“以學為中心”人才培養模式在教學中的探索

李春梅 陳妍慧 尹德忠

[摘 要] 為培養新工科背景下創新型、應用型、復合型人才，引入“以學為中心”的教學理念，改變傳統“以教為中心”的教學模式，將學生作為學習的主體，教師參與輔助指導，提升學生的學習積極性和課堂參與度，形成學生為主、教師為輔的教學模式，促進學生獨立思考，培養學生分析問題、解決問題的能力，提升教學質量和人才培養效果。從教學目標調整、線上與線下相結合的教學方式改進和評價方式優化三方面，在“普通化學實驗”教學中進行了改革探索。

[關鍵詞] 以學為中心;新工科;教學模式;化學實驗

[基金項目] 2020年度國家自然科學基金“基于雙重可逆非共價鍵構筑高強高韌室溫快速自修復彈性體及性能研究”（21905227）;2020年度西北工業大學校級教育教學改革研究項目“‘普通化學實驗線上線下混合式教學模式研究”（2020JGY30）

[作者簡介] 李春梅（1989—），女，陜西西安人，博士，西北工業大學化學與化工學院助理研究員，碩士生導師，主要從事自修復聚合物研究;陳妍慧（1986—），女，陜西西安人，博士，西北工業大學化學與化工學院教授，博士生導師，主要從事高分子加工研究;尹德忠（1973—），男，陜西西安人，博士，西北工業大學化學與化工學院化學實驗中心主任，教授，博士生導師，主要從事相變材料研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）20-0081-04? ?[收稿日期] 2021-01-01

一、引言

改變傳統的實驗教學模式，推動實驗教學方法和教學手段的更新，使學生由被動接受知識到主動求知，培養創新型、多樣性人才，是新工科背景下人才培養的核心[1]。傳統的實驗教學是以教為主，教師講，學生聽，學生按照實驗步驟按部就班，完成實驗內容和實驗報告，缺乏創新能力、主動性和求知欲的培養。“以學為中心”的教學模式包括學生和學習兩個重要維度，更加關注學生知識、能力、素質等方面的收益，以學生的學習結果為評價標準，包括學生學到了什么知識，獲得了什么能力，培養了什么綜合素質。以此為目標的教學須遵從“以學為本，少教多學，以學定教”。通過“以學為中心”教學模式的轉變，可提升教學效果，使學生獲得有意義的學習，更能培養學生的創新、實踐、動手能力，進一步提高綜合素質。

“以學為中心”的教學理念源于美國20世紀90年代中期[2]，之后在西方國家迅速發展，成為主流教育理念及教學模式。近年來，該教育模式也得到國內教育界的廣泛關注[3，4]。“以學為中心”的術語越來越多地進入人們的視野，以此為目的的課程改革以及培養模式逐漸被應用到教學實踐中[5-7]。教師可通過引導學生自行設計實驗調動學生的積極性，發揮學生的主動性和創造性。通過課前活動和生活案例引導學生參與課前預習，以解決問題代替實驗模仿，最終形成主動參與、樂于探究、勤于動手、掌握收集資料進行分析并獲取新知識的能力。這種模式不僅能實現獲取核心知識、學以致用的知識目標和技能目標，而且在全程參與中培養學生深度分析、大膽質疑、探索前沿的方法。同時，課程實施中強調人性維度、志趣情懷塑造等情感目標，最終達成知識與技能、過程與方法和情感態度與價值觀的三維目標，更符合新工科背景下對創新型人才的培養要求。

化學是一門實驗性和實踐性科學，化學實驗教學是高校化學教育的重要組成部分，與理論教學相輔相成。西北工業大學“普通化學實驗”是一門面向全校工科和理科學生開展的公共實驗必修課，每年選課人數超過600人。實驗課教學不僅是學生驗證、鞏固理論知識和提高動手能力的重要環節，更是培養學生觀察問題、分析問題、解決問題以及創新意識培養的關鍵步驟，旨在培養一批創新能力強、具有較強工程實踐能力的人才。

當前，我校普通化學實驗仍以實驗室集中教學為主，能在相對較短的時間內訓練和提高大量學生的基本實驗操作技能。雖然教師精心準備了實驗課教案、課堂設計和實驗器具，也全程操作，向學生演示實驗流程及注意事項，但這種教學方式在實施過程中存在以下弊端：（1）實驗前，獨立預習，缺少交流，理解片面。現有教學模式中，雖通過實驗報告的預習部分督促學生預習實驗，但預習過程中，學生僅看實驗教材和課本，往往印象僅停留在部分文字、圖片等碎片化知識上，缺乏對實驗具體實施的直觀認識。（2）實驗中，課時有限，疲于模仿，機械操作。普化實驗課的每個實驗僅有2學時，課堂上，教師先講解實驗原理、裝置搭接、操作過程和注意事項，學生根據實驗指導書和教師講解完成實驗過程。實驗課上，學生基本都是小心模仿、機械操作，無暇顧及實驗設計基本理論原理、需要掌握的基本技能甚至是安全知識，遇到問題不會分析，急于求助老師。（3）實驗后，完成報告，缺乏思考，參與度低。由于實驗過程中學生缺乏深入思考，按部就班完成實驗，填寫實驗結果，通常也難以認真分析處理實驗數據，總結歸納實驗收獲，實驗討論部分完成度差。

針對上述問題，本文嘗試將“以教為中心”的教學模式轉變為“以學為中心”，并通過教學目標調整、改進線上（視頻、課件等）與線下（課堂教學、師生互動）相結合的教學方式和優化評價方式三方面增強課程的設計性、互動性和拓展創新性，提高學生的學習積極性和學習效果，提升“普通化學實驗”教學效果，如圖1所示。

二、調整實驗教學目標

課程的教學目標決定了課程的教學模式，從傳統的“以教為主”轉變成“以學為中心”的教學理念，必須對教學目標有所調整。基于“以學為中心”的教學理念，必須重視學生分析問題、主動獲取知識、解決問題的能力。因此，實驗的目的不是模仿和取得好成績，也不是讓學生記住幾個化學反應，而是通過實驗，讓學生形成自己看問題的思維方式，養成分析問題、善于思考、動手解決問題的能力，教會他們能夠通過化學知識分析生活和社會中面臨的難題。在實驗課程教學前，應讓學生清楚本次實驗課的目的，這樣才能讓學生輕松學習、主動學習，也可促進師生更好地溝通、互動，提高教學效果。因此，課程設計中，首先對教學目標進行調整，將實驗課的實驗操作、設備搭建、問題分析切入方式和解決問題的理論知識提前做成課程文檔，讓學生在課前完成基本知識的輸入，提出問題，引導學生將學習重點從實驗報告完成和成績上轉移到實驗前、實驗中和實驗后整個學習過程中知識體系的構建、實驗技能的掌握和學習能力的提升，做好充分準備，積極參與課程。