摘要：課程教學(xué)模式改革被證明是提高教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生綜合能力的有效途徑。本文以高等工科專業(yè)課程“材料科學(xué)基礎(chǔ)”為案例，專注于材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生的課堂教學(xué)改革，探索并實(shí)踐了一種“小班化—探究式”教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)條件、考核評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了深入探討。這一改革方法為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供了有力支持，學(xué)生的知識(shí)、技能和綜合素養(yǎng)都得到了顯著提升，特別是在團(tuán)隊(duì)協(xié)作、問(wèn)題解決和創(chuàng)新實(shí)踐方面取得了顯著進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才培養(yǎng)；小班化；探究式；課程教學(xué)

一、“小班化—探究式”教學(xué)模式改革必要性

新時(shí)代高等工科教育對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)提出更高的要求，強(qiáng)調(diào)理論基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐創(chuàng)新能力、思想道德品質(zhì)三者有機(jī)融合、相互促進(jìn)［12］。目前，我國(guó)高等教育從大眾教育向普及教育轉(zhuǎn)變，學(xué)生入學(xué)率顯著增加，大班授課成為常態(tài)。傳統(tǒng)大班教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，但缺乏個(gè)性化和深入的互動(dòng)，無(wú)法滿足新工科背景下的人才培養(yǎng)目標(biāo)［3］。課堂教學(xué)缺乏深入互動(dòng)、探究學(xué)習(xí)，無(wú)法滿足新工科背景下的人才培養(yǎng)要求。

小班化課堂改革有利于教師按照每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)針對(duì)性施教，致力于創(chuàng)造更為親近、個(gè)性化和互動(dòng)性強(qiáng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中的積極參與、認(rèn)知沖突和知識(shí)構(gòu)建的重要性。探究式學(xué)習(xí)是一種基于學(xué)生主動(dòng)探索和發(fā)現(xiàn)的教育方法，旨在促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、批判性思維和問(wèn)題解決能力［4］。進(jìn)入21世紀(jì)后，信息技術(shù)飛速發(fā)展，給各類數(shù)字化教學(xué)資源的應(yīng)用帶來(lái)了便利，為探究式教學(xué)的有效開(kāi)展提供了條件和基礎(chǔ)。

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是材料成型及控制工程專業(yè)的一門(mén)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)后續(xù)專業(yè)課程有很強(qiáng)的支撐。近年來(lái)，在學(xué)時(shí)縮短的大背景下，如何高效地完成課程目標(biāo)、支撐學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)，課程教改勢(shì)在必行。課程組從2020年起以全過(guò)程能力培養(yǎng)為目標(biāo)，進(jìn)行了“小班化—探究式”教學(xué)模式改革。經(jīng)過(guò)三年的探索實(shí)踐，從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法以及學(xué)生探究式自主學(xué)習(xí)等環(huán)節(jié)有效改革，取得了較好的教學(xué)效果。

二、“小班化—探究式”教學(xué)模式的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

（一）以學(xué)生為中心，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化指導(dǎo)

以學(xué)生為中心的教學(xué)是“小班化—探究式”教學(xué)模式的核心理念。教育的關(guān)鍵在于滿足每個(gè)學(xué)生的獨(dú)特需求，以促進(jìn)其全面發(fā)展。教師需要了解每個(gè)學(xué)生的興趣特長(zhǎng)、學(xué)習(xí)風(fēng)格、基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況等，進(jìn)行差異化的學(xué)習(xí)目標(biāo)定位。教師還可以采用彈性教學(xué)進(jìn)度，根據(jù)學(xué)生反饋適時(shí)調(diào)整教學(xué)方法。個(gè)性化指導(dǎo)還注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我管理能力，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)，制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃，并自主探索學(xué)習(xí)資源。通過(guò)鍛煉，學(xué)生能夠養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，提高自我管理能力。

（二）互動(dòng)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

互動(dòng)式教學(xué)是在“小班化—探究式”教學(xué)模式的主要特點(diǎn)。引入開(kāi)放性的問(wèn)題和課題，鼓勵(lì)學(xué)生積極提出疑問(wèn)、展開(kāi)探究，并從多個(gè)角度思考問(wèn)題。與傳統(tǒng)的“大水漫灌”的教學(xué)方式不同，“小班化—探究式”的教學(xué)模式以開(kāi)放性的問(wèn)題點(diǎn)燃學(xué)生的求知火炬。在教學(xué)過(guò)程中，教師充當(dāng)引導(dǎo)者的角色，在學(xué)生自主探究的基礎(chǔ)上，通過(guò)提問(wèn)、反饋等方式引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)多角度思考，避免思維定勢(shì)。通過(guò)從問(wèn)題出發(fā)、自主探究、合作分享的學(xué)習(xí)過(guò)程，強(qiáng)化解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新思維和跨學(xué)科應(yīng)用能力。

（三）團(tuán)隊(duì)合作，提高學(xué)生復(fù)雜問(wèn)題解決能力

團(tuán)隊(duì)合作是“小班化—探究式”教學(xué)模式下的重要方式，小班化教學(xué)增進(jìn)了師生互動(dòng)和學(xué)生之間的合作學(xué)習(xí)。通過(guò)在綜合性甚至跨學(xué)科的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中合作，培養(yǎng)出跨學(xué)科思維和全面解決問(wèn)題的能力。學(xué)生在合作中能夠借鑒彼此的思想和觀點(diǎn)，從而激發(fā)創(chuàng)新思維，更快地發(fā)現(xiàn)新穎的方法和解決方案，培養(yǎng)出創(chuàng)造性思考的能力。該培養(yǎng)模式有利于學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的內(nèi)化，并形成經(jīng)驗(yàn)。

（四）全過(guò)程能力培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

全過(guò)程能力培養(yǎng)是“小班化—探究式”教學(xué)模式下的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。引入學(xué)生培養(yǎng)形成性評(píng)價(jià)方法，多元化考核內(nèi)容，做到過(guò)程考核，更關(guān)注學(xué)生能力養(yǎng)成的全過(guò)程。根據(jù)學(xué)生反饋及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)方案和進(jìn)度，提高教學(xué)質(zhì)量。建立起一套完善學(xué)生能力評(píng)價(jià)體系，有利于教師全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而且可以根據(jù)學(xué)生反饋及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)方案和進(jìn)度，提高教學(xué)質(zhì)量。

三、“小班化—探究式”的教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)途徑

（一）豐富課堂教學(xué)組織形式，打造探究式學(xué)習(xí)基礎(chǔ)

第一，小班化是實(shí)現(xiàn)探究式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。為了營(yíng)造“小班化”的基礎(chǔ)條件，我們?cè)黾恿藢I(yè)課助教的數(shù)量，改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了“大班轉(zhuǎn)小班”的策略。在教學(xué)組織上打破原來(lái)班級(jí)制，采用“大班講基礎(chǔ)、小班項(xiàng)目課”的模式，緩解了課程學(xué)時(shí)不足與教學(xué)質(zhì)量提升之間的矛盾。第二，大班和小班的無(wú)縫轉(zhuǎn)換是關(guān)鍵，本課程從2020開(kāi)始改革，每屆約110人。對(duì)必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，采用“大班制”合堂講授，由教學(xué)團(tuán)隊(duì)中經(jīng)驗(yàn)豐富的教授等專家學(xué)者講授，主要是講解課程內(nèi)涵與外延。大班制講授之后，對(duì)能力提升環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)為“小班制”探究提升模式，分為3個(gè)平行班，每班30人左右規(guī)模。此時(shí)專業(yè)助教的主要作用是協(xié)助主講教師完成課堂討論和答辯等拔高環(huán)節(jié)，授課模式采用討論課、項(xiàng)目課、問(wèn)題教學(xué)法等，提升課程的高階性和挑戰(zhàn)度。

（二）充分利用智慧教學(xué)平臺(tái)，提升課程學(xué)習(xí)質(zhì)量

第一，課程團(tuán)隊(duì)建設(shè)了豐富的線上教學(xué)資源，建成“金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)”山東省聯(lián)盟在線課程。針對(duì)課程必備的74個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了章節(jié)式梳理，建設(shè)了在線習(xí)題庫(kù)、考試題庫(kù)及討論話題庫(kù)。持續(xù)更新最新科研成果、技術(shù)法規(guī)、重要學(xué)術(shù)會(huì)議、知名教授論壇、高水平專業(yè)競(jìng)賽的前沿內(nèi)容，有效提升了課程的高階性。第二，智慧教學(xué)平臺(tái)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)有明顯支撐。在大班授課前，課前精選課程知識(shí)點(diǎn)要求學(xué)生課下預(yù)習(xí)，課堂上有針對(duì)性地“串講”，將知識(shí)點(diǎn)貫穿成知識(shí)體系。在小班探究式學(xué)習(xí)中，設(shè)置有針對(duì)性的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生積極思考、分組討論，得到有效結(jié)論，獲得解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。第三，智慧教學(xué)平臺(tái)有利于學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)。利用大數(shù)據(jù)分析學(xué)生興趣需求，個(gè)性化推送課前預(yù)習(xí)資源，如對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以提供更豐富的擴(kuò)展閱讀材料，以拓展思維；對(duì)基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，可以推送更多案例解析、思維導(dǎo)圖等輔助學(xué)習(xí)資源。

（三）增加過(guò)程性考核環(huán)節(jié)，健全全過(guò)程考核機(jī)制

采用全過(guò)程學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)方法，及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，調(diào)節(jié)教學(xué)過(guò)程。對(duì)于線上模式，從隨堂練習(xí)正確率、在線提問(wèn)回帖熱度等方面進(jìn)行橫向比較，評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和知識(shí)的掌握程度。對(duì)于線下模式，從討論課題和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的完成度、熟練度、準(zhǔn)確度及創(chuàng)新程度幾個(gè)方面進(jìn)行橫向比較，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用及創(chuàng)新能力。

全面改革課程評(píng)價(jià)體系，評(píng)價(jià)體系分為過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，降低期末考試占比，增加過(guò)程性評(píng)價(jià)，采用平時(shí)作業(yè)10%、實(shí)驗(yàn)課10%、討論課10%、項(xiàng)目課20%、期末考試50%的比例計(jì)算總成績(jī)。避免了“期末一張卷”頑疾，對(duì)學(xué)生學(xué)期進(jìn)行全周期考核，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（1）平時(shí)作業(yè)環(huán)節(jié)的形式多樣，包括課前任務(wù)完成率、課堂回答問(wèn)題、課后習(xí)題、在線討論等。設(shè)計(jì)一些需分析、運(yùn)用知識(shí)的開(kāi)放性問(wèn)題，考查學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。這些作業(yè)旨在促使學(xué)生在課程內(nèi)容中持續(xù)思考，積極參與討論和交流，從而加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

（2）討論課環(huán)節(jié)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(lì)學(xué)生積極參與，提出問(wèn)題、闡釋觀點(diǎn)、與同伴交流，從而加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握。在討論課中，教師充當(dāng)引導(dǎo)者的角色，促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)交流，并針對(duì)不同的觀點(diǎn)進(jìn)行引導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)。這種方式培養(yǎng)了學(xué)生的批判性思維、團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通能力，使其能夠更全面地理解和應(yīng)用課程內(nèi)容。

（3）實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié)是保證學(xué)生實(shí)踐能力提升的有效手段，根據(jù)理論課程內(nèi)容，針對(duì)性地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、鞏固學(xué)習(xí)效果起著重要的作用。

（4）項(xiàng)目課環(huán)節(jié)的引入為學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)提供了有力支持。強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)際情境中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能，解決復(fù)雜問(wèn)題或完成實(shí)際任務(wù)。學(xué)生分析問(wèn)題、制訂計(jì)劃、分工合作，并最終呈現(xiàn)出可行的解決方案。項(xiàng)目課的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中的實(shí)際操作和思考，使他們能夠更全面地發(fā)展綜合素養(yǎng)。

（5）期末考試環(huán)節(jié)的改革在于降低期末考試成績(jī)占比，由原來(lái)的占總成績(jī)90%下降到不超過(guò)50%，同時(shí)試卷取消客觀題，全部采用主觀題，并根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，將主觀題設(shè)置不同的難度等級(jí)，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(jié)合，從而更全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和能力。

根據(jù)以上多樣性考核的推行，在保底線的同時(shí)，提高學(xué)生的過(guò)程考核，全面掌握學(xué)生的全周期學(xué)習(xí)情況，有利于在教學(xué)過(guò)程中及時(shí)反饋教學(xué)效果，幫助教師積極調(diào)整教學(xué)策略。

（四）教師與學(xué)生共成長(zhǎng)模式，提升課程建設(shè)質(zhì)量

面對(duì)“小班化—探究式”課堂教學(xué)改革出現(xiàn)的新現(xiàn)象，提出師生共成長(zhǎng)模式。第一，教師隊(duì)伍建設(shè)是首要問(wèn)題，教師團(tuán)隊(duì)的選擇上積極增加專業(yè)課助教教師數(shù)量，一方面在組織討論課、項(xiàng)目課上解決了小班化問(wèn)題；另一方面，團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)教師隊(duì)伍。第二，新教師的加入，注入了新鮮血液，更有利于最新學(xué)科前沿知識(shí)和手段融入課程建設(shè)，縮短科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源的周期。第三，新教師剛剛從學(xué)生身份轉(zhuǎn)變?yōu)榻處?，更容易理解和接受新一代學(xué)生的想法，與學(xué)生建立起師生共成長(zhǎng)模式。

（五）打造探究式學(xué)習(xí)精品案例，筑牢“小班化”成效

探究式學(xué)習(xí)旨在提升學(xué)生分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力，廣泛采用問(wèn)題教學(xué)法、討論課、項(xiàng)目課等形式，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、工程倫理、工程經(jīng)濟(jì)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)、法律法規(guī)等綜合素質(zhì)。第一，教師根據(jù)課程重點(diǎn)精選工程實(shí)際案例，設(shè)計(jì)探究問(wèn)題情境，讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能。第二，課堂組織中根據(jù)設(shè)置問(wèn)題情境，教師引導(dǎo)學(xué)生在小組中共同探討和解決問(wèn)題。如在討論鋼的種類環(huán)節(jié)，學(xué)生分組從材料選擇、生產(chǎn)工藝到性能測(cè)試等環(huán)節(jié)展開(kāi)，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力。通過(guò)實(shí)際問(wèn)題情境的設(shè)計(jì)，更好地將課程知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中，提升實(shí)踐能力。第三，課堂教學(xué)模式多樣性，提升學(xué)生參與度和興趣?！敖虒W(xué)有法、教無(wú)定法”，探究式學(xué)習(xí)需要把握小班化充分互動(dòng)和課程內(nèi)容高階性兩個(gè)原則。在實(shí)現(xiàn)方法上可采用翻轉(zhuǎn)課堂、問(wèn)題導(dǎo)向、討論課、項(xiàng)目課等形式，對(duì)某一專題進(jìn)行系統(tǒng)分析，學(xué)生通過(guò)查閱資料、討論交流、分析總結(jié)、設(shè)置項(xiàng)目報(bào)告、設(shè)置項(xiàng)目答辯等環(huán)節(jié)，鍛煉學(xué)生綜合分析和終生學(xué)習(xí)能力。第四，探究性學(xué)習(xí)能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，對(duì)批判性思維和協(xié)作學(xué)習(xí)等能力提升有明顯優(yōu)勢(shì)。生生互動(dòng)，提出問(wèn)題并共同解決問(wèn)題，不僅增強(qiáng)學(xué)生對(duì)主題知識(shí)的掌握，還培養(yǎng)了溝通、團(tuán)隊(duì)合作和批判性分析等能力。教師成為學(xué)習(xí)的促進(jìn)者，而不是信息的傳播者。

四、“小班化—探究式”教學(xué)模式的挑戰(zhàn)

第一，探究問(wèn)題情境的合理設(shè)置，是探究式學(xué)習(xí)模式的關(guān)鍵因素。高等教育改革到深處是課程建設(shè)，如何打造優(yōu)質(zhì)高校課程是重中之重。將最新科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，提升課程的高階性和挑戰(zhàn)度是關(guān)鍵?！敖o學(xué)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(xué)實(shí)施、教學(xué)情境、教學(xué)評(píng)價(jià)等一系列環(huán)節(jié)，需要建設(shè)一支高素質(zhì)、肯奉獻(xiàn)、熱心學(xué)生培養(yǎng)并甘愿付出的教師團(tuán)隊(duì)。第二，充分發(fā)揮智慧教學(xué)環(huán)境，切實(shí)開(kāi)展高效混合式教學(xué)是有效途徑。針對(duì)目前專業(yè)課程學(xué)時(shí)減少與學(xué)生知識(shí)能力要求提高的現(xiàn)狀，充分利用混合式教學(xué)的靈活性，通過(guò)合理設(shè)置前沿課程內(nèi)容、科學(xué)設(shè)置過(guò)程性考核環(huán)節(jié)，深入挖掘探究式工程案例等具體手段實(shí)施，切實(shí)提升課程建設(shè)水平，提高學(xué)生的獲得感是今后課程改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。第三，個(gè)性化能力培養(yǎng)與學(xué)生整體知識(shí)體系建立的協(xié)調(diào)是關(guān)鍵。探究式教學(xué)強(qiáng)調(diào)滿足學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)需求和興趣，但過(guò)于強(qiáng)調(diào)個(gè)性化可能導(dǎo)致教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的碎片化和學(xué)習(xí)目標(biāo)不一致。因此，教師提供策略確保所有的學(xué)生能夠系統(tǒng)掌握課程的整體知識(shí)框架，理解知識(shí)之間的內(nèi)在邏輯和關(guān)聯(lián)。以確保學(xué)生既能夠獲得全面的知識(shí)體系，又能夠根據(jù)自身的興趣和特長(zhǎng)進(jìn)行深入探究，做好“大班”基礎(chǔ)和“小班”拔高的度的把握。

結(jié)語(yǔ)

“小班化—探究式”的教學(xué)模式，以學(xué)生為中心，倡導(dǎo)開(kāi)放性教學(xué)、團(tuán)隊(duì)合作、全過(guò)程能力培養(yǎng)等核心理念，為學(xué)生提供了更廣闊的學(xué)習(xí)空間和實(shí)踐機(jī)會(huì)。在“材料科學(xué)基礎(chǔ)”教學(xué)中應(yīng)用該模式，解決了教師應(yīng)用能力、教學(xué)資源、過(guò)程管理等方面的問(wèn)題，學(xué)生樹(shù)立了終身學(xué)習(xí)的觀念，實(shí)現(xiàn)了自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、解決問(wèn)題能力及創(chuàng)新能力的提升。本項(xiàng)目從2019級(jí)學(xué)生開(kāi)始探索實(shí)踐，通過(guò)課堂教學(xué)改革，課程建設(shè)質(zhì)量明顯提高，建設(shè)成山東省聯(lián)盟共享在線課程1門(mén)，青島理工大學(xué)精品示范課程1門(mén)。學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量尤其是解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力和綜合素質(zhì)顯著提高，取得了較好的教學(xué)結(jié)果。

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

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