时间:2023-03-20 16:27:27
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尽管土力学课程涉及多个工程领域,但是国内现行绝大多数教学大纲和相关教材仍然泾渭分明,使得建筑工程专业的学生不懂交通土建,交通土建专业的学生不懂建筑工程,难以满足大土木背景下人才培养的需求。此外,为与国际接轨,土力学与基础工程课程已列为中国目前正在推行的注册工程师执业资格考试的必考科目。因此,如何结合中国注册工程师制度,调整教材内容,提升学生的职业能力,为他们今后的工作创造条件,也是当今急需解决的问题之一。
(二)教学及教材内容滞后
随着土木工程技术的迅猛发展,新技术和新理论不断涌现。与其他很多课程一样,目前国内大多数土力学与基础工程课程教材的内容及相关教学大纲偏于陈旧,更新程度远远落后于学科的发展。通过网上调研,发现国外土力学与基础工程课程的教学及教材内容紧跟学科发展,能够反映该学科较为前沿的研究成果,如临界状态土力学、非饱和土力学等。而在国内,这部分内容大多作为岩土工程专业研究生高等土力学课程的教学内容,在本科教材和教学大纲中极为少见[3]。
(三)教学模式单一
由于教学内容多、课时有限,尽管许多学校已将多媒体、讨论课等引入课堂,教学模式趋于多元化,但是传统的“填鸭式”教学仍然是目前主要的教学模式,因人施教、个性化教学的开展还很不理想。
二、个性化教学模式的改革措施
(一)教学内容模块化
在现有课程体系的基础上,整合并及时更新土力学与基础工程课程教学的相关内容,减少指定教材的局限性,建立模块化课程体系,以解决教材内容狭隘、滞后以及内容多课时少等问题。模块化教学体系主要包括:基础理论、建筑工程应用(如浅基础、桩基础设计等)、交通土建应用(如沉井基础设计、路基设计等)、石油特色(如储罐基础设计)、专题讲座(如非饱和土、土动力学等)、注册师考试等多个模块。在共同学习基础理论模块后,学生可根据自己的兴趣自主选择相应的模块进行学习,并且以学生自主学习、教师精点讲解、专题设计、课题研究等为主,考试时将该部分的学习情况作为平时成绩计入总分。与此同时,为适应大土木的要求,学校也对土木工程专业的培养方案做了相应的改革,最突出的一点是大三下学期学生可根据自己的学习兴趣和未来的职业意向,自主选择相应的学习方向(如建筑结构方向、地下工程方向、岩土工程方向、交通土建方向等),每个方向都开设了相当数量的选修课程。
(二)构建多元化、个性化教学模式
在进一步完善多媒体教学的基础上,通过对课后作业和实验教学内容的分类、建立网络互动平台、组建大学生创新团队等措施,满足不同层次学生,以及社会对创新型人才和技术型人才培养的需求,实现个性化教学。
1.教学手段及方法多元化
在现有教学课件的基础上,根据教学内容模块化的要求,进一步完善多媒体课件;通过工程案例录像、动态仿真等手段介绍课程研究对象及内容;建立教师与学生网络互动平台。互动平台主要包括教学资源、土工试验、课程设计、工程实例、前沿专题、解惑释疑等模块。其中,教学资源模块主要包括教学课件、作业习题、参考资料等内容;工程实例模块主要包括设计工程案例、相关规范、施工图纸等;前沿专题模块主要包括环境岩土、土动力学、非饱和土、科技引导等专题,主要介绍一些新的技术、新的理论、有价值的论文、该领域的热点问题等,学生也可通过此模块选择与学科有关的创新课题;解惑释疑模块主要通过网络解答学生提出的各类与课程、考研、就业、注册工程师考试等有关的问题,学生也可参与解答。在教学方法方面,除了传统的教师讲解以外,逐渐改变教学观念,将学生视为课堂主体,辅以课堂讲授、小组讨论、研究性实验和课题设计等。特别是通过网络互动平台,实现学生课下自主学习、师生课下交流等多元化教学。
2.因人施教的个性化教学
(1)增加课后作业量,对课后作业进行分类。考虑到学生层次的差异,将课后作业分为必交作业、习题作业和不必交作业三类[3]。学生可根据自己的能力选做作业。其中,习题作业为课程各知识点的典型习题,是课堂例题的补充,一般1个例题配3-5个习题作业,由学生自己批改作业,教师给出详细的解答过程,以供学生参考;不必交作业主要是考研和注册工程师考试等方面的典型题目,学生可根据自己的时间、未来就业的方向以及考研方向等自主选择。(2)实验教学分类。土力学与基础工程课程是理论性和实践性很强的课程,课程的基本理论、公式等主要来源于实践和实验,实验教学是该课程教学重要的组成部分。为了满足不同层次学生的要求,将实验教学分为常规试验、研究试验和观摩试验三类。常规试验为教学大纲要求本科阶段必须掌握的基本土工试验,如固结实验、直剪试验等,以训练学生的基本实验技能为目的,学生必须选修,且要求按照教师的讲解及规范规定的步骤进行;研究试验为学生根据自己的兴趣和前沿课题提出实验项目及实施方案,并在教师的协助下完成,旨在强化学生综合能力与创新能力的培养,如学生自行设计的纤维土强度试验等;观摩试验是根据具体情况组织学生观摩现场试验或现场实验录像,以增加学生的感性认识和现场实施能力,由教师指导完成。(3)组建大学生创新型团队。通过开设专题讲座和网络互动平台,让学生了解学科的前沿理论和热点问题,结合石油大学大学生创新项目,组建大学生创新团队,鼓励学生直接参与科研,增强其创新意识。目前该课程已组建3个创新团队,有设计纤维土、垃圾土等多个研究课题。(4)加强技能型人才培养。鉴于有相当一部分学生毕业后会直接就业,加之该学科实践性很强,因此,教师常常通过网络平台,传递一些工程资料,与学生探讨设计、施工过程中常遇到的实际问题和解决办法,解答现行规范中的疑问,为学生独立工作奠定基础。3.推进考核方式的改革基于过程性原则、激励性原则、多元化原则和能力性原则,逐步推进课程考核方式的改革,改变一次性结课考试的考核形式,注重对学习过程的考查和学生能力的评价,形成课程最终成绩=过程考核成绩(课堂考核成绩+综合考核成绩)+期末考核成绩的考核方式。其中,期末考核成绩所占比例不超过50%。考核方式的改革进一步激发了学生学习的主动性和自主性,培养了学生的创新意识和实践能力。
2个性化参数
个性化参数是创建个性化学习情境的基本要素,本节将讨论E-learning领域中常用的15种个性化参数及其参数值。⑴学习者知识水平为学习者呈现学习资源或设计学习过程时,需要考虑学习者的知识背景。⑵学习目的需要根据学习者想要获得的最终学习目的为学习者制定学习计划,提供相应的学习资源。⑶媒体偏好为不同媒体偏好的学习者提供不同的资源呈现形式。⑷语言习惯根据不同学习者的语言偏好以不同语言呈现学习资源。⑸Kolb学习循环理论Kolb于1984年提出经验学习模式亦即经验学习圈理论(experientiallearning)。他认为经验学习过程是由四个适应性学习阶段构成的环形结构,即具有经验、反复观察、抽象概括和积极实践。⑹Honey-Mumford学习风格[1]类似KOLB学习模型,Honey和Mumford于1986年提出学习者的四种学习风格,即积极主动型、反思型、理论型及实践型。⑺Felder-silverman学习风格[2]Felder和silverman于1988年认为学习者在获取和处理学习资源所采用的方法通常表现出四维空间的学习风格。⑻LaGaranderie学习风格[3]LaGaranderie于1993年提出基于心理学研究的六种学习风格。⑼参与度学习者参与学习活动过程中通过监控学习者对于小组的动态关注情况从而判断其学习需求。⑽任务进度通过观察和搜集学习者的学习进度,每次学习活动的任务完成量判断其学习需求。⑾等待回复在学习过程中,当经过一定时间后学习者没有按下学习完成度按钮(如“完成”、“没完成”、“不确定”)或系统没有给学习者回复学习效果时。⑿诱导程度[4]Keller于1983年提出ARCS模型,认为诱因由四个因素组成。⒀导航偏好根据学习者浏览学习资源的偏好制定深度优先或广度优先的导航机制。⒁认知特质[5]Kinshuk和Lin于2004年提出认知特质模型,该模型由四种认知特质组成,即方法记忆能力,直觉推理能力,信息处理能力,关联学习技巧。⒂教学方法[6]Essalmi等人于2007年提出一种基于个性化参数的教学方法,并定义三种教学方法,目标教学方法,竞争教学法,协作学习法。
3个性化自适应E-learning系统及其使用个性化策略的状况
根据个性化参数把自适应E-learning系统分类如表1所示。上表可知,使用最多的个性化参数为“学习者知识水平”“、媒体偏好”“、学习目标”。另外,越来越多的研究偏向结合多种参数制定出某种个性化策略。
4个性化教学策略的定义及其应用
在个性化网络学习系统,往往通过合并个性化参数构建个性化策略。实际上,如果我们考虑从15种参数中选择10种进行合并,那么其合并的组合方式可达到种,其中,Ci15表示从15种参数中选择的参数i的子集。为了解决该问题,本文提出两层的个性化策略机制。
4.1第二层E-learning个性化学习
ELP2为教学者提供不同的基于学习情境的个性化教学策略。例如,学习者学习使用MicrosoftWord该学习过程中可根据“学习者知识水平”建立相应的学习策略。图1中,教学者首先为具体的课程选择个性化参数子集,通过合并各参数,并根据参数的值制定其学习内容。该过程称为个性化学习策略的建立。
4.2第一层E-learning个性化学习
EPL1主要为EPL2建立的个性化学习策略的应用结合EPL1+EPL2的目的是能够灵活地构建并应用个性化策略,通过在构建个性化策略过程中选择参数子集,并以值集合的形式进行存储,在选择多个参数时,需要对其进行合并,下面利用数学方法以语义变量的形式定义其个性化参数的合并情况。个性化策略的建立的过程为:选取个性化参数SPP,再合并个性化参数CPP,并运用该策略构建学习情境LS,其中,SPP和CPP构成EPL2。其中,SPP表示学习情境集合(SLS)中的学习情境LS与个性化参数PP的子集SubSP的关联方法。即如何选择个性化参数的过程,如公式1和图4所示:假设LS为包含各学习目标内容(LO)的一棵树,则CPP表示为LS当中的LO选取的参数值及其该情境构建的适合程度A。其中,A表示衡量该LO是否适合已选参数值体现的学习者的特征,即学习情境与学习者状况是否相符。SPP和CPP为两层个性化学习策略的理论基础,尤其为个性化参数的结合使用起到重要作用。
5EPL1+EPL2机制
个性化学习系统通常根据预定义的个性化参数子集确定学习者特征,并以此提供重要功能,这些功能的结合能够构建出新的个性化策略。本文利用WEB服务技术集成各个性化教学系统的功能,能有效解决多应用之间的交互问题。下面用图6描述该两层机制。其中,ELP1包含:⑴构建和重用学习情境服务SSRLSSSRLS允许设计学习情境的教学者定义学习情境的结构,并依据此为学习者选取及呈现适当的学习内容。此外,学习情境可以章节、小结及教学活动等树状形式呈现。⑵确定学习者特征服务SDLCSDLC的功能是当学习者的特征与个性化参数相关时,通过关联所有服务搜集并确定学习者特征。⑶获取个性化策略服务SAPSSAPS允许应用第一层中通过结合学习者概况和学习情境制定的个性化策略。⑷学习者导航支持服务SLNSSLNS以适应性导航支持的形式描述学习内容。
二、任务设置的层次性
目前高职院校楼宇智能化工程技术专业核心课程普遍采用在实训室工位架上进行“理实一体、任务驱动”的教学模式,任务设置较为单一。任务要有层次性包括两方面的含义:
1.任务的承前启后
前苏联著名心理学家维果斯基的“最邻近发展区”理论对楼宇智能化技术的教学具有很大的指导作用,维果斯基认为:学生独立解决问题时的实际发展水平和教师指导下解决问题时的潜在发展水平存在差异,这个差异就是最邻近发展区。根据这一理论,承前即指任务的设计要考虑到学生的原有能力,启后即指在教师的指导下解决任务的同时发展学生的能力,为以后的学习打下基础。我们在把这一理论运用到教学中时,应正确理解发展的含义,发展强调的是能力,设计任务时,教师要反复思考:让学生完成这一任务,可以培养他们哪方面的能力?增加他们哪些经验?等问题。这样才能真正做到教学走在发展的前面,不停顿的把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高水平。
2.任务的目标层次性
毫无疑问,学生的学习能力和原有能力都存在差异,为了适应学生的不同发展水平,可以制定三个层次的目标:掌握——提高——发挥,教师在设计任务的时候再将复杂的任务细化,确定哪些任务是所有学生都必须完成的,哪些是鼓励学生去尝试的,哪些是让学生发挥想象力,自由创作的。在设计“任务”时,要注意学生的特点与知识接受能力的差异,充分考虑学生的现有文化知识、认知能力和兴趣等。在设计的过程中,要始终以学生的角度考虑,根据学生的实际水平来设计每一个模块,针对不同程度的学生来设计不同层次的练习,也就是说要“任务”要有层次感。设计“任务”时,其认知目标一般可以采用掌握、提高、发挥三个层次的学习水平。通过改革,根据不同学生的能力层次,设置不同等级的工作任务,按基础能力、拓展能力、创新能力,细化工作任务的要求,从而使每个层次的学生都能够在付出努力的前提下,完成适合自身情况的工作任务,既锻炼知识技能,又提升学习的成就感和自信心。
三、评价方式的层次性
目前课程在评价方面通常采用统一的任务评价体系,对学生工作过程的付出度、参与度及进步度无法体现。例如,1个基础好、能力强的小组A和1个基础弱、能力弱的小组B分别完成同样的任务,A组成员没有投入过多精力,也取得了较好成绩;B组成员虽然非常认真努力,但毕竟要学的东西太多,所以最终成绩未必好。这种传统的评价方式存在过于机械、不够人性化、不重视个性化的问题,容易挫伤后进学生的积极性。通过改革,根据每个同学的实际情况,制定个性化的评价方案。新的评价方案应充分考虑学生的基础、进步程度、学习过程付出程度等因素,而不是仅仅关注任务的最终完成情况。
1.模糊目标重过程
教师在教学过程中,对于课堂目标的设定,要在大方面有把握,而具体的,则不要拘泥权威或是个人的阅读理解,要多关注课堂上学生的阅读机智以及思想火花的迸发。
2.重质疑
对于文本的阅读,由于个人的阅读经验以及生活经历的不同,我们在解读过程中,必然存在着差异,这是一种正常的现象,我们教师应该尊重学生的不同理解,允许课堂上有不同的声音存在,不要因为标准答案而抹杀学生的理解。比如教《〈宽容〉序言》中,对于文章中第一部分两次提到的“在宁静的无知山谷里,人们过着幸福的生活”和第八部分又一次写到人们幸福的生活,这两种幸福是不是一样的问题上,学生之间就展开了争论。观点一:不一样。因为开始的幸福是人们麻木的幸福,在这种平静的生活中,人们是恐惧的,是不幸福的;而后面是人们经过反抗,是用先驱的鲜血换来的,是真正的幸福。观点二:一样。表面上后一种幸福似乎是真正意义上的幸福,但事实上,历史会轮回,新的家园会成为另一个无知山谷,先驱也会成为守旧势力,因为人们的思想还没有变化。所以都是麻木的幸福。在整个讨论过程中,学生结合文本,结合学过的知识,表达过程自觉地显示出辨证思维,我想,这才是我们所追求的真正的课堂。同时,我们要注重学生的质疑。造成疑点的因素很多,或是文本本身的晦涩,或是学生阅读体验的不够,这个时候,教师就要和学生一起探讨,或是耐心解答,而不能逃避问题或是不屑一顾。
3.方法互融重批判
个性化阅读,积累是风帆,方法是船舵。要张扬个性,展示个性阅读,离不开多种方法。联系生活、结合背景、审视批判等多种方法融合会更具个性。联系生活法:文学来源于生活,那在阅读过程中,就要还原于生活。让生活走进阅读,让阅读亲近生活,做到语文的外延与生活外延等同,这样,阅读的价值观念就会更新,生命的质量就会优化。结合背景法:文学作品的产生都具有一定的时代背景,在我们的个性阅读过程中,不要忘了背景,否则,就会陷入到另一种极端。比如《窦娥冤》中,有“血溅白练”、“六月飞雪”、“亢旱三年”的誓愿,如果学生不结合当时的写作背景,就会批评窦娥的自私了。三桩誓愿让楚州百姓受了多少灾难!结合时代特点,我们就知道,三桩誓愿是为了说明她冤屈之大,是作者的一种浪漫主义的表达。了解时代的局限性,就不会产生这种偏激。