以學生為中心思想下“4C”理念和Aero?Racing模式的創(chuàng)新與實踐

劉永欣　宋祥波　張健

［摘 要］為了促進學生知識學習與能力培養(yǎng)的有機結(jié)合，文章圍繞以學生為中心思想，在總結(jié)經(jīng)典教育理論與現(xiàn)代教學方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合國際教育領(lǐng)域中基于能力教育和國際民航組織基于能力培訓的概念，提出了工程教育類專業(yè)的“4C”理念——能力至上（Competency）、深耕細做（Cultivation）、學以致用（Conduction）、知識建構(gòu)（Constructivism）。在此理念指導(dǎo)下，課題組構(gòu)建了Aero?Racing［嘗試（Attempt）—探索（Explore）—研究（Research）—操作（Operate）—復(fù)盤（Rethink）—評估（Assessment）—質(zhì)疑（Challenge）—創(chuàng)新（Innovate）—生成（Generate）］的學習模式。課題組以民航交通運輸專業(yè)為依托，開發(fā)了課程智慧學習平臺，對“4C”理念和Aero-Racing模式進行實踐與應(yīng)用。對管制規(guī)則與程序課程學習數(shù)據(jù)的分析表明，采用“4C”理念與Aero-Racing模式可以有效提高教學效率與學生能力，為民航交通運輸專業(yè)相關(guān)課程的教學改革和發(fā)展提供一定的借鑒與參考。

［關(guān)鍵詞］以學生為中心；基于能力教育；建構(gòu)主義；交通運輸專業(yè)；智慧學習平臺

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）12-0053-07

我國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展對高等教育人才培養(yǎng)提出了更高的要求。2018年，教育部、財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合制定的《關(guān)于高等學校加快“雙一流”建設(shè)的指導(dǎo)意見》指出，要促進知識學習與科學研究、能力培養(yǎng)的有機結(jié)合，以服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求、培養(yǎng)急需緊缺人才。因此，21世紀的高等教育要以能力教育為基本，培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力、獨立思考的能力以及實踐創(chuàng)新的能力，助力學生的成長與成才。

在信息化技術(shù)高度發(fā)達的今天，高校中傳統(tǒng)以教師為中心的教學模式已與學生能力培養(yǎng)的發(fā)展方向不相適應(yīng)，學生被動學習、不愿思考、只會應(yīng)試、知識應(yīng)用能力差等問題，都是當前“教”與“學”之間矛盾所帶來的種種弊端。即便近幾年高校借助信息化手段開展了一些線上線下混合式教學的研究與嘗試，但大多仍以教師處于主導(dǎo)地位的帶領(lǐng)式學習為主，學生缺乏自主學習環(huán)境、學習動機不足，因而并沒有實現(xiàn)真正意義上的以學生為中心。

為此，課題組在以學生為中心思想指導(dǎo)下，以提升學生能力培養(yǎng)為目標，從解決“自主學習環(huán)境+激發(fā)學習動機”這兩個問題入手，探索一種能與能力培養(yǎng)要求及教育理念發(fā)展相一致、以學生為中心、符合學生學習認知規(guī)律的創(chuàng)新型“4C”教育理念與Aero?Racing教學模式。同時，課題組利用信息化技術(shù)，融合創(chuàng)新的“4C”理念與Aero?Racing模式設(shè)計開發(fā)用于學生自主學習的智慧學習平臺，并在實際教學活動中開展實踐與應(yīng)用，以為未來民航交通運輸專業(yè)相關(guān)課程的教學改革和發(fā)展提供一定的借鑒與參考。

一、“4C”理念和Aero?Racing模式的理論來源

（一） 基于能力教育概念

在以學生為中心的教育體系中，基于能力的教育模式（CBE，Competency?based Education）是其中一個非常重要的理念[1]。該模式強調(diào)實際崗位所需的知識及技能，掌握和運用知識及技能需具備的態(tài)度、理解力、決策能力等組成的結(jié)構(gòu)化整體，并將其作為教育活動的出發(fā)點和核心，然后圍繞該出發(fā)點和核心進行教學內(nèi)容設(shè)計、教學方法設(shè)定等[2-3]。CBE模式自20世紀90年代初引入我國后，因其具有培養(yǎng)目標具體明確、注重學生知識的學習和能力的應(yīng)用等特點，現(xiàn)已被廣泛運用于各級各類的教育培訓機構(gòu)活動中[4]。

與面向院校學生的基于能力的教育相對應(yīng)的，是面向崗位人員的基于能力的培訓（CBT，Competency Based Training）。在民航領(lǐng)域，2015年，國際民航組織在《空中航行服務(wù)程序-培訓》（PANSTRG，Doc.9868）規(guī)章中，將基于能力的培訓和評估概念引入管制員資質(zhì)能力管理程序中。根據(jù)ICAO Doc.9868，勝任能力被定義為“按照規(guī)定標準執(zhí)行任務(wù)所必需的技能、知識和態(tài)度的組合”。2017年國際民航組織針對空中交通管制員頒布了第10056號文件《空中交通管制員基于能力培訓和評估手冊》。目前，國際民航組織已正式在全球推行基于能力的培訓理念，我國民航局也正積極響應(yīng)，將于“十四五”期間開展一系列改革工作。

（二）經(jīng)典教育理論

針對學生知識學習及能力形成的根本機理與建構(gòu)過程，布魯姆教學目標分類理論、建構(gòu)主義理論、“做中學”教育理論等經(jīng)典教育理論從根本上進行了解釋。

其中，布魯姆教學目標分類理論根據(jù)學習者達到的認知層次，將教育目標分為記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價和創(chuàng)造等六個層面，通過對教育目標進行合理分類，可以獲得更加明確的教學目標，有助于教學和評價的開展[5]。布魯姆教學目標分類理論符合人類的認知規(guī)律，是一個從低級到高級的思維過程，借助這一方法，教師能夠更為準確地把握學生的認知水平，進而合理地組織教學活動[6]。

建構(gòu)主義理論作為一種學習的哲學，認為學習不是知識由教師向?qū)W生的傳遞，而是學生建構(gòu)自己的知識的過程，學生不是被動的信息吸收者，相反，他要主動地建構(gòu)信息的意義[7]。建構(gòu)主義理論清晰地說明了學習過程的認知規(guī)律、學習的發(fā)生過程、意義的建構(gòu)過程、概念的形成過程，以及理想的學習環(huán)境所應(yīng)包含的主要因素等[8]。

“做中學”教育理論源自杜威教育思想，它將“做”（即探究性活動）作為核心，強調(diào)以“做”為基礎(chǔ)、以“做”為手段，讓學生在動手過程中了解并掌握相關(guān)知識，提高學習技能和綜合能力[9]。“做中學”教育理論明確了學生在教育過程中的主體地位，即學和做的主體都是學生，在教師創(chuàng)設(shè)的情境中，學生通過“做”獨立去感知、體驗、實踐、參與和合作[10]。因此，“做中學”符合學生認知發(fā)展的規(guī)律，能夠引導(dǎo)學生主動建構(gòu)自己的知識，做到了以學生為中心。

（三）現(xiàn)代教育方法

現(xiàn)代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，加速了教學觀念的革新。為了進一步探索實現(xiàn)學生知識建構(gòu)及能力形成的途徑，教育專家們探索出了任務(wù)式、探究式、翻轉(zhuǎn)課堂等一系列新式的教學方法，并在教學實踐中得到了普遍認同。

任務(wù)式教學方法是一種建立在建構(gòu)主義理論基礎(chǔ)上的教學方法，它將傳授知識為主的傳統(tǒng)教學， 轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學[11]。在任務(wù)式教學中，學生是學習過程的主體， 學生在完成任務(wù)的過程中，積極主動地探索各種完成任務(wù)的途徑，最后選擇最佳方案，教師只是該學習過程的設(shè)計者和組織者，其間只是起到引導(dǎo)和點撥的作用。

探究式教學法在20世紀中期由美國芝加哥大學教授提出，倡導(dǎo)要用探究的方法教育學生[12]。在探究式教學法中，教師通過為學生創(chuàng)設(shè)問題情境，啟發(fā)誘導(dǎo)學生在情境中積極地探究與學習，從而使學生獲得知識、提升自身的探究能力，并且能夠利用自己所學的知識解決問題。

進入21世紀，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新興的教學方法，從一開始出現(xiàn)就吸引了國內(nèi)外教育專家的目光，并得到了快速發(fā)展和應(yīng)用。翻轉(zhuǎn)課堂是把傳統(tǒng)課堂中教師在課堂上講授知識、學生課后解決問題的教學模式顛倒過來，變成學生在課前學習教師事先利用信息技術(shù)就重難點和新知識制作成的視頻短片，在課堂上則在教師的指導(dǎo)下進行解決問題、合作探究等深層的學習活動[13]。

綜上，雖然經(jīng)典教育理論以及現(xiàn)代教育方法為學生的知識學習及能力形成指明了方向，但仍沒能解決如何激發(fā)學生學習動機這個難題，無法使學生從思想本質(zhì)上產(chǎn)生主動學習的意愿，因而也就無法形成以學生為中心的知識與能力的自主建構(gòu)。此外，課程教學仍然在一定程度上依賴傳統(tǒng)的“教室+教師”形式，沒有給學生創(chuàng)造一個自主建構(gòu)的學習環(huán)境，使得知識與能力的建構(gòu)很難真正發(fā)生。因此，需要打破傳統(tǒng)教學觀念，圍繞以學生為中心，從學生自主學習的角度出發(fā)，對學生知識與能力建構(gòu)的過程開展科學研究，對學生能力形成的影響因素進行分析，進一步建構(gòu)基于能力的教學體系，并形成新的教學理念及教學模式。

二、“4C”理念與Aero?Racing模式的形成

（一）“4C”理念的形成

1989年，由美國、英國、加拿大等6個國家的工程專業(yè)團體發(fā)起的工程教育本科專業(yè)認證國際互認協(xié)議——《華盛頓協(xié)議》誕生，其倡導(dǎo)的工程教育專業(yè)認證是一種以培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求為導(dǎo)向的合格性評價，也是具有國際化背景的工程教育質(zhì)量保證制度，其目的是檢驗認證專業(yè)的工程教育質(zhì)量、畢業(yè)生能力是否達到國際本科工程學位互認實質(zhì)等效的認證要求[14]。2016年6月，我國成為《華盛頓協(xié)議》的正式會員，意味著我國培養(yǎng)的工程領(lǐng)域人才要能夠達到國內(nèi)外人才培養(yǎng)要求。

工程教育認證主要倡導(dǎo)三大理念：一是學生中心理念，強調(diào)以學生為中心，圍繞培養(yǎng)目標和全體學生畢業(yè)要求的達成進行資源配置和教學安排；二是成果導(dǎo)向理念，強調(diào)專業(yè)教學設(shè)計和教學實施以學生接受教育后所取得的學習成果為導(dǎo)向；三是持續(xù)改進理念，強調(diào)專業(yè)必須建立有效的質(zhì)量監(jiān)控和持續(xù)改進機制，能持續(xù)跟蹤改進效果[15]。因此，從工程教育專業(yè)認證的視角改進教學理念、教學內(nèi)容和教學模式， 打造符合工程教育專業(yè)認證的專業(yè)課程體系，不僅可以培養(yǎng)學生的動手能力與工程實踐能力，還能進一步培養(yǎng)學生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力及創(chuàng)新思維[16]。

本文遵循工程教育理念，在經(jīng)典教育理論的基礎(chǔ)上，吸收現(xiàn)代教育方法中的優(yōu)勢，通過整合國際教育領(lǐng)域中基于能力教育（CBE）和國際民航組織基于能力培訓（CBT）的概念，從解決“自主學習環(huán)境+激發(fā)學習動機”這兩個問題入手，創(chuàng)新形成一種全新的以學生為中心、面向?qū)W生能力培養(yǎng)的、符合學生學習認知規(guī)律的“4C”理念，即圍繞勝任能力指標（Competency），在自主建構(gòu)（Constructivism）的學習環(huán)境下，以任務(wù)式學習激發(fā)學生學習動機，通過設(shè)計學習路徑使其深耕（Cultivation）學習資源，并將學到的知識展開應(yīng)用（Conduction），最終達成品格技能素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的有機融合，如圖1所示。

（二）“4C”理念的相互關(guān)系

“4C”理念的核心就是要全面培養(yǎng)學生 “能力至上（Competency）”，使其能夠勝任未來崗位并擁有優(yōu)秀成績所需的知識、技能和素質(zhì)等。

為了達成這一目標，應(yīng)做到如下三點。第一，學生需要在教師提供的諸多學習資源中自行尋找、探索與辨識，在主動找到對應(yīng)學習資源后進行自主學習，通過“深耕細作（Cultivation）”方式深挖、思考，形成完整的知識體系。第二，在培養(yǎng)“能力至上（Competency）”方面，學生僅有對知識的學習還遠遠不夠，還必須對知識進行應(yīng)用，即需要讓學生將所獲得的抽象知識具體化，讓其應(yīng)用相關(guān)知識去解決實際問題。教師通過引導(dǎo)學生對知識意義與作用進行體驗，調(diào)動學生下一階段自主學習的自覺性與積極性，這個過程即“學以致用（Conduction）”。“學以致用（Conduction）”與“深耕細作（Cultivation）”交互作用、相輔相成，“學以致用（Conduction）”是學生在“深耕細作（Cultivation）”基礎(chǔ)上對所獲得抽象知識的具體化過程，二者缺一不可，共同支撐起學生“能力至上（Competency）”培養(yǎng)這一核心目標。第三，為了讓學生可以在沒有外界幫助的情況下完成“深耕細作（Cultivation）”與“學以致用（Conduction）”的過程，還需要在研究知識學習與能力形成之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，事先為學生打造一個以學生為中心的 “自主建構(gòu)（Constructivism）”學習環(huán)境。在這個學習環(huán)境的支持下，學生可以在興趣驅(qū)動下自主學習，真正呈現(xiàn)出“學生自主學習、自主實踐、自主獲取能力”的深刻內(nèi)涵，進而實現(xiàn) “知識是教師教出來的”向“知識是學生自己建構(gòu)起來的”的徹底轉(zhuǎn)變，如圖2所示。

（三）Aero?Racing模式的構(gòu)建

“4C”理念的基礎(chǔ)是建構(gòu)主義，而要真正實現(xiàn)學生對知識的自主建構(gòu)進而形成相應(yīng)的能力，就需要讓學生在學習過程中產(chǎn)生高階思維，并且高階思維的類別越多、持續(xù)時間越長，知識建構(gòu)與能力形成的效果就越好。高階思維源于布魯姆等人的教學目標分類理論，是學生自主學習、求知探索、解決問題的基礎(chǔ)，作為一種高級綜合能力，其發(fā)展過程具有多樣性、復(fù)雜性、非線性、突變性與漸變性相結(jié)合、從低到高螺旋式發(fā)展等特征[17]。

學生高階思維能力的發(fā)展需要相應(yīng)的實踐和教學活動的支持，讓學生投入需要運用高階思維的學習活動中。因此，本文圍繞以學生為中心，構(gòu)建出一種由一系列高階思維過程組成的教學模式，即Aero?Racing模式，讓學生在“嘗試（Attempt）—探索（Explore）—研究（Research）—操作（Operate）—復(fù)盤（Rethink）—評估（Assessment） —質(zhì)疑（Challenge）—創(chuàng)新（Innovate）—生成（Generate）”的思維過程中，在“任務(wù)+試錯”的誘發(fā)下，通過查找資料、分析問題、動手操作、完成任務(wù)等一系列實踐行為發(fā)展高階思維，最終達成勝任能力目標，如圖3所示。 [嘗試

三、“4C”理念與Aero?Racing模式的實踐與應(yīng)用

（一） “4C”理念與Aero?Racing模式的實踐路徑

“4C”理念與Aero?Racing模式為學生提供了知識建構(gòu)與能力形成的方法和模式，但如果沒有給其中的高階思維精心設(shè)計相應(yīng)的運行路徑，也就無法使學生形成一個系統(tǒng)的思維閉環(huán)。因此，需要圍繞“4C”理念與Aero?Racing模式的運行構(gòu)建相應(yīng)的實施路徑。該路徑不僅要能夠為學生提供產(chǎn)生高階思維過程的土壤，培養(yǎng)學生高階思維的積極性與連貫性，而且要能夠最大化地激發(fā)學生的學習動機，成為引領(lǐng)學生思維過程的“始發(fā)點”或“導(dǎo)火索”。

如圖4所示，在“自主建構(gòu)（Constructivism）”的學習環(huán)境下，首先，學生根據(jù)學習任務(wù)，在“嘗試（Attempt）—探索（Explore）—研究（Research）” 等“深耕細作（Cultivation）”的過程中產(chǎn)生查找資料、學習知識的學習行為，通過初始學習對需要完成的任務(wù)、構(gòu)建的知識形成初步認識。接著通過“操作（Operate）—復(fù)盤（Rethink）”等 “學以致用（Conduction）”的行為，應(yīng)用檢索、辨析出的知識嘗試完成學習任務(wù)，并在此過程中積累發(fā)現(xiàn)、分析等的思維經(jīng)驗。隨后，通過“深耕細作（Cultivation）”，在“評估（Assessment）—質(zhì)疑（Challenge）”中，對任務(wù)初始完成的情況進行評價，經(jīng)自我分析后反思、概括，從而積累出決策、批判等的思維經(jīng)驗。最后，學生根據(jù)前面所獲得的知識和思維經(jīng)驗再次完成學習任務(wù)，不斷修正完成任務(wù)的創(chuàng)新性方案并提出新問題，通過“學以致用（Conduction）”在“創(chuàng)新（Innovate）—生成（Generate）”的過程中找到問題解決的方法，從而促進創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展。在整個實施路徑中，學生經(jīng)過“深耕細作（Cultivation）”與“學以致用（Conduction）”的持續(xù)往復(fù)與動態(tài)循環(huán)，最終完成知識建構(gòu)、形成崗位能力，從而達成“能力至上（Competency）”總目標。

（二）“4C”理念與Aero?Racing模式在民航交通運輸專業(yè)的應(yīng)用

民航交通運輸專業(yè)主要培養(yǎng)掌握扎實的航空知識、規(guī)章體系，具備較強工程實踐能力，從事空中交通管制工作的應(yīng)用型人才。經(jīng)過多年的發(fā)展與建設(shè)，民航交通運輸專業(yè)的課程體系已基本形成，課程結(jié)構(gòu)與教學內(nèi)容安排比較合理，但在教學方法上仍然采用傳統(tǒng)的以教師為中心的授課方式，依然存在學生對理論知識和民航規(guī)章理解不深、應(yīng)用能力不強、理論與實踐脫節(jié)的問題。

為此，本文將“4C”理念與Aero?Racing模式應(yīng)用到民航交通運輸專業(yè)的教學改革與實踐中。如圖5所示，在“4C”理念指導(dǎo)下，以民航空中交通管制員崗位能力要求為切入點，對民航交通運輸專業(yè)課程的課程目標與整體結(jié)構(gòu)進行研究，對課程所培養(yǎng)、教授的學生認知能力和應(yīng)用能力進行總結(jié)與分析，研究課程與民航空中交通管制員能力之間的銜接點，形成民航交通運輸專業(yè)課程能力目標。圍繞以學生為中心，將能力教育與課程內(nèi)容相結(jié)合，探究達成課程能力目標的模式與路徑。融合課程思政教育，設(shè)計開發(fā)出民航交通運輸專業(yè)課程智慧學習平臺，通過智慧學習平臺對“4C”理念與Aero?Racing模式開展實踐與應(yīng)用。

（三）基于“4C”理念與Aero?Racing模式的智慧學習平臺設(shè)計與開發(fā)

智慧學習平臺基于Web 3D技術(shù)，采用B/S架構(gòu)，以虛擬場景為載體，利用虛擬仿真技術(shù)開發(fā)學習任務(wù)，將 “知識”賦予“生命”，建立學習動機誘發(fā)機制，在任務(wù)式教學模式下打通學生高階思維路徑，從根本上解決有關(guān)“學習環(huán)境”“學習動機”的兩個問題，幫助學生實現(xiàn)知識的自主建構(gòu)。

根據(jù)使用角色的不同，將智慧學習平臺用戶類型分為三類，每類分別具有不同的使用功能。

1.學生端。學生端可為學生提供完整的在線學習環(huán)境，根據(jù)注冊身份自動為學生分配學習任務(wù)及資料數(shù)據(jù)。學生可以通過資料庫學習專業(yè)知識，并通過Web 3D交互式實踐任務(wù)鞏固學習成果，開放式的實踐任務(wù)可以充分激發(fā)學生的創(chuàng)造思維，如圖6所示。

2.教師端。教師可通過教師端管理及查看學生學習數(shù)據(jù)。系統(tǒng)為教師提供了學習任務(wù)的編輯功能，有利于教學資源庫的建設(shè)。此外，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析功能還可為教師提供教學數(shù)據(jù)支撐，智慧學習平臺對學生的學習行為進行跟蹤及數(shù)據(jù)采集，研究記錄學生在平臺學習過程中的學習行為，并將采集得到的任務(wù)績效數(shù)據(jù)、學習行為數(shù)據(jù)與評價指標體系進行精準關(guān)聯(lián)和深入分析，最后形成個性化的學生學情分析報告和教師教學改進建議，同時對學生未來的學習結(jié)果趨勢進行科學的預(yù)測，如圖7所示。

3.后臺管理端。后臺管理系統(tǒng)具有最高使用權(quán)限，通過后臺管理端，課程組負責人可以查看所有數(shù)據(jù)，具有編輯分配教師端權(quán)限等功能，如圖8所示。

四、“4C”理念與Aero?Racing模式的教學效果分析

（一） 教學驗證對象

在中國民航大學2021—2022學年下學期，課程組將“4C”理念與Aero?Racing模式引入管制規(guī)則與程序課程教學中，根據(jù)2019級民航交通運輸專業(yè)9個教學班共計361名學生對智慧學習平臺管制規(guī)則與程序課程教學任務(wù)的參與和體驗結(jié)果，對“4C”理念與Aero?Racing模式的實踐效果進行了分析與總結(jié)。

管制規(guī)則與程序是民航交通運輸專業(yè)的專業(yè)限選課，同時也是專業(yè)培養(yǎng)方案指定的專業(yè)主干課程，其共計8章教學內(nèi)容，32學時。根據(jù)課程各章節(jié)知識結(jié)構(gòu)和教學內(nèi)容的分布情況，智慧學習平臺開發(fā)設(shè)計出8個虛擬仿真實驗任務(wù)，分別對應(yīng)課程中學生需要掌握的重點知識、民航規(guī)章以及運行標準等，如表1所示。

（二）教學方案設(shè)計

基于“4C”理念與Aero?Racing模式，在智慧學習平臺支持下使用新型的線上線下混合教學模式，即教師課堂講授與智慧學習平臺學習相結(jié)合的方式完成課程的授課。在課程授課過程中，學生先通過智慧學習平臺以自主學習的方式完成一個個學習任務(wù)，從中獲得知識與技能。智慧學習平臺為每個任務(wù)都提供了豐富的學習資源，學生在完成任務(wù)的過程中需要自行去尋找、探索與辨識。從學生執(zhí)行任務(wù)開始，其在智慧學習平臺上的全部學習行為包括學習時間、鼠標操作、查找文檔、文檔學習、測驗成績等數(shù)據(jù)都會被記錄下來，智慧學習平臺通過這些數(shù)據(jù)分析學生的學習風格、學習習慣、學習態(tài)度。在學生完成全部學習任務(wù)后，智慧學習平臺會給每個學生提供定制的學情報告。

為了對比分析，本次教學實驗將8個任務(wù)分成甲、乙兩組，其中甲組共包含任務(wù)一、三、五、八等4個任務(wù)，乙組共包含任務(wù)二、四、六、七等4個任務(wù)。相應(yīng)的，課程組將361名學生按照教學班分成A、B兩個大組，每組學生都要體驗和完成甲、乙組平臺任務(wù)。甲、乙組各4個任務(wù)所對應(yīng)的課程內(nèi)容，由完成任務(wù)那組的學生利用課下時間通過智慧學習平臺在線上自學，教師不再講解；而對于余下的一組的4個平臺任務(wù)所對應(yīng)的課程內(nèi)容，依然采取傳統(tǒng)課堂教學模式，由教師在線下對學生進行課堂講解。平臺任務(wù)與學生的交叉匹配關(guān)系如圖9所示。

（三）教學效果分析

在傳統(tǒng)教學模式下，上述平臺任務(wù)對應(yīng)內(nèi)容的課堂講授時長累計達240分鐘，具體到每組學生則為120分鐘，以每45分鐘1學時計，折合共計2.7個學時，如今通過使用智慧學習平臺自主完成對應(yīng)知識內(nèi)容的學習，每組學生便可節(jié)省下這2.7個學時，如表2所示。在現(xiàn)階段課堂教學課時不變的前提下，教師利用所節(jié)省的這寶貴的2.7個學時，通過開展課堂規(guī)章創(chuàng)新性研討、管制模擬演示等方式進行了充分的拓展性教學，顯著提高了課堂的教學效率和學生的課堂參與熱情。

此外，為了對比傳統(tǒng)課堂教學模式與學生自主學習模式的學習效果，課程組針對8個任務(wù)對應(yīng)的知識點進行了隨堂測驗，采取體驗組和對照組的方式開展分析，將使用智慧學習平臺的學生作為體驗組，接受傳統(tǒng)課堂教學的學生作為對照組。使用SPSS對兩組學生的測驗成績數(shù)據(jù)進行獨立樣本T檢驗，因篇幅限制，此處僅列出“空域分類”任務(wù)的檢驗結(jié)果。如表3所示，在“空域分類”任務(wù)中，體驗組成績平均值4.27，明顯高于對照組成績平均值3.86，且標準差0.90明顯低于對照組1.27；如表4所示，根據(jù)F檢驗，體驗組與對照組測驗成績方差不相等，t=3.410，p=0.001＜[α]=0.05，即體驗組與對照組測驗成績有顯著差異。以上檢驗結(jié)果也證明了學生通過智慧學習平臺自主學習的有效性。

五、結(jié)語

課題組面向工程教育類專業(yè)教學改革，通過對以學生為中心、經(jīng)典教育理論、現(xiàn)代教育方法、工程教育認證理念以及基于能力教育理論等相關(guān)理論和相互關(guān)系進行分析、研究，最終形成了完整的“4C”理念及Aero?Racing模式，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計開發(fā)出了實踐“4C”理念及Aero?Racing模式的智慧學習平臺。課題組為學生設(shè)計出了一條自主學習的路徑，使其在興趣驅(qū)動下實現(xiàn)自主學習，從根本上解決了有關(guān)“學習環(huán)境”與“學習動機”的兩個難題，實現(xiàn)了學生知識掌握與綜合能力的同步提升，達成了以學生為中心、面向?qū)W生能力培養(yǎng)的新時代高等教育人才培養(yǎng)目標。

工程教育類專業(yè)的教學改革不是一朝一夕可以完成的，高校教師應(yīng)該根據(jù)課程特點，結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展不斷調(diào)整、更新教學理念和教學模式。基于本次對管制規(guī)則與程序課程的試用效果分析，下一步，課題組將進一步完善與發(fā)展“4C”理念及Aero?Racing模式，同時通過補充教學資源對智慧學習平臺進行持續(xù)建設(shè)，一方面提高智慧學習平臺中每門課程虛擬仿真任務(wù)所占比例，另一方面提高智慧學習平臺中民航交通運輸專業(yè)課程的覆蓋比例，以期在民航院校及民航在職培訓機構(gòu)中推廣與應(yīng)用。

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［責任編輯：鐘 嵐］