|
[开栏语]
大学的魅力，在于大师的传道授业，在于学子的求学启悟，更在于教者与学者进行思维碰撞而擦出的智慧火花。这一切的汇聚都离不开课堂教学。
“双创”社会亟须创新型人才。作为创新型人才培养的主要渠道，高质量的课堂教学无疑是给学子最好的精神食粮和对教者的最佳褒奖。正是缤纷多彩的教学模式、方法、形式、表达等成就了课堂教学这门艺术。本版特开设专栏，回归教育本真，聚焦课堂教学，探究课堂教学“决胜力量”。
大学教学的主要目标之一是对思维能力和探索精神的培养，然而这方面历来是传统教学的弱项。一些新型教学模式能够促进学生的思维丰富和解决问题能力的提升，但却会在无形之中弱化或中断知识体系之间的关联性或系统性。究竟有没有兼顾二者优势的课堂教学方法？到底应该在创新型人才培养的课堂教学中先撬动哪块“有趣”的板？
北京工业大学将这些问题列入学校第五次教育教学大讨论议题，召开全校教学工作大会，集中民智对“如何培养人”和“如何进一步提高人才培养质量”进行充分讨论。
举措形式、模式途径虽有不同，却始终不离让学生获得知识、能力、素质相统一的教学宗旨。万变同胚——以目标达成为同胚，以方法、媒介、手段为变换，这恰与拓扑特性不谋而合。拓扑思维应用悄然走进北京工业大学的课堂教学，经过数载探索实践，如今已落地生根、次第花开。
导向变化
“学生学到了什么”至上
“以专业培养方案为依据，体现课程对专业培养目标以及学生毕业要求达成的支撑”被写在“编制北京工业大学课程教学大纲通知”的醒目位置。修订教学大纲，北京工业大学为何从“教师教授了什么”走向“学生学到了什么”？
北京工业大学教务处长郭福任教多门专业课，他对课堂教学颇有思考：“有质量的教学要对每一个学生的学习成效负责。课程教学大纲则是实现培养目标的载体，是一支重要的指挥棒。”
郭福的办公桌上，一叠以密密麻麻的英文写满的a4纸，正是他牵头编制的“材料科学基础”课程的教学大纲。一张表格既醒目又清晰——竖向“student outcomes（学生成果评价）”与横向“learning objectives（学习目标）”逐一对应。“不仅我的课程如此，学校开设的所有本科生课程无一例外。”郭福用一个庞大的支撑体系形容学校的专业培养方案及课程教学大纲：“每个专业的教学计划都有自己特定的课程地图，我们创新地称为‘拓扑图’。所有的课程共同支撑着人才培养目标的实现，其中既有分解也有组合，相互交织地发生作用，确保人才培养全过程的环环相扣。”
找准目标方能精准发力。北京工业大学以国家工程教育专业认证和校内专业评估的推进为契机，以“学生学到了什么”为导向，将创新人才培养目标的达成作为课堂教学拓扑思维应用的不变目标。以小变革促进真保障，将目标细分成一系列彼此关联的子目标，分散于每门课程、每个章节、每个知识点之间，既为课堂教学筑基，也为教学行为定调，更为人才培养护航。
核心变化
引导学生打开“脑洞”
不久前，该校樊恭烋学院2015级本科生收到了一项令他兴奋，但颇具挑战的工程与工程设计导论课程实践任务——组装lego（乐高）第三代机器人（ev3），编写内核程序完成“人质营救”的动作反馈。这让他们生动地体会了一把倡导探究式学习的课堂教学。这样的课堂教学究竟有怎样的“个性”？
在这一课程实践任务中，程序编写看似是最为核心的模块，然而它甚至不在这门课程的教学内容之中。究竟为何如此安排？郭福在任务布置之初的一段话解开了其中的疑问：“‘人质营救’实践项目侧重工程广度的训练。以问题解决需求为中心，通过项目的执行，调动学生自觉地将课程知识点重构并内化成为个性、有序、合理的知识结构，通过零存整取式的学习策略得以综合应用，进而开拓学生视野，培养其工程思维。对于完成项目而言，拥有正确的设计思路才是最为重要的，课程中讲授的很多方法都能作为设计思路的支撑。至于编程，相信学生有能力自学完成。”
学生傅子言是课程实践任务的参与者之一。在课上看到ev3的第一时间，他就忍不住拆开了包装。“没想到进入学院的第一个学期就可以作为主角参与到这样的项目中。”言语中，傅子言难掩激动。此后的一个月，他和同班30名同学分为6组，全身心投入进度制订、思路探讨、分工拼装、同步编程以及无数次的修改调整工作之中。
学生张奥博小组的机器人在解救人质时遇到了突发状况，幸好在此前的头脑风暴中，成员们准确地预期到了这一点，提前设计了多种应对突发状况的程序，问题得以完美解决。最终，傅子言、张奥博所在的两个小组取得并列最佳的成绩。收获颇丰的两人以“大视野”来评价工程与工程设计导论这门课程。他们与同学分享了感悟：在课堂中最大的收获并非掌握了某个领域的具体知识，而是“thinking like an engineer（像工程师一样思考）”。
在打破传统课堂教学局限性的战役中，北京工业大学选择将学科内单一的知识要点扩展为跨学科、跨专业的网状结构，将枯燥的题目问答替换为实践项目，将传统的教学资源丰富为二维码教材、慕课课程、教育在线……受拓扑变换启发，研究型教学已占据北京工业大学课堂教学的绝对主流。新生研讨课、电路综合设计课程、企业沙盘模拟实践等一批课程的开设，让学习变得既有趣又实用。
延伸变化
打破一锤定音式评价
23次作业、12次随堂测验、4次阶段考试、数次课堂提问……在材料科学基础课程的评价统计中，详细地记录着学生的成绩。以多元化过程性评价打破一锤定音式评价约束，这正是北京工业大学对“如何以科学有效的课程评价支撑创新人才培养目标达成”的有力回应。
学校将课程评价基准写入制度，明确要求课程根据教学目标，按照“讲一、练二、考三”的教学理念，合理设计课程考核方案，优化成绩构成比例，使形成性评价与终结性评价相结合，建立科学的成绩评价体系；同时强调考核方式、考核内容要与支撑毕业要求相匹配，体现出课程考核与毕业要求中技术类、非技术类标准达成评价的一致性。
材料科学基础课程任课教师马立民将多元化、过程性评价的理念和追求极好地根植于教学之中。“用拼图的方式考核铁碳相图的掌握，留一个自愿完成的小机器人制作的作业……测验不再有标准答案，考试是为促进学生创造性的发挥。”马立民说。
学生邱玉冰笑称：“老师总能找到留作业的理由——好开心留个作业，怕无聊留个作业，别伤心留个作业吧。英文作业不定时地在教育在线、课程公众号等平台公布，轻松的氛围让大家对留作业有些期待。”学生蔡圆圆对不定期的小型考试则“情有独钟”：“当你走进教室，睡眼惺忪地看到桌上打印好的彩色a4纸，心中暗想小型考试是这世上最磨人的‘小妖精’！”
方寸之间显功力，细微之处见真章。正所谓万变不离其宗，北京工业大学将拓扑思维应用引入课堂教学，成功地撬动了课堂教学中有趣之板。
【阅读思考】
将一条绳子打结后解开，将纸张揉作一团又舒展，将气球充满气体再撒气……物体外象发生变化，其本质并未变化的这种现象称为拓扑现象。同胚万变是拓扑现象的标志性特性。其中，同胚强调本质不变、内涵不变、目的不变，万变多指外形变化、外延变化、方法变化。把拓扑现象万变不离其宗的特性，运用到科学思维实践中来解决问题的这种方法就是拓扑思维。源于能够帮助人们更清晰地认清事物本质、更有效地实现既定目标，拓扑思维已被广泛地应用于外交、军事或是商战之中。将其作为工具应用于课堂教学，虽在国外高校有所实践，然而引入我国创新人才培养课堂教学中仍是一个有待探索和开发的课题。
【校长观点】
柳贡慧 北京工业大学校长
把学的自由还给学生
创新人才培养的核心在创新二字，“教”与“学”的二元结构中都要体现创新。创新的基础在于在“教”的过程中能充分激发学生的创新精神，创新的关键在于在“学”的过程中能充分调动学生的学习自主性，在学生知识储备的基础上，鼓励他们敢想敢做，充分发挥。这要求大学要构建起多层次、多模式的人才培养体系，持续推进专业办学的科学化和精细化；通过开设自学型课程、新生研讨课、综合设计课等，鼓励学生养成科学批判精神，激发其创造性思维。这要求教师不仅要具备深厚的专业知识，也要掌握高等教育的人才培养方法和规律。其实，大学学习的很多知识点和能力的训练也要抛给课后，依靠学生的大量阅读、反复思考和设计实训来完成，以此培养学生独立思考、开放思维、团队合作、可持续发展的核心能力。大学教学就是激发学生的求知和创新欲望，塑造学生的科学精神和治学品格，教会其获得所需知识的方法和路径。把“教”的权利交给教师，把“学”的自由还给学生，他们会还给我们一个个超乎想象的惊喜。
摘自《中国教育报》2016年4月25日第6版 | 