以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
——以“軌道工程”為例

趙坪銳

（1.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，四川 成都 610031；2.西藏大學(xué) 工學(xué)院，西藏 拉薩 850011）

我國(guó)傳統(tǒng)的高等教育培養(yǎng)模式基本上沿用蘇聯(lián)模式，學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)是正向設(shè)計(jì)的，課程體系的構(gòu)建主要依賴于各學(xué)科理論知識(shí)結(jié)構(gòu)，每門課程是一個(gè)個(gè)相對(duì)獨(dú)立、界限清晰的知識(shí)單元，知識(shí)單元之間的聯(lián)系被人為弱化，課程考核方式相對(duì)簡(jiǎn)單，多關(guān)注于學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)的記憶和理解，對(duì)綜合解決復(fù)雜工程問題的能力關(guān)注較弱，不利于學(xué)生溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新及終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)［1］。

我國(guó)已成為《華盛頓協(xié)議》正式會(huì)員，對(duì)工程教育實(shí)行國(guó)際認(rèn)證，其核心是“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以持續(xù)改進(jìn)為推動(dòng)力”的OBE教育理念［2］。在這樣的理念推動(dòng)下，課程應(yīng)及時(shí)做出調(diào)整，實(shí)現(xiàn)從課堂、教師和教材的“老三中心”向?qū)W生、學(xué)習(xí)和成效的“新三中心”轉(zhuǎn)變。

本文結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，和各位同人分享以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式在“軌道工程”課程中的應(yīng)用及其對(duì)于提升學(xué)生能力和改善師生關(guān)系的作用。

一、從傳授模式到學(xué)習(xí)模式

大學(xué)自中世紀(jì)產(chǎn)生以來發(fā)展到20世紀(jì)以后，逐漸建構(gòu)出一套精致的以講授為基礎(chǔ)的教學(xué)體系，即本科教育的經(jīng)典模式——傳授模式［3］。在這種模式下，教學(xué)就是教師把知識(shí)、技能傳授給學(xué)生的過程，形成三個(gè)中心，即教師中心、課堂中心和教材中心。這種教育模式強(qiáng)調(diào)共性培養(yǎng)，忽視個(gè)性發(fā)展，在統(tǒng)一教學(xué)計(jì)劃、統(tǒng)一教學(xué)大綱、統(tǒng)一教材的禁錮下，課堂教學(xué)成了標(biāo)準(zhǔn)“套餐”，不利于學(xué)生的個(gè)性成長(zhǎng)。多年基礎(chǔ)教育強(qiáng)調(diào)尋求標(biāo)準(zhǔn)答案的訓(xùn)練，也阻礙了學(xué)生批判性思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。一項(xiàng)發(fā)布在Nature子刊Human Behaviour雜志上的研究表明，中國(guó)大學(xué)生在經(jīng)過大學(xué)階段的學(xué)習(xí)后，批判性思維能力和學(xué)術(shù)技能水平有下降趨勢(shì)［4］。這應(yīng)該引起所有高等教育工作者的重視。

近年來，本科教育模式正在悄然發(fā)生改變，一種新的學(xué)習(xí)模式逐漸代替舊有的傳授模式。在學(xué)習(xí)模式下，大學(xué)的目的不在于“教”，而在于真正讓學(xué)生以最有效的方式“學(xué)”，新舊模式的區(qū)別主要集中在四個(gè)方面，如表1所示。

以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式主要體現(xiàn)為以學(xué)生為主體、以學(xué)生的學(xué)習(xí)和以學(xué)習(xí)效果為中心［5］。該模式強(qiáng)調(diào)通過創(chuàng)設(shè)自主性與探索性的教學(xué)環(huán)境呈現(xiàn)知識(shí)的開放性和發(fā)展性，強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)、能力和素質(zhì)三維教學(xué)目標(biāo)的覆蓋，與工程教育認(rèn)證要求相一致［6］。

二、以學(xué)生為中心的教學(xué)實(shí)踐

“軌道工程”是西南交通大學(xué)土木工程專業(yè)和鐵道工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)解決鐵路軌道領(lǐng)域復(fù)雜技術(shù)難題的能力。為解決出勤率低、學(xué)生專注度不高、課堂氛圍沉悶、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)不夠全面以及學(xué)生高階能力培養(yǎng)不足等問題，本文采用以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式對(duì)本課程重新進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，更新教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法，創(chuàng)造更高效的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)活動(dòng)，改善教學(xué)效果，提升學(xué)生的綜合能力。

（一）了解學(xué)生

實(shí)現(xiàn)從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵在于調(diào)整并處理好師生關(guān)系。不同學(xué)生的綜合素質(zhì)差別很大，在以教師為中心的傳授模式中，這些差異會(huì)導(dǎo)致區(qū)別極大的學(xué)習(xí)效果，而在以學(xué)生為中心的理念面前每個(gè)學(xué)生都是平等的，教師應(yīng)努力做到理解、尊重和激勵(lì)學(xué)生，根據(jù)學(xué)生的身心需要，設(shè)計(jì)特定的教育教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生通過自身努力實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)。

在“軌道工程”教學(xué)過程中，每期課程開課之前都會(huì)通過微助教、問卷星等手段調(diào)查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)習(xí)期望以及畢業(yè)去向等。從調(diào)查情況可知，大學(xué)三年級(jí)的學(xué)生已具備較好基礎(chǔ)知識(shí)、較強(qiáng)的自學(xué)能力和交流能力，敢于發(fā)表自己的見解，主動(dòng)發(fā)展意識(shí)好，80%以上的學(xué)生有進(jìn)一步深造的意愿，希望在最先進(jìn)軌道結(jié)構(gòu)理論知識(shí)方面了解更多，有迫切意愿參與到高速鐵路、川藏鐵路等建設(shè)中，這些品質(zhì)和意愿對(duì)于實(shí)施以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)模式非常有利。

（二）從學(xué)生改變出發(fā)設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

在了解學(xué)生特點(diǎn)和行業(yè)需求之后，根據(jù)課程特點(diǎn)和畢業(yè)要求對(duì)“軌道工程”進(jìn)行多維教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置。本專業(yè)要求畢業(yè)生具備扎實(shí)的軌道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，能解決鐵道工程中的具體工程問題。結(jié)合學(xué)校在該領(lǐng)域的科研實(shí)力和用人單位對(duì)畢業(yè)生的較高要求，制定本課程的教學(xué)目標(biāo)，主要包含以下幾方面。

1.知識(shí)層面。掌握軌道結(jié)構(gòu)及工務(wù)工程的基本知識(shí)與最新進(jìn)展。

2.能力層面。能以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式解決復(fù)雜軌道工程問題，可有效溝通與交流專業(yè)技術(shù)問題。

3.素質(zhì)層面。有機(jī)融入課程思政，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同，提高自信心和自豪感。

（三）多樣化教學(xué)活動(dòng)

在以學(xué)生為中心的教育理念影響下，為提高學(xué)生的專注度和參與度，在“軌道工程”教學(xué)過程中采用多樣化的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂中來。

1.課堂教學(xué)。在講演式教學(xué)過程中，將每次課的核心思想濃縮為“軌道哲學(xué)”，將軌道結(jié)構(gòu)中的核心知識(shí)、關(guān)鍵技術(shù)等與現(xiàn)實(shí)生活有機(jī)融合，往往能吸引大部分學(xué)生的注意，出現(xiàn)在學(xué)生的朋友圈中并引發(fā)一波波熱議。

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，學(xué)生受到的干擾較多，學(xué)生難以長(zhǎng)時(shí)間將注意力集中在冗長(zhǎng)的課堂講解上，需改變授課節(jié)奏。按照BOPPPS［7］的方式組織各知識(shí)模塊的授課，控制每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)，強(qiáng)化和鞏固新舊知識(shí)模塊間的聯(lián)系；不斷變換教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生保持新鮮感，應(yīng)用小組研討、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、隨機(jī)點(diǎn)答等方式讓學(xué)生在課堂上忙起來，對(duì)課堂教學(xué)做出積極回應(yīng)。

2.體驗(yàn)式教學(xué)。現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、模型教學(xué)等體驗(yàn)式教學(xué)方式可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。將課程中無縫線路、高速道岔、無砟軌道等高速鐵路關(guān)鍵技術(shù)設(shè)置為面向全校的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽，鼓勵(lì)學(xué)生利用卡紙、木條等材料制作出可滿足高速鐵路基本運(yùn)營(yíng)需求的模型，從結(jié)構(gòu)性能、車輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)、材料用量等多個(gè)維度對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，加深學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)的理解，增強(qiáng)學(xué)生的自信心和自豪感。

3.研討創(chuàng)新。為全方面鍛煉學(xué)生的能力，在“軌道工程”中設(shè)置了一項(xiàng)堅(jiān)持多年的創(chuàng)新研討活動(dòng)：結(jié)合我國(guó)高速鐵路和川藏鐵路等工程的建設(shè)，創(chuàng)設(shè)研討主題，創(chuàng)新一些特殊工程背景下的新型軌道結(jié)構(gòu)。為保證每個(gè)學(xué)生的全程參與，采用“串門式海報(bào)展示”的方式進(jìn)行成果交流，既提高了交流的效率，又保證了學(xué)生的參與度。

4.任務(wù)挑戰(zhàn)。結(jié)合課程知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題，設(shè)計(jì)了多個(gè)具有一定挑戰(zhàn)性的個(gè)性化任務(wù)，以提高學(xué)生探索解決問題的能力。在軌道力學(xué)分析任務(wù)中設(shè)置了不同的線路條件、運(yùn)營(yíng)條件和軌道結(jié)構(gòu)等組合；在橋上無縫線路設(shè)計(jì)任務(wù)中設(shè)置了不同的橋梁條件、氣候條件、軌道條件等組合，保證每名學(xué)生的計(jì)算條件都是唯一且符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的。在公布任務(wù)的同時(shí)明確具體要求和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，提前錄制一些可拓展學(xué)生動(dòng)手能力的有限元分析教程等，鼓勵(lì)學(xué)生采用多種分析方法對(duì)同一問題進(jìn)行研究比較。

學(xué)生提交成果之后，嚴(yán)格按照評(píng)分細(xì)則進(jìn)行詳細(xì)評(píng)分，為每名學(xué)生撰寫一份個(gè)性化的反饋單，指出學(xué)生需要進(jìn)一步努力的方向。參照國(guó)家自然科學(xué)基金的網(wǎng)上評(píng)議方法，隨機(jī)分配學(xué)生對(duì)任務(wù)報(bào)告進(jìn)行互評(píng)。由于每份報(bào)告的計(jì)算條件不同，通過評(píng)閱他人報(bào)告，學(xué)生可從同伴處學(xué)到自己報(bào)告中沒有涉及的知識(shí)，還可以通過對(duì)比進(jìn)一步明晰計(jì)算條件對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響程度。另外，互評(píng)還可增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心，對(duì)他人成果進(jìn)行公平、公正的評(píng)價(jià)。

（四）合理使用教育信息工具

為讓教學(xué)過程有章可循，在“軌道工程”教學(xué)過程中我們采用了微助教進(jìn)行課堂管理，利用它可方便地進(jìn)行簽到、分組、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)以及研討管理等。簽到管理主要用于提醒學(xué)生盡快切換回學(xué)習(xí)狀態(tài)；分組管理主要用于快速研討分組；作業(yè)管理主要用于歷次作業(yè)的布置、收交和反饋；測(cè)驗(yàn)管理則可以幫助教師快速了解授課效果，以便根據(jù)測(cè)試結(jié)果及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略；研討管理主要用于課下，鼓勵(lì)學(xué)生以微信聊天的方式對(duì)課程內(nèi)容或研討方案發(fā)表意見，進(jìn)一步暢通師生交流、生生交流的渠道，并以詞云、列表、圖塊等生動(dòng)的方式將研討結(jié)果呈現(xiàn)出來，較好保證研討的參與度。

（五）采用形成性評(píng)價(jià)

在“軌道工程”教學(xué)中采用了形成性評(píng)價(jià)代替終結(jié)性評(píng)價(jià)，更加關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的變化。將平時(shí)成績(jī)的比重提高到50%，涵蓋平時(shí)作業(yè)、隨堂測(cè)試、分組研討、交流匯報(bào)等環(huán)節(jié)。與學(xué)生一起商討約定平時(shí)成績(jī)的比例和評(píng)分方法，讓每一分都有據(jù)可依，從教學(xué)活動(dòng)實(shí)施的全過程考核評(píng)定學(xué)生的平時(shí)成績(jī)。剩余50%的成績(jī)構(gòu)成來自期末考試，課程組也同樣增加了開放性題目的比重，以考核學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。

在評(píng)價(jià)過程中，充分考慮每個(gè)學(xué)生的個(gè)體差異，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程所表現(xiàn)的情感、學(xué)習(xí)策略、合作精神等因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。更加注重學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的發(fā)展，而不僅僅是學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)；更加注重評(píng)價(jià)的診斷和改進(jìn)功能，使學(xué)生通過對(duì)自我學(xué)習(xí)的監(jiān)控和反思，適時(shí)調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略，發(fā)展自我評(píng)價(jià)能力。

三、以學(xué)生為中心的教學(xué)實(shí)踐效果

通過實(shí)施以學(xué)生為中心的創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，“軌道工程”的教學(xué)效果取得了明顯進(jìn)步。

1.充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，課堂上的關(guān)注度和注意力明顯提升，課前課后主動(dòng)咨詢問題的學(xué)生明顯增多，探討問題更為深入。

2.創(chuàng)新研討活動(dòng)提升了學(xué)生在課程討論中的積極性，使更多學(xué)生愿意主動(dòng)、大膽地表述自己的觀點(diǎn)，一起完成軌道結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升了對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感和自信心。

3.作業(yè)互評(píng)制度促進(jìn)了學(xué)生之間的互幫互助。絕大多數(shù)學(xué)生能負(fù)責(zé)地完成作業(yè)互評(píng)，并表示從同伴身上學(xué)到了很多。

4.學(xué)生對(duì)形成性評(píng)價(jià)普遍持歡迎態(tài)度，不再斤斤計(jì)較于分?jǐn)?shù)，清楚個(gè)人在課程中的投入和變化。詳細(xì)的個(gè)性化反饋?zhàn)寣W(xué)生覺得自己的努力得到了尊重，也明確了自己進(jìn)一步努力的方向。

5.師生關(guān)系更為融洽，學(xué)生更愿意向教師敞開心扉，充分理解并參與教師設(shè)定的各種教學(xué)活動(dòng)，經(jīng)常對(duì)活動(dòng)的開展提供建議，實(shí)現(xiàn)了師生共創(chuàng)課堂的目的。

結(jié)語

以學(xué)生為中心的教育理念在“軌道工程”課程中的應(yīng)用實(shí)踐證明，該模式可極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在學(xué)生溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)方面都起到積極的促進(jìn)作用。但該教學(xué)模式相對(duì)于傳授模式對(duì)教師的要求更高，資源建設(shè)方面費(fèi)時(shí)費(fèi)力，活動(dòng)與空間設(shè)計(jì)亦考驗(yàn)教師的教學(xué)智慧，吸收并應(yīng)用這一理念對(duì)于很多教師來說是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。為取得更好的教學(xué)效果，在未來的實(shí)踐中還需在各方面持續(xù)發(fā)力，例如：與其他課程或?qū)W科一起，設(shè)計(jì)更為綜合的集成設(shè)計(jì)項(xiàng)目以提升學(xué)生的綜合能力；充分利用有限資源，發(fā)動(dòng)更多教師參與進(jìn)來；持續(xù)跟蹤學(xué)生未來發(fā)展。