“以学生为中心”的大学概率统计课堂教学改革[7]

王颖，崔丽敏，董小燕

（北京石油化工学院　数理系）

摘要：“以学生为中心”的本科教学改革理念要求教师转变传统的教学观念，设计灵活多样的教学活动，采取有效的教学方法，真正做到以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心。

关键词：以学生为中心；本科教学；教学改革

引言

以往我们总是有这种想法：教师工作的对象就是学生，原本就应该“以学生为中心”。然而在实际的教学活动中，却不自觉地围绕“自己的”教学需要在展开相关活动，所以“以学生为中心”并非只是口号，而是需要角色转变、观念转变。只有先让教师树立“以学生为中心”的正确理念，才能让我们的相关教学有效展开设计与实施。

本文主要讨论“以学生为中心”的大学概率统计课堂教学改革，其理论基础是赵炬明教授倡导的“以学生为中心”的本科教学改革，主要包括三个方面：以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心。

之所以要进行“以学生为中心”的大学概率统计课堂教学改革，是因为这个理念更科学、更先进。多年以来，学术界对大脑、青春期发展、学习行为、认知行为等领域进行了大量科学研究，研究表明在大学本科教育阶段，人的主要发展任务是发展抽象思维能力。大学概率统计课堂教学设定的教学目标之一就是帮助学生在学习这些概率统计知识的过程中培养相应的数学素养，这些数学素养包括有条理的理性思维、逻辑推理的能力等。要实现这些目标，教师的任务不是进行知识的灌输，而是了解学生的需要特征和现状，将我们的教学真正作为科学的、学术的研究对象，设计灵活多样的教学活动，采取科学有效的教学方法，用相应的专业思维武装学生的大脑。

1　概率统计的课堂教学改革

针对大学概率统计课堂教学，遵循“以学生为中心”的本科教学改革理念，我们从教学目标、课程设计、教学方法、考核方法等方面进行如下教学设计：

（1）教学目标设计

根据布鲁姆的教学目标分类，按认知水平由低到高分为：记忆、理解、应用、分析、评价、创造，我们将大学概率统计教学目标进行重新梳理，低阶目标是记忆和理解，这个目标要求学生掌握基本概念、基本理论和方法，具备概率统计的基本运算能力；高阶目标是应用和分析，即遇到具体问题，会运用所学的原理、思想去分析，能用恰当的数学工具去解决。如果教学只关注于低阶学习，忽视高阶学习，则不利于学生学习能力培养。因此，教学设计应转变到能力培养层面上来，这就是由低阶目标向高阶目标的转变。

（2）课程设计

课程设计采用反向课程矩阵设计，即先确定具体教学目标，明确培养哪些知识与能力，再根据具体目标设计评价方法，即设计考核题目与考核方式，确保其可以提供所需效果的证据，之后设计学生学法，这里需要考虑的是学生如何学才能达到预期效果，原则之一是凡能让学生自学的一律不教，再根据学法来设计教法，即老师如何教才能让学生达到预期效果，也就是如何帮助学生学习。

（3）教学方法设计

教师作为学习活动的设计者，设计相关活动时注意：大脑奖励“学会”而非“学习”，所以学习任务难度要适度，确保学生能学会，有利于激发学生学习的主动性和积极性。另外，学习是学习者的认知建构过程，学生学习的时候是利用他们已有的知识和经验去建构和理解新的知识。学习者只有经过整理，把初级模型和已有认知模型联系起来形成更大认知模型，才能形成系统化的知识。再者，在学习活动的设计中要注意对学生情绪的影响。明确学习目标、激励、竞争、合作等方法的运用都是为了将情绪引入学习，提高学习的效果。单调重复会使大脑的兴奋程度不断降低，而具有挑战性、积极互动等活动可以有效提高学习的效果和效率。凡需学生牢记的东西，都需要采用多样化练习。

（4）考核方法设计

在考核时，在基本知识仍占据一定比重的前提下，将小组学习计入考核，同时考核的还有学生对概率统计基本原理的运用。这一方面的考核主要体现在学生对实际问题的认识程度、对所学知识与实际问题联系的构建，并将这些关联明确的表达等。考核学生理论联系实际的能力是考核方式的重点变化，如何科学、合理、公平评价学生表现是考核方式变革的重点。

2　教学改革的具体实施

围绕“以学生为中心”的基本原则，通过教与学的设计使得学生真正将概率统计课程知识内化，具体措施如下：

（1）翻转课堂

借助现代化信息手段，利用云班课，实现线上线下相结合。将学生可以通过自学掌握的资料放在线上，由学生结成小组自主完成，并及时测评学生对基本知识、内容的掌握程度，其结果可以立即反馈给学生和教师。课堂上，将学生掌握不好的内容以及更深入的内容进行讲授，讨论一些实际问题，以概率统计原理为基础对实际问题进行分析，增强学生的理论联系实际的能力、思辨能力、逻辑推理能力，为学生打开更宽阔的视野。真正做到将学习的主权交还给学生。

（2）头脑风暴

在课堂上，列出几个关键词，教师可以引导学生回忆、描述或应用学生已有的知识，这些知识必须与要学习的新知识有关联，能够用来作为新知识的基础。当激活已有知识并将它作为新知识的基础时才能促使学生建立旧知与新知间的联系，从而构建更大的认知系统模型。

（3）小组学习、同伴互教

在教学中尽可能多地采用小组合作学习方法，不但可以发展学生的专业能力，还可以促进他们的社会发展。另外，学生互教的效果往往比老师教的效果更好，这是因为同学们有相似的学习经历，更容易知道思维在哪里容易出错、卡顿。因此同伴互教更能促进有效学习。课堂上，小组成员尽量坐在一起，教师提出问题后，小组成员在规定时间内进行讨论，之后抽查小组成员自行讲解，或采取小组间竞争机制进行教学活动，并按照评价标准打分。课下，小组成员互相批改作业，批改作业的同学负责查找错误，与被批改的同学讨论并改正，共同完成作业，提高作业准确度和内化程度。

（4）思维导图

每章结束，布置任务让学生总结各章内容、知识之间的关联，通过画思维导图的方式，促进学生对所学新知识进行整合，展示自己的知识组织结构。从学生反馈来看，比较认可思维导图，认为它可以用自己方式总结知识要点，对概率统计的知识结构的整体把握有了提升。

（5）学生出考题

适当放权可以让学生更主动的学习，每个学期都会给出考试题型要求，每个小组需要按要求准备考试题，并打印出来。要求组员必须会做本组出的考题，并抽取同学讲解。这样在见识了大量不同题型的同时还锻炼了学生的文件编辑能力。教师从中抽取优秀的题目作为期末考试题。

3　教学设计的效果检验

（1）前后测

前后测是指在开课伊始和课程结束时，分别对学生就同样内容进行调查测试。它的特点是调查内容与课程内容无关，主要反映这门课的教学目标，希望学生通过课程学习达到的学习效果。这个测试的设计受到香港中文大学通识教育效果检测的启发。前后测均已完成，但是结果并不理想。例如，调查问卷中有“认为自己具备数学素养”这一问题，未开课之前有83%的同学认为同意或非常同意，但结束学习后，这一问题的调查结果的比例不升反降，这个现象值得进一步调查和反思。

（2）学生反馈

课程结束后，请学生做了问卷调查，希望他们能从学生角度提出意见和建议。从反馈来看，大多数学生认为教学改革能帮助他们整理思路，促进知识内化，引发思考和讨论，提升自己的逻辑思维和理性思维。也有部分学生不喜欢互动或自学，认为老师还是多讲课比较好，究其原因，可能是从小到大他们已然习惯于以听课的方式接收新知识，可见教学改革不仅是一个层面上的行动。

（3）成绩反馈

对同一专业、同一教师任教的不同年级、实施教学改革与否的学生概率统计成绩进行比较（对2015级学生开始实施改革），从图1的对比结果看，经过教学改革平均成绩比上届学生有所提高，同时不及格率有所下降。对成绩提升还是比较明显的。

4　教学改革的反思

在互联网如此发达的时代，学生接收信息的渠道很多，他们可以通过各种途径获得知识，如果我们的教学只停留于传统方式，以我们曾经接受教育的方式继续教育学生，不考虑时代的变革，不考虑学生特点和需要，那么学生为什么要来你的课堂听课？基于此，我们必须转变观念，以学生发展为中心，即以学生当前发展状态为基础，以促进学生发展为目的。教师的教学不应仅满足于教会学生辨别“类型题”、解答“类型题”，考试能够过关。事实上，他们进入社会以后，绝大多数的数学定理和公式都是用不上的，而能够让他们受益的是从数学角度看问题的出发点，有条理的理性思维，把实际问题简化和量化的习惯等。因此我们的教学改革应着眼于促进学生发展；以学生学习为中心，明确教是手段、学是目的。要以学生和学习为目的，而教学只是帮助学生有效学习的手段，教学不再是老师想教什么就教什么，而是要根据学科知识的特点和学生学习的特点，系统设计目标、活动和评价。学生也不再是被动听讲，而是要完成一系列任务和活动。老师要根据学生的完成情况，判断学生是否真正“学到”了规定的知识和能力。认定的标准是，如果学习之后，学生会说、会做、会教，那他就是学会了。如果做不到这三点，说明其学习还有问题。以学习效果为中心，关注学习效果，随时为学习提供反馈，帮助学生及时调整学习，帮助教师及时调整教学。

教师需要从思想上认识到教学改革的必要性和紧迫性，然而教学改革并非教师做出改变就能成功，它离不开学校层面的支持，也就是环境的支持，这包括硬件环境和软件环境两个方面。硬件环境是相应的教学设备、网络环境、多功能教室的改进等，而软件环境是指管理方面、学校领导的支持和推进，各院系之间的协调等。

（1）硬件环境的支持

为加强信息技术与教学过程深度融合，推动在线资源线上线下结合的混合式教学模式改革，学校购置了Blackboard 数字化在线教学平台，并开展相关使用培训培养和提升我校教师教学与平台应用能力；为了促进师生互教互学，形成真正的学习共同体，学校在建若干多功能互动式教室。学生在互动式课堂上可以提高参与度，使得同伴互教和小组学习成为可能，在讨论和辩论中碰撞出灵感和思想的火花，使大学课堂真正成为可说、可想、可做的课堂；为了使网络更加畅通，学校网络中心更换了网络交换机，使得网络接入达到千兆。

（2）软件环境的支持

充分发挥教师发展中心的作用，教师发展中心会不定期地请一些知名教育学者来校讲座，促使教师从大学生的特点和学习规律的角度重新审视自己的课程，帮助教师改进自己的课程。教师发展中心还组织或支持教师参加各种教学相关培训，帮助教师学习并掌握大学教学的一般原则和技巧，并帮助他们把所学具体地落实到自己的专业教学中去。“以学生为中心”的本科范式教学改革已经开展了两期培训，每一期为期两年，受益教师达到50余人。

5　结论

本文围绕“以学生为中心”的大学概率统计课堂教学改革开展论述，分别阐述了该项教学改革的理论依据、教改思路、具体的实施、改革的效果检验以及对改革的反思。实践表明，“以学生为中心”的教学改革有初步成效的，大学教学改革任重而道远。

参考文献

［1］　赵炬明，高筱卉.关于实施“以学生为中心”的本科教学改革的思考［J］.中国高教研究，2017（8a）：36-40.

［2］　赵炬明.聚焦设计：实践与方法-美国“以学生为中心”的本科教学改革研究之三［J］.高等工程教育研究，2018，（3）.

［3］　赵炬明.打开黑箱：学习与发展的科学基础（上、下）［J］.高等工程教育研究，2017，（3-4）.

［4］　张楚廷.数学文化与人的发展［J］.数学教育学报，2001，10（3）：3-4.