“以学生为中心”的教学设计探索

孙鸿燕 吴小莲 徐颂

摘 要：“仪器分析”课程是环境工程专业与环境科学专业本科生的专业必修课程，具有很强的应用性。本文主要以该课程为例，详细介绍了“以学生为中心”的教学设计步骤和要点，以期在新工科背景下为该课程的建设和发展提供借鉴。实施“以学生为中心”的教学设计可以显著提高学生学习的积极性和主观能动性，并很好地完成教学目标。

关键词：以学生为中心；教学设计；仪器分析；学情分析；BOPPPS教学模式

中图分类号：TQ  文献标识码：A

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号）中指出，要以提升教学效果为目的创新教学方法；强化课堂设计，解决好怎么讲好课的问题，杜绝单纯知识传递，忽视能力素质培养的现象；要解决好教与学模式创新的问题，强化师生互动。要实现以上要求，关键在于教学理念的转变，即从“以教师为中心”的教学设计向“以学生为中心”的教学设计转变。

“仪器分析”课程是佛山科学技术学院环境工程系与环境科学系大二学生的专业教育课程，具有明显的理论与实践相结合的特点。该门课程全面阐述了仪器分析的基本知识，为后续“环境检测”等课程以及研究生课程的学习奠定理论基础。因此“以学生为中心”的教学设计应用于本课程，对于建设一流本科课程、激发学生的学习动力、提高人才质量培养方面具有重要意义。

1 “以学生为中心”教育理念的形成

“以学生为中心”的教育观点首先由美国心理学家卡尔·罗杰斯在1952年提出，史称“罗杰斯挑战”，由此引发了一场有关教育理念的讨论［1］。1988年“教育新领域”研讨会的主题定为“从以教师为中心向以学生为中心转变”，自此一些大学在不同学科中开始了实践探索，也形成了不少有特色的教学模式。1998年世界高等教育大会通过了《21世纪的高等教育：展望和行动》大会宣言，要求各个国家和高等学校的决策者把学生及其需要作为关心的重点；把学生视为教育改革主要的和负责的参与者。这是“以学生为中心”理念首次见诸联合国机构正式文件，从此这一理念逐渐成为权威性的术语和全世界教育工作者的共识。

2 开展“以学生为中心”的教学设计的必要性

2.1 建设一流本科课程的基本要求

我国在人才培养过程中逐渐意识到课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定着人才培养的质量。教学设计是应用系统方法分析研究教学的问题和需求，确定解决教学策略、教学方法和教学步骤，并对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。因此，从大课程论的角度看，教学是课程的实施过程，课程改革与课程建设最终需要依托教学设计加以实现。2019年《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》中特别强调要“确立学生中心、产出导向、持续改进的理念，提升课程的高阶性，突出课程的创新性，增加课程的挑战度”。而高阶性、创新性和挑战度的建立需要站在学生的角度，通过“以学生为中心”的教学设计来体现。

2.2 学生主动学习的前提

“以学生为中心”的教学设计使学生成为课堂的主体，让学生意识到学习是自己的事情，学习的好坏掌握在自己的手中。唯有积极参与课堂、主动思考、自己努力才能学有所成。而对于教育本身而言，唯有教学内容、教学目标和教学手段的设计适合学生发展的特点，才能够吸引学生，使其真正地参与课堂，与教师之间形成互动。

2.3 教师教学技能的基本要求

加涅在《教学原理》一书中指出，教学设计的目的是为了促进学习者的学习，即提出“以学生的学习为中心”的教学设计基本理念。该理念逐渐得到了广泛认可，目前“以学生为中心”的教学设计已经成为新时期教师专业成长的重要组成部分，也是教师不断追求教学卓越的一项修炼。此外，教学设计已经成为高校教师教学技能比赛的基本要求。

教学设计主要包括以下几个内容，分别是教学前端分析、教学资源与工具的选择、教学过程的设计和教学评价的设计。“以学生为中心”的教学理念可以体现在每一步的教学设计中。

3 教学前端分析——“以学生为中心”

教学前端分析主要包括学情分析、教学内容的分析和教学目标的确定。其中，教学目标与教学内容相互对应。

3.1 学情分析

学生学习积极性不高、对学习内容理解不到位以及缺乏知识应用能力等问题很大程度上源于教学设计过程中没有进行学情分析，学情分析不到位导致对学生特点把握不准确，从而导致教学效果不理想。“以学生为中心”的学情分析主要包括对学生的知識基础、认知特点、学习风格、信息素养等进行综合分析，并根据分析特点制定教学目标和教学内容［2］。

“仪器分析”课程的授课对象是大二学生，学习这门课程之前他们只学习过“基础化学实验”内容，基本没有进过实验室进行过实验，对各种仪器分析的操作方法都不了解。此外，根据调查了解，学生对高中知识掌握并不扎实，部分学生高考甚至没有选择化学科目。基于此，我们将“仪器分析”中的高等仪器分析内容如质谱分析、核磁共振分析等进行删除，选择易于理解的光学分析法和电化学分析法进行讲授。鉴于学生思维形象性的特点，我们将电化学分析法章节中的公式推导部分弱化，强化例题分析，将复杂内容简单化，促进学生对重难点的掌握。考虑到学生喜欢使用多媒体的特点，在课程中插入视频、动画以及采用课堂互动小程序等方式吸引学生的注意力，以提升课堂学习氛围，寓教于学。

3.2 教学内容分析

教学内容的分析关键在于厘清教学内容涵盖的知识点与知识点之间的结构关系，明确教学的重难点。在明确重难点过程中要站在学生的角度，从以下两个方面考虑：一是教学内容抽象性与学生思维形象性矛盾产生的难点，二是教学内容深化与学生思维定式矛盾产生的难点。

根据上述要求，我们将“仪器分析”内容进行拆分、重组，重新构建教学内容。课程中教学的重点在于每种仪器分析的基本原理和定性定量分析依据，而每章节的难点则各有不同。例如光学分析法中的难点在于阐明原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析和紫外吸收光谱分析的异同点，并且明确各方法适合使用的场景；而电化学分析法中的难点则在于计算公式的推导以及公式的应用。

3.3 教学目标的确定

教学目标指的是教学中师生预期达到的学习结果和标准，而“以学生为中心”的教学目标设定需要对学生通过教学后应该表现出的可见行为进行具体明确的表述，即教学目标的描述要精确可测，教学目标设定的主语须为学生。此外，教学目标的表述应尽可能少用“理解”“知道”“掌握”等词语，而选用“解释”“举例”“判断”“评价”“设计”等词语。

在以往的教学设计中，教学目标主要关注学生认知目标和能力目标的培养，而没有根据学生特点，制定相应的情感目标［3］。教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知中指出，专业课程是课程思政建设的基本载体，要深入梳理专业课教学内容，结合不同课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，达到润物无声的育人效果。

因此，“仪器分析”课程中根据专业目标、社会需求和学生特点，制定了如下教学目标：（1）知识目标：学生能够描述原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析、紫外吸收光谱分析、电位分析法、伏安分析法和库仑分析法的基本原理和定性定量依据，并能够比较上述分析方法的异同点。（2）能力目标：学生能够列举原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析、紫外吸收光谱分析、电位分析法、伏安分析法和库仑分析法的定量分析方法，并在不同情景下，能够正确运用合适的仪器分析样品中未知元素的含量。（3）情感目标：通过介绍仪器分析的发展历史，对比国内外仪器发展趋势，学生能够树立大国工匠精神和民族情怀；通过介绍仪器分析在环境检测中的应用，学生可以养成良好的责任意识和环保意识。

4 教学资源的选择——“以学生为中心”

许多青年教师会沿用老教师的课件，部分课件可能存在制作简单、字多图少、图片不清晰、相关内容过时等问题，这可能使课件缺乏吸引力，从而导致学生上课注意力不集中。因此，教师需要掌握信息化教学技能，定期更新PPT课件，采用多种教学资源，吸引学生的注意力。在信息化教学中常用的教学资源有多媒体素材、PPT课件、微课、数字教材和在线开放课程等。“仪器分析”课程借鉴MOOC等在线开放课程，基于课本内容的同时，进行一定的拓展和深化，实现课程教学改革对于“两性一度”的要求，并利用视频和动画等多媒体素材，展示仪器的结构组成，将抽象内容形象化，便于学生的理解。

选择适当的教学工具，可以有效促进师生之间进行互动，提高学生注意力，促进其有效参与课堂活动。“仪器分析”课程中选择华南师范大学研发的“课堂有点酷”小程序，该程序中的“纸条范”可以与学生进行匿名对话，教师可以抛出问题，学生通过手机扫描二维码即可进行互动，避免课堂上无人回答问题的尴尬。此外，“快抢”和“击鼓传花”等功能可以对学生进行课堂测试，通过抢答等形式吸引学生注意力，既能提高课堂互动率，又可以检验学生对知识点的掌握情况。

5 教学过程的设计——“以学生为中心”

教学过程指的是教师引导学生学习的教与学相统一活动的时间进程。教学过程的设计是教学理念的体现，它将教师讲授的教学内容、选用的资源工具和设计的教学方法有机“串联”起来，最终达成教学目标。由温哥华大学道格拉斯·克尔教授团队提出的BOPPPS教学模式很好地体现了以学生为中心的教学理念，使学生由被动学习变为主动学习，促进教师与学生进行全方位的互动探讨［4］。该模式一共由六个模块组成，分别是导言（Bridgein）、目标（Objective）、前测（Pretest）、参与式学习（Participation）、后测（Posttest）与总结（Summary），各模块的作用如下表所示。这六个模块中“参与式学习”是核心，最能体现“以学生为中心”的教学理念，但是所有模块都是为“目标”服务，都需要紧扣目标，围绕目标开展，否则即使学生与教师互动再频繁，也是无效互动。

“仪器分析”的教学过程设计以BOPPPS教学模式为基础，根据每节课内容的不同将六个模块进行多种组合，例如每节课的“导言”部分或者“前测”部分可以采用设置小问题（判断題或选择题）的形式让学生回顾上节课的重点内容，使其快速进入课堂状态，并可考查学生对上节课知识点的掌握情况。如果学生掌握得好，那么可以通过提问法引出本节课内容。若学生掌握得不好，那么在本节课的讲授过程中则要回顾上节课的重点内容，逐步引出上节课知识点与本节课知识点的联系。“目标”部分主要是明确本节课的重要知识点，方便学生在听课的过程中明确学习的重点。光学分析法章节的“参与式学习”多采用提问讨论的方式，教师可将通常的陈述句转化为问句，引导学生思考，解决一个问题后可通过追问的方式引入下一个讨论话题。而在电分析化学章节由于计算公式比较多，因此多采用案例分析的方式，请多个同学进行解答，引发学生讨论，从而强化公式的应用。“后测”部分可以采用判断题或选择题等形式，检验本节课目标达成度。这个部分也可以结合教学工具（抢答等形式）与学生进行互动，提高学生的参与度。最后以思维导图等形式对本节课或本章节内容进行总结，并布置作业。

6 教学评价的设计——“以学生为中心”

教学评价是以教学目标为依据，运用可操作的科学手段，系统收集有关教学的信息资料，并通过量化对教学的过程和结果做出价值性判断，以促进学生的自我发展和教学的完善［5］。“仪器分析”课程中采取了过程性评价与结果性评价相结合的方式，将课程考核设置为平时成绩占比30%，期末成绩占比70%，从而避免单一评价。除了知识目标与能力目标的考查外，更重视学生的素质培养。过程性评价主要采用课堂练习、课堂测试和课后作业等形式，根据学生的完成结果及时反馈易错点，并调整后续教学内容。结果性评价则主要采用考试的形式对学生知识点掌握情况进行考查。

7 教学成效

“以学生为中心”的教学设计实施后，课堂上学生的注意力明显提高，与教师之间的互动增强，学生回答问题的积极性增加，学习氛围浓厚，教学目标也在很大程度上得到实现。这都反映出在“以学生为中心”的教学理念指导下，学生逐渐成为学习的主体，教师发挥主导作用，充分调动了学生学习的积极性和主观能动性，并取得了预期教学效果。

结语

本文以“仪器分析”课程为例，介绍了“以学生为中心”教学理念指导下教学设计的主要步骤，并较好地实现了课程教学目标。因此，在新工科建设背景下，有效实现教改目标，“以学生为中心”的教学设计是必经之路。在“互联网+”背景下，如何将多种信息化技术应用于课堂、建立线上+线下的混合式教学是后续教学设计改革的重点。

参考文献：

［1］白金花.以学生为中心的“控制工程基础”课程教学探索［J］.中国设备工程，2023（07）：230232.

［2］陈爱香，姚利民.思想政治理论课学情分析的逻辑理路与推进策略［J］.思想理论教育，2023（04）：7579.

［3］王素云.基于核心素养的教学目标设计研究［J］.教育导刊，2023（02）：2634.

［4］汪发余.基于BOPPPS模型的混合式教学在“电梯维修与保养”课程中的实践研究［J］.科技风，2023（12）：126128.

［5］解圣霞.“以学生为中心”的混合式教学模式的教学评价设计与研究［J］.品味·经典，2022（16）：152154.

*通讯作者：孙鸿燕（1992— ），女，浙江台州人，博士，讲师，主要研究方向为水处理过程中纳米颗粒的微界面作用过程和聚集动力学机制。