王美 郇超 刘浪 张波 赵玉娇 姜华
摘 要：以学生为中心的教学理念是目前全世界所倡导的主流理念。混合式教学作为互联网+时代的教学模式，能够更好地实现这一理念。针对以学生为中心的教学理念实践改革中遇到的阻力，该研究引入轻度混合式教学模式，以渐进式地方式实现这一理念。分别从以学生发展、学生学习、学习效果为中心的角度，阐述课程思政建设、课前导学资料制作、优化效果反馈策略方面实施的具体改革措施。教学实践证明，轻度混合式教学能够较好地解决目前学生学习中较为突出的问题，是实现以学生为中心教学理念的一种可行性方法。
关键词：以学生为中心；
混合式教学；
课程思政；
学习理念；
改革措施
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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
基金项目：西安科技大学教改研究专项项目“以学生为中心的学科基础课程混合式教学设计与实施”（JZ22040）；
西安科技大学教育教学改革与研究项目“基于学习通平台的《流体力学》SPOC轻度混合式教学改革”（无编号）
第一作者简介：王美（1981-），女，汉族，陕西西安人，博士，副教授。研究方向为建筑环境与矿井降温方面的教学科研。
以学生为中心[1]的教育理念早在1998年已在全世界范围内达成共识。以学生的能力培养为中心，需要重新确定培养的目标。根据布鲁姆的认知目标分类，学习可以分为六种：记住、理解、应用、分析、评价和创造，其中“记住”和“理解”被称为“低阶学习”，其余四种则被称为“高阶学习”。在将培养目标从低阶学习向高阶学习的转化过程中，混合式教学模式和翻转课堂起到了推动作用：将易于理解的知识点通过课前线上学习的方式完成“低阶学习”教学任务，将知识点的应用等问题通过在线下面授的问题研讨、操作环节中和课后的作业中完成“高阶学习”教学任务。这种教学模式将教学目标从“授人以鱼”转变为“授人以渔”，彻底地颠覆了以讲授为中心的教学弊端。然而改革的脚步却比较缓慢，以最早倡导以学生为中心教育理念的美国为例，自20世纪90年代起已开始围绕这一理念进行教育改革，但时至今日依然举步维艰，改革的阻力来自于学生和老师双方面[2]。对于学生，以学生为中心的教学模式需要付出更多的努力，来完成课前知识点自学，课中讨论，课后总结与作业等任务；
对于教师，以学生为中心的教学模式需要更強的专业性，来完成课程内容、教学法、教学评价和教学技术等设计。此外，是否有配套制度的引导也是影响该教学理念推广的因素。
纵观以往教学改革的进程，大多都是渐进式的，本研究根据以学生为中心的核心理念，重新定位混合与翻转的“度”，将轻度混合教学理念在流体力学课程中进行了设计与实施，探讨了对于解决现有教学问题的帮助；
形成了以学生发展、学习，以及学习效果为中心的“三位一体”的轻度混合式教学策略，如图1所示。
一 以学生发展为中心，推进课程思政建设
对于专业课程和专业基础课程，不仅要培养学生的专业技能，还应使学生具备“专业精神”。这种专业精神既是提供学生专业学习内驱力的源泉，也是专业和专业基础课程思政的核心内容。课程思政建设是落实立德树人根本任务、实现教育目的的“主战场”，专业课程思政立足于学科专业发展的要求，通过挖掘各类课程的思想政治教育资源，实现育人维度的价值关照[3]。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中强调：“把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”。按照学生心理成长发展的规律，“专业精神”是在大学期间逐步培养形成的，从“专业情怀”到“专业信仰”逐步提升。从对所学专业的社会价值、职业前景的评价和判断，到愿意为适应未来需要而努力提升专业能力、实现自我专业价值的承诺和信念[4]，专业和专业基础课程思政的作用也将反作用于课程本身，提高学生对专业和专业基础课程的投入度，促进课程效果的提升。
对标以上要求，流体力学课程虽然已融入了都江堰水利工程、钱学森等科学家故事与精神方面的一些思政元素，但受课时等条件限制，一般仅以图片和讲解的方式在课堂上简单呈现，缺乏生动性。与课堂上简陋的课程思政教学素材相比，网络（如超星学习通平台）上有相关制作精良、震撼人心的课程、讲座等资源。因此，为改变目前课程思政教学问题，深入挖掘了思政元素并以生动、打动人心的形式呈现给学生，将轻度混合教学模式融入流体力学课程思政，进行了教学实践。例如，在绪论课程教学中，通过介绍流体力学的工程应用，让学生深刻理解本门课程的作用。对工程应用的案例进行了精心选择，如挑选了我国古代的都江堰水利工程和现代的三峡工程，通过了解我国古代与现代对解决流体工程问题的智慧，增强学生的民族自信心、专业自豪感。优质课程思政教学资源对提升课程思政教学效果至关重要，除了制作课件，另一个更为受学生欢迎的做法是利用平台上优质教学资源。我们在课前线上教学资料制作中，从超星平台上选出了河海大学姜弘道教授讲授的现代水利工程课程中“长江三峡工程”，对视频教学素材进行节选制作，上传到超星平台流体力学课程相应章节的课前导学资料中，同时附上纪录片《三峡大坝》的网址链接，让学生能够形象、生动地了解三峡工程，对扩展知识面，建立民族自信心、自豪感具有积极作用。这种整合平台现有优质资源作为教学资料的做法，能够极大地丰富教学素材、避免重复建设。与此线上学习相配合的是，在相应的线下面授教学环节中，通过教师引导课堂讨论，深入思考作为青年一代对民族、国家、专业发展负有的责任，从而树立正确而远大的学习目标。另外，为保障实施效果，积极关注学习评价，通过在线学习时间、线下讨论参与度等多元评价方式记录、评价学生的学习过程，以保障教学设计能够按计划实施。
二 以学生学习为中心，建设课前导学资料
教学方法是为教学目的服务的，需建立在学情分析之上。流体力学课程是建筑环境与能源应用工程专业的一门核心课程，面向大二学生开设。该课程属于专业基础课，是连接高等数学、工程力学、暖通空调等课程的关键纽带。根据对西安科技大学建环专业学生历年前导课学习情况的分析，对高等数学和工程力学等部分课程掌握较为薄弱，在一定程度上影响了流体力学课程教学活动的顺利开展，甚至会影响到学生对专业课学习的自信。为改变前导课程掌握程度对流体力学课程教学的不良影响，将轻度混合教学模式引入流体力学前导学习的教学设计，利用线上教学资源对前导课程相关知识点以课前学习任务的形式布置给学生，有效提高了课堂教学效果，促进学生高质量完成学习任务，以下介绍两个教学案例。
（一） 高等数学前导学习实施
在流体力学课程里牛顿内摩擦定律的教学中，要求学生掌握不同表面所受的黏性力问题，其中一类经典习题是求切应力不均匀分布表面上的黏性力。例如，两平行圆盘间充斥液体，一圆盘旋转，另一圆盘固定不动，求解轮盘上的黏性阻力问题。根据对往届学生的问卷调查，有71%的学生对该问题感到无从下手，导致该问题的原因并非学生对牛顿内摩擦定律的不理解，而是学生在利用数学工具解决工程问题中遇到了障碍。究其原因，学生对前导课程高等数学中定积分求解知识的遗忘或掌握程度不够导致了面对习题“无从下手”的问题。为解决该问题，在课堂上讲解定积分的求解问题较为不妥：一方面与专业的高等数学教师相比，讲授不够专业，缺乏知识的连贯性，学生接受效果不好；
另一方面受课时限制，课堂上不能够针对遇到的所有前导课程中的内容都进行讲解。以往每当遇到这类前导课程出现问题，教师总是建议对此知识点不熟悉的学生，课后再去看高等数学等相关内容，然而很多学生可能并未在课下完成这一任务，即便一部分学生会认真完成这一任务，课堂教学效果却是实实在在受到了影响。与此同时，学生渐渐会产生畏难情绪，主观上认为前导课程没学好，必然学不懂流体力学这门课，严重影响后续的学习。针对这一问题，我们在轻度混合式教学方案中，设置了课前学习环节。教师从超星学习通平台上的在线视频中，甄选出内容、难度、时长均适合的视频素材。例如针对以上定积分问题，我们选用了西安交通大学李换琴老师讲授的高等数学（上）“定积分的概念、存在条件与性质”这一知识点讲解视频，并从中剪辑出一个对理解该问题最有帮助的、时长仅有5分钟的曲边梯形面积问题的短片，将其加入到超星平台流体力学课程对应章节的导学资料中。学生通过课前在线上学习前导课程相关知识点，能够熟悉用定积分求图形面积的方法，从而为解决该问题扫清了数学方面的障碍。从教学效果来看，在课前增加了在线学习这一知识点之后，有84%的学生能够列出求解該问题的数学计算式，明显提升了学生解决问题的能力。同时，这种通过教学计划与组织为学生规避学习受挫感的方法，也为基础较薄弱的学生建立了学习流体力学课程的自信心，对后续的学习起到了积极的作用。
（二） 工程力学前导学习实施
流体静力学作为流体力学中较为基础的内容，在学生的学习中不仅重要且具有一定的难度，尤其是求解平面和曲面的受力问题，一直是学生普遍反映难理解、难操作的知识点。例如，在用解析法求静止液体对平面的作用力问题中，在推导总压力和力的作用点位置的积分计算式时，学生都掌握较好。但当面对求解这一问题的积分式计算时，普遍不知如何求解。在总压力和力的作用点位置积分计算式中涉及静矩和惯性矩的问题，事实上，这些平面图形的几何性质时在前导课程工程力学中学习过的知识。如前所述，对该类前导课程问题课堂上不宜展开过多。为解决这一问题，沿用上一案例中的思路，我们在超星学习通平台上的在线视频中，甄选出西南大学王放老师讲授的材料力学课程中的“静矩和形心”，以及山东科技大学郝鹏老师讲授的材料力学课程中的“惯性矩、惯性积”，作了剪辑处理制作出视频短片，并加入到对应章节的课前线上学习资料中。通过课前导学，令学生回忆起并熟悉静矩、惯性矩的概念，以及常见图形的静矩与惯性矩的计算方法，从而为在课堂上讲解该问题扫清了工程力学知识点方面的障碍，起到了良好的教学效果。
通过教学实践证明，采用梳理前导课程内容制作短视频导学资料，并利用在线平台实施的轻度混合式教学方法，对课堂教学具有重要积极影响，在大幅提升了课堂教学效果的同时，为学生们逐步建立学习本门课程的自信心也起到了重要的推动作用。
三 以学习效果为中心，优化效果反馈策略
学习效果是反应教与学问题的一面镜子，对学习效果的关注及正确、及时地改进与反馈，是保障教学效果的重要途径。流体力学作为建筑环境与能源应用工程专业的一门重要的专业基础课，对专业课程的支撑程度高，同时也是考研的专业课，受到了学生们的普遍重视。该课程概念、内容、公式较多，公式推导过程复杂，为保障这些基础知识点的掌握程度可以及时反馈，实施了两层级的学习效果反馈，以动态调整教学策略，优化教学效果。
（一） 第一层级反馈
对于隶属于“低阶学习”范畴的教学内容，较容易实现教学反馈，借助超星等线上教学平台可以高效掌握学生学习效果。例如，为掌握课程中“因次”这一概念的学习效果，在线上平台提前设置相关的选择和判断题，围绕“因次”与“单位”的区别，常见物理量因次的表达与求解等内容，以课堂练习的形式让学生作答，可以快速掌握学生对这一知识点的理解程度，对于作答不理想的问题及时给予指导，达到课上对“低阶”学习内容的当堂消化。实践表明，第一层级反馈虽简单易行，但效果却非常显著：不仅有助于师生间的信息互动，提升教学效果，而且会加深学生对概念等知识的记忆，更容易把握学习重点。
（二） 第二层级反馈
对于隶属于“高阶学习”范畴的教学内容，其反馈以及应对反馈结果的教学调整较难实施。然而，用知识点解决工程问题是本课程“高阶学习”的核心，在线下授课课时有限的条件下，达成高质量“高阶学习”的目标很有挑战。实践证明达到这一目标最为高效的方式是练习课后习题，有研究表明，独立完成习题的学生，绝大多数在考试和实验环节中都可以取得好成绩，甚至优秀的学生可以利用流体力学知识设计产品，参与大学生创新创业竞赛[5]。流体力学习题多，课堂上所能够展开的解决实际问题的题目太少，有许多学生在习题中遇到困难无法有效解决，课后习题的掌握不扎实，对课程“高阶学习”目标的实现造成了负面影响。
利用轻度混合式教学模式在课后为学生们答疑解惑，巩固课堂教学成果，可以高效解决第二层级反馈问题。西安科技大学建环专业流体力学课程共48学时，其中理论教学44学时，每次课2学时，每次课后都布置了相应的练习题，以检验学习效果。我们对所有22次课的课后业题和部分有难度的例题，制作了视频精讲资料，对每一道题目进行了深入剖析、严谨推导，并在讲解习题过程中再次强调重难点内容的特征和应用方法。例如，对液体作用在圆盘上的黏性力、力矩等系列习题进行讲解汇总，将录制好的PPT讲解视频资料上传到超星平台课程对应章节的课后学习资料中，并选择定时开放，在每次作业情况首次反馈后向学生开放，并利用系统记录学生学习时长。在这部分的教学实践中，首先让学生思考完成习题，强调独立思考，要求对不会做的题目，在题目旁边批注瓶颈问题，也可在讨论区发起讨论；
之后完成首次作业反馈，教师利用答疑时间或课间，浏览检查学生完成情况，評价第一阶段作业完成情况；
再将录制好的视频在超星平台上公开，供学生观看学习，要求学生对看了视频才能完成的题目，在作业中用其他颜色笔标出，并在旁边批注瓶颈问题是如何解决的；
最后，通过批改学生上交的作业完成二次反馈，在作业完成情况评价中，对认真观看视频、记笔记、作业有详细批注的同学给予额外鼓励性加分。通过这种反馈与激励机制，解除学生对习题的畏难情绪，深化知识点掌握程度，从而逐步培养学生应用知识点结解决实际问题的能力和工程思维能力，达成人才培养目标。
四 结束语
为推进以学生为中心教学改革，采取了轻度混合式教学模式，在建筑环境与能源应用工程专业流体力学课程中开展了教学设计与实施。
1）从以学生发展为中心的角度，阐述了课程思政建设对学生发展的意义。通过在线上提供给学生相关视频等学习资料的形式，生动形象地开展课程思政教育；
线下讨论收获与感想，增强学生对国家和本专业发展的认识程度、自信心、责任感。
2）从以学生学习为中心的角度，针对课程教学中的签到知识掌握薄弱问题，进行了轻度混合式教学。通过学习通平台制作了导学案例和相关知识点的视频、图书、PPT等学习资料，让学生在课前进行线上学习，为线下课堂教学效果的提升奠定了坚实的基础。
3）从以学习效果为中心的角度，分析了提升学生“高阶学习”效果的途径。通过录制所有课后作业习题的讲解视频为学生答疑解惑，并配套设计了两阶段作业执行与评价的机制，及时反馈、巩固学习效果，有助于工程思维能力的形成和人才培养目标的达成。
参考文献：
[1] 李嘉曾.“以学生为中心”教育理念的理论意义与实践启示[J].中国大学教学，2008（4）：54-56.
[2] 赵炬明，高筱卉.关于实施“以学生为中心”的本科教学改革的思考[J].中国高教研究，2017（8）：36-40.
[3] 潘向强，龙思祈，苍宇杰，等.大学化学课程思政的现状与应对策略——基于学生视角的探讨[J].大学化学，2022，37（3）：104-108.
[4] 杨玉浩.基于学生发展的课程思政评价模型初构[J].黑龙江高教研究，2022，40（1）：115-119.
[5] 党钾涛，岳建芝，马晓然，等.习题教学在流体力学教学过程中的作用与启发[J].科技视界，2021（32）：61-62.
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