雙一流建設背景下公共基礎課教學方法創新研究及實踐

摘 "要 "“雙一流”建設背景下一流課程建設已成為當下高等教育發展的重心，而持續開展課程教育教學方法創新研究是高效推進一流課程建設的關鍵點。秉持以學生為中心的教育理念，立足公共基礎課程教學痛點，通過修訂人才培養方案，構建“點—面—體”三維拓展教學內容體系，從知識點陣—知識網絡—知識體的創新理念出發重構教學內容，探索“師生共建—生成反饋—創新拔高”教學資源可持續發展模式，持續更新課程數字化立體資源和重點元素，打造趣味化、交互性、高階性8-steps法課堂，創新教學設計環節，激發學生學習熱情和探索欲望，構建強調過程的課程評價激勵模式，提升綜合學習質量。實踐表明，本創新研究能夠有效提高專業人才培養質量，促進學生“學以致用”，同時對深化課堂教學模式改革、全方位提升教學質量和水平具有重要借鑒意義。

關鍵詞 "雙一流；公共基礎課；8-steps法；教學資源；一流課程；一流專業；流體力學；材料成型及控制工程專業

中圖分類號：G642.0 " "文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）11-00-07

0 "引言

隨著“互聯網+”“中國制造2025”和“工業4.0”等系列工程革新的來臨，新一輪的科技革命和產業變革正在世界范圍內蓬勃發展，以材料、互聯網和能源為核心的新技術、新產業方興未艾。作為世界第二大經濟體，中國經濟正由高速增長階段轉向高質量發展階段，人才則是這種轉變的關鍵要素與核心驅動力，因此，專注人才培養的高等工程教育面臨前所未有的機遇與挑戰[1-3]。

黨的十八大明確提出“要積極推動我國高等教育發展戰略轉變，全面提高高校創新能力，統籌推進世界一流大學和一流學科建設”。習近平總書記在黨的十九大報告中進一步提出要加快“雙一流”建設，實現高等教育的內涵式發展[4-5]。2018年6月，新時代全國高等學校本科教育工作會議明確要求高校要堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，加快建設一流本科教育，進而確立了本科教育前所未有的戰略地位；同年8月，教育部提出全面整頓教育教學秩序，淘汰“水課”、打造“金課”，并發文指出要實施一流專業建設“雙萬計劃”，建設1萬個國家級一流專業點和1萬個省級一流專業點[6]；同年9月，教育部、工信部和中國工程院聯合發文提出我國新工科建設的藍圖，預示著中國高等教育全面進入以人才培養為根本的提質新時代[7-9]。

在此背景下，遵循國家一流專業標準進行人才培養，著力加強國內工程教育發展，確保工程教育發展質量成為國內各大高校工程教育發展的重要工作[10-12]。南京工程學院材料成型及控制工程專業的教育課程內容、教學模式尚存在較大提升空間，同時部分課程還肩負著國家一流課程建設目標，如何科學有效地推進課程持續改進，深入研究“一流專業”建設背景下公共基礎課教育教學過程的創新模式及方法，是目前亟待解決的重要課題。

1 "課程教學痛點

流體力學課程是材料成型及控制工程專業的一門公共基礎課，是研究流體平衡和運動規律及其應用的學科。課程內容涉及流體機械運動的物理本質，需要大量應用多維連續函數微積分的理念與知識，對學生的數理思維及能力有較高的要求。傳統的流體力學課程理論性強，理論與實踐脫節，課程內容重理論、輕應用，教學模式單一，未能凸顯學生的主體地位，未能充分體現“知行合一、學以致用”的辦學理念，未能有效支撐高水平應用型本科專業的建設工作，更加無法滿足國家一流專業的建設目標要求。課程團隊經過深入研究，系統總結、歸納現階段流體力學專業基礎課程的教學痛點如下：

1）課堂氛圍沉悶，師生交流低效，不能有效發現并解決生成性問題；

2）學生被動接受，缺乏知識構建與遷移能力，缺乏辯證與批判性思維；

3）學生只擅長做題和考試，缺乏發現、分析和解決實際問題的能力，尤其是解決復雜工程問題的能力嚴重不足；

4）教學知識點相對獨立，難以培養學生的邏輯性與系統性思維能力。

2 "課程教學創新及實踐

2.1 "構建“點—面—體”三維拓展教學內容體系

人才培養目標是把好教學質量關的源頭，現有人才培養方案中對教學目標達成途徑的描述不夠清晰，在教學過程中缺乏對教學目標達成的有效指導。本研究以材料成型及控制工程專業認證人才培養持續改進為導向，按照國家一流專業建設的核心理念，提高課程目標和內容的高階性，突出教學內容和方法的創新性，增加課程的挑戰度，針對流體力學課程支撐的畢業要求指標點和課程自身特征，明確定位應用型本科專業人才培養目標，修訂人才培養方案（見圖1），確立課程目標，科學設計實現目標的教學內容、教學方法、考核方式、評價標準等內容，有效引導教師實施課程教學。

秉持以學生為中心的教育理念，構建“點—面—體”三維拓展教學內容體系，創新教學模式，深入探索課程教學持續改進方法，變革以教師為中心、學生被動學習的“滿堂灌”教學模式。本課程基于產學研平臺充分調研并掌握企業對本專業高技術工程人才的要求，將工程觀念滲入課程教學各環節，從而提高學生的設計、創新等綜合能力，增強與產業發展的適應度；同時在課程教學設計上統籌廣度和深度，從知識點陣—知識網絡—知識體的創新理念出發重構教學內容，進而實現“匯點成線，聚線成面，集面成體”的三維知識體系架構，最終形成“點—面—體”三維拓展教學內容體系（見圖2）。

具體內涵是：橫向拓展重在根植、布置課程知識點，形成豐富多彩的知識點陣，然后通過基本原理、物理定律、實驗規律等有效串聯、融合搭建分布式、多元化的知識網絡，形成堅實的知識面；縱向拓展重在疊加、復合知識面，并深度融合工程實際，構建課程不同分支學科的理論體系，形成強大的知識體；深度拓展重在融會貫通知識體系、積極思考探索知識邊界，并側重工程實踐能力、高階思維能力培養。在橫向拓展中，以學生為主體，側重探究知識和其他知識的相關性鏈接，讓學生動手設計演示相關流體力學課堂小實驗，嘗試發現該知識點類似的結論等；在縱向拓展中，以教師引導為主線、學生思考提問為主要形式，重在闡述知識的發現與發展歷史，探究知識內部的相關性；在深度拓展領域，學生、教師、專業導師、科創導師、企業專家深度融合，依托產學研項目、科創項目與工程實踐平臺，旨在幫助學生構建知識和已有思維模型之間的橋梁，建立現象、事件與知識、理論之間的內在聯系，提升實踐能力，訓練高階能力。

2.2 "探索“師生共建—生成反饋—創新拔高”教學資源可持續發展模式

應用型專業應具備適應經濟社會發展需求的培養目標，未來工程問題的不確定性和復雜性需要工程技術人才不斷地、創造性地建立新的理論和方法，開拓新領域。課程團隊將改變傳統的“滿堂灌”、注入式教學方法，以啟發、互動、討論的方式為學生提供富有建設性的指導，讓學生在自主實踐中摸索和增長才干。傳統教學的課程資源大多由教師單方面提供，受制于教師專業結構、固有思維、精力、知識面等約束，課程資源很大程度上難以兼顧學生的個性化需求。為改變這種現狀，本研究深入探索“師生共建—生成反饋—創新拔高”的課程優質教學資源整合新形態，借助信息化手段，持續更新課程數字化立體資源和重點元素，解決課程優質教學資源建設模式構建問題，推進課程內涵式發展，同時以師生共建模式探索課程資源的高效整合與持續迭代，使學生飽含熱情地參與低階目標習題庫、高階案例資源庫的建設；并依托教學與科研互動，持續開發項目式教學案例，凝練高階生成性問題，同時構建學術報告資源庫，開辟拔高窗口。

在學生參與過程中，課程團隊能夠深入了解學生的所看、所學、所思、所想，有針對性地設計并解決生成性問題；此外，由于學生參與度高，課堂氣氛活躍，學生互動性好，會隨機產生大量生成性問題，這些問題的解決又將構成新一輪課程資源的重要素材。為解決高階生成性問題，課程團隊依托教學與科研互動，將技術先進、工程特色鮮明的科研項目及時引入課程教學環節，豐富教學內涵，持續開發自主性、研究性、協作性的項目式教學模式，激發學生潛能，鼓勵學生自主實踐，有利于啟發學生的創新勇氣，進而提升理論課程的高階性、前瞻性、綜合性，為開展研究性教學奠定基礎。同時，構建學術報告資源庫，搭建學生與專業導師、科創導師及企業專家交流互動平臺，并遴選學有余力的學生推送參與相關科研與工程實踐項目，全面提升學生創新能力。

圖3給出課程團隊探索的“師生共建—生成反饋—創新拔高”教學資源可持續發展模式及實施

效果。

2.3 "打造趣味化、交互性、高階性8-steps法

課堂

傳統基礎理論課程的課堂教學重在傳授繁雜孤立的知識點，學生難以理解知識點間的內在邏輯，體會不到知識的體系結構，不清楚為什么要學，因而無法有效形成并提升自己的知識框架體系，缺乏知識構建能力。眾所周知，學生在課堂上的學習情況很大程度上決定了教學效果，課堂教學效果必須足夠吸引學生、打動學生，才能激發學生的學習熱情。傳統基礎理論課堂的教學設計一般為“知識講授—例題練習—課堂總結”，這種方式難以激發學生興趣，學生學得僵化、練得膚淺。本課程在重構教學內容體系基礎上，創新8-steps法教學設計，打造符合科學認知、創新邏輯的一流高階的趣味化、交互性課堂。將每個教學內容的設計細化為“自主性預習—趣味性引入—互動性辨析—系統性教授—基礎性運用—挑戰性拓展—高階性創新—深度性領悟”，即“預—引—辨—授—運—拓—創—悟”8-steps法創新教學設計，原理見圖4。

具體實施方法為：教師通過學習通平臺發布章節線上任務，并設置課前提問環節，學生自主學習，理清課堂內容的重點、難點、易點，為課堂學習做好鋪墊，提高知識學習效率；通過趣味性的教學實例引入，迅速將學生注意力代入課堂，激發學生學習熱情；從日常生活中的流體力學現象出發，針對相應的教學內容進行設問質疑，并設置一些“挖坑”小測試，將問題拋給學生，讓學生意識到自己是學習的主體，進行師生互動辨析、討論答疑，培養學生辯證思維能力；按照“知識點講解—原理剖析—公式推導—理論體系建構”的邏輯思維順序開展教學，將經典理論的發現與發展過程呈現給學生，讓學生體味流體科學發展的脈絡，踐行啟發式教育，同時教學過程中注重對學生學習方法的傳道；借助信息化平臺提供充分的、適度的、全覆蓋的基礎練習，實時了解學生對低階學習目標的知識掌握情況，確保學生對所學知識夯實基礎、靈活運用；以設計的復雜任務為驅動，通過團隊協作，訓練學生的高階能力，進一步拓展應用，提高知識的綜合應用能力；以產學研、大學生創新、挑戰杯等項目為載體，融入科技創新分享與交流活動，將理論知識的前沿應用呈現給學生，并建立學生與專業導師、科創導師及企業專家交流互動橋梁，實現對學生的科創拔高效果；學生通過理實結合，對所學知識進行深度歸納總結，并積極發問思考，形成對學科知識的個性化領悟及學習方法的習得。

2.4 "構建強調過程的課程評價激勵模式

探索多維融合創新課程建設質量提升模式，對課堂教學環節和質量影響要素進行分解，從而展開多維綜合評價，構建強調過程的課程考核激勵模式，有效改變部分學生不重視平時學習、靠突擊記憶應付學業等不良習慣，調動學生對課程學習過程的參與熱情，擴大參與程度及深度，進而提升綜合學習質量，全面評估學生對該課程學習目標的達成情況，較好地促進教學目標達成。

課程總評成績由原來的期末考試（70%）和平時成績（30%）構成，平時成績僅包括作業（20%）和考勤（10%）兩組分。隨著課程教學痛點的研究發現，課程團隊逐步將該比例調整為筆試成績（50%）和平時成績（50%），其中平時成績拓展為多組分構成，包括日常考勤、在線資源學習、專題互動、現場測驗、文獻綜述、講座報告、課后作業、終結性考試等環節（見圖5）。在終結性考試環節，教學團隊注重考核學生對課程知識的理解及運用能力，將傳統的閉卷過渡為開卷，再改進為“A4紙—半開卷”新模式，即學生依據自己在學習過程中對課程知識的整體理解和對教學內容重難點的把握，自主完成A4紙個性化公式表的凝練與制作，并作為筆試考核的自備材料帶入考場，此舉也有助于鍛煉學生的知識總結、歸納能力；專題互動環節重在引發學生思考與交流，提升團隊協作能力；文獻綜述環節重在拓展學生學術視野和實際應用能力，提升學生自主學習能力；講座報告重在拓展學生應對復雜工程問題的能力，提升學生創新能力。

3 "教學創新實踐效果

選取本專業2018級、2019級兩屆四個班級學生作為流體力學課程教學創新實踐調查研究樣本，通過兩年的創新實踐，流體力學課程教學效果和教學質量有了明顯提升，主要體現在三個方面。

3.1 "課堂氛圍濃厚

學生明顯地改變了以往散漫、盲從的學習態度，積極參與課堂互動，課堂上的學習熱情和積極性顯著改善。師生共建教學資源可持續發展模式的創新，高效推進三維教學數字化立體資源庫建設及應用，加強教學過程和工業產線的深度融合，激發學生自主學習興趣和探索欲望。

3.2 "學生工程能力和創新能力得到全面提升

8-steps法教學設計的創新拔高環節，課程團隊依托教學與科研互動，激發學生潛能，鼓勵學生自主實踐，啟發學生的創新勇氣，進而提升理論課程的高階性、前瞻性、綜合性，有效解決了高階生成性問題。同時搭建學生與專業導師、科創導師及企業專家交流互動平臺，全面提升學生創新能力。

3.3 "學生學業成績明顯提高

相較2018級學生，2019級學生綜合成績平均分提高2.73分，良好率提高9.3%，優秀率提高了4.8%，綜合學習質量明顯提高（見圖6）。同時，2019級兩個班級學生課程達成度分別為0.852、0.871，2018級兩個班級學生課程達成度分別為0.743、0.715，表明2019級學生課程學習達成度明顯提高，較好地促進了教學目標達成。

4 "結束語

本文立足國家一流專業建設對公共基礎課程持續改進的高要求，在深入研究課程教學痛點問題的基礎上，探索公共基礎課教育教學過程的創新模式及方法，不斷進行專業課程持續改進，搞好專業建設，持續、有效提高專業人才培養質量。通過修訂人才培養方案，構建“點—面—體”三維拓展教學內容體系，探索“師生共建—生成反饋—創新拔高”教學資源可持續發展模式，打造趣味化、交互性、高階性8-steps法課堂，構建強調過程的課程評價激勵模式等方法，促進學生科學思維、創新思維的養成和應用知識分析、解決復雜工程問題能力的提高，實現學生知識構建能力，知識遷移能力，邏輯性、系統性、批判性及辯證性等高階思維能力的全方位鍛煉與提升。本文所提教學創新方案的實施根本上解決了課程痛點問題，有效促進了流體力學課程教學目標的達成，顯著提高了教學質量。研究成果可以為工程類專業基礎課的發展和改革提供有益借鑒，為實現一流專業的可持續發展和建立有效提高人才培養質量的良性循環機制提供參考，具有較強的理論研究價值和實踐意義。

5 "參考文獻

[1]徐先蓬，宋沁潞.雙一流視域下課程評價模式研究[J].中國教育技術裝備，2017（10）：71-72.

[2] Cheng W J， Xi H Y， Sindikubwabo C， et al. Ecosystem health assessment of desert nature reserve with entropy weight and fuzzy mathe-matics methods： A case study of Badain Jaran

Desert[J].Ecological Indicators，2020，119：

106843.

[3]薛繼紅.關于對我國基礎教育課程評價的探析[J].教育

理論與實踐，2016，36（26）：43-45.

[4]管弦.高校課程評價的國際比較與借鑒：基于學生價值體驗的視角[J].高等理科教育，2017（3）：67-71，66.

[5]劉福元.二元維度下高校課程評價的通用指標設置：

回歸“評價”的原初效用[J].現代大學教育，2019（5）：

103-111.

[6]胡雪，夏博，曾海峰，等.基于本科教育工作審核評估的機械制造工藝學課程評價體系建設[J].教育現代化，2018，5（49）：136-138.

[7]趙梅.“互聯網+”背景下高校在線課程評價的有效性探討[J].教育觀察，2020，9（45）：54-56.

[8] Li W X， Qi D L， Zheng S F， et al. Fuzzy mathematics model and its numerical method of stability analysis on rock slope of opencast metal mine[J].Applied Mathematical Modelling， 2015，39（7）：1784-1793.

[9]張甲，王振龍.機械制造及其自動化專業建設的探索與實踐：基于工程教育認證“持續改進”理念[J].高教學刊，2020（10）：68-72.

[10]李志義.重構我國高等教育質量標準體系[J].中國大學教學，2013（1）：4-8.

[11]王永坤，楊義，王丹，等.國內外專業認證領域對比研究[J].中國高?？萍?，2020（3）：54-56.

[12]王輝虎，卜智翔，龍威，等.新工科背景下材料成型及控制工程專業工程實踐能力培養探索與實踐[J].高教

學刊，2023，9（22）：157-160.