以學生為中心的教學設計與實踐
——以“軌道工程”為例

趙坪銳

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

我國傳統的高等教育培養模式基本上沿用蘇聯模式，學生的培養目標是正向設計的，課程體系的構建主要依賴于各學科理論知識結構，每門課程是一個個相對獨立、界限清晰的知識單元，知識單元之間的聯系被人為弱化，課程考核方式相對簡單，多關注于學生對基本理論知識的記憶和理解，對綜合解決復雜工程問題的能力關注較弱，不利于學生溝通交流、團隊協作、創新及終身學習能力的培養［1］。

我國已成為《華盛頓協議》正式會員，對工程教育實行國際認證，其核心是“以學生為中心，以產出為導向，以持續改進為推動力”的OBE教育理念［2］。在這樣的理念推動下，課程應及時做出調整，實現從課堂、教師和教材的“老三中心”向學生、學習和成效的“新三中心”轉變。

本文結合自身教學經驗，和各位同人分享以學生為中心的學習模式在“軌道工程”課程中的應用及其對于提升學生能力和改善師生關系的作用。

一、從傳授模式到學習模式

大學自中世紀產生以來發展到20世紀以后，逐漸建構出一套精致的以講授為基礎的教學體系，即本科教育的經典模式——傳授模式［3］。在這種模式下，教學就是教師把知識、技能傳授給學生的過程，形成三個中心，即教師中心、課堂中心和教材中心。這種教育模式強調共性培養，忽視個性發展，在統一教學計劃、統一教學大綱、統一教材的禁錮下，課堂教學成了標準“套餐”，不利于學生的個性成長。多年基礎教育強調尋求標準答案的訓練，也阻礙了學生批判性思維能力和創新能力的培養。一項發布在Nature子刊Human Behaviour雜志上的研究表明，中國大學生在經過大學階段的學習后，批判性思維能力和學術技能水平有下降趨勢［4］。這應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生改變，一種新的學習模式逐漸代替舊有的傳授模式。在學習模式下，大學的目的不在于“教”，而在于真正讓學生以最有效的方式“學”，新舊模式的區別主要集中在四個方面，如表1所示。

以學生為中心的學習模式主要體現為以學生為主體、以學生的學習和以學習效果為中心［5］。該模式強調通過創設自主性與探索性的教學環境呈現知識的開放性和發展性，強調對知識、能力和素質三維教學目標的覆蓋，與工程教育認證要求相一致［6］。

二、以學生為中心的教學實踐

“軌道工程”是西南交通大學土木工程專業和鐵道工程專業的專業核心課程，著重培養學生綜合利用所學知識解決鐵路軌道領域復雜技術難題的能力。為解決出勤率低、學生專注度不高、課堂氛圍沉悶、學習效果評價不夠全面以及學生高階能力培養不足等問題，本文采用以學生為中心的學習模式對本課程重新進行教學設計，更新教學目標和教學方法，創造更高效的教學環境和教學活動，改善教學效果，提升學生的綜合能力。

（一）了解學生

實現從以教師為中心向以學生為中心轉變，關鍵在于調整并處理好師生關系。不同學生的綜合素質差別很大，在以教師為中心的傳授模式中，這些差異會導致區別極大的學習效果，而在以學生為中心的理念面前每個學生都是平等的，教師應努力做到理解、尊重和激勵學生，根據學生的身心需要，設計特定的教育教學手段，引導學生通過自身努力實現自己的目標。

在“軌道工程”教學過程中，每期課程開課之前都會通過微助教、問卷星等手段調查學生的基礎知識、學習期望以及畢業去向等。從調查情況可知，大學三年級的學生已具備較好基礎知識、較強的自學能力和交流能力，敢于發表自己的見解，主動發展意識好，80%以上的學生有進一步深造的意愿，希望在最先進軌道結構理論知識方面了解更多，有迫切意愿參與到高速鐵路、川藏鐵路等建設中，這些品質和意愿對于實施以學生為中心的學習模式非常有利。

（二）從學生改變出發設定教學目標

在了解學生特點和行業需求之后，根據課程特點和畢業要求對“軌道工程”進行多維教學目標的設置。本專業要求畢業生具備扎實的軌道結構基礎知識和基本理論，能解決鐵道工程中的具體工程問題。結合學校在該領域的科研實力和用人單位對畢業生的較高要求，制定本課程的教學目標，主要包含以下幾方面。

1.知識層面。掌握軌道結構及工務工程的基本知識與最新進展。

2.能力層面。能以團隊協作的方式解決復雜軌道工程問題，可有效溝通與交流專業技術問題。

3.素質層面。有機融入課程思政，增強專業認同，提高自信心和自豪感。

（三）多樣化教學活動

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

1.課堂教學。在講演式教學過程中，將每次課的核心思想濃縮為“軌道哲學”，將軌道結構中的核心知識、關鍵技術等與現實生活有機融合，往往能吸引大部分學生的注意，出現在學生的朋友圈中并引發一波波熱議。

在移動互聯網時代，學生受到的干擾較多，學生難以長時間將注意力集中在冗長的課堂講解上，需改變授課節奏。按照BOPPPS［7］的方式組織各知識模塊的授課，控制每個知識點的時長，強化和鞏固新舊知識模塊間的聯系；不斷變換教學活動讓學生保持新鮮感，應用小組研討、現場教學、隨機點答等方式讓學生在課堂上忙起來，對課堂教學做出積極回應。

2.體驗式教學?，F場教學、模型教學等體驗式教學方式可增強學生對所學知識的感性認識。將課程中無縫線路、高速道岔、無砟軌道等高速鐵路關鍵技術設置為面向全校的結構設計大賽，鼓勵學生利用卡紙、木條等材料制作出可滿足高速鐵路基本運營需求的模型，從結構性能、車輛動態響應、材料用量等多個維度對結構設計進行綜合評價，加深學生對結構的理解，增強學生的自信心和自豪感。

3.研討創新。為全方面鍛煉學生的能力，在“軌道工程”中設置了一項堅持多年的創新研討活動：結合我國高速鐵路和川藏鐵路等工程的建設，創設研討主題，創新一些特殊工程背景下的新型軌道結構。為保證每個學生的全程參與，采用“串門式海報展示”的方式進行成果交流，既提高了交流的效率，又保證了學生的參與度。

4.任務挑戰。結合課程知識和現場實際問題，設計了多個具有一定挑戰性的個性化任務，以提高學生探索解決問題的能力。在軌道力學分析任務中設置了不同的線路條件、運營條件和軌道結構等組合；在橋上無縫線路設計任務中設置了不同的橋梁條件、氣候條件、軌道條件等組合，保證每名學生的計算條件都是唯一且符合現場實際的。在公布任務的同時明確具體要求和評分標準，提前錄制一些可拓展學生動手能力的有限元分析教程等，鼓勵學生采用多種分析方法對同一問題進行研究比較。

學生提交成果之后，嚴格按照評分細則進行詳細評分，為每名學生撰寫一份個性化的反饋單，指出學生需要進一步努力的方向。參照國家自然科學基金的網上評議方法，隨機分配學生對任務報告進行互評。由于每份報告的計算條件不同，通過評閱他人報告，學生可從同伴處學到自己報告中沒有涉及的知識，還可以通過對比進一步明晰計算條件對計算結果的影響程度。另外，互評還可增強學生的責任心，對他人成果進行公平、公正的評價。

（四）合理使用教育信息工具

為讓教學過程有章可循，在“軌道工程”教學過程中我們采用了微助教進行課堂管理，利用它可方便地進行簽到、分組、作業、測驗以及研討管理等。簽到管理主要用于提醒學生盡快切換回學習狀態；分組管理主要用于快速研討分組；作業管理主要用于歷次作業的布置、收交和反饋；測驗管理則可以幫助教師快速了解授課效果，以便根據測試結果及時調整教學策略；研討管理主要用于課下，鼓勵學生以微信聊天的方式對課程內容或研討方案發表意見，進一步暢通師生交流、生生交流的渠道，并以詞云、列表、圖塊等生動的方式將研討結果呈現出來，較好保證研討的參與度。

（五）采用形成性評價

在“軌道工程”教學中采用了形成性評價代替終結性評價，更加關注學生在學習過程中的變化。將平時成績的比重提高到50%，涵蓋平時作業、隨堂測試、分組研討、交流匯報等環節。與學生一起商討約定平時成績的比例和評分方法，讓每一分都有據可依，從教學活動實施的全過程考核評定學生的平時成績。剩余50%的成績構成來自期末考試，課程組也同樣增加了開放性題目的比重，以考核學生的創新能力和解決問題的能力。

在評價過程中，充分考慮每個學生的個體差異，對學生在學習過程所表現的情感、學習策略、合作精神等因素進行綜合評價。更加注重學生創新精神和實踐能力的發展，而不僅僅是學生的學業成績；更加注重評價的診斷和改進功能，使學生通過對自我學習的監控和反思，適時調整自己的學習策略，發展自我評價能力。

三、以學生為中心的教學實踐效果

通過實施以學生為中心的創新教學設計，“軌道工程”的教學效果取得了明顯進步。

1.充分調動了學生主動學習的積極性，課堂上的關注度和注意力明顯提升，課前課后主動咨詢問題的學生明顯增多，探討問題更為深入。

2.創新研討活動提升了學生在課程討論中的積極性，使更多學生愿意主動、大膽地表述自己的觀點，一起完成軌道結構的創新任務，培養了學生的創新能力，提升了對專業的認同感和自信心。

3.作業互評制度促進了學生之間的互幫互助。絕大多數學生能負責地完成作業互評，并表示從同伴身上學到了很多。

4.學生對形成性評價普遍持歡迎態度，不再斤斤計較于分數，清楚個人在課程中的投入和變化。詳細的個性化反饋讓學生覺得自己的努力得到了尊重，也明確了自己進一步努力的方向。

5.師生關系更為融洽，學生更愿意向教師敞開心扉，充分理解并參與教師設定的各種教學活動，經常對活動的開展提供建議，實現了師生共創課堂的目的。

結語

以學生為中心的教育理念在“軌道工程”課程中的應用實踐證明，該模式可極大地激發學生的學習興趣，培養學生的創新能力，在學生溝通交流、團隊協作以及終身學習能力的培養方面都起到積極的促進作用。但該教學模式相對于傳授模式對教師的要求更高，資源建設方面費時費力，活動與空間設計亦考驗教師的教學智慧，吸收并應用這一理念對于很多教師來說是個不小的挑戰。為取得更好的教學效果，在未來的實踐中還需在各方面持續發力，例如：與其他課程或學科一起，設計更為綜合的集成設計項目以提升學生的綜合能力；充分利用有限資源，發動更多教師參與進來；持續跟蹤學生未來發展。