以學生為中心的輕度混合式教學設計與實施

王美 郇超 劉浪 張波 趙玉嬌 姜華

摘? 要：以學生為中心的教學理念是目前全世界所倡導的主流理念。混合式教學作為互聯網+時代的教學模式，能夠更好地實現這一理念。針對以學生為中心的教學理念實踐改革中遇到的阻力，該研究引入輕度混合式教學模式，以漸進式地方式實現這一理念。分別從以學生發展、學生學習、學習效果為中心的角度，闡述課程思政建設、課前導學資料制作、優化效果反饋策略方面實施的具體改革措施。教學實踐證明，輕度混合式教學能夠較好地解決目前學生學習中較為突出的問題，是實現以學生為中心教學理念的一種可行性方法。

關鍵詞：以學生為中心；混合式教學；課程思政；學習理念；改革措施

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）22-0110-04

Abstract： The teaching concept of student-centered is the mainstream idea advocated all over the world at present. As the teaching mode in the Internet + era， blended teaching can realize this concept better. In view of the resistance encountered in the practice of the reform process of the student-centered teaching concept， this study introduces the mildly blended teaching mode to realize this concept in a gradual way. From the perspective of student development， student learning and learning effect， the paper expounds the concrete reform measures in the aspects of curriculum ideological and political construction， preparation of pre-class guidance materials and optimization effect feedback strategy. Teaching practice has proved that mildly blended teaching can solve the outstanding problems in students' learning better， and is a feasible method to realize the student-centered teaching concept.

Keywords： student-centered; blended teaching; ideological and practical education; learning concept; reform measure

基金項目：西安科技大學教改研究專項項目“以學生為中心的學科基礎課程混合式教學設計與實施”（JZ22040）；西安科技大學教育教學改革與研究項目“基于學習通平臺的《流體力學》SPOC輕度混合式教學改革”（無編號）

第一作者簡介：王美（1981-），女，漢族，陜西西安人，博士，副教授。研究方向為建筑環境與礦井降溫方面的教學科研。

以學生為中心[1]的教育理念早在1998年已在全世界范圍內達成共識。以學生的能力培養為中心，需要重新確定培養的目標。根據布魯姆的認知目標分類，學習可以分為六種：記住、理解、應用、分析、評價和創造，其中“記住”和“理解”被稱為“低階學習”，其余四種則被稱為“高階學習”。在將培養目標從低階學習向高階學習的轉化過程中，混合式教學模式和翻轉課堂起到了推動作用：將易于理解的知識點通過課前線上學習的方式完成“低階學習”教學任務，將知識點的應用等問題通過在線下面授的問題研討、操作環節中和課后的作業中完成“高階學習”教學任務。這種教學模式將教學目標從“授人以魚”轉變為“授人以漁”，徹底地顛覆了以講授為中心的教學弊端。然而改革的腳步卻比較緩慢，以最早倡導以學生為中心教育理念的美國為例，自20世紀90年代起已開始圍繞這一理念進行教育改革，但時至今日依然舉步維艱，改革的阻力來自于學生和老師雙方面[2]。對于學生，以學生為中心的教學模式需要付出更多的努力，來完成課前知識點自學，課中討論，課后總結與作業等任務；對于教師，以學生為中心的教學模式需要更強的專業性，來完成課程內容、教學法、教學評價和教學技術等設計。此外，是否有配套制度的引導也是影響該教學理念推廣的因素。

縱觀以往教學改革的進程，大多都是漸進式的，本研究根據以學生為中心的核心理念，重新定位混合與翻轉的“度”，將輕度混合教學理念在流體力學課程中進行了設計與實施，探討了對于解決現有教學問題的幫助；形成了以學生發展、學習，以及學習效果為中心的“三位一體”的輕度混合式教學策略，如圖1所示。

一? 以學生發展為中心，推進課程思政建設

對于專業課程和專業基礎課程，不僅要培養學生的專業技能，還應使學生具備“專業精神”。這種專業精神既是提供學生專業學習內驅力的源泉，也是專業和專業基礎課程思政的核心內容。課程思政建設是落實立德樹人根本任務、實現教育目的的“主戰場”，專業課程思政立足于學科專業發展的要求，通過挖掘各類課程的思想政治教育資源，實現育人維度的價值關照[3]。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議中強調：“把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人”。按照學生心理成長發展的規律，“專業精神”是在大學期間逐步培養形成的，從“專業情懷”到“專業信仰”逐步提升。從對所學專業的社會價值、職業前景的評價和判斷，到愿意為適應未來需要而努力提升專業能力、實現自我專業價值的承諾和信念[4]，專業和專業基礎課程思政的作用也將反作用于課程本身，提高學生對專業和專業基礎課程的投入度，促進課程效果的提升。

對標以上要求，流體力學課程雖然已融入了都江堰水利工程、錢學森等科學家故事與精神方面的一些思政元素，但受課時等條件限制，一般僅以圖片和講解的方式在課堂上簡單呈現，缺乏生動性。與課堂上簡陋的課程思政教學素材相比，網絡（如超星學習通平臺）上有相關制作精良、震撼人心的課程、講座等資源。因此，為改變目前課程思政教學問題，深入挖掘了思政元素并以生動、打動人心的形式呈現給學生，將輕度混合教學模式融入流體力學課程思政，進行了教學實踐。例如，在緒論課程教學中，通過介紹流體力學的工程應用，讓學生深刻理解本門課程的作用。對工程應用的案例進行了精心選擇，如挑選了我國古代的都江堰水利工程和現代的三峽工程，通過了解我國古代與現代對解決流體工程問題的智慧，增強學生的民族自信心、專業自豪感。優質課程思政教學資源對提升課程思政教學效果至關重要，除了制作課件，另一個更為受學生歡迎的做法是利用平臺上優質教學資源。我們在課前線上教學資料制作中，從超星平臺上選出了河海大學姜弘道教授講授的現代水利工程課程中“長江三峽工程”，對視頻教學素材進行節選制作，上傳到超星平臺流體力學課程相應章節的課前導學資料中，同時附上紀錄片《三峽大壩》的網址鏈接，讓學生能夠形象、生動地了解三峽工程，對擴展知識面，建立民族自信心、自豪感具有積極作用。這種整合平臺現有優質資源作為教學資料的做法，能夠極大地豐富教學素材、避免重復建設。與此線上學習相配合的是，在相應的線下面授教學環節中，通過教師引導課堂討論，深入思考作為青年一代對民族、國家、專業發展負有的責任，從而樹立正確而遠大的學習目標。另外，為保障實施效果，積極關注學習評價，通過在線學習時間、線下討論參與度等多元評價方式記錄、評價學生的學習過程，以保障教學設計能夠按計劃實施。

二? 以學生學習為中心，建設課前導學資料

教學方法是為教學目的服務的，需建立在學情分析之上。流體力學課程是建筑環境與能源應用工程專業的一門核心課程，面向大二學生開設。該課程屬于專業基礎課，是連接高等數學、工程力學、暖通空調等課程的關鍵紐帶。根據對西安科技大學建環專業學生歷年前導課學習情況的分析，對高等數學和工程力學等部分課程掌握較為薄弱，在一定程度上影響了流體力學課程教學活動的順利開展，甚至會影響到學生對專業課學習的自信。為改變前導課程掌握程度對流體力學課程教學的不良影響，將輕度混合教學模式引入流體力學前導學習的教學設計，利用線上教學資源對前導課程相關知識點以課前學習任務的形式布置給學生，有效提高了課堂教學效果，促進學生高質量完成學習任務，以下介紹兩個教學案例。

（一）? 高等數學前導學習實施

在流體力學課程里牛頓內摩擦定律的教學中，要求學生掌握不同表面所受的黏性力問題，其中一類經典習題是求切應力不均勻分布表面上的黏性力。例如，兩平行圓盤間充斥液體，一圓盤旋轉，另一圓盤固定不動，求解輪盤上的黏性阻力問題。根據對往屆學生的問卷調查，有71%的學生對該問題感到無從下手，導致該問題的原因并非學生對牛頓內摩擦定律的不理解，而是學生在利用數學工具解決工程問題中遇到了障礙。究其原因，學生對前導課程高等數學中定積分求解知識的遺忘或掌握程度不夠導致了面對習題“無從下手”的問題。為解決該問題，在課堂上講解定積分的求解問題較為不妥：一方面與專業的高等數學教師相比，講授不夠專業，缺乏知識的連貫性，學生接受效果不好；另一方面受課時限制，課堂上不能夠針對遇到的所有前導課程中的內容都進行講解。以往每當遇到這類前導課程出現問題，教師總是建議對此知識點不熟悉的學生，課后再去看高等數學等相關內容，然而很多學生可能并未在課下完成這一任務，即便一部分學生會認真完成這一任務，課堂教學效果卻是實實在在受到了影響。與此同時，學生漸漸會產生畏難情緒，主觀上認為前導課程沒學好，必然學不懂流體力學這門課，嚴重影響后續的學習。針對這一問題，我們在輕度混合式教學方案中，設置了課前學習環節。教師從超星學習通平臺上的在線視頻中，甄選出內容、難度、時長均適合的視頻素材。例如針對以上定積分問題，我們選用了西安交通大學李換琴老師講授的高等數學（上）“定積分的概念、存在條件與性質”這一知識點講解視頻，并從中剪輯出一個對理解該問題最有幫助的、時長僅有5分鐘的曲邊梯形面積問題的短片，將其加入到超星平臺流體力學課程對應章節的導學資料中。學生通過課前在線上學習前導課程相關知識點，能夠熟悉用定積分求圖形面積的方法，從而為解決該問題掃清了數學方面的障礙。從教學效果來看，在課前增加了在線學習這一知識點之后，有84%的學生能夠列出求解該問題的數學計算式，明顯提升了學生解決問題的能力。同時，這種通過教學計劃與組織為學生規避學習受挫感的方法，也為基礎較薄弱的學生建立了學習流體力學課程的自信心，對后續的學習起到了積極的作用。

（二）? 工程力學前導學習實施

流體靜力學作為流體力學中較為基礎的內容，在學生的學習中不僅重要且具有一定的難度，尤其是求解平面和曲面的受力問題，一直是學生普遍反映難理解、難操作的知識點。例如，在用解析法求靜止液體對平面的作用力問題中，在推導總壓力和力的作用點位置的積分計算式時，學生都掌握較好。但當面對求解這一問題的積分式計算時，普遍不知如何求解。在總壓力和力的作用點位置積分計算式中涉及靜矩和慣性矩的問題，事實上，這些平面圖形的幾何性質時在前導課程工程力學中學習過的知識。如前所述，對該類前導課程問題課堂上不宜展開過多。為解決這一問題，沿用上一案例中的思路，我們在超星學習通平臺上的在線視頻中，甄選出西南大學王放老師講授的材料力學課程中的“靜矩和形心”，以及山東科技大學郝鵬老師講授的材料力學課程中的“慣性矩、慣性積”，作了剪輯處理制作出視頻短片，并加入到對應章節的課前線上學習資料中。通過課前導學，令學生回憶起并熟悉靜矩、慣性矩的概念，以及常見圖形的靜矩與慣性矩的計算方法，從而為在課堂上講解該問題掃清了工程力學知識點方面的障礙，起到了良好的教學效果。

通過教學實踐證明，采用梳理前導課程內容制作短視頻導學資料，并利用在線平臺實施的輕度混合式教學方法，對課堂教學具有重要積極影響，在大幅提升了課堂教學效果的同時，為學生們逐步建立學習本門課程的自信心也起到了重要的推動作用。

三? 以學習效果為中心，優化效果反饋策略

學習效果是反應教與學問題的一面鏡子，對學習效果的關注及正確、及時地改進與反饋，是保障教學效果的重要途徑。流體力學作為建筑環境與能源應用工程專業的一門重要的專業基礎課，對專業課程的支撐程度高，同時也是考研的專業課，受到了學生們的普遍重視。該課程概念、內容、公式較多，公式推導過程復雜，為保障這些基礎知識點的掌握程度可以及時反饋，實施了兩層級的學習效果反饋，以動態調整教學策略，優化教學效果。

（一）? 第一層級反饋

對于隸屬于“低階學習”范疇的教學內容，較容易實現教學反饋，借助超星等線上教學平臺可以高效掌握學生學習效果。例如，為掌握課程中“因次”這一概念的學習效果，在線上平臺提前設置相關的選擇和判斷題，圍繞“因次”與“單位”的區別，常見物理量因次的表達與求解等內容，以課堂練習的形式讓學生作答，可以快速掌握學生對這一知識點的理解程度，對于作答不理想的問題及時給予指導，達到課上對“低階”學習內容的當堂消化。實踐表明，第一層級反饋雖簡單易行，但效果卻非常顯著：不僅有助于師生間的信息互動，提升教學效果，而且會加深學生對概念等知識的記憶，更容易把握學習重點。

（二）? 第二層級反饋

對于隸屬于“高階學習”范疇的教學內容，其反饋以及應對反饋結果的教學調整較難實施。然而，用知識點解決工程問題是本課程“高階學習”的核心，在線下授課課時有限的條件下，達成高質量“高階學習”的目標很有挑戰。實踐證明達到這一目標最為高效的方式是練習課后習題，有研究表明，獨立完成習題的學生，絕大多數在考試和實驗環節中都可以取得好成績，甚至優秀的學生可以利用流體力學知識設計產品，參與大學生創新創業競賽[5]。流體力學習題多，課堂上所能夠展開的解決實際問題的題目太少，有許多學生在習題中遇到困難無法有效解決，課后習題的掌握不扎實，對課程“高階學習”目標的實現造成了負面影響。

利用輕度混合式教學模式在課后為學生們答疑解惑，鞏固課堂教學成果，可以高效解決第二層級反饋問題。西安科技大學建環專業流體力學課程共48學時，其中理論教學44學時，每次課2學時，每次課后都布置了相應的練習題，以檢驗學習效果。我們對所有22次課的課后業題和部分有難度的例題，制作了視頻精講資料，對每一道題目進行了深入剖析、嚴謹推導，并在講解習題過程中再次強調重難點內容的特征和應用方法。例如，對液體作用在圓盤上的黏性力、力矩等系列習題進行講解匯總，將錄制好的PPT講解視頻資料上傳到超星平臺課程對應章節的課后學習資料中，并選擇定時開放，在每次作業情況首次反饋后向學生開放，并利用系統記錄學生學習時長。在這部分的教學實踐中，首先讓學生思考完成習題，強調獨立思考，要求對不會做的題目，在題目旁邊批注瓶頸問題，也可在討論區發起討論；之后完成首次作業反饋，教師利用答疑時間或課間，瀏覽檢查學生完成情況，評價第一階段作業完成情況；再將錄制好的視頻在超星平臺上公開，供學生觀看學習，要求學生對看了視頻才能完成的題目，在作業中用其他顏色筆標出，并在旁邊批注瓶頸問題是如何解決的；最后，通過批改學生上交的作業完成二次反饋，在作業完成情況評價中，對認真觀看視頻、記筆記、作業有詳細批注的同學給予額外鼓勵性加分。通過這種反饋與激勵機制，解除學生對習題的畏難情緒，深化知識點掌握程度，從而逐步培養學生應用知識點結解決實際問題的能力和工程思維能力，達成人才培養目標。

四? 結束語

為推進以學生為中心教學改革，采取了輕度混合式教學模式，在建筑環境與能源應用工程專業流體力學課程中開展了教學設計與實施。

1）從以學生發展為中心的角度，闡述了課程思政建設對學生發展的意義。通過在線上提供給學生相關視頻等學習資料的形式，生動形象地開展課程思政教育；線下討論收獲與感想，增強學生對國家和本專業發展的認識程度、自信心、責任感。

2）從以學生學習為中心的角度，針對課程教學中的簽到知識掌握薄弱問題，進行了輕度混合式教學。通過學習通平臺制作了導學案例和相關知識點的視頻、圖書、PPT等學習資料，讓學生在課前進行線上學習，為線下課堂教學效果的提升奠定了堅實的基礎。

3）從以學習效果為中心的角度，分析了提升學生“高階學習”效果的途徑。通過錄制所有課后作業習題的講解視頻為學生答疑解惑，并配套設計了兩階段作業執行與評價的機制，及時反饋、鞏固學習效果，有助于工程思維能力的形成和人才培養目標的達成。

參考文獻：

[1] 李嘉曾.“以學生為中心”教育理念的理論意義與實踐啟示[J].中國大學教學，2008（4）：54-56.

[2] 趙炬明，高筱卉.關于實施“以學生為中心”的本科教學改革的思考[J].中國高教研究，2017（8）：36-40.

[3] 潘向強，龍思祈，蒼宇杰，等.大學化學課程思政的現狀與應對策略——基于學生視角的探討[J].大學化學，2022，37（3）：104-108.

[4] 楊玉浩.基于學生發展的課程思政評價模型初構[J].黑龍江高教研究，2022，40（1）：115-119.

[5] 黨鉀濤，岳建芝，馬曉然，等.習題教學在流體力學教學過程中的作用與啟發[J].科技視界，2021（32）：61-62.