于歆杰理工科核心课中的课程思政-为什么做与怎么做

于歆杰：理工科核心课中的课程思政——为什么做与怎么做于歆杰，清华大学电机系教授。2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中指出，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。课程思政的理念日渐得到重视。在2018年9月全国教育大会和2019年3月学校思想政治理论课教师座谈会上，总书记又对课程思政有进一步阐述。教育部在近期组织的国家精品在线开放课程和“金课”建设与评审过程中，对课程思政提出了明确的要求，各地各学校也相应地在教学成果奖、教学名师评选乃至教师日常教学档案袋中加入了对课程思政的要求。因此在理工科核心课中开展课程思政教育已经不是要不要做的问题，而是该如何做好的问题。尽管如此，在笔者日常接触的理工科核心课教师中，依然有不少人对开展课程思政建设的必要性和方法存在种种误解。本文结合日常教学的思考和举措，对在理工科核心课中开展课程思政教育提出一些观点，分享一些方法。一关于课程思政的若干误解首先我们来分析几个关于理工科核心课教师对课程思政常见的错误或片面观点：观点1（错误）：理工科核心课的教学内容太多，没有时间开展课程思政。理工科核心课往往都是本科培养方案中的“硬课”，量大面广，教学内容较多，在大多数高校中教学班级的容量都较大。学生对这些课程的掌握程度，直接或间接决定了他们学习后续专业课程乃至开展研究生论文工作的顺利程度。因此，核心课老师有时候会说：“我没工夫做课程思政。”观点2（错误）：电路原理这种科技类的核心课难以开展课程思政。以笔者讲授的电路原理为例，这门课的绝大多数知识点均在约100年前由西方的科学家或工程师发现或发明；整个课程的理论体系在50年前基本成熟；课程内容整体上侧重逻辑，偏重推理。电路原理课堂中最常见的教学活动是给出定义、陈述定理、证明定理、应用方法解题……很多老师认为在这些“硬核”的教学活动中，难以水乳交融地开展课程思政教育。观点3（错误）：课程和思政应该各司其职。时至今日，不少老师依然认为，课程思政是课程和思政各司其职，也就是说课程管内容、管智育，由教师负责，归教务口管理；思政管思想、管德育，由辅导员负责，归学生口管理。有老师甚至在提，要想培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，需要开设不同类型课程，在不同环节中分别培养。观点4（错误）：课程思政难脱“两张皮”的俗套。有些老师担心，课程思政难脱俗套，具体表现形式是在课堂上先进行一番脱离实际的说教，然后再讲授具体内容，也就是说课程思政表现为内容和思政的“两张皮”。观点5（片面）：课程思政就是课堂思政。对于认可课程思政理念的老师而言，也往往在实践中会有一些不完整、不准确的认识。比如：有老师认为课程思政就是课堂思政，教师只需要在课堂里结合某些内容开展思政教育就做到了课程思政。观点6（片面）：课程思政就是结合案例进行爱国主义教育。有的老师热衷于搜集各种在本门课中开展思政教育的“话术”，也就是说，在这些老师心目中，能够在课程的若干典型案例中，讲出事先设计好的有思政含义的话，就完成了课程思政的任务。观点7（片面）：在课堂上讲授人生感悟就是课程思政。还有老师将课程思政理解为鸡汤荟萃，认为在课堂的头尾或者结合相应的教学内容，给学生传递富有正能量的观点，就是课程思政。上述观点，要么是错误的，要么是不完整和不准确的。核心课对于人才培养具有非常重要的作用，因此如果理工科核心课教师不能很好地理解和实现课程思政，高等教育的课程思政就无法真正落到实处。可以说，这是课程思政建设过程中最难啃的硬骨头。笔者认为，理工科核心课教师对课程思政有误解，可能很重要的原因是在相当长的一段时间里，高校对青年教师的教学培训，更多是在“术”的层面上，比较强调教学法的培训。而对“道”的层面，即教育教学理念方面，要么讲得太过高大上，无法落地；要么只有只言片语，没有结合实际课程进行深入讨论。而且即使是在“术”的层面上，当前的主要培训思路依然停留在提升青年教师的教学技能，使其具备在课堂上将比较艰深的知识以通俗易懂的方式讲解清楚的能力，从而使学生通过在教室里专心听讲、认真记笔记，把知识学会。如果退回20年，这种教师培训思路是完全正确的，因为学生要想学会这门课程，除了来教室听讲外，只能自己闷头啃相对而言比较艰深的教材，这对于大多数学生来说费时费力还难抓住重点。也就是说，传统意义上，教师是学生“单一来源”的“优质”教育资源提供者。教师需要在教室里把想讲、该讲的内容都讲明白，大多数学生才能学明白。而事实上，由于科学技术的迅猛发展，想讲、该讲的内容往往是越来越多的。因此教师经常会抱怨，课时不够，更别说拿时间来做课程思政了。二完整理解开展课程思政教育的必要性那么该如何理解课程思政？为什么作为理工科核心课教师，应该主动且积极开展课程思政教育？我想，这里面有客观和主观两个方面的原因。从客观方面来说，首先，优质教育资源已经（或即将）不再稀缺。随着教育部在“十二五”和“十三五”大力推进精品开放课程、精品在线开放课程和“金课”建设，使全社会都可以免费获取大量来自名校名师的名课资源。根据教育部2019年7月提供的数据，在全国各平台上开设的慕课数量已经超过12000门，而一所综合性大学每学期开设出的课程数量也不过几千门而已。其次，移动互联网已经是绝大多数人进行交流的主要渠道，手机正成为每个人不可或缺的工具。学生带着手机来上课，已经成为事实。再次，“95后”或“00后”学生所表现出的认知特点是主动获取知识的能力和意愿显著增强，而且其信息获取习惯越来越碎片化。根据教育部统计，目前各慕课平台的学习者总数已超过1.2亿。在很多学校都开始出现学生在课堂上边听老师讲课，边用手机或笔记本观看其他教师讲授的相应慕课视频的情况。上述3个特点对以知识传授为主要形式的课堂教学方式带来了挑战。通俗地说，在学生拿着手机躺在被窝里就能够学到名校名师名课的时代，前面强调的教师的“单一来源”和“优质”属性都不再存在或者大打折扣了，在教室里把知识正确地讲出来已经不再是唯一重要的事了。从主观方面来说，教师需要将基本任务，从传授知识过渡到人才培养（育人）上来。高校教师的首要学术责任是育人，而课程教学和课堂讲授则是全员、全方位、全过程育人过程中非常重要的环节。在对知识和素质辩证关系的讨论上，不乏先哲们的精彩论述，如笔者所在的清华大学电机系老系主任章名涛曾对新入学的青年学生说过：“你们来到清华，既要学会怎样为学，更要学会怎样为人。青年人首先要学为人，然后才是学为学。为人不好，为学再好，也可能成为害群之马。学为人，首先是当一个有骨气的中国人。”在给电机系建系60周年的贺信中这个观点被1951届毕业生朱镕基学长再次强调。自此，“为学在严，为人要正”逐渐成为清华大学电机系的系训，与“自强不息，厚德载物”的校训相得益彰。此外，清华大学在第24次教育工作讨论会中总结出价值塑造、能力培养和知识传授“三位一体”的人才培养模式，并在第25次教育工作讨论会中得到深入落实。上述“三全育人”“为学为人”“三位一体”等理念都从不同侧面揭示出：作为理工科核心课教师，其主要价值和职责是育人，具体体现在通过知识传授和能力培养的教学活动，来实现对学生的价值塑造。把上述主客观两方面的因素综合起来可以看出，如果核心课教师能够主动利用优质在线学习资源，开展混合式教学，在课上和课后与学生加强互动，及时发现其学习瓶颈，分享其学习感悟，解决其学习困惑，一方面可以变被动为主动，重新找回学生对课程和课堂的关注；另一方面也能够开展原本没有时间进行、但是又非常重要的价值塑造和课程思政教育。也就是说，混合式教学和课程思政，在优质教育资源不再稀缺的移动互联时代，都是教师必须要主动开展的教育教学改革。三从不同层面实践课程思政教育下面，结合笔者负责的“电路原理”课程，谈谈如何实现课程思政，具体体现为在理工科核心课中立德树人、开展价值塑造，同时进行能力培养和知识传授。1.在理工科核心课中立德树人也许有读者会说，立德树人和电路原理有关系吗？对于具体电路分析方法而言，它和立德树人貌似没有关系。但是电路课老师的言谈举止，却起到了非常重要的立德树人的作用，这个作用可能比思政课教师的苦口婆心和声情并茂更为重要。比如，作为我国高校教师，需要始终坚持学术研究无禁区、课堂讲授有纪律，言论行为有底线，尽量避免在在课堂上传递负能量。这毫无疑问是立德树人。除此之外，教师对待教学/课程/课堂的态度，既是潜移默化的课程思政，更是最直接的课程思政。比如教师会提前多少分钟到教室进行课前准备？如果内容讲不完，会不会拖堂？是不是无论如何都不调课？会不会让助教代课？对于每堂课的备课时间多少？是否对迟到的学生给予明确批评？如何看待学生在课外用网络方式提出的答疑需求？如何对学生给予个性化发展建议？如何对学生给出形成性教学评价？如何出期中期末考题以确保拿到以前考试卷子的学生不会因此而在分数上比没拿到但认真复习的学生占便宜……这些问题既是关于一门课程如何运行的基本问题，对这些问题的回答更决定了一门课程质量的下界。关于如何守好课程质量下界的认识和措施，详见拙作《于歆杰：一流课程的两个边界》（《中国大学教学》2019年第3期）。我听很多教师同行说过，现在学生的学风不行，学生学习的主动性更不行，笔者对此不能完全认同。诚然，移动互联时代的原住民们对课程的认识和20年前的学生会有不同，但是学风问题，我想首先是教风问题，教师对待课程的态度将影响学生对待课程的态度；学习主动性问题，我想首先是教学主动性问题，教师是否能够主动开展教学研究将影响学生是否能够主动深入学习。这方面可以深入讨论的内容很多，囿于篇幅，这里只强调一点，即在整个社会环境日趋追逐短期利益最大化、在整个学术环境还是重科研轻教学的大背景下，教师是否能够立德树人体现在教师对课程足够敬畏吗？教师发自内心地认为课大于天吗？事实上，学生学习某门课的最大收获，往往不是其中的知识，而是他们心目中的学术楷模是如何看待上课这件事的！因此我前面说这是最直接的课程思政。2.在理工科核心课中开展价值塑造和很多理工科核心课一样，电路原理课中绝大多数知识点为西方所创，这似乎不利于课程思政。但改革开放40年以来，国民经济和社会发展取得了长足进步，各行各业均涌现出众多“大国利器”，这里面还是有不少文章可以做的。教师可以结合具体内容，讲好中国故事，挖掘在历史上或者当代中国科技进步对教学内容的贡献。比如中国电力系统在最近几十年的腾飞（从2004年起，我国每年新增的装机容量比现在英国全国的装机容量还要多），再比如清华大学电机系开发的电力系统电压稳定控制算法进入美国PJM电网的中央控制室的案例等。当然，价值塑造可以放在更广阔的全球视角来展开。一方面，可以结合相应内容，回顾国内外重大科技创新的过程，比如重温相量概念被提出的过程以激励学生的创新意识，介绍我国1000kV超高压交流输电工程的论证经过以培养学生实事求是的学风等。另一方面，还可以结合相应的内容，讲授国内外重大学术失范或科技发展误判的案例，比如介绍在120年之前，爱迪生为了推广直流系统，在公共场所用交流电流电死一头大象、人为制造交流系统更危险的假象等。此外，还可以结合具体物理概念，类比学生熟悉的场景。比如正弦稳态电路中的有功功率和无功功率是相辅相成的一对概念，我们当然可以从物理和数学的层面探讨其联系与区别，但也可以将人的智商类比为有功功率，情商类比为无功功率。在人造物理系统中，绝大多数能够对外输出有功功率的装置，都需要吸收或发出无功功率。也就是说，没有无功功率，绝大多数装置都无法对外做功。这就好比没有足够的情商，绝大多数人都无法表现出高智商一样。用这样的例子，一方面学生会耳目一新，对物理概念有更清晰的理解；另一方面学生也由此受到了润物无声的德育教育。3．在理工科核心课中同时进行能力培养和知识传授作为核心课，电路原理的课程体系、教学内容均比较成熟稳定，似乎也不太适合课程思政。但是如果能够把混合式教学和课程思政统筹起来，其实大有潜力可挖。首先，对于很多重点和难点教学内容，在混合式教学模式下，可将平铺直叙的教学方法转换为历史场景再现的启发式教学法。比如，在电路原理课程中，笔者所在的教学团队就在戴维南定理的提出、二阶电路的求解、分贝概念的提出、通用谐振频率特性的提出、MOSFET的寄生电容对方波发生器和小信号放大器的影响、低通滤波器和积分器的关系、变压器的变比和匝数的关系等问题上，放弃上帝视角，转而利用雨课堂等智慧教学工具，在大容量班级实现学生的强交互，把学生带到特定的历史场景下，组织他们结合此前所学，自己（或与同伴一起）提出这些概念，或总结出相应的规律，像先哲们那样实现学术突破最关键的“临门一脚”。这种同时进行能力培养和知识传授的教学方法无疑会极大地激发学生的探索精神，很自然地就把学风建设落到了实处。虽然不同课程可以用这种方式展开讨论的知识点不一样，选用的智慧教学工具可能也不一样，但它们在引导学生的过程中是具有共同特点的，即在授课过程和课件中更多采用问号和省略号，而不是句号和感叹号。其次，教师应努力将个人或团队的科研成果在教学内容中酌情体现。比如在笔者讲授电路原理课的过程中，就将负责的3个国家自然科学基金和4个武器装备项目的研究成果（无线电能传输、磁电层状复合材料用于电流检测、电感储能型脉冲电源模块），结合谐振、变压器、二阶电路等电路原理基本教学内容进行了应用介绍。在笔者看来，成为一名优秀教师的关键在于有术且悟道。优秀教师既需要掌握教学技能、熟悉教学手段，更重要的是要对教育教学有自身的理解和感悟。但是要想成为一名卓越教师，这里面的关键点（或者制约点）是要长期开展高水平科研并主动将研究成果转化为教学内容。根据笔者的经验，但凡学生在课堂听到老师讲授自己是如何利用基本概念和分析方法来解决科研项目中的学术问题并做出科研突破时，他们均会表现出相当高的关注度。学生在听老师讲如何应用基础知识做出学术突破，其实同时是在感悟和学习如何做科研，这是最好的课程思政素材。此外，要尽可能利用某些环节或过程，设计一些有挑战性的训练或者需要团队配合才能完成的项目，比如在清华大学电路原理的A模式小班教学中，学生需要分组完成诸如耳机放大器、有源降噪耳机、有源滤波器等综合性、设计性和有挑战性的项目。学生在这个过程中，既可以把课程所学知识融会贯通，更训练了其团队合作与创新精神。理工科核心课在混合式教学模式下，可以不断突破课程质量和学习成效的上界，实现真正落地的课程思政教育。这方面的理念和措施，详见拙作《于歆杰：一流课程的两个边界》（《中国大学教学》2019年第3期）。正如前面讨论的那样，立德树人、价值塑造、能力培养和知识传授，都可以在电路原理这样的理工科核心课中实现。当然需要指出，做到这一点需要教师占用讲授知识的课时，采用一些移动互联时代的工具，来对学生进行合理的激励和刺激，从而达成育人的效果，即教师需要妥善处理好教学内容的“减法”和教学效果的“加法”以及对学生“负向”刺激和“正向”激励等辩证关系。笔者对此已有专文讨论（《论混合式教学的六大关系》《中国大学教学》2019年第5期），这里不再赘述。需要指出，关于妥善处理这些辩证关系的讨论依然属于课程思政中该如何做的“术”的范畴。而在前面强调的理工科核心课课程思政的“道”中，最重要的同时也是最困难的，无疑是广大教师认可自己的最大价值不是在教室里把知识正确地讲出来，而是在教学过程中通过言传身教来育人。要想在这一点上形成广泛共识，其实并不容易。让我们共同努力！《于歆杰：一流课程的两个边界》《论混合式教学的六大关系》文章附后！于歆杰：一流课程的两个边界随着高等教育教学改革的深入，教育部近日提出实施一流课程建设的“双万计划”，即建设国家级和省级一流课程各1万门。什么是一流课程？不同人可能有不同的理解和认识。笔者想结合清华大学电路原理课程的建设体会，谈谈一流课程的两个边界，即教学质量和学习成效的下界和上界。“电路原理”是电类专业本科生必修的第一门核心课，量大面广，非常重要。清华大学开设的电路原理是国家精品课程、国家精品资源共享课程和国家精品在线开放课程。自2006年以来，该课程的教改成果获北京市教学成果一等奖、二等奖各1次，清华大学教学成果特等奖1次、一等奖2次、二等奖1次，清华大学优秀教材一等奖1次，清华大学优秀教学软件一等奖2次，课程教学组4次获得清华大学优秀集体，主要授课教师中2人获北京市教学名师奖、3人获宝钢优秀教师奖、1人获清华大学新百年教学成就奖、3人获清华大学“清韵烛光·我最喜爱的教师”称号。笔者认为，一流课程既要靠关键措施守住教学质量和学习成效的下界，更要用关键突破提高教学质量和学习成效的上界。一、坚守底线，让清华的“电路原理”成为学生敬畏的“硬课”

在清华学生的心目中，电路原理一直是一门挑战度较高、需要花费很多时间和精力来学习同时能够获得巨大收获的课程。之所以能做到这一点，源于教学组多年来一直坚持在教师选用、授课和命题等关键环节中坚守底线，确保了课程质量和学习成效。在青年教师选拔培养方面，坚持学科背景多元化、教学意愿纯净化和教学培训规范化这三个原则。电路原理的后续课程涉及电气、电子、自动化、计算机等诸多电类专业，因此教学组主动从多个研究方向邀请科研水平高的青年教师加盟。在与有意向的教师进行沟通时，教学组强调讲授电路原理课程不是“挣工分”，而要结合自身学科和科研特点，为这门课程的内容建设和教学改革做出自己的贡献。在教师教学技能培训方面，新教师要求完成从全程听课、批改作业、讲授习题课、部分讲授大课、在老教师指导下开展全程授课到独立全程授课的培训过程（需要用1~2年的时间方能完成），从而确保了电路原理多个平行课堂的授课质量在整体上始终保持较高水平。在上述三个原则的指导下，教学组的青年教师科研水平高、教学能力强，1位教师获国家自然科学基金委“优青”项目支持、2位教师获北京市青年教师教学大赛一等奖、3位教师获清华大学青年教师教学优秀奖。在课程讲授、考试命题和阅卷方面，坚持教师全程授课、每学期期中期末考试完全重新命题和流水阅卷这三个原则。电路原理课程主要在大一春季开设，学生普遍比较好学，对课堂教学效果的期待较高，因此教学组要求每位教师64学时全程授课，不得调课，确保了教学过程得以持续顺畅进行。期中和期末试题是检验学生学习成效的重要环节。教学组每学期均对期中和期末考试进行全部重新命题。每次考试前，由课程负责人将命题任务分配给本学期的授课教师。收到授课教师全新编制的题目后，负责人进行统筹考虑，修改调整，形成试卷初稿。此后由2名任课教师进行完整试做，同时记录做题时间，以衡量试卷的题量和难度，再经过1~2次教学组会议讨论后，形成试卷终稿。这种命题模式消除了部分学生通过不同渠道获得往届试题对考试公平性所造成的影响，卷面成绩能够比较真实地反映学生对知识的掌握情况。除此之外，教学组始终坚持本学期全体授课教师流水批改期中和期末试卷，确保了阅卷评分标准的一致性。这些措施有效确保了考试的公平性和结果的可信性，进而确保了课程质量。笔者认为，在价值塑造、能力培养和知识传授“三位一体”的人才培养理念中，价值塑造最为重要。在基础课教学中进行价值塑造，既需要在教学内容选择和教学方法实施的过程中体现，更重要的是通过教师自身敬畏教学和敬畏学术的态度，以立德树人的实际言行，投入大量的时间和精力开展扎实的教学基础性工作，才能让学生在耳濡目染中形成正确的价值观和学习观，从而做到敬畏课程，敬畏学习。二、勇攀高峰，让清华的“电路原理”成为国内外学生和教师认可的“金课”

清华大学要建设世界一流大学，势必要提供世界一流的高等教育。如何在基础课的教学过程中体现世界一流？电路原理这类理工科基础课中的绝大多数基本概念和分析方法都是由外国科学家和工程师创造发明出来的，因此这并不是一个容易回答的问题。近年来，教学组与国内外同行交流频繁，在更新教学内容、制作运行慕课、实施翻转课堂教学法、应用雨课堂工具等方面勇于创新，有效提升了电路原理的课程质量和国内外影响力。在教学内容方面，既同步国际进展，又突出中国贡献。电路原理教学组保持与美国MIT、Stanford、UCBerkeley、UIUC、Purdue交流，在教学过程中将MOSFET和运算放大器等当代电路元器件用作为基本教学内容，同时又在一阶/二阶动态电路分析方法、电力系统等教学内容中强调清华风格，突出中国贡献，让学生既能够与世界一流大学同频共振，又可以体会和感悟中国对世界电气工程的贡献。在教学手段方面，利用慕课和雨课堂等前沿教育资源和教学工具，在移动互联时代进行更高质量地知识传授。教学组很早就意识到，“95后”“00后”大学生是移动互联网的原住民，相对深入钻研纸质教材而言，他们更倾向于以碎片化的形式获取知识和信息。据此，教学组于2013年设计、制作和运行了清华首门（同时也是中国首门）电路原理慕课，迄今为止，已吸引全球158个国家和地区的20万余名学生学习。在此基础上，教学组在全国最早完整应用“雨课堂”工具开展大容量班级的翻转课堂教学改革，将优质在线教育资源在大学实体课堂中落地应用，深受学生和国内外同行好评，该案例在牛津大学、帝国理工学院和墨尔本大学的教师培训中被反复引用。在应用前沿工具加强课堂吸引力的同时，教学组还申请并获批了2018年新设立的教育与信息技术融合的国家自然科学基金项目（F0701代码）“用学习分析提升教学质量：基于大数据的形成性评价和动态学生画像研究”，用学生学习行为和学习效果的教育大数据来分析教学效果，帮助教师将其课堂教学过程从“用艺术的形式传递科学知识”逐步变成“用数据分析提升课堂洞察，从而更好地用艺术的形式传递科学知识”。在教学方法方面，针对学生的不同需求，应用翻转课堂教学法，在确保课程质量的前提下，分别实现提升课程挑战度、加强课堂师生交互、为学生提供学习灵活性等目的。笔者很早就意识到：不同学生对电路原理课程有不同的预期。一流课程应该在确保课程质量和学习成效的前提下，满足学生的不同需求。因此在要求所有教学班同学参加同卷期中和期末考试的前提下，教学组利用最新的教学方法和手段，开设了不同模式的翻转课堂，学生可根据自己对学习成效的预期和可能的投入来进行选择。A模式是加强版，希望通过学生较多时间的课外投入，来实现小容量班级的完全翻转课堂，在课堂里师生间和生生间开展充分讨论，目的是显著提升学习成效和创新能力；B模式是交互版，希望通过学生少量的课外投入，来实现大容量班级的部分翻转课堂，教师在课堂上用雨课堂工具实时获取学生反馈，及时调整教学进度，目的是高质量地实现知识传授；C模式是迷你版，学生的学习主要在慕课平台完成，教师会在一个学期中组织6~8次面对面讨论，目的是为学生提供学习灵活性。这3种模式很好地将慕课资源、翻转课堂教学法和雨课堂工具进行了不同程度的整合，在确保课程质量的前提下，给学生多种选择，满足其不同的学习需求，从而实现因材施教。采用上述教学内容、方法和手段的改革后，可以同时达到一流课程“两性一度”的标准，即在高阶性方面，实现对学生知识和能力培养的有机融合；在创新性方面，在教学内容中反映学科的前沿进展，同时培养学生的创新意识和能力；在挑战度方面，对学生提出更高要求，以帮助学生获得更大学习成效。笔者认为，课程质量和学习成效是一流课程最关键的要素。要想使得基础课成为一流课程，就必须在教师培训和教学纪律方面恪守底线，牢牢守住课程质量和学习成效的下界；同时在教学内容、教学方法和教学手段方面勇于创新，不断突破课程质量和学习成效的上界。固本强基方能行稳致远，与时俱进才可实现引领。论混合式教学的六大关系作者简介于歆杰，清华大学电机系教授。摘

要混合式教学是当前我国高等教育的热点话题。作者结合近年来与不同类型学校的教师合作的经验，探索了多种有效的混合式教学方法，总结了与混合式教学相关的六对关系，即：投入和产出，强调教师应基于OBE思想进行混合式教学设计；单向和双向，提供了移动互联时代教师的生存之道；加法和减法，讨论了教学内容和学习成效之间的对立统一关系；正向和负向，使得课堂教学中侧重优秀学习者的“牵羊”策略和侧重一般学习者的“轰羊”策略可以同时进行；混乱和秩序，通过人为制造的、有灵魂的混乱提升了学生在课堂里的思维活跃水平；简单和真实，强调从简单数据可以获取对学生课堂学习成效的真实洞察。混合式教学是当前我国高等教育的热点话题。笔者作为清华大学工科核心课程“电路原理”的负责人，自2014年起与不同类型学校的教师合作，探索了多种有效的混合式教学方法。本文旨在总结与混合式教学相关的几个关键问题。首先辨析三个关系紧密的名词：翻转课堂、混合式学习和混合式教学。三者均为近年来高等教育教学改革的热点话题。翻转课堂侧重的是教师对教学过程的设计，让学生通过课外的学习和课上的巩固来实施教学改革。混合式学习侧重的是学生学习活动的混合，与本文相关的主要是线上线下学习活动的混合，即学生既有线上学习行为，也有线下学习行为。翻转课堂和混合式学习不是一码事，但在教学实践中，大多数翻转课堂都让学生利用线上资源进行课外学习，大多数混合式学习的线下（课堂）部分都对线上（课外）所学进行了巩固提高，因此忽略二者之间的差异不致产生太大的偏差。混合式教学是我国特有的名词，意指教师经过教学设计，使得学生发生了混合式学习行为。在本文接下来的内容中，将统一使用混合式教学这一名词。其次需要探讨：为什么需要混合式教学？这个名词越来越得到关注是否反映了当前高等教育的真实需求？笔者认为，混合式教学之所以越来越得到重视，存在主客观两方面的原因。从客观角度来说，随着以MIT的OpenCourseWare为代表的开放课程和以慕课为代表的在线开放课程等资源的普及（比如我国上线的慕课已超过8000门），优质教育资源逐渐变得不再稀缺，高等教育的竞争早已不再局限为招生阶段的“掐尖”，而进入更为实质的课堂教学竞争。对大多数课程（尤其是基础性、公共性比较强的课程）的教师而言，这个现状带来了一个越来越尖锐的问题：比你更优秀的老师已经以更通俗易懂的方式，把你的课堂教学内容讲授得活灵活现，放到网上，所有人都可以免费获取了，而且学生可以有更加灵活多样的学习场景了，你的课该怎么上呢？此外，从主观角度来说，随着一名教师教学经验的提升，他可能会逐渐形成自己的“理想课堂观”，即他认为对于本校学生和本门课程来说，什么样的课堂是最佳的，或最适合学生学习的。但是现实场景是，大多数以单向知识传授为主要特征的课堂，不是教师心目中的理想课堂。外部环境的改变和对理想课堂的追求，是促使教师开展教学改革的重要原动力。混合式教学提供了一种可能的解决方案。在探索和推广混合式教学的过程中，我们自己产生过若干疑问，接触到的不同类型学校和不同类型课程的教师也提出了形形色色的问题。对于这些疑问和问题的思索、实践、讨论和总结，构成了接下来讨论的混合式教学的六大关系。这六大关系主要探讨混合式教学理念，不涉及具体教学内容，因此从电路原理课程混合式教学改革中总结出的规律，对大多数其他课程也是适用的。一投入和产出“教学有法，教无定法”这句话对混合式教学也是适用的，这意味着没有一个现成的、放之四海皆准的混合式教学方法可以套用。这似乎让一线教师难以着力，但事实上，这恰恰为一线教师提供了难得的机会。在这个问题上，近年来在本科教学工作审核评估和工程教育专业认证中得到普遍共识的观点——成果导向的教育（OBE）——在课程改革层面依然适用。开展混合式教学改革的教师首先需要明确自己希望达成的目标或成果，进而根据目标设计具体实施措施，再用适当的方式来衡量目标的达成度，找到进一步改进之处，从而实现持续改进。举例来说，在“电路原理”课程混合式教学改革过程中，不同类型的学校结合不同的目标探索了多种实现方式。一种方式是在小容量班级中实现完全翻转课堂，学生在课外利用慕课资源完成主要内容的学习，师生在课堂上进行高质量的深入讨论（比如清华大学“电路原理”的A模式、南京大学的改革等），其目标是显著提升学习成效，训练学生的创新意识和团队合作精神。另一种方式是在大容量班级中实现部分翻转课堂，学生在课外完成部分知识的学习，师生在大容量班级课堂利用“雨课堂”工具进行互动（比如清华大学“电路原理”的B模式、江苏大学、扬州大学、河北工业大学、贵州理工学院的改革等），其目标是加强课堂交互，以提升学习成效；或部分内容采用传统授课，部分内容采用课外预习基础上的课堂讨论（比如青海大学的改革），其目标是选择合适的内容让学生体验课堂交流带来的收获。还可以实现迷你翻转课堂，学生大部分时间在课外以线上的方式进行学习，教师用少许时间在课堂进行总结和讨论（比如清华大学“电路原理”的C模式改革），其目标是给学生带来学习灵活性。不同的混合式教学改革目标，其实现方案完全不一样，对教师进行教学设计的需求完全不一样，对学生在课外学习投入的要求完全不一样，学生在课堂里的思维活跃水平完全不一样，达成的学习成效完全不一样，衡量教学改革成功与否的判据也完全不一样。在清华大学，学生学习哪种模式的“电路原理”课程，是根据自己的需求进行自主选择的结果。根据大量调查问卷反馈，学生在A模式中课外/内学习时间比约为(2~2.5):1，B模式约为1∶1，而C模式则主要以课外学习为主。从同卷考试成绩来看，A模式成绩要明显高于B模式，而C模式则由于学生自主学习能力的不同，表现出一定的两极分化现象。乍一看起来，这有点复杂和混乱，但这恰恰是混合式教学改革最大魅力之所在，即不同类型的学校教师可以根据自己的需求，设计并实现真正适用于自己学生的教改。此外，开设出不同类型的课堂，也便于学生根据自己的需求和意愿，选择适合的学习路径和学习方法。总体来说，开展混合式教学的师生投入，完全由教改的预期产出来决定；从另一个角度来说，开展混合式教学改革，务必需要先梳理希望达成的目标。二单向和双向当前，大多数高校教师发展中心教学技能培训的主要目的，就是帮助在专业上有学术成就的教师掌握授课技巧，从而使得教师能够在教室中把教材里的知识通俗易懂地讲解出来，帮助学生理解和掌握，从而完成知识传授的过程。这个培训过程的基本出发点是：教师是学生单一来源的优质教育资源提供者。这里面的“优质”，是指拥有较高学术成就的教师在掌握教学技能后，可以帮助学生在相同课内学时中掌握更多知识，或对知识有更深刻的理解。由于教师有较高学术水平，而且掌握了授课的技巧，因此从知识获取效率的角度来说，相对学生自己钻研教材或参考书而言，教师的讲授对大多数学生来说是优质的。“单一来源”是指在互联网不发达时，学生除了来教室听讲外，没有其他渠道获取如此优质的教育资源。因此传统教学改革的出发点是从不同渠道，帮助教师更能讲、更会讲，讲得更精彩，进而帮助学生学得更明白。现在各种文献中常说的“以教师为中心”，其实更准确的含义是以改善教师的知识传授技能为出发点，进而使得教师的课堂知识传授效率进一步提高。在这样的模式中，对学生来说，重要的是在教室中集中注意力听讲，记笔记，从而掌握老师传授的知识，因此学生是“带着耳朵”来上课的。前面提到过，高等教育已经或即将进入优质教育资源不再稀缺的时代。此外，当前高等的主要参与者——“95后”“00后”大学生——的信息或知识获取方式已经发生了深刻变化，表现在：手机已成为学生生活中不可或缺的一部分；学生的认知规律以建构主义为主要特征，他们已经习惯于从多个不同渠道获取信息，对碎片化的信息非但不反感，反而会倍感亲近，这一点从抖音APP和哔哩哔哩网站在学生群体中大行其道的趋势就可以看出；学生对学习和课程的预期呈现出多样化的趋势等。此外，很多研究型大学的人才培养目标已经从单一的知识传授，逐渐过渡到价值塑造、能力培养和知识传授的“三位一体”。这样就促使越来越多的教师在课堂上主动将自己的定位从学生学习资源的提供者过渡为学生学习经历的陪伴者和学习成效的激励者。现在各种文献中常说的“以学生为中心”，其实更准确的含义是教师利用移动互联时代的工具，以了解和掌握学生的学习状态为出发点，提供针对性更强的教学服务（比如做题交互和讨论等）。在这样的模式中，对学生来说，重要的是在教室中能够以较高的思维活跃水平进行彼此之间的交流，因此学生是“带着脑子”来上课的。上述论断的必然结论是，教室中的教与学活动将从以教师讲解为主要特征的单向知识传授，向着以师生互动或生生互动为主要特征的双向或多向信息交互进行转换。需要指出，以教师为中心和以学生为中心，二者的根本目的是一致的，即帮助学生达成更好的学习成效，但二者的出发点或着力点是不一样的，这里面的“中心”，更多的是教学改革中“关注点”和“出发点”的意思。三加法和减法大多数开展混合式教学改革的教师都希望在教学效果（尤其是课堂教学效果）上做加法，即学生的学习成效能够得以提升。要想做到这一点，需要教师主动在课堂教学内容上做减法。前已述及，传统教学技能培训的基本目标是让教师能够在限定时间内，完整高效地完成知识传授。这个培训过程确保了教师在课堂上知识传授的高效率，这就是前面讨论的“优质”。如果这些掌握了教学技巧的教师，采用混合式教学方法开展了教学改革，在课堂上组织师生和生生之间开展了讨论，则从知识传授效率的视角来看，相对于教师的讲授而言，这个讨论的过程往往是低效率的，因为学生的反馈和发言往往不能确保是正确的，教师需要用更多时间，才能组织学生完成对某个知识点的讨论。这就需要教师主动在课堂教学内容中做减法。说白了，在相同课内学时中，要想在高效率讲授的基础上进一步提升学习成效，就得牺牲部分教学内容，腾出一定的时间来引入或加强交互，以实现学生更高的思维活跃水平和更大的学习收获。当然，减掉的课堂教学内容并非不再要求，而是放到课外，让学生在方便的时间来学习相关的慕课或微课资源。因此实施混合式教学的课外学习和实施传统教学的课外学习，有着本质的区别。在传统授课模式下，学生也会课前预习、课堂听讲、课外复习，但是其主要实现方法是学生课前把教学内容略看一遍，便于课堂听懂教师对相同内容的讲授，课后再把这些内容温习一遍，三者是重复关系，以期通过重复来加深印象。在混合式教学模式下，经过教师精心的教学设计，学生的课前预习、课堂交流、课后学习内容是不同的，这三个部分合在一起，共同构成了传统授课的课堂讲授内容，三者是互补关系，以期通过互补来提升学习效果。这样做，一方面实现了前面提到的课堂教学内容的减法，另一方面也并没有给学生课外增加太多负担，还很好地将他人制作的优秀教学资源变成了助力者。主动在课堂教学内容做减法的教师们一定会意识到：自己在课堂上对某个知识点讲授得特别清晰，和所有学生学明白这个知识点之间没有必然联系；自己在课堂上没涉及某个知识点，和大多数学生能够通过课外自学掌握这个知识点之间没有必然矛盾；进行有效的教学设计，利用其他教师制作的优秀慕课或微课资源，让学生在课外方便的时间对课堂中无法涉及的教学内容灵活地开展学习活动，可以使得教师和学生在课堂上有时间更深入地讨论更重要的知识点，并及时解决学生学习过程中的困惑。需要指出，不同目标的混合式教学，在具体实现措施中对原课堂教学内容的减法程度是不同的，当然带来的课堂教学效果加法也不同，既投入和产出、加法和减法是两对有紧密联系的辩证关系。四正向和负向为了能够让学生在课堂中的思维活跃水平更高，教师往往需要在教学设计时兼顾正向激励和负向刺激。以笔者在大容量班级中利用雨课堂工具开展的部分翻转课堂为例，每堂课中，大约有5~7个简单练习题，需要学生根据此前约15分钟听讲所掌握的知识，用手机在限定时间内（1~2分钟）完成答题，而且每道题回答得正确与否，对其期末成绩是有影响的。学生在一个学期里需要完成约140道的简单练习题，其完成情况占期末总成绩的15%。根据笔者多次对学生进行匿名调查问卷的反馈，学生认为课堂内的限时练习题是“雨课堂”工具对学习最有帮助的功能之一。笔者认为，这里有三方面的原因：（1）约81%的学生认为：此举能及时发现自己对哪部分课堂讲授尚未掌握，课后可以开展有针对性的复习。（2）答错一道题所造成的影响（被扣约0.1分）并不大。（3）可能更为重要地，由于教师会给出每道题答案分布的柱状图，学生能够实时了解课堂里其他同学对这一知识点的掌握情况。对于大多数学生而言，实时了解同伴的学习成效对其所造成的刺激，要远大于教师把这个题的正确答案讲解出来，特别是对于基础一般的学生来说更是这样。除负向刺激外，很多轻量级智慧教学解决方案还提供正向激励功能。比如雨课堂工具的投稿和红包功能。一种典型的投稿功能应用场景是，教师布置某个有一定难度的练习题，让学生用纸和笔将解答过程写出来，鼓励先做完的学生用手机拍照后投稿。在教师手机上，可以看到每个学生的投稿结果，典型的或出乎意料的正确解答，可以被教师以实名方式投送到屏幕上，并进而被实名推送到每个学生的手机上；典型的错误解答，将以匿名方式投送到屏幕并推送到学生手机上。此外，布置某个有一定难度的限时练习题后，教师可以发送“红包”，率先提交正确解答的若干学生，可以抢到红包，同时其姓名将出现在所有学生的手机上。对于大多数学生而言，由于对某个题做得又快又好，使其名字出现在现场其他同学的手机上，是一个较强的正向激励，特别是对于基础较好的学生来说更是这样。在混合式教学设计中，统筹好负向刺激和正向激励功能，能够在课堂中同时提升不同类型学生的注意力和积极性，在大容量班级做到因材施教。五混乱和秩序为了提升学生在课堂内的思维活跃水平，教师势必要实现师生之间和生生之间的信息交互。无论是大容量班级，还是小容量班级，师生交互和生生交互往往带来了一些貌似混乱的场景。在小容量班级完全翻转课堂中，可能学生在各说各话，或捉对厮杀，整个教室里面的知识流和信息流不再有规律了，而是呈现出相当复杂的局面。再比如，在大容量