论理工科专业课的教学设计

王学伟

摘要：理工科专业课的教学设计是提高课堂教学水平的关键所在。针对理工科专业课教学中存在的教学设计随意性大，重点与难点内容不突出，控制教学节奏不明显等问题，在分析教学设计的含义和组成的基础上，阐述了教学设计的要素，从充实教学内容、撰写教案和课堂教学实施三个方面，阐述了教学设计的方法。

关键词：专业课；教学设计；教学策略；教学手段

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）24-0174-03

“专业课”相对于“基础课”而言，是讲授本学科专业知识和专业技能的课程，通过专业课的学习，可以获得本学科本专业的基本理论、专业知识和专业技能，了解本学科专业的前沿和发展趋势，同时可以帮助学生提高分析解决本专业实际问题的能力。现代社会发展迅速，理工科等学科领域的科学技术发展日新月异，这就导致了专业知识的更新是快速和频繁的，由此导致了专业课程的设置是非固定的，尤其是专业课程的内容不是一成不变的，会与时俱进。与之相悖的是，大学阶段的人才培养设定的目标只能是针对一个限定范围内的专业基础，更深层次的专业知识和技能是毕业之后在实际工作中学习得到的。因此，设置哪些专业课，专业课程包含哪些内容，在一段时间内还是相对稳定的。专业课程的教学效果在很大程度上取决于学生的知识获取能力及运用所学知识分析、判断问题的能力。要培养学生的上述能力，科学而有创新性的教学设计是教师教学过程中的首要任务。

在专业课教学中經常会反映出一个较为普遍的问题，就是教师课堂驾驭能力、教学设计水平、内容逻辑关系及控制教学节奏明显不足，导致信马由缰，讲哪算哪，重点难点不突出，板书随意性大，学生记笔记无所适从。出现上述问题的原因，是教师对专业课的教学设计重视和研究得不够，没有把握其中的内涵、要素和方法，致使课前课程设计不充分，未能完全体现课程内容，达不到教学效果。

一、教学设计的含义和组成

教学设计是指教师在实施教学前，运用现代学习与教学心理学、传播学、教学媒体论等相关的理论与技术，通过对教学过程各要素的分析研究，做出的关于教学目标、形式、顺序、结果的科学计划和构想[1]。按照教学设计的定义，教学设计的主要组成部分，也就是实现步骤如下：（1）分析教学任务；（2）确定教学目标；（3）选择教学内容；（4）编写教学教案；（5）设计教学策略；（6）设计教学情境；（7）设定教学手段；（8）安排教学活动。

由上面的阐述可以看出，教学设计的核心都是围绕教学活动进程进行的，这种设计行为具有目的性强和可调控的特点，因此，专业课程教师在组织教学设计时，一定要厘清教学设计诸要素和步骤之间的关系和流程，依照先后顺序展开设计工作。设计的起点、中间节点、终点等核心环节一定要清晰明确，在满足预期目标的前提下，要综合考虑教学内容、教学手段、教学条件，针对特定教学对象，对教学过程进行可控的调整，制作出合理科学的教学设计。这种教学设计一定是结构丰满、内容充实的。

二、教学设计的要素

一般而言，教学设计中应考虑以下基本要素。

（一）分析教学任务

在进行教学设计之前，为保证教学设计具备较强的针对性，必须要面向教学对象进行调查分析，得出第一手的数据。与教学对象有关的第一手数据包括本课程关联紧密的前修课程的学习情况、班风学风情况、学生成绩分布情况。对成绩差的学生要重点关注，有条件时，建议采用学生座谈会、班级问卷调查等方式，了解学生对即将开课的专业课程的期望和评价，对教师的期望和要求等。通过分析和整理这些第一手数据，对学生的心理状态、兴趣特长甚至思想负担、负面情绪等都全面获得。成绩好的同学固然问题不大，对成绩差的同学的了解是积极有用的，可以对导致成绩差的原因进行深层次剖析，提出切实可行的帮扶方案。这种调查分析同样包括教学环境，例如教室的电气设备、投影仪、音箱、麦克风、网络环境、电子类的实验台、机械类的机床等，要保证上述硬件环境运行良好，可能需要同实验室保障部门保持良好沟通。

（二）制定教学目标

教学目标是教学活动想要达到的目的或标准[2]。或者说，教学目标是教学完成时应达到的教学结果[3]。教学目标的制定，是为教学设计打基础，为整个教学活动定规范，这个目标一定是为最大限度提高学生的知识掌握程度服务的。同时，学生的知识获取能力与分析判断解决本专业实际问题的能力也要兼顾。在这种前提下制定的教学目标，充分强调了教师在教学过程中的组织和引导作用，充分考虑了学生在教学过程中的行为，即应该做什么、能够做什么和如何去做，才能最大程度地获取知识、提升能力。归结起来，就是教学过程中，哪部分内容应该了解，哪部分内容应该熟悉，哪部分内容应该掌握。

很显然，教学设计的最终目标是最大限度提高学生的知识掌握程度，这个目标能否实现，要通过作为学习活动主体的学生才能实现。学生在学习活动中会构建自己的认知结构，然后以自己独有的方式来学习并获得知识。所以，一个成功的教学设计，一定是把对学生的分析放在首位。教学目标如果制定得过高，教学过程必将偏离大多数学生的真实水平，学生掌握不到应有的知识；教学目标如果制定得过低，教学过程将在不必要的教学内容上浪费时间和精力，学生对教学内容感到乏味，也低估了学生已有的知识和能力。

（三）设计教学策略

教学策略是对完成特定教学目标而采取的教学顺序、教学活动程序、教学方法、教学组织形式和教学媒体等因素的总体考虑[3]，教学方法、教学手段、教学程序的选择过程就是教学策略的设计过程，这个选择过程是为了实现教学目标而进行的，是教学设计中的重要一环。

在课堂教学过程中，教学策略可以分为生产式教学策略和替代式教学策略两种类型[4]，其中，生产式教学策略是指教师将授课内容、目的、要求等提前发给学生，由学生自行组织、阐明和安排教学活动，教师注重做好启发和引导。替代式教学策略是指教师上课前根据教学目标和教学内容，提出明确的教学目的和要求，设计出清晰的精讲、略述、插问、设疑、板书和逻辑进程等教学安排，并在教学中呈现给学生[4]。生产式教学策略使用的教学环节包括案例教学、课堂讨论等。相比于生产式教学策略，替代式教学策略是常规的教学方式。

在教学策略的设计中，往往会遵循如下法则：首先，是要和教学内容相呼应。教学内容是要靠教学策略来实现的，不同的内容应设计不同的教学策略。如，以原理为主的内容应采用替代式教学策略，以故障分析为主的内容应采用生产式教学策略，以电路分析和仿真实验为主的内容应采用替代式和生产式相结合的教学策略。其次，是要和教学对象的特点相适应。教学对象的特点是互不相同的，个性、学习基础、习惯爱好、学习方法迥异，针对不同的教学对象，达到教学目标的方式也必然不同。因此，一定要针对具体的授课对象展开具体分析，做到“对症下药”。再次，是要和教师自身的素质水平相对应。在教学设计中，教师自身的专业背景、知识储备、实践经历、兴趣爱好等因素必须要考虑。长处要发扬，短处要回避。如知识储备丰富但不善于口头表述的教师，应下大力气制作丰富多彩的多媒体课件，采用翻转课堂等新型教学手段，加强与学生互动交流等，可以弥补由于口头表述稍差带来的缺憾。最后，是要和教学保障设施相适应。教学策略的最终施行和教学保障设备紧密相连，除去电脑、投影仪等必备设施外，其他如电源、气源、实验台、机床等设备是否正常运行，也会成为教学策略正常实施的重要制约条件。

三、教学设计的方法

现代科学更新频繁，新技术、新知识层出不穷，使知识的实际应用周期和陈旧周期均大大缩短，给专业课教学提出了一系列新问题。如：信息化使教育信息激增，一方面使知识增长的无限性与学生在校专业课的学习时间有限性的矛盾突出；另一方面，知识不断更新，且更新速度越来越快，学生在走上工作岗位后会面临所学知识部分陈旧，且大量新知识需要再学习的问题。如果再沿用傳统的以教师为中心的教学设计，则难以应对。因此制定教学设计应在考虑学生掌握知识的同时，注重知识的获取能力和自主学习能力的培养。

（一）充实授课内容

教学大纲是专业课程内容的法规性文件，教学内容一定要严格依据教学大纲。在课前准备时，最好再熟读人才培养方案，厘清本专业课程在人才培养中的地位和作用。采用“读、查、插、归”四步式[4]备课法精确把握教学内容。“读”，是指熟读教材内容，尤其注意不要只看一本教材，要同时兼顾几种不同的教材；“查”，是指查找教材里罗列的参考文献的内容，尤其是教材中简略的内容，要在其参考文献中查找到详细的内容，再补充到授课内容里；“插”，是指结合本学科专业的发展现状和前沿趋势，将本课程相关的最新科研成果和动态插入教学设计中，以体现日新月异的技术发展动态，拓宽学生的视野。“归”，是指将前述三个环节准备的资料按照讲授、讨论、案例教学、课程设计、想定作业、实验教学、仿真研究等方式进行分类、统筹和整理，还要预先设置课堂互动的情境、启发学生的方法。

（二）详细撰写教案

准备好充实的授课内容后，要根据授课内容撰写教案。教案的撰写遵循“一导入”、“一主线”、“多逻辑”和“一模式”的原则[4]。“一导入”，是指开始授课时的导入语。导入语多采用轻松愉快的话题，如将当今的社会热门话题、生活趣事、科技发展前沿等内容导入授课主题。“一主线”，是指授课内容的不同安排方式。如“板书”、“互动”、“精讲”、“略讲”、“提问”、“自学”、“讨论”等，当然这种安排方式是纵向排列的，体现了所讲内容的难易程度和承接关系。“多逻辑”，是指挖掘授课内容中上一个知识点与下一个知识点、同一个知识点中的不同问题间的内在联系，形成一个独立单元，在这个独立单元中，采用问题设置、自问自答、提问互动等方式，将知识点、问题等串接起来，形成层次分明、逐层深入的逻辑关系。“一模式”，是指教学模式鲜明有特色，体现在教学方法多种多样、教学手段合理可行、符合专业课程、以学生为主体的特点。采用上述四原则进行撰写，一定能使教案详实而具体。

（三）三步式课堂教学实施

教学有法，但无定法，贵在得法。教学目标、任务、教案确定以后，能否实现预期目标，课堂教学的方法和效果成为决定性因素。为此，施教过程中应注意把握三个环节。

1.营造民主和谐的教学氛围。民主、自由、和谐的教学氛围，是课堂教学的丰富土壤，轻松愉快的课堂气氛才能激发出活跃的思维，迸发出创新的潜能。在教学实施过程中，首先，应建立民主平等的师生关系和自由探讨、平等讨论的民主气氛；其次，应从单一结论的趋同，转变为多向思维的求异，克服教学总是着眼于让学生接受和认同某种结论或原则的弊端，摒弃强制性的统一答案和统一语言；再次，应使学生淡化书本权威和教师权威，培养学生自由思考、勇于质疑、勇于挑战权威的精神，对学生在知识探索中出现的错误要包容，这样才能树立学生自主发现、敢为人先、标新立异的开拓精神，才能使学生面对诸多疑惑进行大胆探索，亲身实践，进而指导学生综合运用课程知识去发现、分析和解决现实中的各种问题，在实践中锻炼成长，培养活学活用书本知识解决实际问题的能力，以及探求创新的能力。

2.正确运用三段式教学环节。所谓三段式，是指授课前、授课中途和授课结束前这三个阶段。在这三个阶段的课堂授课建议采用问题设疑法。具体实施过程包括：授课前，教师可事先设计一到两个问题，然后展示给学生，这些问题要和本堂课的内容相关联，可能涉及到学生已有的知识储备或者是本学科的发展动态，这样学生就会带着问题学习。课堂中途，就是本堂课的内容已经过半，一两个知识点已经完整讲述完毕，课前预设的问题也基本上解决，同时课堂时间也往往过半，这时学生的注意力已经开始下降，思想上也出现了懈怠、“开小差”等情况。这时教师应该重新设计一到两个问题，这些问题的难度一定是升高的，或者说在教材上是找不到答案的，把学生重新引入到“愤”、“悱”的情境之中，把学生的注意力重新拉回到课堂中。本堂课结束前，回顾和总结是必不可少的，尤其是对前两个环节设置的几个问题一定要给学生准确答案，最好采用师生互动的方式，要充分发挥学生的主观能动性，鼓励和引导学生去探求正确答案。正确观点要褒奖，错误之处更要包容。

3.综合运用多种不同的教学手段。教学手段要丰富，不要单一手段用到底。要根据具体的教学内容选择不同的教学手段，将优秀的传统手段、思维手段和现代化手段有机结合，综合运用，切忌千篇一律地使用多媒体课件。例如，公式推导应尽量采用板书、电路原理图应采用挂图等。

参考文献：

[1]高班颖，李雪松.军校教师基本技能[M].北京：解放军出版社，1997：11-15.

[2]游海.高校教师课程[M].银川：大地出版社，2000：561.

[3]徐辉.国外大学教学与改革[M].杭州：浙江大学出版社，2006：76.

[4]刘爱元，赵国荣，刘持胜.军队院校专业课实验教学设计[J]，实验技术与管理，2013，30（4）：130-132.