陳竹 王小利 蔡麗 劉鴻雁

摘?要：現(xiàn)代教學(xué)理念秉承“以學(xué)生為中心”，以能力培養(yǎng)為現(xiàn)代教學(xué)活動(dòng)的核心，每個(gè)課堂都根據(jù)學(xué)科自身的特點(diǎn)和教學(xué)對(duì)象各具特色。課程教學(xué)設(shè)計(jì)層次飽滿，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念是自上而下的頂層設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)從課堂向網(wǎng)絡(luò)的在線教學(xué)延伸，向整個(gè)校園和管理理念全面地滲透。溝通成為學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師、學(xué)生與社會(huì)之間的橋梁，通過合作學(xué)習(xí)、IPRO和創(chuàng)新中心等推進(jìn)跨學(xué)科的創(chuàng)新合作，孵化創(chuàng)業(yè)公司。提升學(xué)生的職業(yè)道德、寫作、團(tuán)隊(duì)合作、溝通和演示能力，促進(jìn)學(xué)生的自我認(rèn)同和社會(huì)認(rèn)同，幫助青春期學(xué)生完成自我認(rèn)識(shí)，并融入社會(huì)，這對(duì)他們未來的發(fā)展有深刻的影響?！耙阅芰楹诵?，以溝通為橋梁”的現(xiàn)代教育理念為西部高校構(gòu)建全新的學(xué)校形態(tài)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)范式、更新教育設(shè)施、教學(xué)和學(xué)習(xí)方法，加強(qiáng)學(xué)校與社會(huì)的溝通與合作，為向“雙一流”高校邁進(jìn)提供了有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：教育模式；合作學(xué)習(xí)法；跨學(xué)科創(chuàng)新項(xiàng)目；創(chuàng)新中心

受到工業(yè)化進(jìn)程的影響，過去教育系統(tǒng)廣泛使用標(biāo)準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)模式，培養(yǎng)適應(yīng)大規(guī)模、重復(fù)性生產(chǎn)的勞動(dòng)力。但隨著時(shí)代發(fā)展，年輕人的工作方式也發(fā)生了巨大的變化，創(chuàng)新已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵推動(dòng)力。世界正在變化，教育也必須改變。世界各地都在經(jīng)歷著深刻的變革，需要以新的教育形式培養(yǎng)學(xué)生當(dāng)今和未來社會(huì)和經(jīng)濟(jì)所需要的能力。2020年1月，世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布的“教育4.0行動(dòng)”指出，在第四次工業(yè)革命的引導(dǎo)下，全球教育將發(fā)生重大變革，呈現(xiàn)出更多地運(yùn)用線上線下混合式教學(xué)法、跨學(xué)科并基于項(xiàng)目的STEAM學(xué)習(xí)崛起，更多地使用合作學(xué)習(xí)法，以及讓學(xué)生從消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造者的創(chuàng)客空間等趨勢［1］。為轉(zhuǎn)變教學(xué)思維，培養(yǎng)更適應(yīng)未來社會(huì)的人才，筆者以教育4.0理念高校的教育體系為中心，從課程教學(xué)設(shè)計(jì)、人才培養(yǎng)體系和教學(xué)環(huán)境等角度開展調(diào)研。

1?“以能力為核心”的混合式教學(xué)體系

教育4.0理念高校課程的教學(xué)大綱中總能發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同的關(guān)鍵詞：能力。例如：《高級(jí)微生物學(xué)》的教學(xué)大綱中明確指出：完成課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生必須具備批判性閱讀和分析微生物領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)的能力?！睹嫦?qū)ο缶幊獭方虒W(xué)大綱第一句話就是“學(xué)生應(yīng)該具備創(chuàng)建、編寫、排除故障和運(yùn)行程序的能力”?！盎A(chǔ)物理學(xué)”課程強(qiáng)調(diào)：除了教授知識(shí)點(diǎn)，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)去解決實(shí)際問題。而“Linux?&?Perl”和“生物信息學(xué)”這兩門課程的每一節(jié)課，都必須能用新學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)去編寫3～6個(gè)程序。教育4.0理念高校的課程教學(xué)設(shè)計(jì)層次非常飽滿，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念是自上而下的頂層設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)從課堂向網(wǎng)絡(luò)的在線教學(xué)延伸，向整個(gè)校園和管理理念全面地滲透。

1.1?形態(tài)靈活多樣、層次豐富的課堂教學(xué)體系

在調(diào)研期間，筆者選擇了面向本科生的“基礎(chǔ)物理學(xué)”“C語言Linux?&?Perl”和面向研究生的“高級(jí)微生物學(xué)”和“生物信息學(xué)”作為了解教育4.0課堂教學(xué)的窗口。C語言課程的講授非常生動(dòng)，在講授函數(shù)的定義和使用時(shí)，教師讓學(xué)生分別扮演主程序main（）、主程序中的條件判斷函數(shù)和4個(gè)不同的執(zhí)行函數(shù)（動(dòng)作）。例如，教師給扮演main（）的學(xué)生一張白紙或紅紙或綠紙，扮演判斷函數(shù)的學(xué)生根據(jù)紙的顏色做出判定，選擇不同的執(zhí)行函數(shù)，扮演不同執(zhí)行函數(shù)的學(xué)生做出相應(yīng)的動(dòng)作：將筆放在紙上、折疊、揉成團(tuán)或扔掉。教師將抽象的邏輯推理過程變?yōu)樽寣W(xué)生參與的角色扮演游戲，將抽象問題實(shí)體化，促進(jìn)學(xué)生對(duì)函數(shù)這一概念理解的同時(shí)，極大地加深了學(xué)生們的印象。

基礎(chǔ)物理學(xué)本身決定了課程以知識(shí)點(diǎn)為單元的結(jié)構(gòu)性。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)講授完畢后，進(jìn)入習(xí)題演練的環(huán)節(jié)，教師使用了即時(shí)投票器來輔助習(xí)題演練。答題開始，學(xué)生利用即時(shí)投票器來做選擇答案。答題結(jié)束后，教師立刻查看學(xué)生的答題情況和正確率。當(dāng)一道題目正確率在50%以下，教師會(huì)公布學(xué)生們的投票情況，并讓同學(xué)們對(duì)這個(gè)問題開展分組討論，然后再次投票，如果正確率沒有顯著提高，教師會(huì)從新的角度來闡述相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，之后帶領(lǐng)學(xué)生解答這道題并進(jìn)入下一道題或知識(shí)點(diǎn)。無論是形式靈活的基礎(chǔ)課程，還是以講座式開設(shè)的專業(yè)課，這些課程都非常注重學(xué)習(xí)過程的追蹤，用過程性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)取代單獨(dú)的期末考試。

1.2?合作學(xué)習(xí)法

在傳統(tǒng)教育模式中，學(xué)生是相互競爭的關(guān)系，合作學(xué)習(xí)不被鼓勵(lì)。但在教育4.0理念高校，從課程設(shè)計(jì)、課堂組織到校園硬件和管理支持系統(tǒng)都發(fā)生了轉(zhuǎn)變，合作學(xué)習(xí)成為教育4.0理念高校廣泛適用的教學(xué)方法。前文中提到，物理課中教師以分組討論的形式，利用投票器來完成知識(shí)點(diǎn)的講授，在實(shí)際課堂中，這一過程非常精彩。物理課的教師曾是一名軍官，他的課堂被組織得井然有序，在教師講授的過程中，學(xué)生幾乎是鴉雀無聲的。然而，當(dāng)他公布學(xué)生們的投票情況（注意，不是公布正確答案），并宣布開始討論后，教室會(huì)馬上像炸開了鍋一樣，變得人聲鼎沸。學(xué)生們先是相互詢問對(duì)方的選擇，然后不同選擇的同學(xué)開始相互說服對(duì)方，2～5分鐘后，再次投票，此時(shí)正確率往往會(huì)有大幅提高，有時(shí)甚至全班都能答對(duì)，這個(gè)方法被稱為同伴互教法（peer?instruction）［2］。馬祖爾在給哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)預(yù)科生講大學(xué)物理時(shí)發(fā)現(xiàn)，不論他怎么講解，班里總是有同學(xué)聽不懂，當(dāng)他讓學(xué)生們相互討論時(shí)，他非常驚喜地發(fā)現(xiàn)，懂的同學(xué)很快就把不懂的同學(xué)教懂了，比教師講解的效率還要高。這是由于懂的同學(xué)剛剛學(xué)會(huì)，能很快發(fā)現(xiàn)不懂的同學(xué)在哪個(gè)點(diǎn)誤入“歧途”，可以有針對(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)。著名大學(xué)教育學(xué)家麥肯奇指出：“最有效的教學(xué)法是受教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、學(xué)生、教師影響而千變?nèi)f化的，但如果問什么是第二有效的教學(xué)法，那就是學(xué)生教學(xué)生?！保?］

除了同伴互教法，助教一職也備受推崇。在班級(jí)人數(shù)較多的基礎(chǔ)課程中，教師都會(huì)聘任一名高年級(jí)學(xué)生作為助教，輔助課堂教學(xué)，尤其是參與答疑環(huán)節(jié)。此外，很多教育4.0理念高校會(huì)專門設(shè)立學(xué)術(shù)資源中心（Academic?Resource?Center，ARC），這是一種學(xué)習(xí)輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)，主要用于數(shù)學(xué)、物理、寫作等公共基礎(chǔ)課的輔導(dǎo)。ARC為所有學(xué)生提供免費(fèi)的同伴輔導(dǎo)服務(wù)，參與輔導(dǎo)的ARC學(xué)者是由學(xué)過某一課程，并在這一課程中取得優(yōu)異成績的學(xué)生擔(dān)任。他們幫助低年級(jí)學(xué)生充分了解課程要求，制訂合理的學(xué)習(xí)計(jì)劃。ARC面積約40m2（右圖A、B），提供有利于小組討論的圓桌和白板（右圖C、D），同時(shí)還免費(fèi)提供掃描儀、激光打印機(jī)和多臺(tái)計(jì)算機(jī)，以方便特定軟件的安裝或測試（右圖E）。學(xué)校還為ARC開發(fā)了便捷的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（右圖F），讓學(xué)生以單人或是團(tuán)隊(duì)的形式在線預(yù)約導(dǎo)師和教室，并及時(shí)查看預(yù)約進(jìn)程。平臺(tái)還包括一個(gè)在線論壇和社交媒體系統(tǒng)TinyQ（右圖F），用于在線回答學(xué)生的簡短問題或?qū)χ踢M(jìn)行評(píng)價(jià)。

學(xué)術(shù)資源中心（Academic?Resource?Center，ARC）學(xué)術(shù)資源中心位于學(xué)生活動(dòng)中心內(nèi)；B.入口；C.內(nèi)部陳設(shè)；D.內(nèi)部陳設(shè)；E.內(nèi)部陳設(shè)；F.在線網(wǎng)站

2?跨學(xué)科創(chuàng)新項(xiàng)目（Interprofessional?Projects?Program，IPRO）

20世紀(jì)90年代中期，很多行業(yè)提出：大學(xué)生應(yīng)接受更全面的教育，具備良好的溝通能力和跨領(lǐng)域思維。一些高校提出了跨學(xué)科創(chuàng)新項(xiàng)目（Interprofessional?Projects?Program，IPRO），這個(gè)項(xiàng)目將5～20名學(xué)生組建成為大型團(tuán)隊(duì)，以解決更大、更復(fù)雜的問題，同時(shí)讓學(xué)生們學(xué)習(xí)有價(jià)值的工作技能。項(xiàng)目由各學(xué)科的優(yōu)秀教員來引領(lǐng)，確保每門課程都有不同學(xué)科的學(xué)生參與，以增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新能力，并培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)。項(xiàng)目還邀請了摩托羅拉或芝加哥白襪隊(duì)等企業(yè)的贊助，這些贊助組織為研究提供了更加復(fù)雜的和多樣化的主題，并深化了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與企業(yè)的交流與合作。學(xué)生根據(jù)學(xué)科背景職業(yè)發(fā)展方向，挑選他們感興趣的項(xiàng)目，模擬真實(shí)的工作環(huán)境組成團(tuán)隊(duì)。不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分工，每周定期和團(tuán)隊(duì)討論項(xiàng)目進(jìn)展，包括項(xiàng)目主題、問題分解、方案設(shè)計(jì)等，通過整個(gè)學(xué)期的合作，解決當(dāng)前世界所面臨的現(xiàn)實(shí)問題。課程設(shè)計(jì)完全以學(xué)生為中心，教師擔(dān)任導(dǎo)師的角色。

IPRO課程的研究范圍與社會(huì)、政治或經(jīng)濟(jì)聯(lián)系緊密，既包括醫(yī)療健康、城市環(huán)境、資源開發(fā)等應(yīng)用研究，也包括基礎(chǔ)科學(xué)的前沿專題，如反物質(zhì)重力干涉儀、工程生命等。例如：包括建筑、人文和工程專業(yè)的17名學(xué)生與兩位教授組成團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)立了零凈能源社區(qū)項(xiàng)目，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)與開發(fā)商Street?Scape?USA合作設(shè)計(jì)零凈能源社區(qū)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過場地、建筑規(guī)模和復(fù)雜的運(yùn)營三個(gè)層面設(shè)想凈零能源社區(qū)。目前，項(xiàng)目已得到了政府的批準(zhǔn)，由化學(xué)、商業(yè)和法律專業(yè)的學(xué)生與兩位教授組成的團(tuán)隊(duì)提出了優(yōu)質(zhì)飲用水的企劃案：他們認(rèn)為隨著人口增長，淡水消耗量增加，同時(shí)水污染變得越來越嚴(yán)重，這些都會(huì)加速傳統(tǒng)水源枯竭。為了應(yīng)對(duì)飲用水危機(jī)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)從空調(diào)通風(fēng)HVAC系統(tǒng)中收集冷凝水并凈化的方案，從而創(chuàng)造可持續(xù)的解決方案。值得一提的是，很多項(xiàng)目主題會(huì)年復(fù)一年地傳承下來，讓新生能夠?qū)τ稍缙趫F(tuán)隊(duì)產(chǎn)生的想法進(jìn)行持續(xù)的推進(jìn)并完善。

近年來，IPRO項(xiàng)目進(jìn)一步延伸成為創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（EnPRO）。在EnPRO項(xiàng)目中，學(xué)生不但要?jiǎng)?chuàng)建項(xiàng)目技術(shù)體系，還要在此基礎(chǔ)上評(píng)估新創(chuàng)業(yè)想法在商業(yè)上的可行性，建立其商業(yè)原型并向市場投放，收集用戶反饋，并最終制定完善的商業(yè)計(jì)劃，以探索創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì)。以EnPRO項(xiàng)目“海地賦能計(jì)劃”為例：項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由包括工業(yè)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)、金融在內(nèi)的6名本科生組成，他們?yōu)楹５氐腅FACAP小學(xué)設(shè)計(jì)并實(shí)地安裝了太陽能供電試驗(yàn)方案。這個(gè)系統(tǒng)包括XO充電站，它能以更安全的方式對(duì)接筆記本電腦，系統(tǒng)中還安裝了一個(gè)服務(wù)器，以便于遠(yuǎn)程監(jiān)控太陽能管理系統(tǒng)，同時(shí)可以為海地教師遠(yuǎn)程分享和創(chuàng)建課程計(jì)劃。團(tuán)隊(duì)在當(dāng)?shù)貫槔蠋熯M(jìn)行了培訓(xùn)，教他們?nèi)绾紊暇W(wǎng)、訪問服務(wù)器以及建立電子郵件賬戶。團(tuán)隊(duì)還訪問了另外三所小學(xué)，采訪和收集學(xué)校工作人員對(duì)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)，便于將來項(xiàng)目的推廣。EnPRO項(xiàng)目為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生的就業(yè)提供了一個(gè)很好的途徑，成為教育4.0理念高校教育品牌中的標(biāo)志性產(chǎn)品。

學(xué)校會(huì)定期向公眾開放的IPRO日活動(dòng)，在那里團(tuán)隊(duì)展示他們的工作，并由教師、專業(yè)人士和其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)估。大會(huì)依據(jù)團(tuán)隊(duì)成立情況設(shè)置不同專題，如社區(qū)發(fā)展和開放、學(xué)生生活、博物館教育、交通出行、運(yùn)動(dòng)與健康、社會(huì)創(chuàng)新等，并從每個(gè)專題中選出一隊(duì)獲勝者，同時(shí)還設(shè)置了院長選擇獎(jiǎng)，以及Dean's?Choice和Top?Tracks作為IPRO項(xiàng)目的最高獎(jiǎng)。學(xué)校計(jì)劃將領(lǐng)導(dǎo)力提升和項(xiàng)目管理方面的課程整合到IPRO項(xiàng)目中，以訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)的方法和理論運(yùn)籌有限的資源，對(duì)項(xiàng)目全過程進(jìn)行計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)和評(píng)價(jià)，更高效地實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。

最初設(shè)立IPRO的目標(biāo)是增加學(xué)生的學(xué)術(shù)鍛煉，讓本科生直接參與到教師的研究項(xiàng)目中，同時(shí)也促使參與項(xiàng)目的教師以更靈活、更流暢的方式教學(xué)，跨學(xué)科的合作增進(jìn)了教師和學(xué)生之間的交流，提升了教學(xué)質(zhì)量。IPRO項(xiàng)目全面的訓(xùn)練提升了學(xué)生的職業(yè)道德、寫作、團(tuán)隊(duì)合作、溝通和演示能力，讓學(xué)生在就業(yè)市場具有更強(qiáng)的競爭力，為提高學(xué)校的就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量提供了一個(gè)很好的途徑，同時(shí)也成為推廣和宣傳學(xué)校的獨(dú)特渠道。摩托羅拉前副總裁Ken?Zdunek評(píng)價(jià)IPRO是一個(gè)集智慧、創(chuàng)新與極強(qiáng)互動(dòng)性為一身的獨(dú)特項(xiàng)目，它為學(xué)生步入競爭激烈的現(xiàn)實(shí)社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。多學(xué)科協(xié)同工作是培養(yǎng)未來工程師的重要環(huán)節(jié)，IPRO也成為學(xué)科建設(shè)的亮點(diǎn)。

3?卡普蘭研究所（Kaplan?Institute）——?jiǎng)?chuàng)新工廠

在2018年10月25日，我們有幸見證了創(chuàng)新工廠的成立?？ㄆ仗m研究所占地7萬平方英尺，包括一個(gè)完全開放的演講大廳，供不同大小的團(tuán)隊(duì)使用的開放或半開放辦公空間，以及3D打印等先進(jìn)的原型設(shè)計(jì)和制造平臺(tái)。在卡普蘭研究所的二樓展廳，展示了學(xué)生們正在著手開展的優(yōu)秀項(xiàng)目。如：城市環(huán)境中的農(nóng)業(yè)：將機(jī)器人應(yīng)用于垂直農(nóng)業(yè)；校園交通規(guī)劃：基于大數(shù)據(jù)的校園車輛管理體系?？ㄆ仗m研究所的建筑設(shè)計(jì)讓每個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠進(jìn)行更便捷的協(xié)作和溝通，有利于教師的指導(dǎo)和訓(xùn)練，也使得商業(yè)合作者將有更多的機(jī)會(huì)參與學(xué)生的教育。與其他大學(xué)創(chuàng)新中心不同的是，卡普蘭研究所不僅是創(chuàng)業(yè)公司的孵化器，卡普蘭研究所在IPRO等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，打破了傳統(tǒng)課堂模式，還為所有學(xué)生提供各種廣泛的開放式協(xié)作空間和試驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生通過具體實(shí)踐來發(fā)明、創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)。卡普蘭研究所還有利于促進(jìn)學(xué)生、教師、校友和商業(yè)合作伙伴之間的團(tuán)隊(duì)合作，培養(yǎng)多元化技術(shù)人才，讓學(xué)生可以通過發(fā)明、創(chuàng)造和解決問題來學(xué)習(xí)。

結(jié)語

大學(xué)的職能從保存和傳遞知識(shí)，向研究和創(chuàng)新中心轉(zhuǎn)變。在教育4.0理念高校，溝通成為學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師、學(xué)生與社會(huì)之間的橋梁，通過合作學(xué)習(xí)、IPRO和創(chuàng)新中心使學(xué)生通過交流溝通來尋求合作互助，培養(yǎng)了學(xué)生的交際能力，并進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的自我認(rèn)同和社會(huì)認(rèn)同，幫助青春期學(xué)生完成自我認(rèn)識(shí)，并融入社會(huì)，這對(duì)他們未來的發(fā)展有深刻的影響。

當(dāng)前，世界正在經(jīng)歷百年未遇之大變局，要求人才從識(shí)變，到應(yīng)變，到主動(dòng)求變，唯有創(chuàng)新，才能以變應(yīng)變，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，這也要求高校教育要謀求高質(zhì)量教育、高質(zhì)量供給、高質(zhì)量就業(yè)。在當(dāng)前工業(yè)4.0的技術(shù)支持下，西部高校應(yīng)主動(dòng)利用新技術(shù)構(gòu)建全新的學(xué)校形態(tài)，創(chuàng)新學(xué)習(xí)范式、更新教育設(shè)施、教學(xué)和學(xué)習(xí)方法，加強(qiáng)學(xué)校與社會(huì)的溝通與合作，盡快融入教育4.0，向“雙一流”高校邁進(jìn)。

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基金項(xiàng)目：貴州大學(xué)研究生課程思政示范課程項(xiàng)目（KCSZ2022035）；貴州大學(xué)一流課程培育項(xiàng)目（XJG2021048）；貴州省級(jí)金課植物營養(yǎng)與施肥線上線下混合式課程；貴州省新農(nóng)科教材建設(shè)研究基地項(xiàng)目

作者簡介：陳竹（1986—?），女，漢族，貴州畢節(jié)人，博士，副教授，研究方向：土壤生態(tài)學(xué)。