敏捷式教學(xué)的探索與實(shí)踐

李 薇，申小玲，王 磊，3，黑新宏

（1.西安理工大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710048；2.西安理工大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室管理處，陜西 西安 710048；3.陜西理工大學(xué) 數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723001）

0 引言

國以才立，業(yè)以才興。日趨激烈的國際競爭，不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)和新職業(yè)，人口的多樣化、全球化及其對經(jīng)濟(jì)競爭力的影響加劇了社會的挑戰(zhàn)，使當(dāng)前教育體系在應(yīng)對世界挑戰(zhàn)、滿足世界轉(zhuǎn)型所帶來的需求方面已經(jīng)變得越來越困難，高等教育改革已經(jīng)成為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務(wù)。

教育部部長陳寶生指出，大學(xué)生要合理“增負(fù)”，提升大學(xué)生的學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度，合理增加大學(xué)本科課程難度、拓展課程深度、擴(kuò)大課程的可選擇性，真正把“水課”變成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。教育部高等教育司司長吳巖在第十一屆“中國大學(xué)教學(xué)論壇”指出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，是體現(xiàn)“以學(xué)生發(fā)展為中心”理念的“最后一公里”，雖然是教育的微觀問題，但是解決的是戰(zhàn)略大問題。

創(chuàng)新教育教學(xué)模式已經(jīng)成為改革與提升教學(xué)質(zhì)量的必由之路。隨著互聯(lián)網(wǎng)在線教育的興起，學(xué)生獲取知識的途徑越來越多，傳統(tǒng)課堂的參與度有所下降[1]。教學(xué)理念是影響教學(xué)質(zhì)量的主要因素之一，在推動高等教育變軌超車的目標(biāo)指引下，筆者從面向“以能力培養(yǎng)和價值觀的形成”為核心的人才培養(yǎng)目標(biāo)的角度，引入敏捷教學(xué)理念，構(gòu)建個性化（Individualization）、素養(yǎng)（Literacy）、創(chuàng)造力（Creativity）和元學(xué)習(xí)（Metalearning）的ILCM四維度的敏捷式教學(xué)模式，旨在提高學(xué)生的課程參與度，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和自信心，在有限的教學(xué)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識學(xué)習(xí)與能力提升的多輪迭代。

1 敏捷教學(xué)理念的產(chǎn)生和特點(diǎn)

傳統(tǒng)教學(xué)模式是以教師為中心的獨(dú)白式教學(xué)。教師把重點(diǎn)放到知識的容量和知識的難度上，忽略了培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力和多樣化才能，其結(jié)果是學(xué)生只是進(jìn)行表層學(xué)習(xí)[2]，即關(guān)注最基本的知識，盡可能準(zhǔn)確地去復(fù)制這些基本知識，而對學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)策略缺乏思考。

為了解決傳統(tǒng)教學(xué)以教師講授為主、學(xué)生被動接受知識的問題，教育工作者積極探索新的教學(xué)模式，提出了案例教學(xué)模式、啟發(fā)式教學(xué)模式、問題驅(qū)動模式、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式、團(tuán)隊學(xué)習(xí)模式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式等多種模式，新的教學(xué)模式將沉默單向的課堂變成思想碰撞、啟迪智慧的互動場所，已經(jīng)成為大家廣泛的共識。這些教學(xué)模式在加強(qiáng)學(xué)生素質(zhì)，提高學(xué)生專業(yè)技能等方面表現(xiàn)出各自的優(yōu)勢。然而，當(dāng)前迅速變化的信息化社會需要的是具備適應(yīng)未來技術(shù)與社會變化的可持續(xù)競爭力的人才。現(xiàn)有的教學(xué)模式、教育環(huán)境和學(xué)習(xí)環(huán)境難以實(shí)現(xiàn)既要通過教育快速提升學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)，培養(yǎng)合格的畢業(yè)生，又要努力保持和提升學(xué)生在其終生職業(yè)生涯中的可持續(xù)競爭力與勝任力[3]。因此，中國“計算機(jī)教育20人論壇”在研討面向可持續(xù)競爭力的計算機(jī)人才培養(yǎng)與未來10～15年的教育新模式的基礎(chǔ)上，提出了全新的“敏捷教學(xué)（Agile Education）”理念?！懊艚萁虒W(xué)”是以學(xué)生發(fā)展為中心，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識學(xué)習(xí)和能力提升為目標(biāo)，具有高度靈活性和動態(tài)適應(yīng)性的一種教學(xué)新形態(tài)。

敏捷理念不是盲目的“敏捷”與“快速”，而是在保證穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上快速響應(yīng)和靈活調(diào)整。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，敏捷教學(xué)的特點(diǎn)主要有：①快速、靈活組織教學(xué)資源，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)的快速交替迭代和精準(zhǔn)協(xié)同優(yōu)化；②以學(xué)生發(fā)展為中心，將理論、技術(shù)和實(shí)踐教學(xué)交叉并行和快速重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識學(xué)習(xí)和能力提升的多輪迭代；③通過教育資源的高效協(xié)同，包括不同高校教學(xué)資源協(xié)同、產(chǎn)學(xué)合作教學(xué)協(xié)同、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源協(xié)同等，促進(jìn)學(xué)生知識快速更新，實(shí)現(xiàn)交叉協(xié)同教學(xué)。目前，國內(nèi)外教育工作者在教學(xué)過程中已經(jīng)引入具有敏捷教學(xué)特點(diǎn)的教學(xué)模式，如開環(huán)（斯坦福大學(xué)2025計劃提出）大學(xué)與未來教育、慕課（MOOC）教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)、聯(lián)通主義網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同模式、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育等[4]。

2 敏捷式教學(xué)的構(gòu)建與應(yīng)用

敏捷概念來自制造領(lǐng)域和軟件工程領(lǐng)域，敏捷軟件開發(fā)方法，即以用戶需求進(jìn)化為核心，采用迭代、循序漸進(jìn)的方法進(jìn)行軟件開發(fā)，提高軟件開發(fā)效率。目前，敏捷教學(xué)理念在教育領(lǐng)域日益流行，是以學(xué)生發(fā)展為中心，通過理論、技術(shù)、實(shí)踐教學(xué)的交叉并行與快速重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)知識學(xué)習(xí)與能力提升的多輪迭代，具有高度靈活性和動態(tài)適應(yīng)性的一種教學(xué)新形態(tài)[4]。教學(xué)是教和學(xué)的組合，是教和學(xué)的雙邊活動，教是為學(xué)服務(wù)的、學(xué)是教學(xué)的核心。教學(xué)的重心在學(xué)而不在教，因此，教學(xué)應(yīng)該是基于學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)。課堂不是教師表演的舞臺，而是學(xué)生表演的舞臺。教學(xué)應(yīng)該圍繞學(xué)生進(jìn)行組織、設(shè)計并展開，少教多學(xué)，教學(xué)相長。以C語言程序設(shè)計課程為例，在實(shí)際教學(xué)中主要存在以下幾個方面的問題：①C語言程序設(shè)計是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，學(xué)生在有限的課時內(nèi)既要掌握語法規(guī)則，又要動手編寫程序，這對于沒有程序設(shè)計基礎(chǔ)的學(xué)生顯得比較困難；②在程序設(shè)計過程中，學(xué)生遇到問題常常不知如何下手，只會求助于教師，學(xué)習(xí)積極性不高；③評價體系單一，以筆試為主的期末考試側(cè)重于理論知識的考核，不能有效考核學(xué)生的編程能力。

為了適應(yīng)不同學(xué)生的特點(diǎn)和需求，提高學(xué)生的綜合能力，在深入研究經(jīng)典教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，充分挖掘已有教學(xué)模式的優(yōu)勢，構(gòu)建ILCM四維度的敏捷式教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)以教為主向以學(xué)為主的轉(zhuǎn)變，將學(xué)習(xí)的權(quán)利和責(zé)任還給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能和創(chuàng)造潛能。以C語言程序設(shè)計課程為例，ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式由個性化學(xué)習(xí)、評價、小組研討、全班共學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用等環(huán)節(jié)組成，目的是通過“增量交付”作業(yè)、師生互動反饋、“迭代式”實(shí)踐和持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握由淺到深，對能力的培養(yǎng)由弱到強(qiáng)的漸進(jìn)式增長（如圖1所示）。

以C語言程序設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容中的函數(shù)一章為例，個性化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)（1）—（3）、評價（4）、小組研討環(huán)節(jié)（5）、全班共學(xué)環(huán)節(jié)（6）—（8）、實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)（9）—（11）和評價（12）的具體步驟如下。

（1）MOOCs學(xué)習(xí)：在上課之前，學(xué)生首先進(jìn)行函數(shù)的MOOCs學(xué)習(xí)，理解模塊化程序設(shè)計的基本思想和實(shí)現(xiàn)方法、掌握函數(shù)的定義和調(diào)用方法，理解實(shí)參和形參的結(jié)合方式；并將學(xué)生分為若干個小組。

（2）自主學(xué)習(xí)：學(xué)生通過觀看視頻對函數(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

（3）自我測試：學(xué)生完成視頻中的相關(guān)測試。

（4）評價：教師對學(xué)生的測試結(jié)果進(jìn)行評估，根據(jù)評估結(jié)果動態(tài)增加作業(yè)量。

圖1 ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式

（5）討論學(xué)習(xí)：每個小組思考、討論教師布置的任務(wù)，并給出相應(yīng)的解決方案。這一環(huán)節(jié)可以引導(dǎo)學(xué)生積極思考、討論、交流，從認(rèn)識知識到消化知識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

（6）重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：教師根據(jù)學(xué)生小組研討的結(jié)果，掌握學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)對知識的理解程度。在此基礎(chǔ)上，采用講授法教學(xué)模式，對學(xué)生不理解的知識點(diǎn)、重要的知識點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解。例如，在定義函數(shù)時，如何根據(jù)要解決的問題確定參數(shù)的個數(shù)和類型；強(qiáng)調(diào)參數(shù)在傳遞時，實(shí)參和形參必須個數(shù)相等、類型一致、按照順序一一對應(yīng)結(jié)合；對于一個復(fù)雜的問題，如何進(jìn)行分解，設(shè)計相應(yīng)的函數(shù)，函數(shù)之間的關(guān)系是什么？學(xué)生學(xué)習(xí)有一個過程，每個學(xué)生對知識的認(rèn)識能力不同。教師通過對重點(diǎn)及難點(diǎn)知識的講解，可以拓寬學(xué)生思路、加深學(xué)生對知識的理解。

（7）總結(jié)評價：教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價，指出學(xué)生在學(xué)習(xí)時存在的問題并給出相應(yīng)的建議，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對知識進(jìn)行感悟，在感悟過程中培養(yǎng)創(chuàng)新能力。此外，進(jìn)一步總結(jié)和強(qiáng)調(diào)本節(jié)課需要掌握的知識點(diǎn)，要求學(xué)生思考、理解所學(xué)知識，將外在的知識轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的知識。

（8）布置任務(wù)：布置具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，需要進(jìn)行深入思考、探索、研究和討論，將任務(wù)轉(zhuǎn)化為知識，進(jìn)而升華為能力。

（9）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證理論教學(xué)中的原理、方法等，目的是掌握基本的程序設(shè)計思想，加深理解課堂中所學(xué)習(xí)的知識。

（10）綜合實(shí)驗(yàn)：綜合實(shí)驗(yàn)是綜合課程的相關(guān)知識點(diǎn)，具有一定難度和復(fù)雜度的實(shí)驗(yàn)，如設(shè)計一個圖書管理系統(tǒng)，完成的功能有圖書信息的錄入、瀏覽圖書信息、插入圖書、刪除圖書、更新圖書信息等。

（11）小答辯：小答辯的目的在于對學(xué)生的綜合表達(dá)與自我展示能力進(jìn)行初步的訓(xùn)練。小答辯有助于學(xué)生根據(jù)自己的理解，從不同角度設(shè)計程序和發(fā)表意見，這既是理解的重要標(biāo)志，也是從理解到創(chuàng)新的關(guān)鍵一步。

（12）評價：教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行評價，在肯定學(xué)生學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上，指出學(xué)生存在的問題；通過迭代式實(shí)踐和持續(xù)改進(jìn)過程，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解知識、提高能力。對于學(xué)生，持續(xù)改進(jìn)自己存在的問題；對于教師，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是以學(xué)生掌握知識的數(shù)量為主，敏捷式教學(xué)模式將關(guān)注學(xué)生對知識的理解程度以及運(yùn)用知識的素養(yǎng)，即能力和元學(xué)習(xí)。能力和知識密切相關(guān)，沒有能力培養(yǎng)，學(xué)生只是被動地學(xué)習(xí)知識，學(xué)生僅僅是知道知識、記住知識，而沒有消化、遷移和創(chuàng)造，因而知識只是停留在表層，而沒有被深層次地理解。能力是知識經(jīng)過積累、沉淀、改造和內(nèi)化得到的。元學(xué)習(xí)也稱為學(xué)會學(xué)習(xí)、批判性反思和元認(rèn)識。元學(xué)習(xí)是對思維進(jìn)行反思的過程，即通過建立學(xué)習(xí)目標(biāo)、運(yùn)用學(xué)習(xí)策略和反饋回路，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)和促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移[5]。如何培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力呢？在ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式中，個性化學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)通過鼓勵學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立意識，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)學(xué)生對知識的理解和批判性思維。為了提高學(xué)生對知識理解的深度和寬度，筆者采用合作性學(xué)習(xí)模式，即小組研討和全班共學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的知識和能力的螺旋性增長。小組研討環(huán)節(jié)有助于加強(qiáng)學(xué)生之間的交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作技能。在討論中迸發(fā)思想火花，有助于學(xué)生展開思維，獲取知識；在全班學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中，教師通過對重點(diǎn)及難點(diǎn)知識的講解，保證學(xué)生知識的系統(tǒng)性、連貫性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力，以及將理論知識應(yīng)用于問題求解的能力。

學(xué)習(xí)的主要目的是將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際，并在應(yīng)用過程中能夠有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)新，這是實(shí)現(xiàn)知識和能力迭代式增長的主要階段。在教學(xué)過程中可以采用迭代式實(shí)踐環(huán)節(jié)，即實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)學(xué)生的應(yīng)用學(xué)習(xí)。實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和小答辯三部分?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生樹立自信心，培養(yǎng)學(xué)生形成概念和解決問題的能力，以及學(xué)生學(xué)會提出問題的能力。綜合實(shí)驗(yàn)主要用來考查學(xué)生對問題的分析和描述能力，知識融會貫通能力，解決方案的設(shè)計能力，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和實(shí)施能力，以及培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作的基本素質(zhì)和學(xué)生核心素養(yǎng)。在小答辯環(huán)節(jié)中，學(xué)生用自己的語言闡述自己的認(rèn)識和理解，一方面能夠有效地促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考，將書本知識轉(zhuǎn)化為自己的知識，從而更深層次地理解知識、運(yùn)用知識；另一方面通過表達(dá)，知識才能被激活，進(jìn)而轉(zhuǎn)化、升華為能力，否則學(xué)生吸收的可能只是惰性的知識，而不是活性的知識[6]。此外，答辯過程也能夠暴露出學(xué)生在理解過程中的認(rèn)知錯誤，便于教師及時糾正。通過迭代式實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生動手、思考和感悟知識，使其形成一種有效的學(xué)習(xí)行為或思維活動，進(jìn)而形成學(xué)識上的素養(yǎng)。此外，通過實(shí)踐應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生提出新問題，冒出新創(chuàng)新，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的素養(yǎng)。

3 教學(xué)效果分析

為了檢驗(yàn)ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式的教學(xué)效果，筆者選擇了2個專業(yè)的學(xué)生，分別進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)模式和ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式，并在教學(xué)過程中分3個階段對學(xué)生進(jìn)行測試。第1階段測試的內(nèi)容是C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)知識、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)，主要考核學(xué)生對知識的掌握程度；第2階段測試的內(nèi)容是程序設(shè)計，主要包括循環(huán)結(jié)構(gòu)、函數(shù)、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體，重點(diǎn)考核學(xué)生的編程能力；第3階段即期末測試，通過在線考試系統(tǒng)考核知識的掌握和綜合程序設(shè)計能力。采用傳統(tǒng)教學(xué)模式和ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式的學(xué)生在3個階段學(xué)習(xí)成果評價對比如圖2所示。

圖2 教學(xué)效果對比

圖2表明，第1階段采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的學(xué)生掌握程度好，這是因?yàn)榈?階段主要是測試基本概念的掌握程度，傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師的講解為主，教師的詳細(xì)講解有助于學(xué)生很快地理解知識并記憶。ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式采取的是“自主學(xué)習(xí)—小組研討—指導(dǎo)”模式，學(xué)習(xí)是學(xué)生主動、獨(dú)立地學(xué)習(xí)，而不是被動地學(xué)。因此，學(xué)生對知識的掌握程度與個人的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)能力有關(guān)。學(xué)習(xí)方法好、能力強(qiáng)的學(xué)生，掌握的比較好；反之，學(xué)習(xí)方法差、能力弱的學(xué)生，則掌握的比較差。第2階段不僅檢測知識的掌握，還有能力測試，這時采用ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式的學(xué)生成績比采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的學(xué)生成績高。這是因?yàn)榻?jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，學(xué)生對新知識的消化能力、新思維的涌現(xiàn)能力、學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力逐步增強(qiáng)，并且?guī)熒g的互動、迭代式實(shí)踐過程和學(xué)生對自己學(xué)習(xí)的持續(xù)改進(jìn)等環(huán)節(jié)有效地提高了學(xué)習(xí)效率。第3階段的期末測試結(jié)果表明，ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式通過個性化學(xué)習(xí)、小組研討、全班共學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)，有助于引導(dǎo)學(xué)生將外在的知識轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的知識、能力，提高了學(xué)生的分析問題能力、求解復(fù)雜工程問題能力和創(chuàng)新能力，因此采用ILCM四維度敏捷式教學(xué)模式的學(xué)生學(xué)習(xí)成果比采用傳統(tǒng)教學(xué)模式的學(xué)生學(xué)習(xí)成果有了顯著提高。

4 結(jié)語

科技的發(fā)展正在以無法預(yù)計和不可估量的方式持續(xù)發(fā)生交互和演化，這就要求我們必須構(gòu)建有效教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力和多樣化才能，使他們能夠迎接未來的挑戰(zhàn)。在“知識、能力、素養(yǎng)”的目標(biāo)驅(qū)動下，通過構(gòu)建敏捷式教學(xué)模式，即個性化學(xué)習(xí)、小組研討、全班共學(xué)和實(shí)踐應(yīng)用提高學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)[7]，確定高層次的認(rèn)知目標(biāo)，培養(yǎng)高級思維能力，在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行反思和元認(rèn)識，使學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)而解決復(fù)雜的、不確定性的現(xiàn)實(shí)問題。