十分重要。

评价方案的设计要以激发学习动力和实践兴趣为着力点，同时能够检验学员的教学目标达成程度。

针对不同层级，采用全过程多元化的评价方案，如表3所示，在差异教学下尽可能保证成绩评定的客观性和公平性。

表3 分层教学评价方案
层次评价组成
A层翻转式预习报告10%+实操情况25%+课堂讨论20%+实验报告25%+实验考查20%
B层启发式预习报告10%+实操情况30%+课堂讨论10%+实验报告30%+实验考查20%
C层常规式实操情况40%+实验报告40%+实验考查20%
3 分层教学的实施效果
在近三年的电工实验课程教学中，教学团队按照统筹规划、个性实施的原则，对分层教学模式进行了具体实践和探索，采用问卷调查和个别交流的方式获取学员和教员反馈。

3.1 学员广泛认可教学成效提升
在具体实施中，B层次班级的施教方式与原有的统一施教的方式比较近似，因此，重点关注A层次、C 层次班级的施教效果。

这里以笔者直接参与分层施教的两类学员为对象进行分析，为了比较教学效果，将技术类测控、自动化专业分为A、B两个层级，将指挥类(战士生)工程兵专业分为B、C两个层级，则两个类型的B层级均作为对照组。

经过教学实践和调查，将学员实验成绩(百分制平均成绩)、实践兴趣(兴趣提升的学员占比)、课堂互动(主动发言≥1次学员占比)的情况比较如表4所示。

表4 分层教学效果比较
类型层次(人数)实验成绩实践兴趣课堂互动
技术类A(22)9282%100% B(30)8976%53%
指挥类(战士生)B(29)8369%34% C(29)8586%31%
由表4数据可知，实验组学员教学效果整体来看优于对照组，个别交流和实验报告心得体会也反映，对于其中技术类学员，A层级学员自学能力、自主思考能力得到更好的提升，且在后续的跟踪调查中，参与课外实践竞赛等活动的人数更多；对于其中指挥类(战士生)学员，C层级学员反映学习节奏更为适应，跟不上进度的情况得到改善。

这说明分层教学更利于优秀学员自身潜力的发挥和综合能力的培养，也有利于基础薄弱学员的兴趣激发和自信心提升，从而提升实践教学的整体成效。

此外，根据参与电工分层教学的24个班级学生的教学实践和反馈情况，大多数学生对于分层教学模式持赞成态度，且认为其对于提高自身学习成效有积极影响。

3.2 教员教学相长教学水平提高
在分层教学的实践过程中，教员需要根据各层次学员的实际情况进行针对性的教学设计和实施，锻炼了教员的组织调控与随机应变能力，同时也对教员自身知识储备量和教学能力提出新的要求，促使其主动升级课件教案，参与教学培训，学习掌握Camtasia Studio、雨课堂、问卷调查小程序等信息工具的使用，切实提高教员的专业素养、教学能力。

4 分层教学的实施反思
分层教学模式的实施是一个复杂的过程，其实践过程中产生的问题值得进一步思考和探讨，如层次划分方面，具体划分层次的多少以及层内教学方式是否存在隐性分层；评价方式方面，如何保证评价结果既能体现同一层级学生的学习情况，又能兼顾各层级整体评估的公平性；教学管理方面，如何更好地保障多班次分层教学的全过程实施和反馈获取等问题。

5 结语
分层教学理念在电工实验教学的应用是经典教学理念的传承与丰富，本文着眼于我校实际学情，对分层教学模式进行了探索实践。

实践结果证明，分层教学模式是针对差异性教学对象提升教学效果的有效方式，符合“以人为本，以学员为主体”的教学理念，便于提升教员教学水平和人才培养的质量，对于进一步推动新工科背景下实验教学改革深化具有实际意
义，值得进一步研究推广。

参考文献
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(下转139页)
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好地提高了学生课堂专注度及学习的主动性和自觉性，获得了很好的教学效果。

5 结语
随着国家对高职教育不断重视以及社会对职业教育的需求不断增加，以往的课堂教学模式不能覆盖全部高职办学形式，存在远程网络教学的需求。

因此，需要利用现有网络教学工具，结合课程和学生特点，
不断总结经验，做好远程教学。

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