逆向教学法在机载武器瞄准技术及应用课程中的应用

2023-10-18郝东升李林吕鑫燚

中国教育技术装备 2023年18期

郝东升李林吕鑫燚

海军航空大学青岛校区山东青岛 266041

0 引言

机载武器瞄准技术及应用课程是一门理论与实践相结合的专业基础课，对于学生今后的维护技能和保障管理水平具有重要的支撑作用[1]。由于课程中相关原理知识专业性强，需要理解掌握的知识点多，尤其是相关瞄准原理概念比较抽象，采用传统的教学模式无法充分调动学生的学习积极性和主动性，导致教学效果不太理想。为进一步提高教学效果，笔者所在教学团队采用逆向教学法对课程进行改革探索。

逆向教学法是美国教育专家Jay McTighe 等[2]1999 年在其著作Understandingbydesignhandbook中提出的一种新的教学模式。与传统教学设计有所不同，逆向教学法更加强调探索的过程。

首先,学习者需要确定要达到的预期目标；其次，进一步明确完成目标的标志，之后的教学内容和教学活动都将围绕寻找标志展开；最后，要实现学习目标、探索过程和结果评价的统一。

为使逆向教学法与课程内容有机结合、紧密衔接，笔者所在教学团队开展了以下几个方面的探索。

1 逆向教学法的内涵要求

逆向教学法建立在合作学习教学理论和建构主义学习理论基础之上，是两种理论的有机融合。合作学习教学理论充分论证了人际交往在学生内心成长和自我意识发展中的积极作用。依据群体动力理论，合作群体是一个互助、互勉的团体，一个共同的目标把各成员凝聚在一起。在这个群体中，学生的毅力、能动性、自身潜力将会被放大。即使是平时表现不突出的学生，积极性也会被调动起来，体现为学习更加热情和投入。在高等教育和职业教育中，不乏合作学习的例子。工程实践活动需要主体合作与交往，通过合作学习的理论引入，设计教学活动，可以帮助学生提升沟通、协作以及创新能力。

本课程把以往的“以教为主”变为“以学为主”，正如威金斯等[3]所指出，与其他设计职业如建筑学、工程学和绘画艺术学一样，教育设计者必须考虑他们的“顾客”的需要。为此应该注意：

一是把自由还给学生，充分尊重学生的主体性，调动其学习积极性；

二是把工具交给学生，这里工具是学生解决学习时所遇问题的常用方法和途径，如文献查找的方法、网络搜索的规律；

三是把问题抛给学生，学习其实就是一个不断发现问题、不断解决问题的循环过程。

在这个过程中，解决问题需要付出努力，而努力的结果将最直观地反映在能力和经验的不断提升方面。

建构主义学习理论的核心要义是以学生为中心，充分调动学生的学习主动性和求知欲。在一定的学习情境中，学生会将已学知识经验迁移到新的知识体系中，这是一种自然发生的过程。也可以说，学生是在一边思考一边吸收，而不是盲目地、不加思索地接受。在以往的学习过程中，他们已经具有丰富的经验，有着自己的思维和想法。从这个角度来看，教学者不应忽视学生这种有策略的学习过程，而是应该顺势而为，去设计、加工新的知识模块，更好地配合学生完成知识消化吸收的过程。鼓励学生、帮助学生充分发挥知识迁移这种与生俱来的学习本能。

教学不应该是一种单向的输出，更多的应当体现在对知识的深加工和热处理上。学习并不是学生被动地吸收信息，而是主动构建知识意义。由此可见，在课程的设计中，要充分体现学生的主体地位，将学生的固有知识作为一个重要的参考依据，内容选定与组织时，要确保能够调动学生的学习热情和构建知识的欲望。

建构主义学习理论认为，学习者要想实现意义构建，离不开真实的学习情境。知识并不是脱离活动情境而抽象地存在，其只有通过实际情境中的应用活动才能真正被人理解。学习一旦离开适宜的情境，任何知识的建构都将缺失生长点。因此，开展逆向教学需要达到如下要求。

1.1 更加重视教学准备

对教师而言，采用逆向教学法需要下一定的功夫备课。教师要事先准备充分的案例资料，全面熟悉相关专业知识及专业技术保障知识，注重个性化教学，鼓励学生发表看法、参与讨论。教研室要给教师更多的自主空间，在一定条件下，教学的时间、地点、形式、内容，由教师根据实际情况自主确定，并鼓励教师应用多种教学手段。

1.2 严密组织教学实施

首先是自主学习。传统的教学模式中，教师是绝对的主导者，从讲授知识、课堂的安排到课后的活动，都是按照教师的安排顺序执行。而在逆向教学法中，教师可以尝试将作业提前，把原本需要讲授的新知识交给学生自己去尝试理解。学生可以采用自主学习、合作交流、查阅资料等方式完成作业。尝试完成作业的过程，其实就是一种学习的实践。而且这种全身心的体验能够更有效地提升学生的综合学习能力。在不断提问、探索、收获的过程中，学生学有所得，知识的掌握更加牢固。同时，教师也应有针对性地进行引导，帮助不同基础的学生在学习上收益最大化。

其次是理论教学。在逆向教学法中，教师根据课后作业情况，组织课堂讨论，进行讲评。为了提高课堂讨论的质量和效果，学生应当做好充分的预习，对于将要讨论的重点应有所准备，把自学遇到的问题和疑点记录下来，课堂上才能更好地与教师沟通互动。应用逆向教学法的教学不再是一种单向的知识输出，而是包含了教师的“呼”与学生的“应”。在教师与学生双方的交流合作中，实现知识的传递。

最后是归纳总结。为了进一步印证学生的掌握情况，可结合一些情境案例来测验学生对知识的掌握程度，并找出知识盲点，教师根据实际情况，对其进行强化辅导。逆向教学法改变了由来已久的流水账式教学过程，强调从目标着手，逆向设计，在教学过程中充分发掘学生潜力，鼓励学生参与教学活动，把单一的、被动的、枯燥的学习，转变为双向的、主动的、有趣的探索，使学生更好地达到学习目标。

2 逆向教学法改革的关键环节

逆向教学法可以提供更多的机会，让学生发现一些新现象、接触一些新事物、遇到一些新问题，并且学会寻求一些方法去分析思考和解决这些新的问题，它充分体现了能力本位的原则，能够达到学校培养应用型人才的教育目的。要搞好基于逆向教学法的教学改革，必须以合作学习教学理论和建构主义学习理论等[4]为指导，吃透其基本要求、遵循其特点与规律，其关键环节如下。

2.1 教材编排

逆向教学法是一种非常规的教学过程，因此，在教材编排上也应有所体现。任何教材的编排组织，都应当充分考虑该学科的知识体系架构以及学生的认知发展规律。教材需要做到由表及里、循序渐进，学生在学习时能跟上教材的进度，不至于出现望而却步的现象。逆向教学法从来不以单一效率作为评价标准，而是更加看重学生实际能力的达成，因此，在教材中将会设置更多的问题，问题的难度根据教学内容的进度进行适配，教师可以通过作业的形式了解学生的学习状态，并安排相应的辅导。

2.2 教学思想

逆向教学法包含更多因材施教和对症下药的要求。在控制理论中，反馈机制是一个重要的环节，它能确保这个系统的稳定。在逆向教学法中，反馈的概念同样重要。教材编排特征决定了反馈调控作为教学第一环节的重要地位，它的主要任务是了解学生已有知识和理解能力，为后续教学提供必需的信息。运用该原则时，教师要善于观察、了解学生在教学过程中的具体表现。同时，因材施教是逆向教学法的另一个基本思想。在教学中，教师要做到：一是了解学生现状，承认差别，既要鼓励冒尖，又要帮助后进学生，不同程度的学生要辅以不同形式的教学方法甚至内容；二是在课堂中充分发挥优秀学生的辅助作用，帮助后进学生，如采用常见的“一帮一”措施等。

2.3 教学方法

逆向教学法尤其重视运用启发式教学法和分类指导法。启发式教学是指教师从学生的实际出发，按照教学规律的要求，采用不同的方法手段，激发学生的内在潜力，调动学生的主要精力，实现学生自主学习的一种有效教学。逆向教学法的教学程序和强调学有所得的特点，决定了学生在学习过程所遇到的“困难”是可以有效解决的。此时，学生要加强知识的积累与思考，教师则要注重启发、点拨。孔子曰“不愤不启，不悱不发”，表达的就是在学生苦思不得其解，想说又说不清的时候，教师巧妙予以点拨，使他们茅塞顿开，从而加深对所学内容的理解，使教学效果更加显著。

2.4 教学目标制定

逆向教学法以清晰的学习目标为出发点。

首先，要明确每一个章节的教学目标，目标按照层级依次递进，从初步了解到综合应用。比较简单的知识内容，教师可以交给学生自主学习，教师主要充当协助者，如学生遇到不懂的问题，可以让学生先行讨论解决，讨论解决不了，再请教协助者。

其次，对于知识体系中的重难点内容，教师在充当协助者的基础上，还要进行精讲，让学生完全掌握相关理论知识。比如在本课程中，“常用坐标系的变换”和“目标参数的测量和确定”等知识是基础理论知识，对后期的学习具有重要的影响，所以教师必须严要求，要让学生牢固掌握。再比如“空对空、空对面火力控制原理”这部分内容比较抽象，学生难以理解，教师就可以采用直观教学法，运用案例引导来进行讲解，引导学生把理论知识应用到具体装备中。

最后，有必要将教学效果与预期目标进行比较评估，目的是找出学生的知识盲点、难点，然后再进行不断的修正，直至教学目标得以达成、教学效果得到提升。

2.5 教学情境构建

逆向教学要求尽量模拟出部队外场和修理厂的工作情境。为了按照相关的工艺要求与技术要求来组织课堂教学，一是要启动光电雷达实验室的建设工作，使该实验室具备光电雷达通电检查、目标捕获及跟踪演示的教学功能；二是要进行光电火控和瞄准具实验室的功能扩建，按照“原理验证与技能实践相结合、模拟仿真与实装训练相结合”的原则，使其具备与装备教学紧密结合，融实验、演示、模拟操作、综合训练于一体的实践教学功能；三是启动光电火控专业教室的建设，通过半实物仿真方便学生“拆”“装”，加深他们对零部件的静态认知，让他们获得与实装操作一致的体验，为学生能力的培养提供条件。

3 逆向教学法的实施

下面选取机载武器瞄准技术及应用课程中“CCIP 瞄准原理”一节的内容组织为例，对逆向教学法进行具体说明。

【教学内容】选自空对面攻击火力控制原理中第二节“连续计算命中点瞄准原理”，即CCIP 瞄准原理。本节属于瞄准原理模块，也是课程中概念较为复杂的部分，对于本专业学生来说有一定的学习难度。

【教学目标】在教学目标制定过程中，遵从BLOOM 认知规律，由低到高，层层递进：第一个目标是认知层面的目标，会描述投弹点和命中点的空间位置关系；第二个目标是理解层面的目标，会解释CCIP 瞄准攻击的数学模型；第三个目标是应用层面的目标，会利用原理完成设备上CCIP 瞄准的操作；第四个目标是分析层面的目标，会利用原理发现影响CCIP 瞄准精度的因素；第五个目标是态度目标，增强学生应用所学知识和技能服务军队，献身国防的责任感、使命感和自信心。

【教学设计】本门课程的教学对象是大三的本科学生，他们基础知识都学过，但是可能有所遗忘，想了解任职岗位的实际情况，并且想了解装备的发展动态。因此，笔者所在教学团队在教学设计时，

一是重视基础知识，让学生学会自己进行公式推导。如瞄准原理不能够科普化，要求学生有公式推导，不能够只知道表面现象，但是课时又有限，因此，课堂中教师注重思路的讲解，具体推导过程让学生课后自主完成。

二是结合部队实际，鼓励学生积极思考，主动查阅资料。教师在课前给出部队战训时的故障案例，并明确待解决的问题，要求学生通过查阅资料、主动思考，给出自己的解决方案。课中，针对每一节课的重难点问题，采用逆向教学法，充分调动学生的积极性和主动探究的意识。课后积极开展理论实践一体化教学方法的探索，充分运用实验室的实装和模拟器开展验证性实验，加深学生对相关理论及其在装备上应用情况的理解，激发学生对专业基础理论的学习热情，深化学习效果。

除了知识的学习，还要突出思政引领、立德树人，激发学生投身岗位、建功立业的愿望和热情，培养其良好的机务作风、机务法规意识和专业素养。

【组织实施】先以故障案例引入课程，再讲命中点本身，接着讲命中点在航向坐标系的描述，然后再讲命中点在平面坐标系中的描述，最后直击瞄准数学模型对机务工作的指导作用。同时，在课例讲述过程中引入思政元素，第三步解决问题时，利用马克思主义哲学原理中本质与现象的关系，引导学生分析问题现象背后深层次的原因。结尾处引出机务维护的重要性，强调责任感与荣誉感。

4 结束语

为检验逆向教学法对授课效果的提升作用，笔者所在教学团队选取了2018 级武器系统工程专业32 名学生作为研究对象，采用问卷调查的方式，对CCIP 瞄准原理及CCRP 瞄准原理授课效果进行打分。其中CCIP 瞄准原理采用逆向教学法，CCRP 瞄准原理采用传统教学模式（即概念—原理—应用顺序）。问卷共设7 个评价项目，每个项目0 ～10 分，分值越高表示效果越好，最终分数取均值。问卷调查结果如表1 所示。