以提升学生综合素养为目标的教学设计与实践——基于递推式混合教学模式建构

岳一领，朱艳春，马立峰，张志鸿

（太原科技大学 机械工程学院，山西 太原）

一 引言

在教育部发布的《中国教育现代化2035》和《未来技术学院建设指南（试行）》文件中，都强调以学生为中心的培养机制与评价机制。为深入贯彻上述文件的精神，紧密结合教学组织及教学方法的实际特点，聚焦未来需求，以提高学生综合素质为导向，坚持以学生为中心的宗旨，改进优化本文作者二十多年基层教学中摸索出来的“递推式混合教学模式”，并在疫情防控期间运用于教学实践，为培养“革命性、颠覆性技术人才[1]”而努力。

二 教与学的特点及存在的主要问题

特殊时期全国上下一心积极响应教育部“停课不停教”“停课不停学”的号召，“线上教学”迫在眉睫，客观上讲，这是采取的一种有利举措[2]，尤其是《机械原理》[3]这样一门实践性比较强的专业主干技术基础课程，一门比较适合培养学生创新能力与设计能力的核心课程。如何规划设计好“云课堂”更是一个崭新的课题。通过调查研究，开展线上教学，面临的主要问题有：（1）新学期新课程，老师基本上没有和学生见过面，互相不了解；（2）开课时，学生拿不到纸质版教材；（3）课程实践环节很重要，但在线上教学期间，学生不可能利用到学校的实验室，一些学科竞赛也都延期或停滞、学生很难像线下那样组队做项目；（4）不了解或很难全面评估学生网络学习模式可能具有的困难；（5）特殊时期首次全面线上教学给学生心理带来的影响以及居家学习的动力和弊端；（6）线上线下相结合的“递推式混合教学模式”并不适合这种单纯线上教学模式。鉴于以上问题，针对这次全面推行的线上教学模式，为适应当前教学环境，改革教学法、完善优化教学模式是十分必要的。

图1 全面线上教学期间-改进后的递推式混合教学模式

三 建构以本为本的递推式混合教学模式

递推式混合教学模式[4]的中心内核是以学生为本，按照逐步推进的规律层层递进。本文提出的递推式混合教学模式是对前期提出的递推式混合教学模式[4]的拓展和优化，是在全面线上教学实践中对先前提出的递推式混合教学模式的创新和完善。优化后的递推式混合教学模式模型包括五层，如图1所示。

第一层，学情调研分析是前提。尤其是在全面线上教学期间，了解学生的各方面的情况和想法，以及教与学的效果反馈，才能更有针对性地服务学生。

第二层，将思政教育引入绪论课，挖掘所授课程蕴含的思政元素，实现专业教育与思政教育的融合渗透，是激发学生爱国热情、提升学生社会责任感、认清学习专业知识重要性的动力源。

第三层，通过对话课堂，激发学生的好奇心，唤醒学生自主学习和创新意识[4]；通过精心规划课堂设计、根据全面线上教学期间教与学的特点，让学生参与进来，一起探究和实践新的教学策略和技法，实时互动，提升课堂学习效果。

第四层，问题导向下的思维方式训练。充分采用调研式、启发式、参与式、讨论式、汇报式和总结式的教学方法和手段，培养学生自我学习与钻研的能力，提升专业素质和兴趣。例如课堂上抛出一些具有启迪学生思维，拓展学生思路的问题[4]，让学生课下讨论、思考、查阅文献资料求证，进而提出自己的想法和方案，同时，鼓励学生主动发现问题、探究问题、大胆提出设想，充分发挥创造力和想象力。重点是一定要安排学生在课堂上汇报探究成果，提升学生的自信心和成就感。

第五层，项目驱动，小试牛刀。让学生参与企业遇到的问题、参加学科竞赛、以及申报大学生创新训练（实践）项目等方式，培养学生运用科学原理、科学方法和创新技法拟定机械系统传动方案，设计机械零件、结构、装置的能力，培养学生工程素养和工匠精神，力争达到具有运用工程基础知识和技术解决机械设备或系统方面的复杂工程问题的能力。

递推式混合教学模式通过学情调研知己知彼，思政教育激发学生源动力，对话课堂唤醒学生自主学习和创新意识，问题导向提升学生专业兴趣和探究能力，以及项目驱动小试牛刀，来培养学生工匠精神和创新技能[4]。同时，构建有利于提升大学生专业素养和探究钻研兴趣的生态教学评价体系。学生是否愿意主动学习，一方面，程规划要考虑提升学生学习兴趣和主动性，另一方面，要依赖评价标准的改革，引入具体可行的策略和操作方法，真正落实学生是学习的主体。

四 递推式混合教学模式在疫情期间的教学实践

（一）学情调研分析助力以本为本

在这个特殊的教学环境下，要想实现较好的课堂教学效果和激发学生学习兴趣，就要想尽办法尽可能地了解学生的情况和真实想法，所以每堂课都要开展问卷、投票和讨论等调研和互动。为了提高学生对课程的兴趣，要让学生参与选择使用哪一种课堂教学法，为更具有针对性地服务学生打下坚实基础。如图2所示。

图2 章节知识点掌握程度调查统计图

图3 “正确认识-停课不停学”思政课内容[5]

图4 教学组织形式

（二）将思政教育引入第一堂绪论课

结合全面线上教学时期的特点，将思政教育引入课堂尤为重要，而上好第一堂课是关键。寒假期间，老师收集素材，精心备制了“正确认识-停课不停学”的PPT，引导学生深刻理解“停课不停学”不是指单纯意义上的网上上课，也不只是学校课程的学习。

（三）精心组织在线对话空间课堂

为了提高全面线上教学期间在线课堂的教学效果，积极研究适合线上教学的方法并在实践中应用，提升学生对知识点的关注度，尽可能的降低完全线上教学对教学质量的影响。完全线上教学，老师不能看到居家学生学习的状态，不是每一个学生学习的积极性都那么高，严格要求之外，还要采取一些方法和策略，引导学生主动进行自主学习和自主研究。这对课程教学组织形式（如图4所示）提出了新的要求。通过对章节知识点导引与梳理总结、作业设计、学习过程考核等仔细研究，根据学情反馈和教学效果评估，充分考量教学学时和学生学习强度，合理碎化课程的颗粒度。提出问题让学生思考，如图5所示，课堂上抛出的问题由课上延伸到课下,在讨论区很多同学参与互动。

图5 课堂上抛出的问题

图6 学生的反馈

（四）问题导向下的思维训练案例

遵循《机械原理》课程培养目标[6]，结合生活中的机械问题、课本上有意思的小机构和小命题、线上虚拟仿真实验、实验室实验、课程实践作业、开放性大作业和机械原理课程设计[7]等，将创新思维训练融入课程和实践活动。鼓励学生开展原创性实践活动，培养创造性思维和批判性思维能力，营造创新无边界、思维无界限的人才培养氛围。

在全面线上教学期间，想尽一切可能的线上线下办法，让学生行动起来是课程培养的需要。安排学生在网上、在现实生活中认识零件、机构、机器，帮助学生树立正确的设计思想和理念，提升学生追求创新设计的意识和热情。为达到全面提升学生综合素质的目标，需要将课程从教材内容上向线上和线下资源扩充[8]，从时间上向课外延伸（节假日和寒暑假很重要），从空间上向图书馆、实验室和其他实践场所拓展。早在寒假期间，就以QQ群为平台引导春季开课学生开展自主探究式学习，开学后又结合实践性大作业、开放性大作业、以及高等学校机械工程学科虚拟仿真实验教学平台[5]培养学生实践能力和创新思维。尽量营造居家网上学习如同身处课堂的浓厚学习与创新氛围。结合《机械原理》课程与工程实际结合紧密、且大学生是第一次比较系统地接触机械系统的特点，给封闭在家的大学生在学期开学前布置实践性大作业：在互联网、微信、学习强国APP等媒体上搜索在全面线上教学期间，引起人们关注的机构或机器，达到认知机构和机器的大纲要求。在此基础上，考虑学生居家隔离的处境，本着培养学生实地调查能力、掌握文献资料查询能力、以及培养学生设计和创新等综合能力为目的，又布置了开放性大作业：观察并选择一个家中的小工具、农具、家具（家具中的某个功能）、小电器（小电器中的某个功能）或健身器材（健身器材中的某个功能）等（考虑一下，家里能动的东西，是不是都是机构呢？），拍图片和视频，研究其机构组成情况，并绘制机构运动简图。借助网络工具(图书馆电子资源、超星、专利网等)，查找本产品专利原理分析或相关专利与产品的原理关系，查阅相同功能的产品和专利，并进行比较分析。用仿真软件进行机构（连杆机构、齿轮机构或凸轮机构等）尺寸设计和机构性能分析。图7和图8分别为课程大作业完成情况统计图和学生直播汇报大作业截图。

（五）项目驱动，小试牛刀，抓住时机培养学生的动手能力和实践能力

分享企业工程中遇到的问题,让学生研究并提出解决方案。学生经过老师的引导和自主学习给出方案。如图9所示，为学院老师发布的甘蔗收获机通道问题，学成完成的解决方案。抓住时机将培养大学生创新思维能力、设计能力与实践动手能力融入到课堂互动环节、课下交流环节,引导学生开展自主探究式学习。

图7 课程大作业完成情况统计图

图8 学生直播汇报大作业截图

五 构建有利于提升大学生专业素养和探究兴趣的生态教学评价机制

递推式混合教学模式强调过程的实施效果取决于学生学业成绩评定的形式,考试将不是学生学业成绩评定的唯一形式，平时成绩也不再是提高考试通过率的神器[4]。表1为课程成绩评定权重的设置，目的在于教学生会自己学、会思中学、会做中学[4]。

表1 课程成绩评定权重

六 结语

全面线上教学期间，以及学生重新开始正常的校园学习后，要做好课程衔接，把全面线上教学期间的好的措施转化为平时的常态机制。在学生返校后的面对面教学中，依据前面课堂检测、问卷、作业等互动情况对学过的知识点查缺补漏，完成实时检测和互动，对整个学期的课程数据加以分析和整理，构建有利于提升大学生专业素养和探究兴趣的生态教学评价机制，继续完善递推式混合教学模式模型，以期将经验成果为教学改革提供新思路。

图9 学生完成的项目方案解析