教學(xué)過程不確定性的應(yīng)對與體會

王儉+潘欣裕+王偉娜+付保川

[摘 要]面對在本科階段盡早開展工程實踐能力培養(yǎng)的任務(wù)，面對知識本身的不確定性以及其呈現(xiàn)的愈來愈強(qiáng)的不確定性趨勢，從教學(xué)設(shè)計開始并貫穿教學(xué)實施過程的始終，教師注意利用突發(fā)的不確定情況，給學(xué)生保留充足的時間和空間，開展自主學(xué)習(xí)。教學(xué)實踐顯示，在客觀條件具備的情況下，當(dāng)滿足一定的主觀條件，包括前提條件、必要條件和關(guān)鍵條件時，往往可以使教學(xué)效果出人意料出彩。當(dāng)然，經(jīng)常性的“勞而無功”和“略感失望”情形從另一個側(cè)面證實了不確定事件的特點，也需要予以清醒的認(rèn)識和理性的對待。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)過程；不確定性；前提條件；主動學(xué)習(xí)；工程技術(shù)；回歸；案例

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0141-03

一 、教學(xué)中的不確定性存在

高等工程教育的本質(zhì)是工程實踐，工程實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)貫穿于整個培養(yǎng)過程[1]，“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”提出的高等工程教育主要改革方向之一也是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。[2]如何在基礎(chǔ)理論課階段及時而有效地開展工程實踐能力的熏陶和培養(yǎng)，為后續(xù)的專業(yè)理論課和實踐環(huán)節(jié)打好基礎(chǔ)，使本科階段構(gòu)成一個完整而連續(xù)的工程能力培養(yǎng)鏈，是眾多高教工作者正在努力探索的一個方向，同時也是一個具有挑戰(zhàn)性和意義的難題。

在電類專業(yè)基礎(chǔ)課“電路分析”的理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，選取習(xí)題-例題的設(shè)計和挖掘為切入口，積極探索回歸工程技術(shù)的教學(xué)。在該過程中，遇到了若干不確定情況，引起了我們的注意，促使我們在近幾年的教學(xué)和教研中圍繞這個問題進(jìn)行了一些探索和嘗試。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使知識本來就具有的不確定性更加凸顯[3，4]。凸顯新特征的知識與傳統(tǒng)教學(xué)模式兩者構(gòu)成了教學(xué)過程中的一個突出矛盾。教師在當(dāng)下不確定教學(xué)環(huán)境中本能的自我保護(hù)意識或者說避險的本能[5]導(dǎo)致的“教師方法依賴”[6]則是妨礙過程質(zhì)量的一個重要原因。比如，教師可能擔(dān)心某些脫離預(yù)先安排且無法預(yù)料的事件而導(dǎo)致教學(xué)進(jìn)程進(jìn)入自己不熟悉不擅長的知識領(lǐng)域或方向，難以駕馭，或者出于教學(xué)管理和教學(xué)紀(jì)律上的原因，而有意無意地避免甚至阻止不確定事件的發(fā)生?？梢赃@樣說，教學(xué)過程不確定性及其應(yīng)對在很大程度上影響著基礎(chǔ)理論課環(huán)節(jié)回歸工程技術(shù)的效果，當(dāng)然實際上也影響著整個“卓越計劃”的培養(yǎng)效果。

本文擷取兩個教學(xué)案例進(jìn)行回顧，并從不確定性及其應(yīng)對出發(fā)，對實踐過程進(jìn)行了思考和總結(jié)。我們的教學(xué)實踐顯示，在當(dāng)今高度發(fā)達(dá)的信息社會，每當(dāng)教師通過自己的努力，使教學(xué)具備一定的前提條件、保證一定的必要條件、處理好一定的關(guān)鍵條件，往往可以使“回歸工程技術(shù)”的教學(xué)效果出人意料出彩。

必須指出，即使在上述三種條件下，教學(xué)過程也經(jīng)常不如我們所愿得到令人興奮的效果。不同的任課教師及其面臨不確定情況時的應(yīng)對處置、具有不同學(xué)風(fēng)和學(xué)生個體的班級，等等，對實際教學(xué)過程的發(fā)展都產(chǎn)生著隨機(jī)性的影響。甚至，偶爾還出現(xiàn)過脫離教師掌控能力而尷尬收場的結(jié)果。這從另一個側(cè)面說明不確定事件本身及其后果的不確定性。

二、教學(xué)案例的回顧

（一）利用網(wǎng)絡(luò)資源，核算工程成本

邱關(guān)源等主編的《電路》[7]中習(xí)題1-11主要內(nèi)容如下：我國葛洲壩水電站發(fā)出的電由高壓直流輸電線送至上海。輸電線每根對地耐壓為500 kV，導(dǎo)線容許電流為1 kA。每根導(dǎo)線電阻為27 Ω（全長1 088 km）。試問當(dāng)首端線間電壓U，為1 000 kV時，可傳輸多少功率到上海？傳輸效率是多少？

該題有較明顯的工程來源，但大多數(shù)解題者，都未對該題工程背景予以足夠重視，因而在解答過程未揭示工程背景知識及其與理論知識的對應(yīng)關(guān)系。

我們在作業(yè)批改后，設(shè)計并實施了凸顯工程技術(shù)的課堂案例教學(xué)四個步驟（圖1），其中第①個環(huán)節(jié)是基礎(chǔ)，第③個環(huán)節(jié)是亮點。同學(xué)們踴躍參與，列舉了很多耐壓與安全方面的生活事例，教師也舉出了專業(yè)性的工程實例，半數(shù)同學(xué)通過計算解答了工程銅材用量問題——總體教學(xué)效果基本達(dá)到了預(yù)期。

真正精彩的是在原定的結(jié)束環(huán)節(jié)之后，有一組學(xué)生在課后繼續(xù)從電流引起發(fā)熱的現(xiàn)象出發(fā)，在網(wǎng)上查得根據(jù)容許電流計算導(dǎo)線截面的工程口訣，求得該題目的導(dǎo)線實際就是銅材！當(dāng)這一過程在一周以后的課堂上發(fā)布之后，引起了同學(xué)們的熱議。任課教師也靈機(jī)一動，當(dāng)場組織了一次通過手機(jī)上網(wǎng)查銅材價格（包括現(xiàn)貨價格和期貨價格）的“傳輸線一次投資費用估算”和招投標(biāo)模擬。

（二）實驗先行，感受工程與理論區(qū)別

文獻(xiàn)[7]習(xí)題2-3（見圖2a）的題意是：已知us、R1、R2、電壓表量程和靈敏度，問（1）測量所得u0是多少；（2）u0的真實值是多少；（3）測量誤差是多少。不難看出，題目是從實用測量技術(shù)中提煉而來的，出題者期盼著學(xué)生通過解題對電工測量的技術(shù)和方法、測量誤差的概念和理論有所感受。但是，多年的教學(xué)經(jīng)歷說明，即使那部分能夠完成解題的學(xué)生，也大都無法真正領(lǐng)會此題內(nèi)含的實用技術(shù)，很難對電壓表內(nèi)阻的存在及對測量的影響留下什么印象和痕跡，僅僅是熟練了一下電路解題而已。

我們采用實驗先行的策略，特別注意將實驗設(shè)計成學(xué)生全自主式的，即教師只提總要求，由學(xué)生完成從上網(wǎng)查資料（元器件功能、規(guī)格與價格，典型電路及工作原理，注意事項等）、網(wǎng)購或店購、焊接、調(diào)試和測量的全過程。我們給出的實驗任務(wù)書如下：

實驗任務(wù)：利用集成溫度傳感器AD590搭建可測量溫度的簡單電路。

可用儀器：0-20VDC電源一臺，普通萬用表一臺。

數(shù)據(jù)要求：給出分別用理論公式計算和普通萬用表測量所得的同一環(huán)境溫度數(shù)據(jù)。

完成方式：從設(shè)計、采購到制作、測量，全過程自主完成。

組織形式：3人一組，自由組合。

結(jié)果提交：電路板（實物），溫度數(shù)據(jù)及其分析和結(jié)論。

經(jīng)費額度：每組10元。

備注：參考實驗電路見圖2b；憑正規(guī)發(fā)票報銷。

有一個組學(xué)生設(shè)計的實驗步驟如圖3。整個溫度過程的實現(xiàn)和溫度獲取方法很獨特，體現(xiàn)了學(xué)生創(chuàng)造性思維和較強(qiáng)的實驗設(shè)計和實現(xiàn)能力。先實驗后習(xí)題的順序使學(xué)生對理論與實際測量的差別感受非常深刻。

三、應(yīng)對與思考

（一）主觀條件

以上回顧的兩個教學(xué)過程案例均由教師“預(yù)先設(shè)計”和“未預(yù)先設(shè)計”兩個階段構(gòu)成（圖4）。事實上，本文限于篇幅而沒有擷取的其他一些比較生動的教學(xué)案例也包含這樣兩個階段組成。在第一個案例中，學(xué)生根據(jù)工程口訣倒推輸電線材料的精彩片段就發(fā)生在“預(yù)先設(shè)計”的教學(xué)階段結(jié)束之后，也就是續(xù)接的“未預(yù)先設(shè)計”階段。在第二個案例中，學(xué)生巧妙設(shè)計并予以實現(xiàn)的實驗則發(fā)生在“預(yù)先設(shè)計”階段中留給學(xué)生的自主時間和空間內(nèi)。在這些案例中，出乎預(yù)料的教學(xué)效果均發(fā)生在充滿不確定性的學(xué)生自主的時空中。

我們的實踐似乎在驗證著“學(xué)生同樣不再是確定性知識的被動接受者，而是在與教師的對話與合作中，通過實踐與反省活動，不斷獲得不確定性知識的人”。[9]

仔細(xì)分析每個類似的教學(xué)實踐，無一例外都表現(xiàn)出當(dāng)滿足了三個條件，往往——不是每次——可以使教學(xué)效果出人意料出彩。由于這三個條件是教師和學(xué)生努力實現(xiàn)的，我們稱之為主觀條件。

（1）前提條件——自主學(xué)習(xí)的理念和自信：教師和學(xué)生都必須堅信并堅持踐行教師參與下的學(xué)生自主學(xué)習(xí)模式；（2）必要條件——自主的時間和空間：在教學(xué)案例設(shè)計階段和案例教學(xué)執(zhí)行過程，教師必須對學(xué)生持有足夠的信心和耐心，注意給學(xué)生留有自主學(xué)習(xí)的充足時間，注意引導(dǎo)并提示學(xué)生拓展自主學(xué)習(xí)的空間；（3）關(guān)鍵條件——設(shè)置、捕捉、利用不確定性：在這個由學(xué)生自主發(fā)揮的時空中，整個教學(xué)過程潛在著不確定性。在面臨這種不確定性時，教師應(yīng)該大膽和學(xué)生一道前行探索。

（二）客觀條件

信息本身、信息獲取手段以及工具的無限豐富，客觀上使師生們在自主時空中通過集體努力完成創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的可能性大大提高了。

應(yīng)該認(rèn)識到，師生們從網(wǎng)絡(luò)獲取的信息、資源和知識，實際上是大時空跨度的人群集體智慧的結(jié)果。這些結(jié)果的存在形式是分散的，但科技手段使人們收集、觀察、組織、提煉這些彼此分散的信息成為了可能。比如，第一例中的工程口訣的獲取就是學(xué)生們分頭在網(wǎng)上碎片式搜索的收獲；第二例的溫度環(huán)境創(chuàng)造則是受網(wǎng)友支招的啟發(fā)而得到的。

記得幾位教師曾經(jīng)在一次閑聊中回憶起大學(xué)生涯中的學(xué)習(xí)感受。一位教師笑說，大學(xué)的知識好像在課堂上幾乎沒怎么聽懂，都是靠課后復(fù)習(xí)掌握的，眾人會意地對這一說法表示贊同。稍后另一位教師說，那么設(shè)想不讀大學(xué)，全靠自己看書，能不能掌握那些知識呢？眾人稍作思索后一致認(rèn)為理工科不行。這個談話應(yīng)該說在某個側(cè)面觸及了教師與學(xué)生的相互作用、課堂與課后的時空關(guān)系的問題。

（三）消極的方面

總共的約近十個案例中，另一個顯著的事實是，這些案例不是總發(fā)生的，或者說我們的努力不總是有效的。在一個教學(xué)班效果一般，在另一個平行班很可能效果特別好。某一位教師運用有效，另一位教師照搬則可能無效。似乎各種不可預(yù)知的偶然因素都會影響效果，給人以較強(qiáng)烈的不可控的感受。

本文探索嘗試的設(shè)計、利用并發(fā)揮“不確定情況”效益的教學(xué)模式，“可能使教師感到無能”。[10]在實踐中也真實發(fā)生過教師被這種感覺所控制，感到“無助”而要求調(diào)離教學(xué)崗位的情況。這就要求教師在修正知識觀和面對不確定知識時，重視自身的提高和成長。這種倒逼的要求無疑是令教師感到不同程度的壓力和緊張的。

（四）認(rèn)識與應(yīng)對

要真正使教師樂于積極地創(chuàng)造、利用、發(fā)揮教學(xué)過程中不確定性的作用，根本上要不斷深刻認(rèn)識教學(xué)的復(fù)雜性。也就是說，除了不確定性之外，還要充分了解和認(rèn)識教學(xué)的非線性、自組織性和不可逆性[11]，對探索可能帶來的效果預(yù)留充分的全方位準(zhǔn)備。

除此之外，還要幫助教師重新定位自身在教學(xué)活動中的角色，積極推動教師在新時代教學(xué)活動中的角色轉(zhuǎn)換。比如，教師角色由“主演”轉(zhuǎn)換為“導(dǎo)演”、學(xué)生角色由“觀眾”和“聽眾”轉(zhuǎn)換為“演員”，教師的行為由“教導(dǎo)”向“指導(dǎo)”進(jìn)而“引導(dǎo)”轉(zhuǎn)化，學(xué)生則由教學(xué)活動的“客體”向“主體”轉(zhuǎn)化。[12]實際上，在本文例舉的教學(xué)實踐過程中，我們甚至體驗到教師的行為帶有些許“放任”的味道，獲得了意外的“無為而治”的效果。

一旦認(rèn)識得到一定程度的更新，教師方能既從正確應(yīng)對教學(xué)過程不確定事件中得到滿足和樂趣，甚至對由“教育者”常常變?yōu)椤笆芙逃摺盵13]而得到收益，又能在面對種種“不理想”、“不如意”、“無能”、“無助”時保持內(nèi)心強(qiáng)大，泰然處之、不為所動。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 曾永衛(wèi)，劉國榮.“卓越計劃”背景下科學(xué)構(gòu)建實踐教學(xué)體系探析[J].中國大學(xué)教學(xué)，2011（7）：75-78.

[2] 林健.注重卓越工程教育本質(zhì)創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育，2011（6）：19-21.

[3] 周艷.從確定到不確定[J].高等教育研究，2007（9）：66-70.

[4] 周守軍，鄭忠梅.現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)改革：面向不確定性知識[J].中國高教研究，2014（26）：7-11.

[5] 杜威.確定性尋求——關(guān)于知行關(guān)系的研究，傅統(tǒng)先譯[M].上海：上海人民出版社，2005.

[6] 張良，李寶敏.論教師方法依賴的誤區(qū)及其超越[J].教師教育研究，2014（26）：7-11.

[7] 邱關(guān)源（原著），羅先覺（修訂）.電路（第5版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[8] 李忠.知識變遷視野下的教師角色轉(zhuǎn)換[J].教育理論與實踐，2011（31）：29-32.

[9] 徐彥輝.論教學(xué)的“不確定性”[J].全球教育展望，2008（36）：10-12.

[10] 王俊.試論教學(xué)的復(fù)雜性及實踐策略[J].課程·教材·教法，2011（31）：36-41.

[11] 戴健.課堂教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)換與能力培養(yǎng)[J].江蘇高教，2011（3）：107-108.

[12] 蔡偉.建構(gòu)以角色轉(zhuǎn)換為核心的“全動型”教師培訓(xùn)模式[J].課程·教材·教法，2011（31）：87-92.

[責(zé)任編輯：張 雷]