論理工科專業課的教學設計

王學偉

摘要：理工科專業課的教學設計是提高課堂教學水平的關鍵所在。針對理工科專業課教學中存在的教學設計隨意性大，重點與難點內容不突出，控制教學節奏不明顯等問題，在分析教學設計的含義和組成的基礎上，闡述了教學設計的要素，從充實教學內容、撰寫教案和課堂教學實施三個方面，闡述了教學設計的方法。

關鍵詞：專業課；教學設計；教學策略；教學手段

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）24-0174-03

“專業課”相對于“基礎課”而言，是講授本學科專業知識和專業技能的課程，通過專業課的學習，可以獲得本學科本專業的基本理論、專業知識和專業技能，了解本學科專業的前沿和發展趨勢，同時可以幫助學生提高分析解決本專業實際問題的能力。現代社會發展迅速，理工科等學科領域的科學技術發展日新月異，這就導致了專業知識的更新是快速和頻繁的，由此導致了專業課程的設置是非固定的，尤其是專業課程的內容不是一成不變的，會與時俱進。與之相悖的是，大學階段的人才培養設定的目標只能是針對一個限定范圍內的專業基礎，更深層次的專業知識和技能是畢業之后在實際工作中學習得到的。因此，設置哪些專業課，專業課程包含哪些內容，在一段時間內還是相對穩定的。專業課程的教學效果在很大程度上取決于學生的知識獲取能力及運用所學知識分析、判斷問題的能力。要培養學生的上述能力，科學而有創新性的教學設計是教師教學過程中的首要任務。

在專業課教學中經常會反映出一個較為普遍的問題，就是教師課堂駕馭能力、教學設計水平、內容邏輯關系及控制教學節奏明顯不足，導致信馬由韁，講哪算哪，重點難點不突出，板書隨意性大，學生記筆記無所適從。出現上述問題的原因，是教師對專業課的教學設計重視和研究得不夠，沒有把握其中的內涵、要素和方法，致使課前課程設計不充分，未能完全體現課程內容，達不到教學效果。

一、教學設計的含義和組成

教學設計是指教師在實施教學前，運用現代學習與教學心理學、傳播學、教學媒體論等相關的理論與技術，通過對教學過程各要素的分析研究，做出的關于教學目標、形式、順序、結果的科學計劃和構想[1]。按照教學設計的定義，教學設計的主要組成部分，也就是實現步驟如下：（1）分析教學任務；（2）確定教學目標；（3）選擇教學內容；（4）編寫教學教案；（5）設計教學策略；（6）設計教學情境；（7）設定教學手段；（8）安排教學活動。

由上面的闡述可以看出，教學設計的核心都是圍繞教學活動進程進行的，這種設計行為具有目的性強和可調控的特點，因此，專業課程教師在組織教學設計時，一定要厘清教學設計諸要素和步驟之間的關系和流程，依照先后順序展開設計工作。設計的起點、中間節點、終點等核心環節一定要清晰明確，在滿足預期目標的前提下，要綜合考慮教學內容、教學手段、教學條件，針對特定教學對象，對教學過程進行可控的調整，制作出合理科學的教學設計。這種教學設計一定是結構豐滿、內容充實的。

二、教學設計的要素

一般而言，教學設計中應考慮以下基本要素。

（一）分析教學任務

在進行教學設計之前，為保證教學設計具備較強的針對性，必須要面向教學對象進行調查分析，得出第一手的數據。與教學對象有關的第一手數據包括本課程關聯緊密的前修課程的學習情況、班風學風情況、學生成績分布情況。對成績差的學生要重點關注，有條件時，建議采用學生座談會、班級問卷調查等方式，了解學生對即將開課的專業課程的期望和評價，對教師的期望和要求等。通過分析和整理這些第一手數據，對學生的心理狀態、興趣特長甚至思想負擔、負面情緒等都全面獲得。成績好的同學固然問題不大，對成績差的同學的了解是積極有用的，可以對導致成績差的原因進行深層次剖析，提出切實可行的幫扶方案。這種調查分析同樣包括教學環境，例如教室的電氣設備、投影儀、音箱、麥克風、網絡環境、電子類的實驗臺、機械類的機床等，要保證上述硬件環境運行良好，可能需要同實驗室保障部門保持良好溝通。

（二）制定教學目標

教學目標是教學活動想要達到的目的或標準[2]。或者說，教學目標是教學完成時應達到的教學結果[3]。教學目標的制定，是為教學設計打基礎，為整個教學活動定規范，這個目標一定是為最大限度提高學生的知識掌握程度服務的。同時，學生的知識獲取能力與分析判斷解決本專業實際問題的能力也要兼顧。在這種前提下制定的教學目標，充分強調了教師在教學過程中的組織和引導作用，充分考慮了學生在教學過程中的行為，即應該做什么、能夠做什么和如何去做，才能最大程度地獲取知識、提升能力。歸結起來，就是教學過程中，哪部分內容應該了解，哪部分內容應該熟悉，哪部分內容應該掌握。

很顯然，教學設計的最終目標是最大限度提高學生的知識掌握程度，這個目標能否實現，要通過作為學習活動主體的學生才能實現。學生在學習活動中會構建自己的認知結構，然后以自己獨有的方式來學習并獲得知識。所以，一個成功的教學設計，一定是把對學生的分析放在首位。教學目標如果制定得過高，教學過程必將偏離大多數學生的真實水平，學生掌握不到應有的知識；教學目標如果制定得過低，教學過程將在不必要的教學內容上浪費時間和精力，學生對教學內容感到乏味，也低估了學生已有的知識和能力。

（三）設計教學策略

教學策略是對完成特定教學目標而采取的教學順序、教學活動程序、教學方法、教學組織形式和教學媒體等因素的總體考慮[3]，教學方法、教學手段、教學程序的選擇過程就是教學策略的設計過程，這個選擇過程是為了實現教學目標而進行的，是教學設計中的重要一環。

在課堂教學過程中，教學策略可以分為生產式教學策略和替代式教學策略兩種類型[4]，其中，生產式教學策略是指教師將授課內容、目的、要求等提前發給學生，由學生自行組織、闡明和安排教學活動，教師注重做好啟發和引導。替代式教學策略是指教師上課前根據教學目標和教學內容，提出明確的教學目的和要求，設計出清晰的精講、略述、插問、設疑、板書和邏輯進程等教學安排，并在教學中呈現給學生[4]。生產式教學策略使用的教學環節包括案例教學、課堂討論等。相比于生產式教學策略，替代式教學策略是常規的教學方式。

在教學策略的設計中，往往會遵循如下法則：首先，是要和教學內容相呼應。教學內容是要靠教學策略來實現的，不同的內容應設計不同的教學策略。如，以原理為主的內容應采用替代式教學策略，以故障分析為主的內容應采用生產式教學策略，以電路分析和仿真實驗為主的內容應采用替代式和生產式相結合的教學策略。其次，是要和教學對象的特點相適應。教學對象的特點是互不相同的，個性、學習基礎、習慣愛好、學習方法迥異，針對不同的教學對象，達到教學目標的方式也必然不同。因此，一定要針對具體的授課對象展開具體分析，做到“對癥下藥”。再次，是要和教師自身的素質水平相對應。在教學設計中，教師自身的專業背景、知識儲備、實踐經歷、興趣愛好等因素必須要考慮。長處要發揚，短處要回避。如知識儲備豐富但不善于口頭表述的教師，應下大力氣制作豐富多彩的多媒體課件，采用翻轉課堂等新型教學手段，加強與學生互動交流等，可以彌補由于口頭表述稍差帶來的缺憾。最后，是要和教學保障設施相適應。教學策略的最終施行和教學保障設備緊密相連，除去電腦、投影儀等必備設施外，其他如電源、氣源、實驗臺、機床等設備是否正常運行，也會成為教學策略正常實施的重要制約條件。

三、教學設計的方法

現代科學更新頻繁，新技術、新知識層出不窮，使知識的實際應用周期和陳舊周期均大大縮短，給專業課教學提出了一系列新問題。如：信息化使教育信息激增，一方面使知識增長的無限性與學生在校專業課的學習時間有限性的矛盾突出；另一方面，知識不斷更新，且更新速度越來越快，學生在走上工作崗位后會面臨所學知識部分陳舊，且大量新知識需要再學習的問題。如果再沿用傳統的以教師為中心的教學設計，則難以應對。因此制定教學設計應在考慮學生掌握知識的同時，注重知識的獲取能力和自主學習能力的培養。

（一）充實授課內容

教學大綱是專業課程內容的法規性文件，教學內容一定要嚴格依據教學大綱。在課前準備時，最好再熟讀人才培養方案，厘清本專業課程在人才培養中的地位和作用。采用“讀、查、插、歸”四步式[4]備課法精確把握教學內容。“讀”，是指熟讀教材內容，尤其注意不要只看一本教材，要同時兼顧幾種不同的教材；“查”，是指查找教材里羅列的參考文獻的內容，尤其是教材中簡略的內容，要在其參考文獻中查找到詳細的內容，再補充到授課內容里；“插”，是指結合本學科專業的發展現狀和前沿趨勢，將本課程相關的最新科研成果和動態插入教學設計中，以體現日新月異的技術發展動態，拓寬學生的視野。“歸”，是指將前述三個環節準備的資料按照講授、討論、案例教學、課程設計、想定作業、實驗教學、仿真研究等方式進行分類、統籌和整理，還要預先設置課堂互動的情境、啟發學生的方法。

（二）詳細撰寫教案

準備好充實的授課內容后，要根據授課內容撰寫教案。教案的撰寫遵循“一導入”、“一主線”、“多邏輯”和“一模式”的原則[4]。“一導入”，是指開始授課時的導入語。導入語多采用輕松愉快的話題，如將當今的社會熱門話題、生活趣事、科技發展前沿等內容導入授課主題。“一主線”，是指授課內容的不同安排方式。如“板書”、“互動”、“精講”、“略講”、“提問”、“自學”、“討論”等，當然這種安排方式是縱向排列的，體現了所講內容的難易程度和承接關系。“多邏輯”，是指挖掘授課內容中上一個知識點與下一個知識點、同一個知識點中的不同問題間的內在聯系，形成一個獨立單元，在這個獨立單元中，采用問題設置、自問自答、提問互動等方式，將知識點、問題等串接起來，形成層次分明、逐層深入的邏輯關系。“一模式”，是指教學模式鮮明有特色，體現在教學方法多種多樣、教學手段合理可行、符合專業課程、以學生為主體的特點。采用上述四原則進行撰寫，一定能使教案詳實而具體。

（三）三步式課堂教學實施

教學有法，但無定法，貴在得法。教學目標、任務、教案確定以后，能否實現預期目標，課堂教學的方法和效果成為決定性因素。為此，施教過程中應注意把握三個環節。

1.營造民主和諧的教學氛圍。民主、自由、和諧的教學氛圍，是課堂教學的豐富土壤，輕松愉快的課堂氣氛才能激發出活躍的思維，迸發出創新的潛能。在教學實施過程中，首先，應建立民主平等的師生關系和自由探討、平等討論的民主氣氛；其次，應從單一結論的趨同，轉變為多向思維的求異，克服教學總是著眼于讓學生接受和認同某種結論或原則的弊端，摒棄強制性的統一答案和統一語言；再次，應使學生淡化書本權威和教師權威，培養學生自由思考、勇于質疑、勇于挑戰權威的精神，對學生在知識探索中出現的錯誤要包容，這樣才能樹立學生自主發現、敢為人先、標新立異的開拓精神，才能使學生面對諸多疑惑進行大膽探索，親身實踐，進而指導學生綜合運用課程知識去發現、分析和解決現實中的各種問題，在實踐中鍛煉成長，培養活學活用書本知識解決實際問題的能力，以及探求創新的能力。

2.正確運用三段式教學環節。所謂三段式，是指授課前、授課中途和授課結束前這三個階段。在這三個階段的課堂授課建議采用問題設疑法。具體實施過程包括：授課前，教師可事先設計一到兩個問題，然后展示給學生，這些問題要和本堂課的內容相關聯，可能涉及到學生已有的知識儲備或者是本學科的發展動態，這樣學生就會帶著問題學習。課堂中途，就是本堂課的內容已經過半，一兩個知識點已經完整講述完畢，課前預設的問題也基本上解決，同時課堂時間也往往過半，這時學生的注意力已經開始下降，思想上也出現了懈怠、“開小差”等情況。這時教師應該重新設計一到兩個問題，這些問題的難度一定是升高的，或者說在教材上是找不到答案的，把學生重新引入到“憤”、“悱”的情境之中，把學生的注意力重新拉回到課堂中。本堂課結束前，回顧和總結是必不可少的，尤其是對前兩個環節設置的幾個問題一定要給學生準確答案，最好采用師生互動的方式，要充分發揮學生的主觀能動性，鼓勵和引導學生去探求正確答案。正確觀點要褒獎，錯誤之處更要包容。

3.綜合運用多種不同的教學手段。教學手段要豐富，不要單一手段用到底。要根據具體的教學內容選擇不同的教學手段，將優秀的傳統手段、思維手段和現代化手段有機結合，綜合運用，切忌千篇一律地使用多媒體課件。例如，公式推導應盡量采用板書、電路原理圖應采用掛圖等。

參考文獻：

[1]高班穎，李雪松.軍校教師基本技能[M].北京：解放軍出版社，1997：11-15.

[2]游海.高校教師課程[M].銀川：大地出版社，2000：561.

[3]徐輝.國外大學教學與改革[M].杭州：浙江大學出版社，2006：76.

[4]劉愛元，趙國榮，劉持勝.軍隊院校專業課實驗教學設計[J]，實驗技術與管理，2013，30（4）：130-132.