敏捷式教学的探索与实践

李 薇，申小玲，王 磊，3，黑新宏

（1.西安理工大学 计算机科学与工程学院，陕西 西安 710048；2.西安理工大学 实验室管理处，陕西 西安 710048；3.陕西理工大学 数学与计算机科学学院，陕西 汉中 723001）

0 引言

国以才立，业以才兴。日趋激烈的国际竞争，不断涌现的新技术和新职业，人口的多样化、全球化及其对经济竞争力的影响加剧了社会的挑战，使当前教育体系在应对世界挑战、满足世界转型所带来的需求方面已经变得越来越困难，高等教育改革已经成为国家发展的重要战略任务。

教育部部长陈宝生指出，大学生要合理“增负”，提升大学生的学业挑战度，合理增加大学本科课程难度、拓展课程深度、扩大课程的可选择性，真正把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。教育部高等教育司司长吴岩在第十一届“中国大学教学论坛”指出，课程是人才培养的核心要素，是体现“以学生发展为中心”理念的“最后一公里”，虽然是教育的微观问题，但是解决的是战略大问题。

创新教育教学模式已经成为改革与提升教学质量的必由之路。随着互联网在线教育的兴起，学生获取知识的途径越来越多，传统课堂的参与度有所下降[1]。教学理念是影响教学质量的主要因素之一，在推动高等教育变轨超车的目标指引下，笔者从面向“以能力培养和价值观的形成”为核心的人才培养目标的角度，引入敏捷教学理念，构建个性化（Individualization）、素养（Literacy）、创造力（Creativity）和元学习（Metalearning）的ILCM四维度的敏捷式教学模式，旨在提高学生的课程参与度，提升学生学习的自主性和自信心，在有限的教学周期内实现学生知识学习与能力提升的多轮迭代。

1 敏捷教学理念的产生和特点

传统教学模式是以教师为中心的独白式教学。教师把重点放到知识的容量和知识的难度上，忽略了培养学生的适应能力和多样化才能，其结果是学生只是进行表层学习[2]，即关注最基本的知识，尽可能准确地去复制这些基本知识，而对学习目的、学习策略缺乏思考。

为了解决传统教学以教师讲授为主、学生被动接受知识的问题，教育工作者积极探索新的教学模式，提出了案例教学模式、启发式教学模式、问题驱动模式、基于项目学习模式、团队学习模式、翻转课堂教学模式等多种模式，新的教学模式将沉默单向的课堂变成思想碰撞、启迪智慧的互动场所，已经成为大家广泛的共识。这些教学模式在加强学生素质，提高学生专业技能等方面表现出各自的优势。然而，当前迅速变化的信息化社会需要的是具备适应未来技术与社会变化的可持续竞争力的人才。现有的教学模式、教育环境和学习环境难以实现既要通过教育快速提升学生的知识、能力和素质，培养合格的毕业生，又要努力保持和提升学生在其终生职业生涯中的可持续竞争力与胜任力[3]。因此，中国“计算机教育20人论坛”在研讨面向可持续竞争力的计算机人才培养与未来10～15年的教育新模式的基础上，提出了全新的“敏捷教学（Agile Education）”理念。“敏捷教学”是以学生发展为中心，以实现学生知识学习和能力提升为目标，具有高度灵活性和动态适应性的一种教学新形态。

敏捷理念不是盲目的“敏捷”与“快速”，而是在保证稳定性的基础上快速响应和灵活调整。与传统教学模式相比，敏捷教学的特点主要有：①快速、灵活组织教学资源，促进教学内容与环节的快速交替迭代和精准协同优化；②以学生发展为中心，将理论、技术和实践教学交叉并行和快速重构，实现学生知识学习和能力提升的多轮迭代；③通过教育资源的高效协同，包括不同高校教学资源协同、产学合作教学协同、网络教学资源协同等，促进学生知识快速更新，实现交叉协同教学。目前，国内外教育工作者在教学过程中已经引入具有敏捷教学特点的教学模式，如开环（斯坦福大学2025计划提出）大学与未来教育、慕课（MOOC）教学、翻转课堂和混合式教学、联通主义网络学习、产学合作协同模式、创新创业教育等[4]。

2 敏捷式教学的构建与应用

敏捷概念来自制造领域和软件工程领域，敏捷软件开发方法，即以用户需求进化为核心，采用迭代、循序渐进的方法进行软件开发，提高软件开发效率。目前，敏捷教学理念在教育领域日益流行，是以学生发展为中心，通过理论、技术、实践教学的交叉并行与快速重构，实现知识学习与能力提升的多轮迭代，具有高度灵活性和动态适应性的一种教学新形态[4]。教学是教和学的组合，是教和学的双边活动，教是为学服务的、学是教学的核心。教学的重心在学而不在教，因此，教学应该是基于学生学习的教学。课堂不是教师表演的舞台，而是学生表演的舞台。教学应该围绕学生进行组织、设计并展开，少教多学，教学相长。以C语言程序设计课程为例，在实际教学中主要存在以下几个方面的问题：①C语言程序设计是一门实践性很强的课程，学生在有限的课时内既要掌握语法规则，又要动手编写程序，这对于没有程序设计基础的学生显得比较困难；②在程序设计过程中，学生遇到问题常常不知如何下手，只会求助于教师，学习积极性不高；③评价体系单一，以笔试为主的期末考试侧重于理论知识的考核，不能有效考核学生的编程能力。

为了适应不同学生的特点和需求，提高学生的综合能力，在深入研究经典教学模式的基础上，充分挖掘已有教学模式的优势，构建ILCM四维度的敏捷式教学模式，实现以教为主向以学为主的转变，将学习的权利和责任还给学生，激发学生的学习潜能和创造潜能。以C语言程序设计课程为例，ILCM四维度敏捷式教学模式由个性化学习、评价、小组研讨、全班共学和实践应用等环节组成，目的是通过“增量交付”作业、师生互动反馈、“迭代式”实践和持续改进，实现学生对知识的掌握由浅到深，对能力的培养由弱到强的渐进式增长（如图1所示）。

以C语言程序设计课程教学内容中的函数一章为例，个性化学习环节（1）—（3）、评价（4）、小组研讨环节（5）、全班共学环节（6）—（8）、实践应用环节（9）—（11）和评价（12）的具体步骤如下。

（1）MOOCs学习：在上课之前，学生首先进行函数的MOOCs学习，理解模块化程序设计的基本思想和实现方法、掌握函数的定义和调用方法，理解实参和形参的结合方式；并将学生分为若干个小组。

（2）自主学习：学生通过观看视频对函数进行自主学习。

（3）自我测试：学生完成视频中的相关测试。

（4）评价：教师对学生的测试结果进行评估，根据评估结果动态增加作业量。

图1 ILCM四维度敏捷式教学模式

（5）讨论学习：每个小组思考、讨论教师布置的任务，并给出相应的解决方案。这一环节可以引导学生积极思考、讨论、交流，从认识知识到消化知识，培养学生的探究能力。

（6）重点、难点分析：教师根据学生小组研讨的结果，掌握学生通过自主学习对知识的理解程度。在此基础上，采用讲授法教学模式，对学生不理解的知识点、重要的知识点和难点进行讲解。例如，在定义函数时，如何根据要解决的问题确定参数的个数和类型；强调参数在传递时，实参和形参必须个数相等、类型一致、按照顺序一一对应结合；对于一个复杂的问题，如何进行分解，设计相应的函数，函数之间的关系是什么？学生学习有一个过程，每个学生对知识的认识能力不同。教师通过对重点及难点知识的讲解，可以拓宽学生思路、加深学生对知识的理解。

（7）总结评价：教师对学生的学习结果进行评价，指出学生在学习时存在的问题并给出相应的建议，引导学生在学习过程中对知识进行感悟，在感悟过程中培养创新能力。此外，进一步总结和强调本节课需要掌握的知识点，要求学生思考、理解所学知识，将外在的知识转化为内在的知识。

（8）布置任务：布置具有挑战性的任务，学生在完成任务的过程中，需要进行深入思考、探索、研究和讨论，将任务转化为知识，进而升华为能力。

（9）基础实验：基础实验主要是验证理论教学中的原理、方法等，目的是掌握基本的程序设计思想，加深理解课堂中所学习的知识。

（10）综合实验：综合实验是综合课程的相关知识点，具有一定难度和复杂度的实验，如设计一个图书管理系统，完成的功能有图书信息的录入、浏览图书信息、插入图书、删除图书、更新图书信息等。

（11）小答辩：小答辩的目的在于对学生的综合表达与自我展示能力进行初步的训练。小答辩有助于学生根据自己的理解，从不同角度设计程序和发表意见，这既是理解的重要标志，也是从理解到创新的关键一步。

（12）评价：教师对学生的实验情况进行评价，在肯定学生学习成果的基础上，指出学生存在的问题；通过迭代式实践和持续改进过程，帮助学生进一步理解知识、提高能力。对于学生，持续改进自己存在的问题；对于教师，持续改进教学模式，优化教学内容。

传统的教学模式主要是以学生掌握知识的数量为主，敏捷式教学模式将关注学生对知识的理解程度以及运用知识的素养，即能力和元学习。能力和知识密切相关，没有能力培养，学生只是被动地学习知识，学生仅仅是知道知识、记住知识，而没有消化、迁移和创造，因而知识只是停留在表层，而没有被深层次地理解。能力是知识经过积累、沉淀、改造和内化得到的。元学习也称为学会学习、批判性反思和元认识。元学习是对思维进行反思的过程，即通过建立学习目标、运用学习策略和反馈回路，提升学生的学习素养和促进学生的学习迁移[5]。如何培养学生的独立学习能力呢？在ILCM四维度敏捷式教学模式中，个性化学习环节通过鼓励学生独立学习，增强学生的独立意识，培养学生的独立学习能力，加强学生对知识的理解和批判性思维。为了提高学生对知识理解的深度和宽度，笔者采用合作性学习模式，即小组研讨和全班共学，实现学生的知识和能力的螺旋性增长。小组研讨环节有助于加强学生之间的交流与合作，培养学生的团队合作技能。在讨论中迸发思想火花，有助于学生展开思维，获取知识；在全班学习环节中，教师通过对重点及难点知识的讲解，保证学生知识的系统性、连贯性，培养学生的学科思维能力，以及将理论知识应用于问题求解的能力。

学习的主要目的是将所学知识应用于实际，并在应用过程中能够有所发现、有所创新，这是实现知识和能力迭代式增长的主要阶段。在教学过程中可以采用迭代式实践环节，即实践应用环节实现学生的应用学习。实践应用环节包括基础实验、综合实验和小答辩三部分。基础实验有助于学生树立自信心，培养学生形成概念和解决问题的能力，以及学生学会提出问题的能力。综合实验主要用来考查学生对问题的分析和描述能力，知识融会贯通能力，解决方案的设计能力，系统实现和实施能力，以及培养团队协作的基本素质和学生核心素养。在小答辩环节中，学生用自己的语言阐述自己的认识和理解，一方面能够有效地促进学生独立思考，将书本知识转化为自己的知识，从而更深层次地理解知识、运用知识；另一方面通过表达，知识才能被激活，进而转化、升华为能力，否则学生吸收的可能只是惰性的知识，而不是活性的知识[6]。此外，答辩过程也能够暴露出学生在理解过程中的认知错误，便于教师及时纠正。通过迭代式实践环节，学生动手、思考和感悟知识，使其形成一种有效的学习行为或思维活动，进而形成学识上的素养。此外，通过实践应用，激发学生提出新问题，冒出新创新，进而培养学生创新的素养。

3 教学效果分析

为了检验ILCM四维度敏捷式教学模式的教学效果，笔者选择了2个专业的学生，分别进行传统教学模式和ILCM四维度敏捷式教学模式，并在教学过程中分3个阶段对学生进行测试。第1阶段测试的内容是C语言程序设计基础知识、顺序结构、选择结构，主要考核学生对知识的掌握程度；第2阶段测试的内容是程序设计，主要包括循环结构、函数、数组、结构体，重点考核学生的编程能力；第3阶段即期末测试，通过在线考试系统考核知识的掌握和综合程序设计能力。采用传统教学模式和ILCM四维度敏捷式教学模式的学生在3个阶段学习成果评价对比如图2所示。

图2 教学效果对比

图2表明，第1阶段采用传统教学模式的学生掌握程度好，这是因为第1阶段主要是测试基本概念的掌握程度，传统教学模式以教师的讲解为主，教师的详细讲解有助于学生很快地理解知识并记忆。ILCM四维度敏捷式教学模式采取的是“自主学习—小组研讨—指导”模式，学习是学生主动、独立地学习，而不是被动地学。因此，学生对知识的掌握程度与个人的学习方法和学习能力有关。学习方法好、能力强的学生，掌握的比较好；反之，学习方法差、能力弱的学生，则掌握的比较差。第2阶段不仅检测知识的掌握，还有能力测试，这时采用ILCM四维度敏捷式教学模式的学生成绩比采用传统教学模式的学生成绩高。这是因为经过一段时间的学习，学生对新知识的消化能力、新思维的涌现能力、学习能力和解决问题的能力逐步增强，并且师生之间的互动、迭代式实践过程和学生对自己学习的持续改进等环节有效地提高了学习效率。第3阶段的期末测试结果表明，ILCM四维度敏捷式教学模式通过个性化学习、小组研讨、全班共学和实践应用环节，有助于引导学生将外在的知识转化为内在的知识、能力，提高了学生的分析问题能力、求解复杂工程问题能力和创新能力，因此采用ILCM四维度敏捷式教学模式的学生学习成果比采用传统教学模式的学生学习成果有了显著提高。

4 结语

科技的发展正在以无法预计和不可估量的方式持续发生交互和演化，这就要求我们必须构建有效教学模式，优化教学内容，培养学生的适应能力和多样化才能，使他们能够迎接未来的挑战。在“知识、能力、素养”的目标驱动下，通过构建敏捷式教学模式，即个性化学习、小组研讨、全班共学和实践应用提高学生的学习素养，引导学生进行深度学习[7]，确定高层次的认知目标，培养高级思维能力，在学习过程中进行反思和元认识，使学生能够对所学知识进行创新，进而解决复杂的、不确定性的现实问题。