面向能力培養的全過程“小班化—探究式”課堂教學模式探索

摘要：課程教學模式改革被證明是提高教學質量和提升學生綜合能力的有效途徑。本文以高等工科專業課程“材料科學基礎”為案例，專注于材料成型及控制工程專業學生的課堂教學改革，探索并實踐了一種“小班化—探究式”教學模式，對教學環節、教學條件、考核評價體系等方面進行了深入探討。這一改革方法為培養應用型人才提供了有力支持，學生的知識、技能和綜合素養都得到了顯著提升，特別是在團隊協作、問題解決和創新實踐方面取得了顯著進展。

關鍵詞：應用型人才培養；小班化；探究式；課程教學

一、“小班化—探究式”教學模式改革必要性

新時代高等工科教育對應用型人才培養提出更高的要求，強調理論基礎知識、實踐創新能力、思想道德品質三者有機融合、相互促進［12］。目前，我國高等教育從大眾教育向普及教育轉變，學生入學率顯著增加，大班授課成為常態。傳統大班教學模式強調知識的傳授，但缺乏個性化和深入的互動，無法滿足新工科背景下的人才培養目標［3］。課堂教學缺乏深入互動、探究學習，無法滿足新工科背景下的人才培養要求。

小班化課堂改革有利于教師按照每個學生的特點針對性施教，致力于創造更為親近、個性化和互動性強的學習環境。強調學習過程中的積極參與、認知沖突和知識構建的重要性。探究式學習是一種基于學生主動探索和發現的教育方法，旨在促進學生的自主學習、批判性思維和問題解決能力［4］。進入21世紀后，信息技術飛速發展，給各類數字化教學資源的應用帶來了便利，為探究式教學的有效開展提供了條件和基礎。

“材料科學基礎”是材料成型及控制工程專業的一門必修的專業基礎課程，對后續專業課程有很強的支撐。近年來，在學時縮短的大背景下，如何高效地完成課程目標、支撐學生知識結構，課程教改勢在必行。課程組從2020年起以全過程能力培養為目標，進行了“小班化—探究式”教學模式改革。經過三年的探索實踐，從教學模式、教學內容和教學方法以及學生探究式自主學習等環節有效改革，取得了較好的教學效果。

二、“小班化—探究式”教學模式的特點及優勢

（一）以學生為中心，實現學生個性化指導

以學生為中心的教學是“小班化—探究式”教學模式的核心理念。教育的關鍵在于滿足每個學生的獨特需求，以促進其全面發展。教師需要了解每個學生的興趣特長、學習風格、基礎知識掌握情況等，進行差異化的學習目標定位。教師還可以采用彈性教學進度，根據學生反饋適時調整教學方法。個性化指導還注重培養學生自主學習和自我管理能力，教師引導學生設定學習目標，制訂學習計劃，并自主探索學習資源。通過鍛煉，學生能夠養成自主學習的習慣，提高自我管理能力。

（二）互動式教學，激發學生學習興趣

互動式教學是在“小班化—探究式”教學模式的主要特點。引入開放性的問題和課題，鼓勵學生積極提出疑問、展開探究，并從多個角度思考問題。與傳統的“大水漫灌”的教學方式不同，“小班化—探究式”的教學模式以開放性的問題點燃學生的求知火炬。在教學過程中，教師充當引導者的角色，在學生自主探究的基礎上，通過提問、反饋等方式引導學生展開多角度思考，避免思維定勢。通過從問題出發、自主探究、合作分享的學習過程，強化解決問題的能力、創新思維和跨學科應用能力。

（三）團隊合作，提高學生復雜問題解決能力

團隊合作是“小班化—探究式”教學模式下的重要方式，小班化教學增進了師生互動和學生之間的合作學習。通過在綜合性甚至跨學科的團隊項目中合作，培養出跨學科思維和全面解決問題的能力。學生在合作中能夠借鑒彼此的思想和觀點，從而激發創新思維，更快地發現新穎的方法和解決方案，培養出創造性思考的能力。該培養模式有利于學生對專業知識的內化，并形成經驗。

（四）全過程能力培養，培養學生創新能力

全過程能力培養是“小班化—探究式”教學模式下的獨特優勢。引入學生培養形成性評價方法，多元化考核內容，做到過程考核，更關注學生能力養成的全過程。根據學生反饋及時調整課堂教學方案和進度，提高教學質量。建立起一套完善學生能力評價體系，有利于教師全面掌握學生的學習情況，而且可以根據學生反饋及時調整課堂教學方案和進度，提高教學質量。

三、“小班化—探究式”的教學模式的實現途徑

（一）豐富課堂教學組織形式，打造探究式學習基礎

第一，小班化是實現探究式學習的基礎。為了營造“小班化”的基礎條件，我們增加了專業課助教的數量，改變了傳統教學模式，實現了“大班轉小班”的策略。在教學組織上打破原來班級制，采用“大班講基礎、小班項目課”的模式，緩解了課程學時不足與教學質量提升之間的矛盾。第二，大班和小班的無縫轉換是關鍵，本課程從2020開始改革，每屆約110人。對必須掌握的基礎知識，采用“大班制”合堂講授，由教學團隊中經驗豐富的教授等專家學者講授，主要是講解課程內涵與外延。大班制講授之后，對能力提升環節，轉為“小班制”探究提升模式，分為3個平行班，每班30人左右規模。此時專業助教的主要作用是協助主講教師完成課堂討論和答辯等拔高環節，授課模式采用討論課、項目課、問題教學法等，提升課程的高階性和挑戰度。

（二）充分利用智慧教學平臺，提升課程學習質量

第一，課程團隊建設了豐富的線上教學資源，建成“金屬材料科學基礎”山東省聯盟在線課程。針對課程必備的74個知識點進行了章節式梳理，建設了在線習題庫、考試題庫及討論話題庫。持續更新最新科研成果、技術法規、重要學術會議、知名教授論壇、高水平專業競賽的前沿內容，有效提升了課程的高階性。第二，智慧教學平臺對基礎知識的學習有明顯支撐。在大班授課前，課前精選課程知識點要求學生課下預習，課堂上有針對性地“串講”，將知識點貫穿成知識體系。在小班探究式學習中，設置有針對性的問題引導學生積極思考、分組討論，得到有效結論，獲得解決復雜工程問題的能力。第三，智慧教學平臺有利于學生個性化培養的實現。利用大數據分析學生興趣需求，個性化推送課前預習資源，如對基礎較好的學生，可以提供更豐富的擴展閱讀材料，以拓展思維；對基礎較弱的學生，可以推送更多案例解析、思維導圖等輔助學習資源。

（三）增加過程性考核環節，健全全過程考核機制

采用全過程學習情況評價方法，及時掌握學生學習狀態，調節教學過程。對于線上模式，從隨堂練習正確率、在線提問回帖熱度等方面進行橫向比較，評價學生學習的積極性和知識的掌握程度。對于線下模式，從討論課題和項目驅動教學實施過程中的完成度、熟練度、準確度及創新程度幾個方面進行橫向比較，評價學生對知識的綜合應用及創新能力。

全面改革課程評價體系，評價體系分為過程性評價和總結性評價，降低期末考試占比，增加過程性評價，采用平時作業10%、實驗課10%、討論課10%、項目課20%、期末考試50%的比例計算總成績。避免了“期末一張卷”頑疾，對學生學期進行全周期考核，提升學習質量。

（1）平時作業環節的形式多樣，包括課前任務完成率、課堂回答問題、課后習題、在線討論等。設計一些需分析、運用知識的開放性問題，考查學生的綜合運用能力。這些作業旨在促使學生在課程內容中持續思考，積極參與討論和交流，從而加深對知識的理解和掌握。

（2）討論課環節是課程考核體系改革中的重要組成部分。通常采用小組討論、案例分析等形式，鼓勵學生積極參與，提出問題、闡釋觀點、與同伴交流，從而加深對知識的理解和掌握。在討論課中，教師充當引導者的角色，促進學生之間的互動交流，并針對不同的觀點進行引導和點評。這種方式培養了學生的批判性思維、團隊合作能力和溝通能力，使其能夠更全面地理解和應用課程內容。

（3）實驗課環節是保證學生實踐能力提升的有效手段，根據理論課程內容，針對性地開展實驗環節，對學生理論聯系實際、鞏固學習效果起著重要的作用。

（4）項目課環節的引入為學生的綜合能力培養提供了有力支持。強調學生在實際情境中運用所學知識和技能，解決復雜問題或完成實際任務。學生分析問題、制訂計劃、分工合作，并最終呈現出可行的解決方案。項目課的設計強調學生在解決問題過程中的實際操作和思考，使他們能夠更全面地發展綜合素養。

（5）期末考試環節的改革在于降低期末考試成績占比，由原來的占總成績90%下降到不超過50%，同時試卷取消客觀題，全部采用主觀題，并根據培養目標，將主觀題設置不同的難度等級，其中難度低、中等的題目占總試題的80%。這種改變旨在更好地與其他綜合性考核形式相結合，從而更全面地評價學生的學習成果和能力。

根據以上多樣性考核的推行，在保底線的同時，提高學生的過程考核，全面掌握學生的全周期學習情況，有利于在教學過程中及時反饋教學效果，幫助教師積極調整教學策略。

（四）教師與學生共成長模式，提升課程建設質量

面對“小班化—探究式”課堂教學改革出現的新現象，提出師生共成長模式。第一，教師隊伍建設是首要問題，教師團隊的選擇上積極增加專業課助教教師數量，一方面在組織討論課、項目課上解決了小班化問題；另一方面，團隊教師由教授、副教授和新教師組成，有利于“傳幫帶”鍛煉課程團隊教師隊伍。第二，新教師的加入，注入了新鮮血液，更有利于最新學科前沿知識和手段融入課程建設，縮短科研成果轉化為教學資源的周期。第三，新教師剛剛從學生身份轉變為教師，更容易理解和接受新一代學生的想法，與學生建立起師生共成長模式。

（五）打造探究式學習精品案例，筑牢“小班化”成效

探究式學習旨在提升學生分析解決復雜工程問題能力，廣泛采用問題教學法、討論課、項目課等形式，提升學生團隊協作、工程倫理、工程經濟、創新思維和創新意識、法律法規等綜合素質。第一，教師根據課程重點精選工程實際案例，設計探究問題情境，讓學生在解決問題的過程中運用所學知識和技能。第二，課堂組織中根據設置問題情境，教師引導學生在小組中共同探討和解決問題。如在討論鋼的種類環節，學生分組從材料選擇、生產工藝到性能測試等環節展開，鍛煉學生的團隊協作和解決復雜工程問題能力。通過實際問題情境的設計，更好地將課程知識應用于實際應用中，提升實踐能力。第三，課堂教學模式多樣性，提升學生參與度和興趣。“教學有法、教無定法”，探究式學習需要把握小班化充分互動和課程內容高階性兩個原則。在實現方法上可采用翻轉課堂、問題導向、討論課、項目課等形式，對某一專題進行系統分析，學生通過查閱資料、討論交流、分析總結、設置項目報告、設置項目答辯等環節，鍛煉學生綜合分析和終生學習能力。第四，探究性學習能有效激發學生學習興趣，對批判性思維和協作學習等能力提升有明顯優勢。生生互動，提出問題并共同解決問題，不僅增強學生對主題知識的掌握，還培養了溝通、團隊合作和批判性分析等能力。教師成為學習的促進者，而不是信息的傳播者。

四、“小班化—探究式”教學模式的挑戰

第一，探究問題情境的合理設置，是探究式學習模式的關鍵因素。高等教育改革到深處是課程建設，如何打造優質高校課程是重中之重。將最新科研成果轉化為教學資源，提升課程的高階性和挑戰度是關鍵?！敖o學生一杯水，教師要有一桶水”，在課程改革中，教師需要投入更多的精力，精心組織教學實施、教學情境、教學評價等一系列環節，需要建設一支高素質、肯奉獻、熱心學生培養并甘愿付出的教師團隊。第二，充分發揮智慧教學環境，切實開展高效混合式教學是有效途徑。針對目前專業課程學時減少與學生知識能力要求提高的現狀，充分利用混合式教學的靈活性，通過合理設置前沿課程內容、科學設置過程性考核環節，深入挖掘探究式工程案例等具體手段實施，切實提升課程建設水平，提高學生的獲得感是今后課程改革的重點和難點。第三，個性化能力培養與學生整體知識體系建立的協調是關鍵。探究式教學強調滿足學生個體的學習需求和興趣，但過于強調個性化可能導致教學知識點的碎片化和學習目標不一致。因此，教師提供策略確保所有的學生能夠系統掌握課程的整體知識框架，理解知識之間的內在邏輯和關聯。以確保學生既能夠獲得全面的知識體系，又能夠根據自身的興趣和特長進行深入探究，做好“大班”基礎和“小班”拔高的度的把握。

結語

“小班化—探究式”的教學模式，以學生為中心，倡導開放性教學、團隊合作、全過程能力培養等核心理念，為學生提供了更廣闊的學習空間和實踐機會。在“材料科學基礎”教學中應用該模式，解決了教師應用能力、教學資源、過程管理等方面的問題，學生樹立了終身學習的觀念，實現了自主學習能力、團隊協作能力、解決問題能力及創新能力的提升。本項目從2019級學生開始探索實踐，通過課堂教學改革，課程建設質量明顯提高，建設成山東省聯盟共享在線課程1門，青島理工大學精品示范課程1門。學生培養質量尤其是解決復雜工程問題能力和綜合素質顯著提高，取得了較好的教學結果。

參考文獻：

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基金項目：山東省本科教學改革研究重大項目（D2022003）；青島理工大學本科教學改革與研究面上項目（F2022064）

作者簡介：李一楠（1980—），女，漢族，山東淄博人，工學博士，教授，研究方向：異種材料連接。