“以學生為中心”的離散數學教學改革

潘曉衡 張宇輝

摘要：隨著教育理念的不斷發展和社會對人才培養質量的不斷提高，“以學生為中心”的教學理念越來越受到教育界的關注。本文以離散數學課程為例，研究如何將“以學生為中心”的教學理念融入課程教學中，通過明確教學目標，實現從“教”為中心向以“學”為中心教學方式的轉變、鼓勵學生全過程參與課程教學、教學團隊建設和反饋改進等三個方面進行教學改革設計與實施，構建起一種“以學生為中心”的離散數學教學模式，從而提高學生的學習興趣和積極性，培養學生的自主學習和解決問題的能力，以達到更好的教育教學效果，最后說明教學改革的效果。

關鍵字：以學生為中心；離散數學；教學改革；學情分析

世界高等教育大會（1998年）通過《21世紀的高等教育：展望與行動》，指出：高等教育顯然需要“以學生為中心”的新視角和新模式。2018年，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》提出：“堅持學生中心，全面發展”?！耙詫W生為中心”的難點在于“學什么”，“怎么學”“如何評測學習效果”，學生的學習與發展是高校教育教學的出發點和歸宿[1]?！耙詫W生為中心”的本科教學改革理念包括三個方面：以學生發展為中心、以學生學習為中心、以學習效果為中心[2]。

“以學生為中心”的教學模式是當前教育教學改革的重要方向之一。在離散數學課程中，傳統的教學方式側重于理論講解和題目解析，缺乏對學生個體差異的關注，容易導致學生對課程內容感到無趣和迷失方向。因此，本文旨在研究如何通過采用“以學生為中心”的教學方法，提高離散數學課程的教學效果。

1、課程教學改革目標

通過對現行課程教學模式的總結成表格，傳統教學模式的特點如下：

通過對現行課程教學模式的特點進行分析，傳統教學模式在教學效果和教學效率方面存在一定的局限性，如學生被動接受知識、缺乏實踐操作、缺乏靈活性等。因此，有必要明確教學目標、并采用全新的教學模式和策略，以提高教學效果和效率。這樣才能夠更好地引導學生的學習方向，提高學生的學習積極性，并取得更佳的學習結果。

重構課程教學目標的核心要點，由“以教師為中心”向“以學生為中心”進行轉變，從知識傳授向自主知識構建進行轉變。課程教學目標具體如下：以培養學生能力為目標，旨在為學生與市場接軌做好必要的準備，同時滿足學生的學習需求和社會對人才的要求。強調將理論知識和社會實踐有機結合，通過問題化教學內容，使學生能夠真正學以致用，并培養他們的創新能力和競爭力。

教學方法以思維模式訓練為中心，為學生提供思考空間，引導他們自主建構知識。同時，注重學習效果的評估，為學生提供隨時的反饋和幫助，以幫助他們有效學習。當然，為實現這一目標，也需要轉變教師的教學理念，并培養一支高水平的教師團隊，以確保教學的順利進行。

2、教學改革設計與實施

“以學生為中心”的離散數學教學是以學生學習與發展需求為中心的一項教育改革，側重強調以學生的學習和發展效果為中心和促進學生自主學習的教學服務和設計。開展“以學生為中心”的教學設計，通過采用混合式線上線下教學模式，旨在激發學生自主學習興趣，提高離散數學課程的教學效果。組建離散數學課程教學團隊，及時了解教學效果和存在問題，不斷調整和改進教學方法和策略。

2.1從“教”為中心向以“學”為中心的轉變

離散數學是一門重要的數學學科，它是計算機科學、信息學等領域必不可少的基礎學科之一。離散數學主要研究離散結構和離散對象，如圖論、集合論、代數系統、邏輯等[3]。它所研究的離散結構和對象，在現實生活中隨處可見，如計算機系統、通訊網絡、密碼學、數據庫等，因此離散數學在實際應用中有著廣泛的應用。離散數學有著自己獨特的學習方式和思維方式。在學習離散數學的過程中，需要學生具備良好的抽象思維和邏輯推理能力[4]。

離散數學課程內容以理論知識為主，教材中缺少最新的知識和研究成果，與專業相結合的知識更少。

“以學生為中心”，即以學生的學習和發展為中心，實現從以“教”為中心向以“學”為中心轉變，從“傳授模式”向“學習模式”轉變[5]?！耙詫W生為中心”的教育理念對于當代教育，特別是高等教育的改革具有一定的指導意義。它具有比較普遍的可操作性，因而在各級各類學校中都可以做到[6]。傳統的離散數學教學方式著重于“以教師為中心”，導致學生難以積極參與，只能被動學習，課堂氛圍單調，許多同學難以將理論知識應用于實際問題和解決相關領域的問題，考試依賴純記憶，突擊背題，因此，離散數學課程改革引入“以學生為中心”的教育理念，旨在實現從“教”為中心向以“學”為中心的教學范式轉變。

如上圖1所示，從“教”為中心向以“學”為中心的轉變，從學情分析設計教學大綱，從教學評價閉環學情分析，這種轉變可以充分調動學生的學習熱情。首先，在開課之前，教師進行學情分析，綜合考慮課程要求/要求、計算思維、最新的研究成果、往年教學評價等因素和內容以新的章節融入教學大綱。然后在教學過程中采用混合式線上線下教學方法，充分利用線上教學平臺，針對地推送課程信息，特別新的章節，鼓勵學生自主學習，從而提高教學質量和學習效果，這一過程旨在培養學生的計算思力和問題解決能力。在線上平臺加入現實生活中拓展出來的問題，同時在線下組織競賽小組，激發學生運用離散數學知識解決實際問題的興趣，這有助于提高學生的團隊協作能力和創新能力。通過項目實踐和解決實際問題科研活動，鼓勵學生發展創新思維。最后將教學進行聽課記錄、分層評價、達成度分析，并將反饋數據給學情分析，完成從“教”為中心向以“學”為中心的轉變的閉環。

2.2學生全過程參與課程教學

課程教學采用線上線下混合教學模式，線上建有全過程管理教學平臺，在課程開課前發布調查問卷，對學生進行數學基礎和編程能力的測試，了解學生的起點水平，為后續的分層教學提供依據。調研同學們對于離散數學課的理解和需求，掌握學生對于課程的學習期望，并在教學過程中加以融入。線上平臺（采用優學院平臺）將課程分為四個部分，共計七個章節，涵蓋了離散數學完整的教學內容，每個章節任務包含教學資源、教學視頻、章節測驗、習題講解等內容。線下課程教學與線上教學平臺結合，靈活開展隨堂練習，問題討論等教學活動。針對性地制定教學內容，將“以學生為中心”的教學大綱涉及的內容以“單元”形式發布學習任務，實施教學活動，讓學生全過程參與課程教學。定期進行課堂測驗、作業檢查和小組討論等形式，了解學生的學習進度和困難，及時調整教學策略。

如上圖2如示，學生全過程參與課程教學除了線上和線下混合式教學外，還采用了多元化的學生評價體系。相較于傳統教學方式，以“學生為中心”的教育方法較更注重于過程性評估考核，主要包括教師考核、學生互評、自學自評，以三種評估考核形成綜合評價機制來給學生進行成績考核，形成“以學生為中”的離散數學的課程評價體系。這一方式克服了僅依賴單一考試成績的評價模式所帶來的不足，使評價更加全面和客觀，更好地反映了學生對離散數學知識的掌握情況。在課程結束后，進行全面的學習評估，包括期末考試、課程設計、項目實踐等多個方面，以全面評估學生的理論和實際能力。

2.3教學團隊建設和反饋改進

“以學生為中心”教學改革是一項難而正確的改革，其中一個關鍵在于保持教師隊伍高成長性。在以下幾個方面開展工作：組建離散數學課程教學團隊，錄制微課教學視頻，更新審核教學大綱。成立教學輔導小組和競賽教學隊，培養競賽教練。鼓勵新老師積極參與觀摩聽課，以老帶新的方式積極參與各類教學比賽。以團隊方式申請各類各級教學改革項目，建設一流課程，開展建設各類各級教學改革項目，建設教學團隊。

通過學生反饋、教師評估和階段性測試等方式，及時了解教學效果和存在問題，不斷調整和改進教學方法和策略。對于學生的學習困難和問題，提供及時地輔導和幫助，解決學生的疑問和困惑，提高學生的學習效果。通過課程結束后的全面評估和學生反饋，對離散數學課程進行總結和評估，發現教學中的優點和不足，為后續的課程改革提供參考和借鑒。

3、總結

“以學生為中心”的離散數學課程改革計劃旨在激發學生的學習積極性和實踐能力，培養高水平的計算機科學人才，具備創新精神。采用分層教學、多樣化的教學方法和實踐教育等多種策略，關注學生的個體需求和差異，以提高他們的學習興趣和能力。此外，通過全面的學習評估和及時反饋，盡早了解學生的學習狀況和潛在問題，不斷地調整和改進我們的教學方法和策略，以提升離散數學課程的教學質量和效果。

通過在本學院2021級和2020級兩個年級的計算機科學與技術專業離散數學課程采用“以學生為中心”的教學改革，極大地增強了學生對于離散數學學習的興趣，在線下教學過程中課堂的氛圍活躍，整體成績相比以前較大的提升。2021級綜合平均成績79分，良好（80-90分）占40%，優秀（90分以上）占12%，標準差為10分。相對2019級綜合平均成績76分，良好占38%，學生成績有明顯提升。對于2021級學生的進行授課前調查結果顯示，95%的學生對于“以學生為中心”的教學方式感興趣，完成授課后調查結果顯示，100%認為學生認為線上教學中的教學資源（微課視頻）對于學習離散數學知識有幫助，90%的學生喜歡“以學生為中心”的教學方式，還有85%的學生認為線上線下混合教學形式非常好，可以提前學習，也可以更好進行課后復習，還有習題提交不用提交紙質作業等新的教學改革創新。

“以學生為中心”的教學改革仍處于探索階段，有很多優秀的方面，但也有被濫用的風險?！耙越處煘橹行摹彪m然是傳統教學方式，但仍然有很多優勢。這兩者并不矛盾，在實施教學過程中可以把這兩種進行結合，在教學改革過程中完善優化，探索新的路徑。

參考文獻：

[1]胡建波.應用型高?！耙詫W生為中心”范式轉型的案例研究——西安歐亞學院的實踐與思考[J].高等教育研究，2021，42（11）：57-68.

[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（08）：36-40

[3]屈婉玲，王元元，傅彥等.“離散數學”課程教學實施方案[J].中國大學教學，2011（01）：39-41.

[4]常亮，徐周波，古天龍等.離散數學教學中的計算思維培養[J].計算機教育，2011（14）：90-94.

[5]劉獻君.論“以學生為中心”[J].高等教育研究，2012，33（08）：1-6.

[6]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（04）：54-56.

基金項目：2020年度東莞理工學院校級質量工程項目“離散數學”（202002063）；2022年度東莞理工學院質量工程項目“產教融合和多學科交叉背景下人工智能的教學改革與實踐”（202202013）；2022年度廣東省本科高校教學質量與教學改革工程項目“以學生為中心的《離散數學》課程教學改革與實踐”；2022年廣東省研究生教育創新計劃項目“《人工智能》高水平課程及教材建設”（2022SFKC080）

作者簡介：潘曉衡（1983-），男，漢族，湖南衡陽人，碩士，東莞理工學院計算機科學與技術學院高級工程師，主要研究方向為云計算及人工智能。張宇輝（1990-），男，漢族，廣東梅州人，博士，東莞理工學院計算機科學與技術學院講師，主要研究方向為群體智能與進化計算。