教学从传授范式向学习范式转变的探索与实践

薛明富

摘 要： 社会、科技和国家的高速发展迫切需要培养具有创新精神的多元化人才，推动教育教学方法由“传授范式”向“学习范式”转变，是满足上述需求的关键。将“学习范式”具体落实到工科课程教学中，还需要解决工程实践教学薄弱的问题。本文分析了从“以讲授为基础”到“以学生为中心”的教育转变，讨论了工科教学中的实践教学问题，对于“学习范式”下的工科课程教学方法进行了探索和研究，并以工科课程——计算机病毒教学这一真实的教学实践案例，从教学目标、教学方法和教学效果等方面进行了说明。

关键词： 学习范式 以学生为中心 教学方法改革 工科实践教学

1.引言

古语有云“名师出髙徒”，这强调了优质教学资源的价值，却在不经意中忽略了教学方法的重要性。2005年，我国著名科学家钱学森曾感慨：“为什么我们的学校老是培养不出创新人才。”这一感慨曾引起国内各界对我国教育的反思。

大学自产生以来，积累并构建出了一套以讲授为基础的教学体系——“传授范式”。随着社会进步和科技发展的多元化需要，推动产生了一种新的教学模式——“学习范式”。在新范式下，大学目标不再是高质量的“教”，而转变为让每位学生更有效地“学”。大学的使命从教授知识逐渐转变成为为学生自主学习知识和掌握技能创造环境，使学生成为能自主发现问题和解决问题的多元化人才[1]。

将“学习范式”具体落实到工科课程教学中，还需要解决工程实践教学的问题。社会经济和科技的发展，以及创建科技型国家和参与国际竞争的需要，对现代工程技术人才提出新的更高的要求。令人遗憾的是，实践教学作为工科教育体系的重要组成部分，却没有得到足够的重视，实践教学一直是工科教育人才培养的薄弱环节，高校培养的工科毕业生已难以满足国家和社会的需要[2][3]。

教育应当促进人的自由发展，解放人所具有的潜能和创造力。本文讨论了从“以讲授为基础”到“以学生为中心”的教育转变，分析了工科教学中的实践教学问题，对于“学习范式”下的工科课程教学方法进行了探索和研究，并以工科课程——《计算机病毒》教学这一真实的教学改革案例，从教学目标、教学方法和教学效果等方面进行了说明。

2.从“以讲授为基础”到“以学生为中心”的教育转变

大学自产生以来，积累并构建出了一套以讲授为基础的经典教学模式——“传授范式”。在“传授范式”下，大学的使命是教师将知识传授给学生，如果社会出现新的发展需要和新知识，就增设新的课程[1]。

近年来，随着社会进步和科技发展的多元化需要，推动产生了一种新的教学模式——“学习范式”。在新范式下，大学的目标不再是高质量的“教”，而转变为让每位学生更有效的“学”。大学的使命从教授知识逐渐转变为为学生自主学习知识和掌握技能创造环境，使学生成为能自主发现和解决问题的多元化人才[1]。

除了社会科技发展的推动，“学习范式”的产生得益于一些理论学家的工作和发达国家的积极探索。瑞士心理学家Jean Piaget最早提出建构知识理论，在此指引下发展出来的学习理论指出：“知识不是通过教师传授得到的，而是学生在一定情境下，借助教授和同学的帮助，利用必要的材料和资源，通过意义建构的方式而获得的。”随后，美国教育学家B.S.Bloom提出了教育目标——思维的六个层次[4]：知识、领会、应用、分析、综合、评价。其中，知识和领会属于“低阶学习”，应用、分析、综合和评价属于“高阶学习”，“高阶学习”对应着学生的创造力培养[5]。“讲授范式”只能达到“低阶学习”的效果，无法培养出学生的创造性思维。在上述理论发展的推动下，20世纪80年代以来，美欧等国逐步开展了一些从“传授范式”向“学习范式”的探索和改革，研究性学习逐步替代简单的知识灌输型，重点培养学生的创新等综合能力。正如阿德勒所说：“所有真正的学习是主动的，而不是被动的。学生要用脑子去思考，而不仅仅是记忆。学习是一个发现的过程，这个过程中的主体是学生，而不是教师。”[6]

3.工科教学中的实践教学问题

我国是世界上工科教育规模最大的国家，然而，随着科技的发展和社会的进步，我国逐渐从劳动力密集型发展方式转型为科技密集型发展方式。在建设高科技、有创造力的国家这一需求下，高校培养的工科毕业生已难以满足国家和社会的需要，工科毕业生培养质量不容乐观，在工程实践能力、创新素质、沟通能力等方面尤为欠缺。导致工科毕业生质量偏低的主要原因之一是工科课程教学中的实践教学不足[2][3]。

相比中国，发达国家更早进入这一科技高速发展的历史时期。因此，在20世纪末至21世纪初，美国、欧洲已率先对现代化工程人才提出新的要求，如美国的EC2000和欧洲的FEANI[7]，强调工科学生在校期间应具备从事工程活动的知识、能力和素养，适应实际工程项目的需要等。

工科实践教学（含实验）是工程科技人才培养的重要环节，然而我国的工科教学中实践环节依然存在一些不足：

（1）实践（实验）教学的目标仍然以验证理论和掌握实验技能为主，对诸如创新能力、团队协作精神、表达能力等没有要求，且实验考核浮于形式，实验课的效果不够理想。

（2）教学中一直存在重知识学习、轻能力培养的现象。表现为侧重理论知识的传授，而对学生实践训练不足。高校教师大多为科学理论型人才，缺乏有工程实践经验的师资。我国实验教学占课程体系的比例一般小于20%，明显低于发达国家的30%以上。此外，对实验教学的要求上，美国的高校注重学生实践能力、思路创新、团队协作、设计方案、表达沟通等考核，比我国的实验教学要求更全面更严格[8]。

（3）我国的教育仍然沿袭“传授范式”。教师在教学过程中有绝对的主导权，忽视学生的主体性，并不利于培养学生的实践能力。

（4）校外的一些生产实习浮于形式，达不到应有的实践效果。

产生上述问题的原因包括如下。多年来的“传授范式”下，学校、教师和学生普遍对实践不够重视，实验课地位不高，学时偏少。学生习惯于接受知识和记忆知识，不习惯于独立思考和动手实践，过多地依赖老师。在教学过程中，并没有确立学生的主体地位，缺乏培养学生主动实践的观念。工业界与高校并没有形成紧密的耦合关系，不能及时有效地推动高校的教育改革。

4.“学习范式”下的计算机病毒课程教学实践

当今社会对创新型人才的需求，需要构建以“高阶学习”为目标的教学方法，即“学习范式”，促使学生自主学习，培养独立思考能力和创造力。在新的“学习范式”下，转换师生在教学过程中的主体地位，学生成为信息加工的主体，是知识的主动建构者，而不是被灌输的对象。教师的作用不再是单纯地灌输知识，而是设计学习场景和环境，帮助和促进学生自主学习能力的培养，如采用团队学习模式或独立作业实践。在设计的每个团队或独立作业实践中，让学生从构思概念设计开始，历经项目的设计和实现，自主钻研，主动实践。通过不同层次的项目实践活动，学生获得从产品到系统的设计研发实践能力。

4.1以学生为中心的异质化教学探索

长期以来，我国教育实行以集体授课为主的同质化教学，即教师对所有学生在教学内容、教学方法、教学组织形式等方面施以没有区别的教学。主要表现包括：（1）教师对学生无差别施教；（2）教师用自己的教代替学生的学习；（3）将考试成绩作为开展与评判教学、学习质量的唯一标准[9]。同质化教学是一种效率较高的人才培养方式，然而，随着社会和科技发展对人才提出了越来越高的要求，同质化教学暴露出了一些问题：教学资源分配不公；忽视学生的差异性；学生之间以竞争为主，合作较少；后进生不上进，优生难更优，等等[9]。

为解决上述问题，探索如何实现异质化教学尤为必要，力图实现每个学生素质有差异的均衡发展。异质化教学是指教师指导学生开展自主学习，表现包括：（1）教师将学生的自主学习作为自己开展教学的基础；（2）建立学生个体学习、小组合作学习和全班集体学习的三级教学结构；（3）鼓励学生根据自身实际情况把握教学进度。

下面从方法层面具体阐述如何实现学习范式下计算机病毒课程的异质化教学的问题。在教学的准备阶段，充分考虑学生的异质性，对教学材料进行整合、设计教学或学习任务。第二阶段是教学的实施，采取多种形式灵活地为学生创设学习情境，促进其创造性学习。第三阶段是教学反馈，学生个体评价、小组评价、考试成绩评价相结合，打破单一的课程考试成绩评价体制，并将评价信息作为教学方法持续改进的重要参考。

具体而言，包含以下实施策略和方法：

第一，通过学生多元化的锻炼培养其综合能力。以往的课堂，在一节课的50分钟里，绝大部分时间是教师在讲授，笔者试图打破这一模式，用研究性学习替代简单的知识灌输，重点培养学生的创新等综合能力。在理论教学环节，穿插大量学生参与的讨论和学生自主发言，给学生布置一些自学任务和讨论的主题等。在实践部分，分指定实验和课外开放型作业两大类实践任务，采用独立完成指定实验和团队合作完成开放型作业两种方式，锻炼学生的设计、独立思考、团队合作、项目展示等综合能力。

第二，打破师生之间的对立关系，实现师生关系的理解均衡。在本课程教学中，笔者除了作为知识的传授者外，还作为学生团队作业、指定实验的引导者、倾听者、帮助者，与学生建立了亦师亦友的关系，促进学生的健康发展。

第三，通过学生组队学习实践加强学生之间的互帮互助，培养其团队合作能力，破解学生之间单一的竞争关系。在课外开放型作业环节，由于项目的规模较大，学生需要分工合作完成指定课题项目，在考察环节，也对每个学生的团队贡献有客观的考察评分，形成较好的团队协作机制。

4.2计算机病毒课程教学中的工程实践探索

我国逐渐转型为科技密集型国家，为了增强创造力和国际竞争力，迫切需要多元化的工程科技人才，要求其具备创新精神，有实践能力，还要有运行管理能力等。实践教学是工程人才培养的薄弱环节，对实践教学方法进行改革是解决这一问题的关键。作者在本课程教学中进行了一定的实践探索，试图引导学生主动探究、培养学生的实践能力和创新精神，实现教学文化的变革和学生学习方式的转变。

工科实践教学应以学生为中心，以实践活动为中心，让学生开展基于任务、项目的学习，在“做中学”。本课程设计的团队型开放大作业包括如下：（1）用技术手段盗取他人的QQ号及密码；（2）架设一个WIFI，供其他人使用，当使用者输入网络账号及密码时，窃取之；（3）破解一个已有WIFI网络的密码；（4）某病毒/木马/蠕虫/后门/漏洞的实现；（5）某病毒/木马/蠕虫/后门/漏洞的分析/研究。

大作业要求：三人一组，团队占18分，个人占12分；分为教师评分、其他组评分、团队同学匿名互相评分3部分评分，最终个人成绩取其加权；提交报告和程序/工程，并做演示和讲解。

本课程指定的上机实验包括如下：（1）引导型病毒实验；（2）COM文件病毒实验；（3）PE文件格式病毒实验；（4）文件型病毒实验；（5）木马程序实验；（6）木马程序清除实验；（7）复制型宏病毒实验；（8）类台湾1号宏病毒实验；（9）五种Linux脚本病毒实验；（10）LinuxELF文件病毒实验；（11）基于U盘传播的蠕虫病毒实验；（12）邮件型病毒实验；（13）Web恶意代码实验；（14）计算机病毒查找实验。

上述实验在机房实施，由学生以个体为单位，独立完成并逐一严格验收。对于学生上机过程中遇到的困难，采取逐一辅导、答疑的方式。上述实验的严格要求，有效的过程管理和监督，使得学生切实掌握了本课程相关的动手实践能力，并学会了独立思考，完成了工程实践任务。

4.3教学效果分析

从本课程教学过程中的学生课堂反应、课下反馈和最终的学生教学评价看，学生对新型的教学、学习方式表现出较高的兴趣和热情，出勤率较高，课堂上积极参与，踊跃反应，上机实验热火朝天，对教学较满意，并与教师形成亦师亦友的健康关系。从教师的角度进行分析，学生本课程成绩均分较高，并锻炼思路创新能力、方案设计能力、表达沟通能力、团队协作能力和动手实践能力。

5.结语

大学长期以来积累构建的“传授范式”已经不能满足社会、科技、国家高速发展的需要。建设创新型和有国际竞争力的国家迫切需要培养具有创新精神的多元化人才。推动教育教学方法向“学习范式”转变，是解决上述问题的关键。树立学生在教学过程中的主体地位，激发学生的自主学习和独立思考能力，培养其创造力。在工程科技人才的培养方面，还需要提高对工科实践教学的重视度，切实改进工科实践教学方法。笔者对“学习范式”下的工科课程教学方法进行了有益的探索和实践。

参考文献：

[1]周光礼，黄容霞.教学改革如何制度化.高等工程教育研究，2013（5）：47-56.

[2]李培根，许晓东，陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析.高等工程教育研究，2012（3）：1-6.

[3]陈国松.我国重点大学本科工程教育实践教学改革研究.华中科技大学博士学位论文，2012.10.

[4]单中惠，杨汉麟.西方教育学名著提要.江西人民出版社，2000：512.

[5]周光礼，朱家德.重建教学：我国“研究性学习”三十年述评.高等工程教育研究，2009（2）：39-49.

[6]欧内斯特·博耶.美国大学教育——现状、经验、问题与对策.复旦大学出版社，1988：161-162.

[7]陈国松，许晓东.本科工程教育人才培养标准探析.高等工程教育研究，2012（2）：39.

[8]李瑾，陈敏.五元合一：美国工科本科生实习系统研究.高等工程教育研究，2011（6）：84-91.

[9]李怡明.基础教育均衡视域下异质化教学建构.华东师范大学博士学位论文，2012.3.

本文为南京航空航天大学本科教学改革与建设项目（项目编号：1416ZJ02SP03）的研究成果。