差異化教學在雷達原理與系統(tǒng)教學中的應用

張雅歌，黨同心，張 克，陳 彬

（信息工程大學，河南 鄭州 450003）

2019 年，教育部發(fā)布的《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》明確指出，教學方法要體現先進性與互動性， 大力推進現代信息技術與教學深度融合，積極引導學生進行探究式與個性化學習［1］。 因此，在教學過程中，教師要注重運用信息化技術，引導學生開展個性化學習活動。教師進行差異化教學，學生進行個性化學習， 對于提高教學質量具有重要的意義。

雷達原理與系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的重要基礎課程。通過本課程的學習，學生要掌握雷達的基本原理、系統(tǒng)組成和參數測量等基礎知識，能將基礎知識應用于理論分析和工程實踐， 全面提高自己的專業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

在本文中，筆者根據差異化教學理論和教學目標構建了涵蓋上課之前、上課期間和上課之后的差異化教學架構模型，對課程內容、實驗設計、資源推送、作業(yè)布置和考核評價進行了差異化教學改革，運用信息化技術建立了學生的成長數據庫，豐富了課程的信息資源庫，并通過考核結果證明，差異化教學能激發(fā)學生學習的主觀能動性，能取得良好的教學效果。

1 差異化教學理論與教學目標

中國學者華國棟［2］指出，差異化教學的內涵是立足于學生的個性差異，滿足學生個別學習的需要，以促進每個學生在原有基礎上得到充分發(fā)展。 差異化教學的出發(fā)點是學生存在的個性差異， 這些個性差異包括個體間的差異和個體內的差異， 反映在學生的性格、興趣、能力和認知風格等方面。

差異化教學要求教師探討適合學生特點的教學途徑，在教學中照顧學生的個性差異，將共性與個性統(tǒng)一起來，既要考慮學生智力和能力發(fā)展的需要，又要考慮非智力因素逐步成熟的需要。

差異化教學目標是促進學生的個性化發(fā)展，強調教育不是整齊劃一，也不是個別化教學，而是以學生為中心，引導學生構建符合自我需求的學習模式［3］。因此，開展差異化教學，必須依據教學目標，結合學生的自身特點和認知發(fā)展規(guī)律，制定涵蓋上課之前、上課期間和上課之后的教學方案， 選擇不同的教學資源、實驗內容和考評方法，探索一條量身定做的個性化教學服務流程。

2 差異化教學架構模型

根據雷達原理與系統(tǒng)的課程教學目標， 筆者以差異化教學理論為基礎制定了個性化人才培養(yǎng)方案，構建了如圖1 所示的差異化教學架構模型。

圖1 差異化教學的架構模型

根據所給出的架構模型，在開學之初，筆者為每個學生建立了成長數據庫。 隨著教學工作的開展，對每個學生的個性化成長數據進行完善。 在上課之前、上課期間和上課之后， 筆者根據學生的成長數據信息，了解學生的個性化特征，根據這些特征幫助學生實現向優(yōu)勢方向的轉化。

上課之前，筆者利用調查問卷、微信或座談等方式了解學生的基本情況， 收集原始的個性化成長數據信息，并通過分析初步掌握學生的性格差異、興趣差異、能力差異和認知風格差異等。

圖2 給出了課前調查問卷的部分結果。從圖2 可以看出，學生存在認知能力上的差異和認知風格上的差異。因此，在教學過程中，應根據這些差異加強輔導和資源推送，還應根據學生的整體性知覺方式和分析性知覺方式等不同的認知風格，培養(yǎng)學生的拓展認知風格，以適應不同的學習環(huán)境和學習內容。

圖2 課前調查問卷的部分結果

上課期間， 筆者根據學生的興趣差異和認知差異，針對不同知識點，設置了時事熱點和軍事案例等內容，通過雨課堂平臺向學生推送，學生根據接收到的個性化案例進行自主學習。另外，筆者還通過翻轉課堂、 對分課堂和自由辯論等方式提高學生的課堂參與度和學習積極性。

上課之后，筆者及時分析學生的成長數據信息，了解他們掌握知識的程度和在課堂上的活躍程度，布置差異化的作業(yè)和任務。

3 差異化教學改革

根據差異化教學目標， 筆者在教學過程中特別注重對學生進行個性化培養(yǎng)，無論是知識傳授，還是進行考核，均采用差異化設計，以此形成多風格、多角度的資源特色，引導學生盡可能發(fā)展自己的多元化能力。

3.1 內容安排差異化

對課程內容的差異化處理是差異化教學改革的重要環(huán)節(jié)。為照顧學生的個性差異，筆者根據課程內容的特點，將課程內容分為以下4 種類型：一是諸如雷達方程這樣的比較重要的需要講解的內容， 二是諸如接收機噪聲這樣的比較重要的不用講解的內容， 三是諸如雷達顯示器這樣的僅需了解的容易自學的內容， 四是諸如雷達在戰(zhàn)爭中的應用這樣的擴大知識面的內容。

不同的課程內容對學生的要求是不同的， 采用的教學方法也是不同的。 那些比較重要的需要講解的內容，是要求學生完全掌握的。 在教學過程中，筆者根據學生的個性差異設置了不同的案例， 現在以雷達方程為例進行展開。

雷達方程是雷達原理與系統(tǒng)課程的重點和難點內容， 對學生的要求是能掌握其推導過程和理論應用。 在公式推導上，要求學生掌握雷達作用距離與雷達分機、環(huán)境、目標等的關系；在工程應用上，要求學生掌握實際的雷達裝備的作用距離的估算以及雷達分機各參數的設置。因此，在設置案例時，筆者根據學生的興趣和愛好，設置了不同版本的案例。 對于雷達感興趣且學習能力較強的學生，引導他們自主搜索感興趣的雷達裝備，查找和設置雷達參數，估算雷達的作用距離，通過參數的變化觀察雷達作用距離的變化情況，從中發(fā)現規(guī)律。 對于學習程度一般且對軍事裝備不夠了解的學生，為他們指定雷達裝備，要求他們能自己查找指定雷達裝備的參數， 估算雷達作用距離，在教師指導下改變參數設置，從中發(fā)現規(guī)律。

3.2 實驗設計差異化

實驗是檢驗知識掌握程度的重要途徑。 筆者根據學生的學習態(tài)度和意志特征， 為不同的學生分發(fā)了不同的實驗任務。 對于喜歡軟件編程且能自主完成程序設計的學生，給他們布置程序編寫任務，讓他們自己完成代碼編寫和程序調試； 對于喜歡動手操作的學生，給他們提供創(chuàng)客實驗條件，引導他們自己開發(fā)硬件，設計一部小雷達；對于不太喜歡軟、硬件操作的學生，給他們提供相應程序代碼和網絡資源，引導他們搜集資料，拓展知識面。

做完實驗以后，筆者對學生進行分組，分別組成軟件組、硬件組和資料加工組，讓他們分享獲得的實驗成果，進行交流和評價，體會“學有所獲”的樂趣。

3.3 資源推送差異化

在資源推送過程中， 筆者整合了線上線下優(yōu)質資源， 結合教學進度和學生的實際情況推送差異化資源。對于學習興趣高且喜歡鉆研的學生，給他們推送科研文獻資料，幫助他們了解學術前沿信息；對于學習興趣一般且喜歡被動學習的學生， 給他們推送相關知識的網絡資源，幫助他們理解課本知識，擴展知識面；對于學習興趣不高且學習意志薄弱的學生，給他們推送MOOC 視頻，幫助他們補齊短板，引導他們自主學習。通過資源差異化的推送，讓每個學生都能達到“跳一跳能夠到”的學習目標。

3.4 作業(yè)任務差異化

在布置作業(yè)過程中，筆者注重以“產出式”評價為導向， 兼顧個人和小組協作， 布置差異化分工作業(yè)。小組作業(yè)采用辯論賽、詩人大會和綜合性大作業(yè)等形式，鍛煉學生的語言表達能力和邏輯思維能力，培養(yǎng)他們的文學素養(yǎng)和團隊協作精神。 個人作業(yè)采用思維導圖、論壇互動和自主出題等形式，發(fā)展學生的個性， 培養(yǎng)他們的興趣愛好， 培養(yǎng)他們的思維能力。目前，這些作業(yè)方式已經成為課程資源建設的特色和亮點。

3.5 考核評價差異化

《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》指出：加強研究型、項目式學習，豐富探究式、論文式、報告答辯式等作業(yè)評價方式，提升課程學習的深度。加強非標準化、綜合性等評價，提升課程學習的挑戰(zhàn)性。 為此，筆者制定了多元化的考核方式，強調過程性評價和差異化評價，豐富了課程的評價方式。

筆者把考核過程分為組內自評、組內互評、教師評價、組間互評和助教評價，將考核成績劃分為期末成績（60%）和平時成績（40%）。期末成績?yōu)槠谀┰嚲矸謹担?平時成績由從數據庫資源獲得的考核評價數據決定，其構成如下：預習測驗（10%），課堂表現（8%），差異化作業(yè)（7%），論壇活躍度（5%），思維導圖 （5%）， 課堂討論、 小組活動以及學生自評互評（5%）。 另外，筆者用獎勵分區(qū)分學生的個體差異，例如，期末考試出題被選入試卷者獎勵2 分，本學期成績進步突出者獎勵5 分。

4 差異化教學改革的成果

4.1 記錄學生進步情況 形成數據庫資源

在教學過程中， 筆者建立了關于學生進步和成長的數據庫， 該數據庫能直觀展示每個學生的進步情況。 圖3 給出了所有學生（僅顯示部分）的學習過程數據。從橫向看，顯示的是每個學生每次上課的表現及測驗結果；從縱向看，顯示的是每次上課所有學生的課堂表現情況。通過查閱數據庫，教師既能了解學生的進步情況，又能分析學生掌握知識的情況，這有助于教師及時調整教學計劃，提高課堂教學質量。

圖3 所有學生（僅顯示部分）的學習過程數據

圖4 給出了一個學生的成長軌跡， 從圖4 可以查閱該學生在5 次上課中7 個方面的進步情況，這7個方面的進步情況包括課堂活躍度、論壇活躍度、知識掌握程度、工程實踐能力、團隊協作能力、信息素養(yǎng)能力和綜合評價等。

由圖4 可以看出， 該學生由開始的課堂活躍度不高躍升成為課堂活躍之星， 論壇活躍度也從 “靜默”狀態(tài)轉變?yōu)檎搲按罂А?，知識掌握程度和團隊協作能力等其他5 個方面一直保持在較高的水平。 這說明差異化教學有助于提高學生的學習自信心和學習興趣，能促使其全方位發(fā)展。

圖4 一個學生在5 次上課中的成長軌跡

4.2 豐富課程資源庫 激發(fā)學生進取心

差異化教學的開展提高了課堂教學質量， 促進了課程資源庫的完善和豐富。在差異化教學中，筆者不斷地對課程資源庫進行補充， 新補充的內容包括筆者設計的線上線下教學資源和歷屆學生的優(yōu)秀作品（個性化思維導圖及小組活動成果等）。 通過豐富課程資源庫，筆者培養(yǎng)了學生的榮譽感，激發(fā)了學生的進取心，達到了教學雙贏的教學目的。

4.3 進行多元化考核 實現個性化發(fā)展

考核評價是教學的指揮棒，通過多元化考核，激發(fā)了學生的學習熱情，調動了學生的學習積極性，促進了學生個性化的發(fā)展。 考核結束后的調查問卷顯示，學生們對差異化教學給予很高評價。 圖5 給出了學生對差異化教學的一些評價結果。 從圖5 可以看出，65.12%的學生認為， 推送的資料符合自己需要，能很好地完成課前自主學習任務。

圖5 差異化教學的評價結果

5 結束語

通過差異化教學改革， 提高了學生學習雷達原理與系統(tǒng)的積極性，培養(yǎng)了學生的自主學習能力。但該課程的差異化教學探索是一項嶄新的課題， 如何制定更加具體的教學目標， 對學生進行更加精準的評價等還有待做進一步的研究。