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摘要：文章对于面向复杂工程问题的高校课堂教学内容组织方法进行了探讨，首先将课堂教学内容具体化为知识点集合，为达成课程及课堂的教学目标，从知识点的来源与选择方法，以及课堂讲述的知识点组织方法与建模问题上进行了分析与探索，并就筛除知识点所导致的课堂知识广度问题进行了讨论。
关键词：高校课堂；复杂工程；培养目标；教学内容；组织方法；知识点
本文引用格式：唐明.面向复杂工程问题的高校课堂教学内容组织方法浅论[J].教育现代化，2019，6（80）：227-228.
当前我国日益重视高等教育以及科技人才贮备工作，不断提升本科教学水平、保证教学质量，是当前高校教学工作的核心内容。因此，怎样有效提升本科教学水平，成为教育工作者们广为关注的一个开放性问题，而如何进行高校课堂教学内容的科学组织是该问题中的一个重要子题。科学组织教学内容是保证课堂教学质量的重要基础，也是提升课堂教学水平的重要途径，本文探索以复杂工程问题为背景的高校课堂教学内容科学组织方法。
一 问题概述
对于课堂教学内容的科学组织，简单来说包括知识点来源和知识点组织两个部分内容。如何进行课堂教学内容的科学组织，避免“读课”情况发生，是保证课堂教学质量的重要基础，也是提升课堂教学水平的重要途径[1-4]。一般而言，课堂教学内容从属于课堂教学目标，宏观上表现为课程教学大纲，教学目标通常为“使学生掌握复杂工程问题有关的专业背景知识以及相应的解决方法”，为达成这一目标，教学大纲将课程内容分解并组织为若干章节内容。具体到每一堂课，都有其与教学大纲相对应的课堂教学目标，以及为达成课堂教学目标，面向具体复杂工程问题的知识点分析和组织。而目前课堂教学中的知识点分析和组织多依赖于已有教材，内容更新较慢，知识点分析缺乏复杂工程问题背景，知识点组织弱视解决问题在思维上的内在逻辑关系，为学生上课仅仅是把书本上的知识点罗列在课堂上，缺乏问题导向性以及在思维上启发学生对问题主动思考，从而在根源上导致“读课”现象的产生。
二 知识点来源
以解决复杂工程问题为导向，以揭示问题解决方法的内在逻辑为线索，寻找复杂工程问题涉及的知识点，考虑课堂时间的约束，为达成课堂教学目标，对这些知识点进行合理的选择。对于复杂工程问题，其涉及因素多，因素之间关系错综复杂，从问题背景及研究现状的阐述以及相应解决方法和解决步骤以及专业案例的数据获取，包含了较多的知识点，哪些知识点应该讲而哪些知识点适合省略，都需要根据课堂教学目标进行选择[5]。
首先是面向复杂工程问题的解决过程，生成备选知识点集合。借鉴切克兰德系统工程方法[6]，将解决复杂工程问题的过程分为五个步骤，分别为进行（1）问题现状说明，（2）弄清楚关联因素，（3）对概念进行定义，（4）建立有关模型和设计模型计算方法，（5）以及案例应用，然后从上述五个步骤中逐步挖掘知识点。从知识点的信息来源看，主要通过文献检索和阅读来辅助生成相关知识点，文献包括教材和参考书，以及国内外期刊或会议检索论文等。教材和参考书中罗列的知识点一般较为精简，另外其时效性通常较低；期刊与会议检索论文相对于教材而言，其信息时效性较强，具有详实的数据、方法介绍、论证过程以及结果分析，但从中获取知识点受到期刊论文研究目标较为单一，问题现状分析详细甚至冗余，模型与方法论证过程较为繁琐的限制。从生成的备选知识点集合中选择合适的知识点作为课堂教学内容。考虑教材中知识点的过度精简以及期刊论文中信息又过度冗余，从备选集合中选择知识点的原则有，（1）完整覆盖解决复杂工程问题的五个步骤，（2）能够在有限的课堂时间内完整讲述，（3）具有一定的时效性和创新性。根据上述三个原则，从备选知识点集合中选择在课堂上需要讲述的知识点。
三知识点组织
当从教材或期刊论文等文献中选择出了课堂上要讲述的知识点，这些知识点还只是处于无序状态，需要进一步确定知识点之间的关系，把这个环节称为知识点组织。知识点组织的目的是达成课堂教学目标，即“使学生掌握复杂工程问题有关的专业背景知识以及相应的解决方法”，这就要求知识点之间具有符合物理或者事理的逻辑关系及其讲述的时间顺序，表现为类似于解决复杂工程问题的技术路线图的外在形式。
可从达成目标开始设计知识点之间的层级结构关系，具体到知识点与知识点之间有串行递推关系，如形式(1)：A→B→C→D，或者并行递推关系，如形式(2)：
{A,B,C}→D。其中在形式(2)中，括号内的知识点“A,B,C”是并列关系。在这里定义符号‘→’为知识上的支撑关系，符号‘=’为并列关系，符号‘o’为空关系，则用一个二维矩阵M可以表达这些知识点之间的关系，进而可以运用解释结构模型化(Interpretative Structural Modeling Method,ISM)技术来分析该关系矩阵[7]，提取知识点的递阶结构图G，将递阶结构图G与解决复杂工程问题的五个步骤进行比较，以检查递阶结构图G是否有遗漏或者步骤颠倒的情况发生，如果有则需要重新调整知识点关系矩阵M，以期望获得正确的知识点递阶结构图G。根据得到的知识点递阶结构图G，定义逻辑顺序即为时间顺序，则我们可以确定主干链路上的知识点讲述先后顺序，如果进一步对于结构图G中有并列关系的知识点元素指定时间顺序，则知识点递阶结构图G中的所有知识点都可以投射到一维的时间轴上，即由知识点递阶结构图G得到知识点讲述顺序集S，其中S是由知识点元素构成的集合，这些元素的前后位置顺序表示课堂上被讲述的时间顺序，例如以形式(1)：A→B→C→D为例，知识点顺序集S=[A,B,C,D]。至此，课堂讲述知识点以递阶结构图G和时间顺序集S的模式被组织起来。
四关于知识广度的思考
在前面第三节中讨论了知识点的选取方法，但是我们没有关注那些被筛选掉的知识点，这里做进一步讨论。被筛选掉的知识点通常是违反了选择知识点三原则中的后两个原则，即不满足课堂时间限制或者内容陈旧不具有时效性和创新性。一般而言，过于基础的知识点（指大部分学生已经掌握）或者过于超前的知识点（指超出了学生的接受能力）都可能会因为课堂时间限制而被筛选掉，而过于陈旧的知识点可能会因时效性与创新性原则被筛选掉。
知识点筛选和保证课程知识广度之间是一对矛盾难以兼顾，但可以通过启发学生思考并利用课外时间探索和学习，来调和这一矛盾。具体操作方法分为两步，即（1）被筛除知识点的结构定位，（2）被筛除知识点简述与提问。首先，设被筛除知识点为集合DK,保留的知识点集合为SK，根据解释结构模型化(ISM)技术处理知识点集合SK，得到知识点的递阶结构图G和时间顺序集S；在用ISM技术对集合(SK∪DK)进行处理，得到相对冗余的递阶结构图G~和时间顺序集S~，对比图G和G~以及时间顺序集S和S~，我们可以将筛除知识点集合DK中的知识点在递阶结构图G~和时间顺序S~上进行定位。然后，在讲述知识点过程中遇到被筛除的知识点时，对于该知识点进行简要介绍其筛除原因及适用条件，或进行启发式提问以便留作课后思考；也可以在开始上课或者课后总结时，将冗余递阶结构图G~展示给学生，以期望在宏观上对于所学知识点集合有更广度的认识，激发其探索新知识与方法解决复杂工程问题的兴趣。
五 结束语
本文从系统工程的角度，思考面向复杂工程问题的高校课堂教学内容组织的科学方法，将课堂教学内容分解为知识点，以这些知识点为研究对象，首先讨论了课堂教学知识点的来源与选择，然后探讨了知识点的组织方法与模型，并就教学内容广度问题进行了讨论，论文对于高校课堂教学内容组织工作具有一定借鉴意义。
参考文献
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[2]严刚峰.自动控制理论教学内容组织与教学方法初探[J].实验科学与技术，2015，13(05)：200-202.
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[4]郭玉红.关于基础免疫学教学内容组织及教学方法应用的一些思考[J].黑龙江畜牧兽医，2017(03)：253-255.
[5]苗东升.开来学于今：复杂性科学纵横论[M].北京：光明日报出版社，2009.
[6]陈宏民.系统工程导论[M].北京：高等教育出版社，2006.
[7]汪应洛.系统工程学（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2017.
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