教學(xué)構(gòu)成與通識(shí)課教學(xué)效果的研究

　　教學(xué)構(gòu)成與通識(shí)課教學(xué)效果的研究
　　
　　杜云慧張鵬
　　
　�。ū本┙煌ù髮W(xué)機(jī)電學(xué)院，北京100044）
　　
　　[摘要] 通過(guò)優(yōu)化通識(shí)課教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段各組成部分的比例，提高了大學(xué)生對(duì)通識(shí)課教學(xué)的滿意程度，得到了較為理想的教學(xué)效果，為提高新時(shí)期通識(shí)教育的教學(xué)效果進(jìn)行了有益的探索。
　　
　　[關(guān)鍵詞] 通識(shí)教育；教學(xué)構(gòu)成；教學(xué)效果
　　
　　[中圖分類號(hào)]G642.O
　　
　　[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A
　　
　　[文章編號(hào)] 1005-4634 （2013） 01-0036-03
　　
　　引言
　　
　　隨著高等教育改革的不斷深化，加強(qiáng)通識(shí)教育以便為社會(huì)培養(yǎng)出復(fù)合創(chuàng)新型人才成為了高等教育界進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)的當(dāng)務(wù)之急。
　　
　　通識(shí)課不同于專業(yè)課與專業(yè)基礎(chǔ)課，它為大學(xué)生的興趣發(fā)展、個(gè)性發(fā)揮提供了廣闊的自由空間。有效的通識(shí)教育，既可以豐富學(xué)生的知識(shí)、完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，又可以引領(lǐng)學(xué)生的新思維、開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為此，通識(shí)課的教學(xué)和專業(yè)課與專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)大有不同。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步、學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的日新月異，通識(shí)課教學(xué)本身也在不斷地向科學(xué)化挺進(jìn)，它需要系統(tǒng)地介紹背景科學(xué)典故，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維；需要進(jìn)行專家學(xué)者專題講座，以開(kāi)闊學(xué)生的知識(shí)視野；需要進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生與世界接軌的意識(shí)；需要進(jìn)行課堂討論，以挖掘?qū)W生的潛能；需要精彩的多媒體動(dòng)畫(huà)，以開(kāi)發(fā)學(xué)生的求知欲望；需要板書(shū)交流，以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻理解。
　　
　　毋庸置疑，上述教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的各組成部分對(duì)通識(shí)課的教學(xué)效果都有影響。在實(shí)際教學(xué)中，如果各部分的比例安排不當(dāng)，則會(huì)直接影響到學(xué)生求知欲望的滿足、正確思維的培養(yǎng)、視野的開(kāi)闊、潛能的開(kāi)發(fā)；如果各部分的比例得當(dāng)，則一定能夠達(dá)到令學(xué)生滿意的教學(xué)效果，為培養(yǎng)復(fù)合創(chuàng)新型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。可見(jiàn)，開(kāi)展通識(shí)課教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段比例構(gòu)成和教學(xué)效果的研究刻不容緩、勢(shì)在必行。
　　
　　筆者以十年來(lái)的通識(shí)教育大學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用學(xué)生對(duì)各教學(xué)階段的滿意程度來(lái)評(píng)判教學(xué)效果，將自然科學(xué)研究中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)、遺傳算法優(yōu)化技術(shù)引入到通識(shí)課教學(xué)研究中來(lái)，建立了科學(xué)典故比例、專題講座比例、雙語(yǔ)教學(xué)比例、課堂討論比例、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明比例、板書(shū)交流比例等影響因素與學(xué)生滿意程度之間的復(fù)雜關(guān)系模型，優(yōu)化了通識(shí)課教學(xué)這一復(fù)雜過(guò)程，并通過(guò)近年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，得到了令學(xué)生滿意的通識(shí)課教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的合理構(gòu)成，這一探索結(jié)果對(duì)通識(shí)教育中如何確定與把握教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例以達(dá)到良好的教學(xué)效果具有一定的借鑒意義。
　　
　　1 通識(shí)教學(xué)模型的建立
　　
　　對(duì)于通識(shí)教育，在通識(shí)課教學(xué)過(guò)程中，科學(xué)典故、專題講座、雙語(yǔ)教學(xué)、課堂討論、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明、板書(shū)交流等教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段對(duì)教學(xué)效果都有影響。要想得到學(xué)生滿意的良好教學(xué)效果，必須首先明確上述教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例安排與學(xué)生滿意程度之間的關(guān)系，進(jìn)而才能加以優(yōu)化控制。 科學(xué)典故、專題講座、雙語(yǔ)教學(xué)、課堂討論、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明、板書(shū)交流等教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例與學(xué)生滿意程度構(gòu)成的是多因素非線性復(fù)雜系統(tǒng)，表1給出了2002——2008年《前沿材料科學(xué)》和《創(chuàng)新工程》通識(shí)課的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例與學(xué)生滿意程度（學(xué)期平均值）的數(shù)據(jù)，可見(jiàn)各比例與學(xué)生滿意程度之間存在著非常復(fù)雜的非線性關(guān)系，采用傳統(tǒng)的回歸方法根本無(wú)法準(zhǔn)確地確定其關(guān)系模型。
　　
　　人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)研究的復(fù)雜非線性系統(tǒng)的建模、估計(jì)、預(yù)測(cè)、診斷和自適應(yīng)控制等領(lǐng)域。BP網(wǎng)絡(luò)是一種前饋式全連接多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，具有較強(qiáng)的聯(lián)想記憶和推廣能力，可以任意精度逼近任何非線性連續(xù)函數(shù)，效果非常理想。因此，本文將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)引入到通識(shí)教育領(lǐng)域，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模技術(shù)來(lái)建立科學(xué)典故、專題講座、雙語(yǔ)教學(xué)、課堂討論、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明、板書(shū)交流等教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例與學(xué)生滿意程度之間的關(guān)系模型。
　　
　　本文采用24個(gè)樣本訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，4個(gè)樣本檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的推廣能力。訓(xùn)練66000次時(shí)，結(jié)果如表1所示，學(xué)生滿意程度的期望值為大學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)的平均值，學(xué)生滿意程度的輸出值為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立模型的理論計(jì)算值，可見(jiàn)，無(wú)論是訓(xùn)練樣本還是檢驗(yàn)樣本，其相對(duì)誤差均穩(wěn)定在3.3%以內(nèi)，說(shuō)明此時(shí)已建立了準(zhǔn)確的科學(xué)典故比例、專題講座比例、雙語(yǔ)教學(xué)比例、課堂討論比例、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明比例、板書(shū)交流比例與學(xué)生滿意程度之間的復(fù)雜關(guān)系模型。
　　
　　2合理教學(xué)構(gòu)成的確定
　　
　　本研究是針對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的模型來(lái)尋找合適的科學(xué)典故比例Z1、專題講座比例22、雙語(yǔ)教學(xué)比例23、課堂討論比例乙、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明比例Z5、板書(shū)交流比例26以使學(xué)生滿意程度H取得最大值，這是一個(gè)非線性優(yōu)化問(wèn)題。H=g（Z1，22，23，Z4，Z5，26）是一個(gè)非常復(fù)雜的多維空間函數(shù)，求其導(dǎo)數(shù)非常困難。遺傳算法優(yōu)化技術(shù)是根據(jù)生物的優(yōu)勝劣汰、遺傳變異的種群進(jìn)化規(guī)律形成的一種優(yōu)化算法，能較好地解決上述優(yōu)化問(wèn)題。
　　
　　本文將遺傳算法優(yōu)化技術(shù)引入到通識(shí)教育領(lǐng)域，采用遺傳算法優(yōu)化技術(shù)繁殖2500代后，得到的最優(yōu)點(diǎn)為（8.6，10，19.5，5.2，11.2，4.3），最優(yōu)值H=97.8，即采用科學(xué)典故比例為8.6%、專題講座比例為10%、雙語(yǔ)教學(xué)比例為19.5%、課堂討論比例為5.2%、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明比例為11.2%、板書(shū)交流比例為4.3%進(jìn)行通識(shí)課教學(xué)時(shí)效果最好，得到的學(xué)生對(duì)教學(xué)的滿意程度最大值為97.8%。這一合理的通識(shí)課教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例構(gòu)成已被2009——2011年以來(lái)的后續(xù)實(shí)踐教學(xué)所驗(yàn)證，數(shù)據(jù)如表2所示。可見(jiàn)，本研究比較符合通識(shí)教育的實(shí)際情況，對(duì)提高新時(shí)期通識(shí)教育的教學(xué)效果具有一定的借鑒意義。
　　
　　3結(jié)束語(yǔ)
　　
　　在通識(shí)課教學(xué)過(guò)程中，科學(xué)典故、專題講座、雙語(yǔ)教學(xué)、課堂討論、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明、板書(shū)交流等教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段對(duì)教學(xué)效果都有重要的影響，當(dāng)科學(xué)典故比例為8.6%、專題講座比例為10%、雙語(yǔ)教學(xué)比例為19.5%、課堂討論比例為5.2%、動(dòng)畫(huà)說(shuō)明比例為11.2%、板書(shū)交流比例為4.3%時(shí)，學(xué)生對(duì)教學(xué)的滿意程度較大，均在97%以上，教學(xué)效果較好。這一探索結(jié)果對(duì)現(xiàn)代通識(shí)教育中如何確定與把握各部分教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段的比例以達(dá)到良好的教學(xué)效果具有一定的借鑒意義。
　　
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