极限教学:“淡讲课,精作业”教学方法研究与实践

这是为学院教学法研讨会写的一篇文章,草稿。也许最后投稿时我会降低其中的语气。但实在舍不得其中挥斥方遒的意气,所以在此保留。

摘要:讲课泛指一切课堂活动;作业泛指一切教师布置给学生的课堂外任务,包括书面作业、实验、大作业等。淡讲课,精作业教学方法与传统的重讲课,轻作业相比,其特点是:(1) 把作业做为能力培养的核心手段;(2) 授课是作业的支持和补充;(3) 让学生真正做到“主动学习”;(4) 课程建设具有良好的继承性,可持续发展。本文作者在《高级语言程序设计》和《操作系统》两门课中多次实践了该方法,并摸索出一套行之有效的实施手段,取得了非常好的效果,受到很多学生的欢迎。

关键词:能力培养,可持续发展

0 引言

中国教育界自建国以来的最大改革就是将教育的指导核心从“知识型教育”转变为“能力素质教育”。但自从这个改革目标提出以来,始终没能获得实现。其原因之一,是我们始终坚持着一个观念——“讲课是教学的核心”、“教师的首要职责是讲好课”,而书面作业、实验和大作业等课堂外活动(以下统称为“作业”)往往只是一种点缀,或者是一种次要的补充手段。在中小学,作业更是以“题海战术”的形式成为“应试教育”的反面典型。

讲课在知识传授方面是有作用的,但作用有多大?图1所示的“学习金字塔”是美国国家训练实验室的研究结果。可以看到,人通过听课获得的信息,只有5%能留存下来。就算充分发挥多媒体作用,也只能有最高30%的留存率。而讨论、实践和教授组成的主动学习则能达到50%90%的留存率。可见主动学习可以获得更佳的学习效果。

在能力素质教育方面,主动学习也公认是比被动学习更好的一条途径。讲课因受时间和空间的限制,只能是被动学习的载体;作业不受任何限制,是极佳的主动学习载体。因此,本文提出淡讲课,精作业的教学方法,并在《高级语言程序设计》和《操作系统》两门课中多次实践了该方法,摸索出一套行之有效的实施手段,取得了非常好的效果,受到很多学生的欢迎。

1. 简介

某课程,教师A只讲课,不留任何作业;教师B只留作业,从不讲课。他俩的教学效果相比较,你认为会孰优孰劣?这个极端问题的答案能揭示讲课和作业哪个的重要性更高。

假设教师A是一名超级优秀的教师,他能在有限的时间内将知识讲得深入浅出,50%(平均值的10倍)能被消化吸收,并且能调动起全体学生的兴趣,使学生在课后还能有意愿进行深入思考、扩展学习及主动实践,那么这绝对是最完美的讲课。

假设教师B只是一名普通的教师,他设计了一系列作业,将课程知识点的70%覆盖在内。为了完成作业,学生们阅读资料,互相讨论,动手实践,平均掌握了知识点的52.5%70% x 75%)。更有个别学生在作业过程中教授他人,于是掌握了63%(70% x 90%)

Teaching Pyramid


教师B轻描淡写地获得了52.5%的教学效果;教师A在课堂获得50%的效果,和课后效果相加,最终结果可能会更好。但教师A可遇而不可求,靠讲课调动学生课后主动学习几乎是不可能完成的任务。教师B则俯仰皆是,甚至他都不需要了解课程的内容,只要拿来别人成熟的作业布置下去就行了。可以看出,依靠作业可以更高效地获得超过讲课的教学效果,因此我们提出了“淡讲课,精作业”的教学方法。

该方法的教学核心是精妙设计的作业,即“精作业”。作业可由笔头作业、实验和大作业等课堂外活动中的一种或几种组成。它们必须要有引导性,能引导学生去阅读资料,互相讨论,分析综合,最终通过实践完成整个作业。这样一个过程下来,不仅可以掌握相当的知识点,而且能够切实地锻炼终身学习能力、交流能力和分析综合能力等。如果作业中有创新性的要求,还能锻炼创新能力。这些能力是目前教育大环境的核心,而它们都是通过课堂教学很难培养出来的。另外,作业的描述以文字、图表为主,所以它更容易被修订和继承,也就是所谓的“可持续发展”。

“淡讲课”的意思不是平淡讲课,而是将讲课的重要性,从传统的主导作用淡化到支持和补充作用。支持作用指的是为更好地实施作业而讲课,让学生能尽快进入作业状态,少走无意义的弯路,但所讲内容不必涉及学生应自学、思考和讨论的领域;补充作用是针对一些作业不能或不必涉及的问题,进行讲解,使课程不失全面性。这样,讲课的内容会减少很多,在学时不变的情况下,可以把所讲的内容讲得更细致、深入,并能有时间多安排一些演示和课堂讨论等,使讲课效果不降反升。尤其对新开课教师而言,把过多的精力放在讲课上,往往不会很快带来令人满意的效果。建议经过几个教学轮回后,当作业已经锤炼得足够精湛,再在讲课上多花一些精力。

2. 实施

21“精作业”的实施

经验表明,作业的实施过程中,管理比设计更重要。没有好的管理,设计得再好的作业,学生也可能不做或者抄袭,使作业完全失去了意义。反之,就算作业设计得不好,但有好的管理去监督和帮助学生完成作业,学生肯定能获得一些有益的东西。所以,先介绍如何进行作业管理,然后再介绍作业设计。

211作业管理

管理的目的是:(1) 督促学生独立完成作业;(2) 为学生提供必要的指导。在作业过程中,学生与教师在空间和时间上都是分散的,任何传统手段都无法进行有效管理,这可能也是作业在教学中始终处于次席的原因。现在,有了网络的帮助,时间和空间的壁垒被完全打破,使有效地集中管理作业活动成为可能。

首先,必须让学生有强烈的意愿去完成作业。对此,最有效的手段是让作业在最终成绩中占有合理的比重。如果比重过小,学生会认为花费时间做作业不值得,不会尽全力;如果比重过大,会削弱学生对作业不涉及内容的学习兴趣。我们建议作业占总成绩的50%左右,和期末考试的比重基本持平。

其次,必须彻底杜绝抄袭行为。当作业的分数比重足够大,它就和期末考试一样,不能容忍抄袭的存在,否则一切都是空谈。如何有效地对作业进行“监考”,成为解决此问题的核心。传统方法是道德教化和人工排查,但工作量巨大而且效果非常有限。我们摸索出来的方法是使用计算机工具自动判断抄袭行为,速度快,准确度高。现在已经有成熟且被广泛使用的工具可以对源代码类的作业进行“监考”。我们开发的中文报告雷同评判系统也正在测试和完善中,已经可以提供服务。这种方法实行的前提是,所有作业都必须以电子版的形式通过网络集中提交。当判断出抄袭后,必须对抄袭者严惩。我们的惩罚方法是,当次作业成绩为0,如多次抄袭会有更严厉的罚分,直到禁止参加期末考试。可惜的是,经验表明,再严格的审查和惩罚制度下,也依然有铤而走险者,可见如果不审查、不惩罚,抄袭者会多到什么程度。

然后,必须及时、高效、公平地对作业评分。作业评分的工作量相当巨大,而本文所述方法更让这个工作量大幅攀升。充分利用助教、TA,可以使人均工作量降低,但能力和尺度的不一致导致很难公平评分。此问题,可由两个策略。第一,尽量少用研究生院聘任的奖学金助教,他们中相当一部分担任助教的目的不纯,热情不够,能力也有限。尽量使用自己熟悉的,技术能力充足,热情充沛的研究生和高年级本科生,学院会向他们支付报酬(工作量计算时,相应工作量不属于教师)。第二,尽量设计可以客观评判的作业,减少人为误差。现在客观评判的手段已经远不是选择、判断题那么简单了,比如被广泛使用的ACM Online Judge方式,可以实现全面的自动评分,既能减轻工作量,又能维持绝对客观性。计算机专业的各种课程或多或少地都可以使用这种方式,比如偏算法类的课程,可以要求学生将所学算法实现,然后用ACM方式评分。不能使用ACM方式的,也可以借鉴软件测试的方法,为每个作业编写专门的测试工具,用以评分。《操作系统》课程中就采用了后一种方式。

最后,必须要有一个24小时服务的网上论坛,为师生交流提供不受限的场所。学生遇到任何问题,都可以到论坛上提出,并优先让其它同学为其解答。讨论中,教师只是以旁观者的身份“潜水”,在必要的时候才发言来摆正讨论的方向,并且尽量少给提示,绝不透露最终答案。这样,学生的问题能得到有益反馈,还留下了继续探索的空间,教师能获知学生的学习情况,并且培养了一个良好的讨论氛围,增强了作业的教学效果。

上文所述的管理工具都已经在学院教学管理网站(http://cms.hit.edu.cn)部署,可随时使用。

212作业设计

在有效管理的前提下,作业设计的质量直接影响到教学质量,“精作业”的“精”字完全体现在设计中。

作业不要求多,而求精。多了就成了“题海战术”,令人厌倦。应该争取让学生完成一个作业,就获得应有的收获,而不是不厌其烦地重复做同样的事情。

作业不宜大,而宜精。经验表明,无论作业的时长要求如何,绝大多数学生都是在截止时间的前1-3天才会着手做作业。如果作业过大,不可能在1-3天内完成,就失去了意义。我们建议,作业的量要保持1-2个整天可以完成,时长要求可以是一个星期,截止时间设在周日晚或周一晨。这样课程整体进度步调统一,并能充分利用周末时间,效果较好。

作业描述不应细,而应精。很多作业的描述非常繁琐细致,力求学生只要把描述读懂就能完成作业。这样的描述实际上是在限制学生的思维和眼界。作业的描述应该具有一定的开发空间,推动学生思考,并指引学生去广泛阅读相关资料。

作业不可机械,要有挑战性。机械重复型的作业(比如演示验证型实验)很难引发学生思考,完成后也不会有成就感,也不易根据完成情况进行梯度评分,实验内容左耳进右耳出,没什么效果。有挑战性的作业可以充分调动学生所有的神经细胞,阅读、思考、分析、讨论、综合、设计、实验……,知识教育和素质教育只有通过挑战性的作业才能做到统一培养。

挑战的尺度是作业设计的重点。挑战性过高,会打击学生的信心;挑战性过低,不能提升教学高度,也会减弱成就感对学生的鼓励作用。经验表明,当前学生面对挑战所能做到的,是远远超过绝大多数教师的想象的。比如,大一新生的《高级语言程序设计》课中,90%的学生可以在没有任何提示的情况下完美解决一道ACM美洲区预选赛的题目。究竟何种尺度是最合适的,很难定量描述。建议通过逐渐增加难度或从一个超高难度逐渐递减的方式,用几个教学循环来探测、体会。

22“淡讲课”的实施

其实,只要实施了“精作业”,教学效果就有了充分的保障,讲课方式已不重要,更无所谓优劣,用自己最擅长的方式就好。所以,任何现行的讲课方法、风格都可以完全继续,不需要调整。但我们还是在实践中摸索出了一些与“精作业”配合得更好的讲课方法,也许能有些借鉴意义。

当讲课成为作业的补充,课程就要围绕作业展开,以每次作业的截止时间为分隔,分为作业前和作业后两个部分。

作业前,讲课着重于为作业铺垫和拓展视野。讲清一些基本道理,简介作业过程中要用到的高深学问,详述作业不涉及的知识,演示相关工具的使用,博引一些趣事实例等。基本原则是补充作业学不到的,和降低进入作业状态的门槛。学生在作业的过程中会研究和实践相关知识,无论最后作业完成的质量如何,都会对这些知识形成自己的理解。

作业后,根据完成情况可大体知道学生对知识的理解程度,于是进行有针对性的详细讲解。此时学生对这些知识已经有了足够的了解、思考和实践,听课效果会非常好。

3. 效果

前文所述方法,在实际授课过程中都采用过。在《高级语言程序设计》课程中实践过至少11个教学循环,在《操作系统》课程中实践过至少4个教学循环,学生年级从大一到大三都有。粗略估算,大约有10%-15%的学生自始至终非常欢迎和拥护它,大有相见恨晚之势。大约70%-80%的学生起初会不理解,慢慢会产生或多或少的抵触情绪,但随着课程的进行感到获益良多,就会逐渐接受这种方法,最后基本都喜爱上它。还有10%-15%的学生,大概因为没有足够能力应对,很惧怕这种方法,甚至有在学期中就放弃学习的。采用这种方法后,与往届的教学效果相比较,提升是非常明显的。在前几次教学循环中,本方法还没有完全成型,但已经能看到效果的飞速提升;当本方法成型后,尤其是网络管理和雷同评判等工具引入后,教学效果又获得了一次质的飞跃。

本方法面对的最大挑战是它与当前的主流观念及教学制度之间的不协调,甚至是矛盾。从教师的角度看,试讲、专家听课、学生评教和基本功竞赛等主要的教学质量保障手段所评价的都是课堂教学,这样,一方面使在作业上付出的巨大努力得不到考核机构的承认,另一方面使讲课效果不会在现行评价体系中占优。比如,采用本方法的所有教学循环学生评教结果都是A,无一A+。这可能是授课人自身讲课能力不足造成的必然,但相信观念上的不一致也一定会有影响。

从学生的角度看,他们已经习惯了精彩的课堂、可有可无的作业、抄袭有理的氛围和突击可过的考试,这种习惯随着年级的升高而越来越牢固。当课堂不对作业做充分指导,当作业不可不做,当作业充满挑战,当抄袭完全行不通,抵触情绪就会高涨。实际上,确实发生过学生告状到基础学部领导和学院领导的情况,而网上的攻击甚至谩骂更是为数不少,给教师造成了相当大的压力。此时很多学生的支持,有如雪中送炭,能帮助教师度过难关。幸好抵触情绪最高的时候,并不是学生评教的时候。到评教时,肯定还会有一定量的学生存有抵触情绪,但已有更多的学生接受且喜欢上这种方法。

4. 展望

接下来,我们会继续完善此方法,尤其是调整它,使它更适应将要实行的新的教学计划。它与新教学计划有和谐也有矛盾。新计划中很多课程的学时都有所缩减,这与“淡讲课”暗合。但新计划中增设的综合性实践课挤占了“精作业”的空间,我们必须做出对应调整。(其实,我们认为综合实践课可能是针对现阶段多数课程实践性不足的问题而设立的。如果各门课都能提供充分的实践,那综合实践课也就没有存在的必要了。)

“淡讲课,精作业”的方法并非创新,国外大学早就在这么做。在中国,此方法也并非新鲜,有很多课程都不约而同地使用了方法中的某些部分。可能是中国独特的社会氛围所限,鲜有人能(或者是敢)把此方法运用到极致。但我们相信,在不远的未来,它一定会成为主流,因为它符合国家能力素质教育的大方针,符合学校注重实践、推行累加式考试的策略,更具有可持续发展的能力!

极限教学:“淡讲课,精作业”教学方法研究与实践》有12个想法

  1. 毕业了来看一下,关键词改成科学发展更时髦一些。大一时候C语言有些急于求成了,最好能够多给些时间做程序,毕竟学校不是公司,学校还是追求完美多于deadline,C语言时候的感觉是没有学透就把程序写完了,提交以后就懒得改了,那些程序现在再回想自己都觉得编的好蠢,助教除了打分什么都没提。精作业的前提是多推荐参考书和PPT,至少这些应该是老师给的,记得那时候问助教任何问题给的回答是自己找,至少说个大致范围吧,现在明白了助教都是什么也不会的研究生吧。孙老师的创新精神还是值得鼓励的,祝老师的课越上越好。老师对iphone编程感兴趣可以联系我,我本科毕设在这方面做了四个月,正在反汇编里面的东西。

  2. 纯以实践考核的弊端就是容易导致不求甚解,不全面,这也是期末考试不能废除的原因。当然,仅靠期末考试也不可能做到求甚解。目前我发现的唯一能让人真正求甚解的方法,就是让他去“讲课”。

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