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課程是人才培養(yǎng)的核心要素，高等教育人才培養(yǎng)根本標(biāo)準的具體化、操作化和目標(biāo)化，是當(dāng)前中國大學(xué)帶有普遍意義的短板、瓶頸和關(guān)鍵所在。究竟什么樣的課是“金課”？我們應(yīng)該打造什么樣的“金課”？如何打造“金課”？教育部高等教育司司長吳巖提出“兩性一度”的金課標(biāo)準，即金課是具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的課程。這樣的課程教學(xué)有助于培養(yǎng)出善于獨立思考、敢于批評質(zhì)疑，有創(chuàng)新能力和思維的社會需要的時代新人。這與歐美等國高等教育界一直盛行的“主動學(xué)習(xí)（Active Learning）”概念不謀而合。北卡羅萊納州立大學(xué)、麻省理工學(xué)院、明尼蘇達大學(xué)等美國高等學(xué)校近年還提出了“主動學(xué)習(xí)教室”的概念，旨在營造一個具有師生互動、學(xué)生協(xié)作、積極發(fā)言等特征的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)出具有實際問題解決能力、創(chuàng)新能力，敢于接受挑戰(zhàn)的人才。歐美等國的主動學(xué)習(xí)教室建設(shè)經(jīng)驗為我國高等教育金課工程提供了有益的參考。本文將介紹美國的兩個主動學(xué)習(xí)教室典型案例及其工作原理，以期給我國主動學(xué)習(xí)教室和學(xué)習(xí)空間的發(fā)展建設(shè)提供參考。

什么是主動學(xué)習(xí)教室

主動學(xué)習(xí)教室是以學(xué)生為中心，為支持教學(xué)和學(xué)習(xí)而設(shè)計的正式學(xué)習(xí)空間，旨在促進互動與參與。相關(guān)文獻顯示，美國北卡羅萊納州立大學(xué)在20世紀初首次發(fā)起了“以學(xué)生為中心的大規(guī)模本科招生（Student-Centered Active Learning Environment for Undergraduate Programs， SCALE-UP）”項目，隨后，麻省理工學(xué)院（MIT）啟動了“技術(shù)支持主動學(xué)習(xí)（Technology Enable Active Learning， TEAL）”項目，上述項目的推進，帶來了最早的主動學(xué)習(xí)教室實踐。兩所大學(xué)在實踐中發(fā)現(xiàn)，主動學(xué)習(xí)教室提高了學(xué)生的概念理解水平，比傳統(tǒng)授課型教室降低了失敗率。美國明尼蘇達大學(xué)教育創(chuàng)新中心（CEI）的研究員Paul Baepler指出，主動學(xué)習(xí)教室使得教師和學(xué)生之間的障礙最小化，促進了合作學(xué)習(xí)活動，改善了教學(xué)實踐。

美國大學(xué)主動學(xué)習(xí)教室案例解析

上述實踐對主動學(xué)習(xí)教室理解的共同點是：主動學(xué)習(xí)教室是在技術(shù)的支持下，促進師生互動、合作學(xué)習(xí)、積極參與的學(xué)習(xí)空間。主動學(xué)習(xí)教室不僅促進學(xué)生積極參與自己的學(xué)習(xí)，而且還促進了全班互動、小組互動和一對一互動，讓學(xué)生在一個協(xié)作、技術(shù)支持的環(huán)境中工作，讓學(xué)生充分地參與學(xué)習(xí)活動，進而促進有效的學(xué)習(xí)，提高教學(xué)質(zhì)量。

不同的項目團隊所建造出的主動學(xué)習(xí)空間不完全相同，但是有一些相同的特征，如圓形課桌、多個投影屏幕、白板等，這些設(shè)備使得團隊項目、分組討論、結(jié)構(gòu)化的討論和辯論、實驗以及各種形式的集體演示成為可能。主動學(xué)習(xí)教室通常配備強大的視聽和信息技術(shù)設(shè)備，如聯(lián)網(wǎng)的大屏幕、顯示器等。

這些實踐在理論和設(shè)備使用上也存在一定的差異，理解這些差異有助于我們更好地理解主動學(xué)習(xí)教室這一理念。從理論角度看，北卡羅萊納州立大學(xué)SCALE-UP教室的設(shè)計理念是“學(xué)習(xí)金字塔”理論、促進協(xié)作/深度學(xué)習(xí)、主動參與等，對教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、評價方式、學(xué)習(xí)教室等進行了系統(tǒng)設(shè)計;而麻省理工學(xué)院的TEAL教室以社會建構(gòu)主義作為理論基礎(chǔ)，主要考慮教育理論、學(xué)科內(nèi)容、教育技術(shù)三個主要因素。從設(shè)備角度看，麻省理工學(xué)院的TEAL教室軟件設(shè)備更加完善，在教學(xué)過程中可以使用動態(tài)實驗過程仿真和三維立體視覺圖形仿真系統(tǒng)，更加有利于學(xué)生對抽象難懂知識點的理解。

1.北卡羅萊納州立大學(xué)的“SCALE-UP”教室

美國北卡羅萊納州立大學(xué)物理教授Robert J. Beichner領(lǐng)導(dǎo)的“以學(xué)生為中心的本科生主動學(xué)習(xí)環(huán)境”項目，是在美國教育部、美國國家科學(xué)基金、惠普、蘋果電腦和帕斯科科學(xué)公司（Pasco Scientific）的支持下進行的。此項目不單對學(xué)習(xí)教室進行了改造，也包含了教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、評價方式、學(xué)習(xí)教室等一整套解決方案，其目標(biāo)是創(chuàng)造一個鼓勵學(xué)生與同伴、學(xué)生與教師之間相互協(xié)作的學(xué)習(xí)環(huán)境，合理地使用基于問題探究性學(xué)習(xí)、體驗性學(xué)習(xí)等各種教學(xué)方法，減少教師的講授式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自己進行思考和分享。

該項目設(shè)計的教室針對大量學(xué)生（100人以上）的小組作業(yè)，包括類似餐廳餐桌椅擺放方式的課桌、每張直徑約2米的圓桌、裝有相關(guān)實驗器材的壁柜、2～3人一組、每張桌子坐三個小組、每組均有一臺可上網(wǎng)筆記本電腦、教室兩端的電腦投影屏幕和覆蓋在墻上的大白板，具體情景如圖1所示。

此教室設(shè)計的主要目的是將傳統(tǒng)的講授式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主的小組協(xié)作學(xué)習(xí)。教室的設(shè)計不僅有利于學(xué)生之間的小組學(xué)習(xí)交流，還方便教師在教室內(nèi)的活動，促進師生之間互動與指導(dǎo)，進行“蘇格拉底式對話”，有助于教師充分了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。小組的筆記本電腦允許學(xué)生網(wǎng)上查閱資料，還方便及時保存與學(xué)習(xí)相關(guān)的教學(xué)網(wǎng)站。教室四周的白板方便學(xué)生小組討論使用。學(xué)生可以利用筆記本電腦上的學(xué)生投票系統(tǒng)及時回答教師提出的問題，教師可及時了解并評估學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，進而調(diào)整課程進度。北卡羅萊納州立大學(xué)的大多數(shù)大學(xué)物理課程都可以在此教室內(nèi)開設(shè)，尤其是理論與實驗相隔時間較長的物理課程，這樣可以將理論與實踐及時結(jié)合，幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)概念。

2.麻省理工學(xué)院的“TEAL”教室

麻省理工學(xué)院在2000年啟動了一個名為“技術(shù)支持主動學(xué)習(xí)（TEAL）”教室項目，此項目受到了微軟研究院（iCampus）、達貝洛夫卓越基金和國家科學(xué)基金會的支持?！凹夹g(shù)支持主動學(xué)習(xí)”教室專注于一種積極的學(xué)習(xí)方法，這一教室設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、動態(tài)實驗過程仿真系統(tǒng)、三維立體視覺圖像仿真系統(tǒng)、桌面實驗設(shè)施及個人實時反饋系統(tǒng)等。

這一教室在一個專門的房間里，共有13張直徑約2米的圓桌，學(xué)生9人一組坐在桌子旁，共可容納117名學(xué)生（如圖2、圖3），學(xué)生3人為一組，每個小組都有一臺計算機和做實驗的空間，共13個攝像頭來記錄每張桌子上學(xué)生的行為。四個墻面上共有8個投影屏幕，使得每個位置上的學(xué)生均可清楚地看到投影的內(nèi)容。投影屏幕中間是電子白板，講臺位于教室的中間，這樣有助于教師和助教走動方便，可以與每組學(xué)生進行充分的交流。

每組桌子下面都有一個裝有實驗器材的小柜子，以便于學(xué)生進行真實的物理實驗。電磁場的抽象性導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)上具有一定的困難，因此，此教學(xué)中采用三維和二維模擬動畫，讓學(xué)生將虛擬物理實現(xiàn)和小組動手桌面實驗相結(jié)合，促進學(xué)生深度理解和消化知識，形成自己的思維導(dǎo)圖。每組都配有計算機，學(xué)生可以利用計算機設(shè)計實驗、記錄實驗結(jié)果、進行相應(yīng)的計算、修正設(shè)計以及完成實驗報告。這樣既節(jié)約了時間，又提高了實驗效率。

在講課的過程中可以使用20分鐘的“迷你講座”，穿插評估問題和思考問題，提出概念問題，學(xué)生討論并回答，學(xué)生可以使用電子投票系統(tǒng)與手持投票鍵盤。教師根據(jù)學(xué)生對物理知識的評估，指派高、中、低分的學(xué)生組成一個小組，促進同伴教學(xué)。

在采用主動學(xué)習(xí)教室學(xué)習(xí)之前，普通物理課學(xué)生出勤率和及格率都很低，但在“技術(shù)支持主動學(xué)習(xí)”教室上課后和新的教學(xué)策略的支持下，學(xué)生大學(xué)物理課程的合格率有了明顯的提高，大多數(shù)學(xué)生對師生交互性、可視化與桌面實驗相結(jié)合以及小組合作的認可度很高。

對我國自主學(xué)習(xí)教室建設(shè)的啟示

通過對北卡羅萊納州立大學(xué)的SCALE-UP教室和麻省理工學(xué)院的TEAL教室的經(jīng)驗的梳理，我國主動學(xué)習(xí)教室的建設(shè)可以獲得如下啟示：

首先，應(yīng)加強對主動學(xué)習(xí)教室的基礎(chǔ)理論研究。北卡羅萊納州立大學(xué)SCALE-UP教室的理論基礎(chǔ)之一是“學(xué)習(xí)金字塔”，而麻省理工學(xué)院TEAL教室的理論基礎(chǔ)是社會建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論。加強對主動學(xué)習(xí)教室基礎(chǔ)理論的研究相當(dāng)重要，可以推進對自主學(xué)習(xí)教室設(shè)計框架、設(shè)計原則等更深入的研究。

其次，可以考慮應(yīng)用情境，拓展實踐領(lǐng)域。應(yīng)注重適合特定教學(xué)內(nèi)容的主動學(xué)習(xí)教室設(shè)計，如實驗為主的課堂應(yīng)該加強實驗器材的操作，抽象概念為主的課堂應(yīng)增加可視化環(huán)節(jié)。國外主動學(xué)習(xí)教室主要集中在高等教育，國內(nèi)主動學(xué)習(xí)教室不僅僅在高校設(shè)置，有些中小學(xué)也進行了建設(shè)。未來應(yīng)考慮適應(yīng)不同年齡階段學(xué)生的特點，建設(shè)多種類型的主動學(xué)習(xí)教室。

最后，不斷探索引入新技術(shù)應(yīng)用。麻省理工學(xué)院的TEAL教室使用了動態(tài)實驗過程仿真和三維立體視覺圖形仿真系統(tǒng)。一些未來課堂項目可實現(xiàn)信息共享，把學(xué)生的筆記本電腦、平板或手機的界面，利用屏幕投影共享和攝像系統(tǒng)放大顯示兩大技術(shù)投射到所有大屏幕上。此外，多模態(tài)數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使得教育大數(shù)據(jù)統(tǒng)計也能引入到主動學(xué)習(xí)教室的建設(shè)中。

高校主動學(xué)習(xí)教室的建設(shè)有助于培養(yǎng)學(xué)生實際解決問題的能力和思維、創(chuàng)新與探究能力、協(xié)作與自主學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生個性與全面發(fā)展等，這與我國高等教育打造“金課”的初衷不謀而合，主動學(xué)習(xí)教室建設(shè)經(jīng)驗可以對推動我國高?！敖鹫n”工程提供大量參考。

本項研究受到吉林省教育廳“十三五”社會科學(xué)研究規(guī)劃項目重點課題“基于數(shù)據(jù)挖掘的卓越教師能力結(jié)構(gòu)與培訓(xùn)研究”（課題號：JJKH20170931SK），東北師范大學(xué)教師教育研究基金重點課題“基于數(shù)據(jù)挖掘的教師專業(yè)發(fā)展成長軌跡研究”（課題號：JSJY20180104），東北師范大學(xué)交叉研究項目“基于教育數(shù)據(jù)科學(xué)的課堂學(xué)習(xí)測量與評價研究”（課題號：108-130026916），認知智能國家重點實驗室資助項目“基于教育數(shù)據(jù)科學(xué)的智慧課堂測量與評價研究”（課題號：iED2019-Z01）資助。