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大概念视域下水利水电工程概预算课程教学转化设计

2024-11-28 65 上传者：管理员

摘要：针对水利工程概预算课程的特点及传统教学模式存在的问题，在信息过载及学习资源碎片化、浅表化的大背景下，组织由课程单元到学习模块、细碎知识点到知识金字塔、传统学习过程到深度学习框架的“三大转化”。从具体实践中提取大概念，运用系统方法将学习与教学转化成学习模块重组、知识体系搭建、深度学习框架构建、学习评价及学习过程持续改进等环节。以学生为主体、教师为引导开展教学活动，提升学生应对真实情境问题的能力。

关键词：
信息过载
教学设计
数字化教育
水利工程概预算
课程改革
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随着数字化教育的迅猛发展，信息过载使学生的学习碎片化、浅表化，学习者面对众多繁杂的学习资源，往往感到无所适从。而习惯于传统课堂中被动接收教师知识的学生也会发现学校获取的知识与真实世界的实际情况存在差异，造成“学”与“用”的脱节。为培养学生在复杂、不确定环境中形成伴随一生的核心素养，教师在教学设计时运用专家思维对教学内容做出整合，以实现课本与现实之间的转化，而大概念的引入和应用促进了这种转化。在“建设高质量教育体系”的时代背景下，师生对于“大概念”内涵的理解，关系到课程改革的有效实施。大概念教学的关键在于实现学生深度学习[1],引领学生挣脱知识被动化、碎片化、浅表化的束缚，实现高通路的知识迁移。目前在基础教育领域应用“大概念”比较常见，而高等教育站位更高，更需要挖掘最核心、最有价值、最富营养的知识来帮助学生获得深入且长远的发展[2]。因此，把握大概念在教育领域中的价值，在高等教育教学中实践“大概念”,也成为推进课程改革和培养新时代高质量人才的重要环节。

一、大概念的内涵

大概念被认为是一种“上位概念”,处于更高层次，因而能够连接下位概念且在更大范围内具有普适性解释力的概念[3]。英国教学专家Wynne Harlen提出可以帮助学生理解与他们在校以及离开学校以后的生活有关的一些事件和现象的“核心概念”称为科学上的大概念(Big ideas)[4]。Clark E则认为大概念是一种“认知框架”,认为大概念本身就是有组织、有结构的知识和模型，而且还能为学习者提供一个认知框架和结构[5]。余文森等人认为大概念代表着一种有意义的模式，它背后潜藏着一个有意义的世界[6]。简单而言，大概念是反映专家思维方式的概念、观念或者论题，它具有生活价值。大概念教学是倾向于凸显问题解决能力的教学、适应高新技术挑战的教学以及回归生活世界的教学，主张教给学生带得走的素养，而不是送给学生背不动的书包，让学生为现在和未来做好充分的准备[7]。大概念教学为教师提供了一个新的努力方向，那就是引领学生科学地进行知识建构、走向深度理解，通过科学的课程与教学设计，进而充实、丰富学生有意义的学习体验[8]。

二、大概念视域下概预算课程教学转化设计

(一)传统教学模式下概预算课程教学存在的问题及教学转化设计

水利工程概预算课程是水利水电工程和农业水利工程两个专业的主干课程，具有知识点细碎、实践性强、与国家及行业政策联系密切的特点。课程一般开设在本科阶段第六或第七学期，需要学生储备大量的专业知识。各项水利工程的实施都需要进行概预(估)算，在为学生就业提供较大空间的同时也对学生的核心素养提出了更高的要求。在传统的授课模式下，学生往往不能很好地将前置课程专业知识做高质量的迁移，学习兴趣不高，主动性差，陷入为考试而去死记硬背的怪圈。就业后不能将学习与现实情境相关联，更无法实现运用专家思维进行创造性、协作性的实践。

根据概预算课程的特点及存在的问题，在大概念视域下，设计完成“三大转化”,即课程单元根据学习目标转化为学习模块；细碎知识点转化为知识金字塔；学习过程转化为深度学习框架。同时运用系统方法将学习与教学过程转换成学习模块重组、知识体系搭建、深度学习框架构建、学习评价及学习过程持续改进等环节，突出“以学生为主体”,实现培养“应用型高级工程技术专业人才”的培养目标。

(二)课程单元转化为三大学习模块

从具体实践中提取大概念，包含“设计解决方案”“工程与社会的联系”“项目管理”三大模块。在进行教学转化时，针对学习目标将原有的课程单元对照三大模块进行重组，见表1。

表1概预算课程“大概念”及学习目标

(三)细碎知识点转化为知识金字塔

知识金字塔结构是立体的，越抽象的概念越在顶端，越具体的概念越在底层。大概念可以视为一种强有力的知识，其一定是位于顶层的；事实位于知识金字塔的底层；学科概念、跨学科概念或知识迁移分层次放置。运用Drake和Burns共同提出的知识金字塔的KDB模式[9-10]搭建的概预算课程知识金字塔。大概念的意义性以及由此所具有的高阶性、中心性、深刻性和灵活性使其能够“向下”整合表层概念，“向外”整合实践经验，这为教学提供了新方略和途径[11]。其中以“项目管理”模块为例构建的知识金字塔如图1所示。通过知识点的转化使学生从真实情境的“编制工程单价”出发，对标Know-do-be的目标及对前置课程知识进行迁移，达到应对或解决实际问题的能力。

图1学习目标3“项目管理”模块“大概念”知识金字塔

(四)深度学习活动框架转化

1.课前准备

通过问卷、前测及讨论等多种途径预评估学习者的知识基础及学习倾向；同时通过类比、情景再现、虚拟仿真等手段激活学习者预先创建的知识结构，为知识水平迁移做准备。

2.资源环境设计

建设超星泛雅课程学习平台。融合线上线下资源，凝练大概念，通过知识金字塔重组学习单元；通过多元化的内容和形式在课堂上进行有效的师生互动；通过线上平台提供的随机点名、抢答、讨论等功能，增强学生课堂参与度；通过在超星学习通课程空间聊天区为学生答疑解惑，增强师生交流和生生交流。形成教师与学生、学生与学生的多边形互动方式，最大程度地启发学生自主学习，提升学习内驱力。

3.教学实施过程

在水利工程概预算课程教学过程中，采用理解目标—提出基本问题—高通量知识迁移—解决实际问题的这种“自上而下”的模式为路径，如图2。即确定单元涵盖的学科大概念和核心理念，然后细化为单元理解目标，并凝练对应的基本问题。教师有针对性地组织和开展教学过程，在教学过程中帮助学生关联知识，激发学生思考，引导学生探索。此过程中，学生是整个教学活动的主体，通过学习平台任务驱动及奖励机制最大限度提升学生学习兴趣及自主学习意愿。教师利用课前准备阶段预估学生的知识基础和学习倾向，以学生已知的知识为链接，打开新知识或真实场景的窗口。不仅引导学生从真实场景中读取与自身知识结构一致性的信息，激活预先创建的知识结构，完成知识水平迁移，而且帮助其通过知识元素之间的关联，构建或创造一个新的知识结构来理解新的信息，完成知识垂直迁移。架构这种立体多维的迁移路径，实现高通量的迁移，不仅满足于解决学校场景中的学校问题，而且引导学生解决真实世界中的挑战。

图2深度学习实施框架

三、学习评价

利用课程教学设计思路，面向水利水电工程专业学生106人，开展教学工作，并在授课过程中和完成之后进行学习效果评价。大概念教学最终指向的是学生能自主地解决真实世界的问题，对于学习评价也应从学生的真实世界出发。学习评价设计在评定学习水平的同时有助于学生形成学习反思。水利工程概预算课程学习评价以学习目标为校准，从为学习的推进收集证据及对大概念的学习成果进行总结两个层面展开。

(一)为学习推进收集证据

借助学习平台考核机制使评价结果可视化，在课程评价环节基础数据由课堂报告、学情统计、学习监控三大模块构成。课堂报告反映签到及课堂表现；学情统计反映学生已参与完成的大概念各个学习单元的学习效果，以课程积分形式来表现；学习监控反映学生观看学习单元任务点、完成作业及考试的异常行为，并及时发布异常分析报告。在评分方式上一改传统的减分制，转而采用注重效果的加分制。例如针对课堂表现模块的评价环节实时加分，结束前展示表现优异的Top10,激发学生学习意愿。通过基础数据的收集，有针对性地进行查漏补缺。教师通过可视化评价结果可快速掌握学生学情，为持续改进提供依据。

(二)学习成果评价

学习评价总结从课程评价、学生评价、教师评价及督导评价四个方面出发，构建大概念目标达成情况“四位一体”多元评价体系，以反映大概念目标达成情况。课程评价由学生过程性考核成绩及期末考试分数各占50%组成，为强化大概念知识单元的达成情况，要求过程性考核达到60分才能参加期末闭卷考试，并且过程考核成绩与期末闭卷成绩分别得到60分才能通过课程考核，即“双60模式”。“四位一体”的评价模型也体现了评价体系的多元性及综合性。在广泛收集学校、学院、系同行专家、任课教师及学生意见的基础上，形成水利工程概预算课程评价模型：学习目标达成情况综合得分=课程评价得分×50%+学生评价得分×20%+教师评价得分×20%+督导评价×10%。同时，将评价结果分为优秀、良好、中等、合格、不合格5个等级。评价标准见表2。

表2学习成果评价标准

收集106名水电专业学生学习推进数据，按综合得分评价模型计算各个学习目标的得分，结果如图3所示，课程三大学习目标的达成情况均为良好水平。从课程、学生、教师及督导四个评价方的反馈来说，学习目标3的综合得分最高，为87.4分，对于项目管理模块的达成情况最好，设计解决方案模块综合得分最低，为85.1分。通过学习评价得分，结合学情统计情况，以“学生为主体、教师为引导”针对学习薄弱环节深挖问题根源，查漏补缺。同时，教师通过一届学生学情分析及学习成果评价，查漏补缺、剖析原因，为今后教学中可能出现的问题提供解决路径。

图3学习目标达成情况

四、学习过程持续改进

学习过程持续改进的核心目的就是对学习效果的优化。为了实现这种全面的优化，采用“戴明环”(PDCA循环)管理模式，通过“计划”“实施”“检查”及“处理”等四个环节建立一个循环反复、逐步改进、不断提升的优化体系[11]。师生通过PDCA循环改善学习效果和教学效果，以达到提高学生解决真实场景中问题的能力。

围绕大概念提取的学习目标，采用深度学习策略和方法，将核心大概念反向拆分成聚焦具体问题的学习单元，制定细致的学习计划。教师引导学生在学习的过程中任何时间节点都可将学习的实际情况同学习计划作比较，若实际情况与计划不相符，则调整或修改计划，以适应新的实际情况；若实际情况与计划相符，则继续按计划进行学习。教师借助PDCA循环，引导学生不断优化学习路径，发现问题及时发布学习预警，逐步减小学习计划与实际的偏差，快速高效地实现深度学习目标。结合过程性考核评价标准，学生借助学习平台学情统计评分，可以随时查看过程性考核得分，将实际得分与评价标准作比较，及时优化学习状态。

五、结语

水利工程概预算课程在大概念视域下的教学转化注重以学生为中心，教学转化的目的是让学生在学习的进程中，实现从新手到成手的转变，利用持续性、高通量的知识迁移解决真实情境问题或新问题。在明确的学习目标指引下做好教学设计，教师需要花时间深挖知识背后的教学逻辑，凝练课程大概念，这是教学课程设计的重点、难点，也是本门课程在以后建设中需要重点优化的内容。

参考文献:

[1]李凯,吴刚平.为素养而教:大概念教学理论指向与教学意蕴[J].比较教育研究,2022(4):62-71.

[2]李志河,刘杜娟,王强,等.教育技术学科“大概念”蕴意､路径及模式[J].现代教育技术,2022(2):24-36.

[3]李松林.以大概念为核心的整合性教学[J].课程·教材·教法,2020(10):56-61.

[4] [英]温·哈伦,著.科学教育的原则和大概念[M].韦钰,译.北京:科学普及出版社,2012:2-8.

[6]余文森.核心素养导向的课堂教学[J].教学月刊·中学版(政治教学),2018(6):63-64.

[7]李刚.推理-表征-解释:构建教师大概念教学的逻辑框架[J].比较教育研究,2022(4):72-77.

[8]李刚,吕立杰.国外围绕大概念进行课程设计模式探析及其启示[J].比较教育研究,2018(9):35-43.

[11]李贞刚,王红,陈强.基于PDCA模式的质量保障体系构建[J].高教发展与评估,2018(2):32-40.

基金资助:甘肃农业大学:“水利工程学科干旱灌区节水灌溉与水资源调控创新团队”建设项目(GSAU-XKJS-2023-38);甘肃农业大学:“水利水电工程一流本科专业”建设项目(GSAU2021YLZY-5);

文章来源:薛媛,张芮,王馨梅,等.大概念视域下水利水电工程概预算课程教学转化设计[J].佳木斯大学社会科学学报,2024,42(06):181-184+187.