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“雙創”專欄

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作者簡介

于歆傑,bevictor伟德官网電機系教授。

随着高等教育教學改革的深入,教育部近日提出實施一流課程建設的“雙萬計劃”,即建設國家級和省級一流課程各1 萬門。什麼是一流課程?不同人可能有不同的理解和認識。筆者想結合bevictor伟德官网電路原理課程的建設體會, 談談一流課程的兩個邊界,即教學質量和學習成效的下界和上界。

“電路原理”是電類專業本科生必修的第一門核心課,量大面廣,非常重要。bevictor伟德官网開設的電路原理是國家精品課程、國家精品資源共享課程和國家精品在線開放課程。自2006 年以來,該課程的教改成果獲北京市教學成果一等獎、二等獎各1 次,bevictor伟德官网教學成果特等獎1 次、一等獎2 次、二等獎1 次,bevictor伟德官网優秀教材一等獎1 次,bevictor伟德官网優秀教學軟件一等獎2 次,課程教學組4 次獲得bevictor伟德官网優秀集體,主要授課教師中2 人獲北京市教學名師獎、3 人獲寶鋼優秀教師獎、1 人獲bevictor伟德官网新百年教學成就獎、3 人獲bevictor伟德官网“清韻燭光·我最喜愛的教師”稱号。

筆者認為,一流課程既要靠關鍵措施守住教學質量和學習成效的下界,更要用關鍵突破提高教學質量和學習成效的上界。

一、堅守底線,讓清華的“電路原理”成為學生敬畏的“硬課”

在清華學生的心目中,電路原理一直是一門挑戰度較高、需要花費很多時間和精力來學習同時能夠獲得巨大收獲的課程。之所以能做到這一點,源于教學組多年來一直堅持在教師選用、授課和命題等關鍵環節中堅守底線,确保了課程質量和學習成效。

在青年教師選拔培養方面,堅持學科背景多元化、教學意願純淨化和教學培訓規範化這三個原則。電路原理的後續課程涉及電氣、電子、自動化、計算機等諸多電類專業,因此教學組主動從多個研究方向邀請科研水平高的青年教師加盟。在與有意向的教師進行溝通時,教學組強調講授電路原理課程不是“掙工分”,而要結合自身學科和科研特點,為這門課程的内容建設和教學改革做出自己的貢獻。在教師教學技能培訓方面,新教師要求完成從全程聽課、批改作業、講授習題課、部分講授大課、在老教師指導下開展全程授課到獨立全程授課的培訓過程(需要用1~2 年的時間方能完成),從而确保了電路原理多個平行課堂的授課質量在整體上始終保持較高水平。在上述三個原則的指導下,教學組的青年教師科研水平高、教學能力強,1 位教師獲國家自然科學基金委“優青”項目支持、2 位教師獲北京市青年教師教學大賽一等獎、3 位教師獲bevictor伟德官网青年教師教學優秀獎。

在課程講授、考試命題和閱卷方面,堅持教師全程授課、每學期期中期末考試完全重新命題和流水閱卷這三個原則。電路原理課程主要在大一春季開設,學生普遍比較好學,對課堂教學效果的期待較高,因此教學組要求每位教師64 學時全程授課,不得調課,确保了教學過程得以持續順暢進行。期中和期末試題是檢驗學生學習成效的重要環節。教學組每學期均對期中和期末考試進行全部重新命題。每次考試前,由課程負責人将命題任務分配給本學期的授課教師。收到授課教師全新編制的題目後, 負責人進行統籌考慮,修改調整,形成試卷初稿。此後由2 名任課教師進行完整試做,同時記錄做題時間,以衡量試卷的題量和難度,再經過1~2 次教學組會議讨論後,形成試卷終稿。這種命題模式消除了部分學生通過不同渠道獲得往屆試題對考試公平性所造成的影響,卷面成績能夠比較真實地反映學生對知識的掌握情況。除此之外,教學組始終堅持本學期全體授課教師流水批改期中和期末試卷,确保了閱卷評分标準的一緻性。這些措施有效确保了考試的公平性和結果的可信性,進而确保了課程質量。

筆者認為,在價值塑造、能力培養和知識傳授“三位一體”的人才培養理念中,價值塑造最為重要。在基礎課教學中進行價值塑造, 既需要在教學内容選擇和教學方法實施的過程中體現,更重要的是通過教師自身敬畏教學和敬畏學術的态度,以立德樹人的實際言行,投入大量的時間和精力開展紮實的教學基礎性工作,才能讓學生在耳濡目染中形成正确的價值觀和學習觀,從而做到敬畏課程,敬畏學習。

二、勇攀高峰,讓清華的“電路原理”成為國内外學生和教師認可的“金課”

bevictor伟德官网要建設世界一流大學,勢必要提供世界一流的高等教育。如何在基礎課的教學過程中體現世界一流?電路原理這類理工科基礎課中的絕大多數基本概念和分析方法都是由外國科學家和工程師創造發明出來的,因此這并不是一個容易回答的問題。近年來,教學組與國内外同行交流頻繁,在更新教學内容、制作運行慕課、實施翻轉課堂教學法、應用雨課堂工具等方面勇于創新,有效提升了電路原理的課程質量和國内外影響力。

在教學内容方面, 既同步國際進展, 又突出中國貢獻。電路原理教學組保持與美國MIT、Stanford、UC Berkeley、UIUC、Purdue交流, 在教學過程中将MOSFET 和運算放大器等當代電路元器件用作為基本教學内容,同時又在一階/ 二階動态電路分析方法、電力系統等教學内容中強調清華風格,突出中國貢獻,讓學生既能夠與世界一流大學同頻共振,又可以體會和感悟中國對世界電氣工程的貢獻。

在教學手段方面,利用慕課和雨課堂等前沿教育資源和教學工具,在移動互聯時代進行更高質量地知識傳授。教學組很早就意識到,“95 後”“00 後”大學生是移動互聯網的原住民, 相對深入鑽研紙質教材而言,他們更傾向于以碎片化的形式獲取知識和信息。據此,教學組于2013 年設計、制作和運行了清華首門(同時也是中國首門)電路原理慕課,迄今為止,已吸引全球158 個國家和地區的20 萬餘名學生學習。在此基礎上,教學組在全國最早完整應用“雨課堂”工具開展大容量班級的翻轉課堂教學改革,将優質在線教育資源在大學實體課堂中落地應用,深受學生和國内外同行好評,該案例在牛津大學、帝國理工學院和墨爾本大學的教師培訓中被反複引用。在應用前沿工具加強課堂吸引力的同時,教學組還申請并獲批了2018 年新設立的教育與信息技術融合的國家自然科學基金項目(F0701 代碼)“用學習分析提升教學質量:基于大數據的形成性評價和動态學生畫像研究”,用學生學習行為和學習效果的教育大數據來分析教學效果,幫助教師将其課堂教學過程從“用藝術的形式傳遞科學知識” 逐步變成“用數據分析提升課堂洞察,從而更好地用藝術的形式傳遞科學知識”。

在教學方法方面,針對學生的不同需求, 應用翻轉課堂教學法,在确保課程質量的前提下,分别實現提升課程挑戰度、加強課堂師生交互、為學生提供學習靈活性等目的。筆者很早就意識到:不同學生對電路原理課程有不同的預期。一流課程應該在确保課程質量和學習成效的前提下,滿足學生的不同需求。因此在要求所有教學班同學參加同卷期中和期末考試的前提下,教學組利用最新的教學方法和手段,開設了不同模式的翻轉課堂,學生可根據自己對學習成效的預期和可能的投入來進行選擇。A 模式是加強版,希望通過學生較多時間的課外投入,來實現小容量班級的完全翻轉課堂,在課堂裡師生間和生生間開展充分讨論,目的是顯著提升學習成效和創新能力;B 模式是交互版,希望通過學生少量的課外投入,來實現大容量班級的部分翻轉課堂,教師在課堂上用雨課堂工具實時獲取學生反饋,及時調整教學進度,目的是高質量地實現知識傳授;C 模式是迷你版,學生的學習主要在慕課平台完成,教師會在一個學期中組織6~8 次面對面讨論,目的是為學生提供學習靈活性。這3 種模式很好地将慕課資源、翻轉課堂教學法和雨課堂工具進行了不同程度的整合,在确保課程質量的前提下,給學生多種選擇,滿足其不同的學習需求, 從而實現因材施教。

采用上述教學内容、方法和手段的改革後, 可以同時達到一流課程“兩性一度”的标準, 即在高階性方面,實現對學生知識和能力培養的有機融合;在創新性方面,在教學内容中反映學科的前沿進展,同時培養學生的創新意識和能力;在挑戰度方面,對學生提出更高要求, 以幫助學生獲得更大學習成效。

筆者認為,課程質量和學習成效是一流課程最關鍵的要素。要想使得基礎課成為一流課程, 就必須在教師培訓和教學紀律方面恪守底線,牢牢守住課程質量和學習成效的下界;同時在教學内容、教學方法和教學手段方面勇于創新,不斷突破課程質量和學習成效的上界。

固本強基方能行穩緻遠,與時俱進才可實現引領。

轉載聲明|轉自“中國大學教學雜志”微信公衆号

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