以學生為中心的教學方法的研究與實踐

曲天偉 邢傳軍 安波 楊澤雪 吳長偉

摘? ?要：本文介紹了以學生為中心的教學方法研究與實踐的過程，闡述了專業方向課與專業方向實習和專業學科競賽聯合構建的“421”系統化教學模式，最后介紹了以學生為中心的教學改革實踐取得的效果。

關鍵詞：學生發展為中心? 以學生學習為中心? 以學習效果為中心? 系統化教學模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（c）-0229-02

嵌入式方向為計算機科學與技術專業的專業方向之一，本文在闡述以學生為中心的課程教學改革情況時以《微處理器體系結構與編程》為例，該課程是嵌入式方向的專業基礎課。本課程的教學改革是依據工程教育認證標準[1]和《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》[2]進行的。從課程設計到教學活動設計、考核設計都以學生為中心做了相應的改革，達到了讓學生忙起來，讓教學活動活起來，讓考核嚴起來的良好效果。

1? 以SC課程改革科學原理3650框架中的“三個中心”為理念進行反向課程設計

依據專業培養方案中課程對學生畢業要求的支撐，課程團隊經討論決定以SC課程改革科學原理3650框架[3]中的“三個中心”即“以學生發展為中心”、“以學生學習為中心”，“以學習效果為中心”為設計理念進行課程規劃設計。在“三個中心”的原則下進行課程設計過程如下。

課程教學目標規劃時，以“學生發展為中心”進行反向設計。具體流程如下。

（1）根據畢業5年后學生的發展目標，來確定專業培養目標[4]。

（2）由專業培養目標來確定學生應具有的能力。

（3）根據學生應具有的能力來確定畢業要求。

（4）由畢業要求來確定課程體系及課程對畢業要求的支撐。

（5）根據本課程對畢業要求的支撐來設計課程的教學目標。

課程內容設計時，以“學生學習”為中心，進行反向設計。課程內容的設計既要滿足模塊間的獨立性，又要有模塊間的關聯性，便于學生循序漸進地理解學習。設計的具體流程如下。

（1）把每個課程目標再細化可以具體操作的子目標。

（2）由各個課程子目標設計對應的課程內容模塊。

（3）協調模塊間的順序便于學生循序漸進地學習。

課程實施設計時，以“學習效果”為中心進行反向設計，具體流程如下。

（1）根據每個子目標和其對應的課程模塊內容以“學習效果”為中心，結合學生的情況選擇適合學生的學法。

（2）根據課程模塊內容和學生的學法選擇教師的教法。

（3）根據學生的學法選擇合適評價方法。

課程評價包括兩方面，一是對學生要達到的能力進行評價，二是課程對畢業要求達成情況的評價。課程評價設計時，以“學習效果”為中心進行反向設計，操作的具體流程如下。

（1）先以學生為評價對象來考核每個學生是否達到了課程要求的能力，按照評價指標給出評價結果，根據結果給出學生成績的評定。

（2）再以課程為評價對象來評價課程對畢業要求支撐的達成情況。根據達成情況確定是否達到預期的效果來確定課程是否達成了目標。

2? 教學過程采用“421”模式，進行系統化的教學

教學活動的設計以“學生學習”為中心，結合具體的教學內容和學生的情況進行設計。專業基礎課程教學過程采用“421”模式，實現專業課程打基礎，專業實習來夯實，學科競賽來創新，畢業設計來提升的系統化教學模式。

（1）“4”為四種基本的課程教學方式，專業課程教學實施時，根據課程內容和學生情況采用講授、討論、實驗、自學四者有機結合的方式進行教學。

理論性強的內容適合講授，為了提高學生聽課效果，采用“聽課思考，尋找答案”的方式進行，在講課前給出學生在本節課應該理解掌握的關鍵問題，讓學生帶著思考聽課，并在聽課的過程中找到答案寫在聽課記錄本上。

拓展性強的內容適合討論，根據討論的主題，讓學生以3～5人為一組，進行討論，形成討論結果，通過PPT展示。

操作性強的內容適合采用實驗方式教學。根據具體的實驗內容把實驗分為驗證實驗、設計綜合實驗兩種類型。驗證實驗是針對各基礎模塊部分進行的實驗，要求學生按照指導書做完實驗后，通過查閱技術手冊來自學解決實驗思考題。設計和綜合實驗要求學生3～5人一組，從生產生活實際應用出發模擬設計一款身邊的嵌入式產品，要求至少綜合用到已經學過的3個基礎模塊的內容。要求小組成員有合理的分工，提交討論方案，展示最后的成果。

（2）“2”是兩種能力的培養。在專業課學習后，要進行工程實踐能力和專業創新能力的培養。具體做法是通過專業方向實習進行工程實踐能力的培養，通過學科競賽進行專業創新能力培養。

工程實踐能力的培養是在專業方向課程的基礎上進行的實際工程能力訓練。為保證專業方向課程教學的延續性，在專業方向實習中，鼓勵嵌入式方向的同學選擇在嵌入式專業基礎課中《設計一款身邊的嵌入式產品》的主題討論中的創意產品來進行具體實現，讓學生體會從最初的設計構想到一步步學習實現的真實過程，既鍛煉了學生解決實際問題的工程能力，又增強了學生學習和從事專業方向工作的成就感。

專業創新能力的培養是在專業方向課的基礎上通過參加學科競賽來進行培養的。鼓勵學生在學習專業課程之余，積極參加嵌入式、物聯網等學科競賽，通過競賽來加深課程的理解和應用，并在競賽中鍛煉學生的專業創新能力。

（3）“1”是兩種能力培養后，再通過畢業設計這一環節將專業綜合能力進一步提升。

在專業方向實習中鍛煉了工程能力，在學科競賽中鍛煉了創新能力。在這兩個過程中，教師通過對實習和競賽結果的評價，從中篩選出一些有廣泛工程實際應用背景和有創新性的競賽項目，這些項目仍有很大空間進行完善和優化或是進行應用拓展。把這些項目作為學生畢業設計的題目，鼓勵學生在畢業設計中繼續完善優化，以此進一步提升學生的專業能力。

3? 進行學習全程考核，設置考核節點，及時公布成績、設置成績預警機制

為了避免“一考定音”的考核方式，采用對學生學習全程進行考核的方式。學習全過程考核，包括每次講授課，思考題回答記錄的考核，每次討論課討論結果的考核，每次實驗課實驗結果的考核，以及課程中和課程末的測試考核。設置考試節點，做到節點有考核，考核有記錄。及時公布成績，為了避免對學習考核反饋的不及時，做到每次節點考核后及時公布成績。設置考核預警機制，做到考核狀況及時提醒，讓學生根據考核反饋及時了解自己的成績狀況，及時調整自己的學習狀態和學習時間的投入。

4? 教學改革取得的效果

近兩年來研究團隊教師發表教改論文3篇，獲批省級教學改革項目2項，獲批在線課程建設1項，指導學科競賽獲獎 20余項，指導的畢業設計獲得“創新杯”優秀畢業設計2項。以學生為中心的教學方法改革實踐達到了讓學生忙起來，讓教學活動活起來，讓管理嚴起來的良好教學效果，學生學習的積極性、主動性以及學習效果較改革前有很大的提高。

參考文獻

[1] https：//www.ccf.org.cn/c/2018-11-05/654410.shtml.

[2] http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351887.html.

[3] 趙炬明.聚焦設計：實踐與方法（上）——美國“以學生為中心”的本科教學改革研究之三[J].高等工程教育研究，2018（2）：30-44.

[4]http：//www.hljit.edu.cn/Htmlfiles/jsjkxyjsxy/jwgl/jxwj/2018/07/17/75454.html.