文 ｜ 《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 記者 陳彬

過(guò)去十幾年，清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授于歆杰一直想找到一條加強(qiáng)課上師生互動(dòng)、提升學(xué)生課堂參與感的途徑。

現(xiàn)在，從表面上看，他教授的“電路原理”課與一般課堂并無(wú)兩樣—— 一位老師、一份PPT、滿教室的學(xué)生。兩節(jié)課下來(lái)，于歆杰沒(méi)有點(diǎn)過(guò)任何學(xué)生的名字，沒(méi)有單獨(dú)提問(wèn)過(guò)哪怕一名學(xué)生，更不要說(shuō)組織學(xué)生小組討論了。上課期間，他甚至從沒(méi)有離開(kāi)過(guò)講臺(tái)，到學(xué)生中間走一圈。

但仔細(xì)觀察，于歆杰的課還是有些不同。比如，每隔幾分鐘就會(huì)在PPT上出現(xiàn)一道思考題；PPT上還時(shí)不時(shí)飄過(guò)一條或幾條彈幕留言；課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生們會(huì)自發(fā)鼓掌。甚至《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者在教室后門(mén)站了兩節(jié)課，竟無(wú)一名學(xué)生回頭，他們可能完全沒(méi)發(fā)覺(jué)教室后門(mén)一直有個(gè)人……

“他們的注意力全在課堂上。”談及此事，于歆杰語(yǔ)氣平靜，就像這是一件再平常不過(guò)的事。

然而，在大學(xué)生上課走神兒、開(kāi)小差、東張西望早已稀松平常的當(dāng)下，做到這點(diǎn)真的容易嗎？

一門(mén)課，三種學(xué)法

事實(shí)上，清華大學(xué)的“電路原理”課是一個(gè)很獨(dú)特的存在，即便在清華現(xiàn)有的幾千門(mén)課程中，它也是獨(dú)樹(shù)一幟的。

比如，作為一門(mén)面向電類各專業(yè)大一學(xué)生的基礎(chǔ)課，“電路原理”給學(xué)生提供了三種不同的學(xué)習(xí)模式——

A模式：小班教學(xué)，每堂課20人左右。學(xué)生課前通過(guò)慕課自學(xué)，課上由老師組織討論、做題和實(shí)驗(yàn)，課下學(xué)生可以帶走實(shí)驗(yàn)器材自己做實(shí)驗(yàn)。

B模式：大班教學(xué)，每堂課200人以內(nèi)。傳統(tǒng)教學(xué)方式融合線上課堂互動(dòng)，課上完整講授知識(shí)點(diǎn)，課下配套單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)課，供大部分同學(xué)選修。

C模式：小班教學(xué)，每堂課20人左右。主要由學(xué)生通過(guò)慕課自學(xué)完成，每?jī)芍苡山處熃M織一次集中討論課，為學(xué)生答疑解惑。

也就是說(shuō)，在學(xué)習(xí)“電路原理”課時(shí)，學(xué)生可以“加碼學(xué)”，也可以“正常學(xué)”，甚至可以“不上學(xué)”。至于選擇哪種模式，全憑學(xué)生意愿，但他們?cè)谄谥泻推谀┮枷嗤脑嚲怼?/p>

于歆杰一直帶B模式的大班教學(xué)課程。該模式最接近于傳統(tǒng)的課堂授課，但也有很多不同。比如，通過(guò)清華大學(xué)研發(fā)的“雨課堂”慕課平臺(tái)，學(xué)生們可以隨時(shí)將自己的想法以彈幕形式發(fā)送到教室的大屏幕上——可以是對(duì)課程內(nèi)容的思考，可以是對(duì)提問(wèn)的回答，也可以單純表達(dá)對(duì)老師授課的“膜拜”之情，甚至可以在老師拖堂時(shí)，提醒老師“該下課了”……

“通過(guò)這種方式，我可以同時(shí)和班上幾乎所有的同學(xué)交流，并提升他們的課堂參與感。”于歆杰說(shuō)。

說(shuō)到“參與感”，清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系教授朱桂萍帶的A模式和C模式更有“發(fā)言權(quán)”。

把知識(shí)點(diǎn)放到課前自學(xué)環(huán)節(jié)，課上反而“不講課”，是此類模式的一大特色。

既然“不講課”，課上要干嗎呢？

“討論重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)需要學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生課前看視頻就能基本掌握，課堂的作用是解決大家的困惑，加深理解、鞏固運(yùn)用?！敝旃鹌颊f(shuō)。

清華大三學(xué)生應(yīng)嘉華大一時(shí)選擇的便是A模式。受訪時(shí)，他回憶了A模式是怎么上課的——

開(kāi)始上課時(shí)，老師會(huì)詢問(wèn)大家在慕課學(xué)習(xí)中有無(wú)問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題予以解答。如果沒(méi)有疑問(wèn)，老師便快速將慕課內(nèi)容“過(guò)”一遍，之后便組織大家針對(duì)慕課中涉及較少或較深層次的內(nèi)容進(jìn)行討論，最后以幾道習(xí)題結(jié)束整節(jié)課。

值得一提的是，除了統(tǒng)考試卷外，A模式小班課的期末考核還包括一個(gè)大實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要依托課程知識(shí)自己設(shè)計(jì)一個(gè)電路，題材不限。從電蚊拍、溫控電風(fēng)扇、家用煮蛋器，到迷你電磁炮、聲控音樂(lè)彩燈、帶火花的電子仿真鞭炮……學(xué)生的作品只有想不到，沒(méi)有做不到。

應(yīng)嘉華那年的作品完全來(lái)自生活——男廁所的小便器一般帶沖水功能，但無(wú)論小便時(shí)間長(zhǎng)短，其沖水時(shí)長(zhǎng)是一樣的，這無(wú)形中會(huì)帶來(lái)浪費(fèi)。于是，他和同伴琢磨——是否可以改進(jìn)小便器的沖水系統(tǒng)，使其根據(jù)小便時(shí)長(zhǎng)調(diào)節(jié)沖水時(shí)長(zhǎng)？

實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的技術(shù)難度并不大，但憑借獨(dú)特的視角，他們的作品獲得了班級(jí)第一。更重要的是，“覺(jué)得自己對(duì)科研更感興趣了”。應(yīng)嘉華說(shuō)。

除了以上幾點(diǎn)，“電路原理”課的獨(dú)特之處還包括教師對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的極度重視、課下與學(xué)生的頻繁互動(dòng)……在于歆杰看來(lái)，這一切的改變，只是為了回答一個(gè)問(wèn)題—— 一堂真正以學(xué)生為中心的課，究竟應(yīng)該怎么上？

我們一起當(dāng)“上帝”

于歆杰的思考始于2010年。

這一年已是于歆杰教授“電路原理”課的第9年。其間，他取得了很多成績(jī)，甚至還獲得了清華青年教師在教學(xué)領(lǐng)域的校內(nèi)最高獎(jiǎng)——青年教師教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)。此時(shí)，“電路原理”課的課程負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)教授陸文娟臨近退休。作為她的學(xué)生，于歆杰成為了新的課程負(fù)責(zé)人。

交出“接力棒”的同時(shí)，陸文娟問(wèn)了于歆杰一個(gè)問(wèn)題：“對(duì)于這門(mén)課的未來(lái)，你想怎么辦？”

清華“電路原理”課最早設(shè)立于1932年。近百年來(lái)，其作為工科學(xué)生基礎(chǔ)課程的地位始終沒(méi)變，數(shù)代清華教師經(jīng)過(guò)接力鉆研，“已經(jīng)把這門(mén)課上到了登峰造極的程度”。

對(duì)于老師的問(wèn)題，于歆杰不知道該怎么回答——努力講得更好嗎？前輩們的講課水平已難以超越！科研成果反哺教學(xué)嗎？對(duì)于一門(mén)基礎(chǔ)課來(lái)說(shuō)，能有幾個(gè)科研項(xiàng)目可以融進(jìn)教學(xué)？

這樣的思考一直持續(xù)了3年。直到2013年，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)讓于歆杰有了新感悟。

彼時(shí)，慕課在世界范圍內(nèi)興起，并迅速引起國(guó)內(nèi)高校的重視。這一年，于歆杰首次“觸網(wǎng)”，牽頭開(kāi)設(shè)了清華大學(xué)首門(mén)慕課“電路原理”，并很快“出圈”，目前已吸引來(lái)自158個(gè)國(guó)家和地區(qū)的超過(guò)37萬(wàn)名學(xué)生觀看。

這一成績(jī)足以令于歆杰欣喜——以往一堂課只能講給幾十名學(xué)生聽(tīng)，但通過(guò)慕課，其學(xué)生數(shù)量可以達(dá)到幾萬(wàn)名甚至幾十萬(wàn)名。不過(guò)同時(shí)，他也不得不面對(duì)一個(gè)問(wèn)題——既然這些慕課清華學(xué)生也可以學(xué)，他們?yōu)槭裁催€要來(lái)教室上課？

“這是慕課帶給我們的一個(gè)反向挑戰(zhàn)?！睉?yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，于歆杰和同事花費(fèi)了幾年時(shí)間——2013年推廣慕課；2014年探索線上線下的教學(xué)協(xié)同；直到2016年，他們才大體想明白。

“在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，獲取各類優(yōu)質(zhì)資源已輕而易舉，這給教學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了一個(gè)后果——在優(yōu)質(zhì)資源缺乏的時(shí)代，‘把課講明白’是教師最重要的任務(wù)，但如今這已經(jīng)不重要了，至少不像之前那樣重要了?！庇陟Ы苷f(shuō)。

那么，什么變得更重要了？

“新場(chǎng)景下，以學(xué)生為中心的課堂互動(dòng)才是最重要的?！彼嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，一名學(xué)生在課堂上認(rèn)真聽(tīng)講、認(rèn)真做筆記當(dāng)然是件好事，但如果我們可以讓他在課堂上的思維更加活躍，讓他覺(jué)得整堂課不是知識(shí)講授，而是既有很強(qiáng)的知識(shí)邏輯，又能參與其中，尤其是這種參與對(duì)整堂課的進(jìn)行能產(chǎn)生重要影響，這才是最重要的。

此外，在傳統(tǒng)課程模式下，教師會(huì)扮演“上帝代言人”的角色，他要傳播知識(shí)，學(xué)生只能被動(dòng)接受。然而，當(dāng)獲取知識(shí)不一定要通過(guò)“上帝”時(shí)——

“那我們就一起當(dāng)‘上帝’吧。”

于歆杰解釋說(shuō)，教師課上提出一個(gè)問(wèn)題，且該問(wèn)題用以前的方法難以解決，于是師生開(kāi)始共同探索。“用教育學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，我們幫學(xué)生一點(diǎn)點(diǎn)搭建‘教學(xué)腳手架’，當(dāng)‘腳手架’搭到一定程度，我們?cè)偬岢鲆粋€(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，等待學(xué)生的思考和回答?！?/p>

這種問(wèn)題具有階躍性，并非所有學(xué)生都能輕易答出，但當(dāng)有學(xué)生成功解答后，教師會(huì)說(shuō)一句很關(guān)鍵的話：“恭喜A同學(xué)，你說(shuō)對(duì)了。但很遺憾，你晚生了100多年，如果你早生100多年，我們下邊講授的便不是某某定理了，而是以你的名字命名的定理。”

“這個(gè)問(wèn)題很重要——我們的課堂究竟是干什么的？”于歆杰說(shuō)，我們要在課堂上營(yíng)造一種研究氛圍，讓學(xué)生沿著老師的“腳手架”，重新發(fā)現(xiàn)先哲們已發(fā)現(xiàn)的知識(shí)。發(fā)現(xiàn)知識(shí)并不重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)缭趲资?、上百年前就已?jīng)被發(fā)現(xiàn)，但重新發(fā)現(xiàn)的過(guò)程非常重要——頂尖人才不僅要善于使用規(guī)律和定理，更要善于發(fā)現(xiàn)規(guī)律和定理。只有他們?cè)谡n堂上清楚定理是怎么被發(fā)現(xiàn)的，面臨困難時(shí)自己該如何思考、思維如何打開(kāi)，這樣的課堂才具有價(jià)值和魅力。

彈幕要不要關(guān)

要打造一個(gè)有魅力的課堂，技術(shù)上的門(mén)檻并不高，但對(duì)老師的要求卻很高。

“電路原理”課開(kāi)始A模式的探索是在2013年。那時(shí)，朱桂萍已經(jīng)教授這門(mén)課程15年了。原本，她以為自己對(duì)這門(mén)課的理解已足夠深入，但沒(méi)想到在第一堂“緒論”課上就“栽了跟頭”。

朱桂萍原本以為“緒論”只介紹一些基本知識(shí)和概念，不會(huì)有什么難度。然而，當(dāng)她介紹完課程基本內(nèi)容，準(zhǔn)備組織大家討論時(shí)，一名學(xué)生忽然提問(wèn)：“老師，電壓乘以電流為什么等于功率？”

“我當(dāng)時(shí)頭腦一片空白。”朱桂萍回憶說(shuō)，在電學(xué)領(lǐng)域，“電壓乘以電流等于功率”是一個(gè)最基礎(chǔ)的定理。它是顛撲不破的真理，但要解釋其背后的原理，卻又如同向普通人解釋“一加一為什么等于二”一樣，毫無(wú)頭緒。

“從教多年，我從來(lái)沒(méi)想過(guò)這個(gè)問(wèn)題，甚至在學(xué)生時(shí)代都沒(méi)想過(guò)如何證明這個(gè)定理?！睙o(wú)奈之下，朱桂萍只能向?qū)W生承認(rèn)：“對(duì)不起，我從來(lái)沒(méi)考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題，課后我們一起做做工作吧?！?/p>

課后，朱桂萍廣泛查閱有關(guān)電磁場(chǎng)的書(shū)籍，甚至查閱了大學(xué)物理教科書(shū)，直到產(chǎn)生心得，并就定理的證明與學(xué)生進(jìn)行了交流。

“大班模式下，即便與學(xué)生互動(dòng)，大部分問(wèn)題和答案也都是預(yù)設(shè)好的，教師對(duì)課堂是可控的；但小班教學(xué)以討論為主，學(xué)生的問(wèn)題完全無(wú)法設(shè)定，更無(wú)從準(zhǔn)備，這對(duì)老師是很大的考驗(yàn)?！敝旃鹌颊f(shuō)。

這并不意味著于歆杰的B模式便教得輕松。

雖然是大班授課，但由于同樣強(qiáng)調(diào)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)，于歆杰在課上不會(huì)僅專注于知識(shí)講授。每堂課，他都會(huì)準(zhǔn)備多道有代表性的題目供學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)作答，以此檢驗(yàn)學(xué)生的知識(shí)掌握程度。而無(wú)論在授課還是答題的過(guò)程中，彈幕都是他和學(xué)生交流的重要渠道。

“2018年，‘雨課堂’推出了彈幕系統(tǒng)，我們隨即將其引入了課堂?！庇陟Ы苷f(shuō)，彈幕的好處顯而易見(jiàn)——其匿名性能大大提升學(xué)生課堂交流的積極性，同時(shí)也打破了師生傳統(tǒng)的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”交流模式，使他可以同時(shí)了解班內(nèi)幾乎所有學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和知識(shí)掌握程度。

然而，每堂課少則三五百、多則上千條的彈幕，意味著于歆杰不得不分散部分注意力在學(xué)生反饋上。他需要時(shí)不時(shí)從沉浸式的講課中抽離出來(lái)，回應(yīng)并解答學(xué)生的困惑。這無(wú)疑是對(duì)正常授課的一種干擾，以至于使用彈幕的最初幾年，他一直猶豫是否在部分上課時(shí)段關(guān)閉彈幕。

2021年，于歆杰申請(qǐng)擔(dān)任了本科生班的班主任。那個(gè)學(xué)期，他和班里的每名同學(xué)至少進(jìn)行了一次長(zhǎng)談。其間，他特意問(wèn)學(xué)生在看視頻網(wǎng)站時(shí)，會(huì)打開(kāi)彈幕還是關(guān)閉彈幕。

幾乎所有的學(xué)生都說(shuō)會(huì)打開(kāi)彈幕。

于歆杰很好奇，動(dòng)輒鋪滿屏幕的彈幕不會(huì)影響視頻的觀看嗎？學(xué)生的回答讓他陷入思考：“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，視頻只是一個(gè)載體，很多時(shí)候播放什么內(nèi)容根本不重要，重要的是所有看視頻的人在此時(shí)此刻想了什么，又說(shuō)了什么?！?/p>

“這就是‘00后’甚至‘05后’學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律?！庇陟Ы芴寡?，我們的課堂需要對(duì)此作出回應(yīng)和改變——相比于在課堂上講明白一個(gè)知識(shí)，更重要的是形成一種氛圍，讓學(xué)生覺(jué)得我在這堂課上是有參與感的，這才是“符合規(guī)律”的。

直到今天，于歆杰課上的彈幕從沒(méi)有關(guān)閉過(guò)。經(jīng)過(guò)幾年的適應(yīng)后，他已經(jīng)做到了邊講課邊看彈幕，兩者兼顧、平行處理?！斑@并不容易，我適應(yīng)了最少兩年?！彼χf(shuō)。

什么是“以學(xué)生為中心”

每當(dāng)于歆杰他們結(jié)束授課，課堂上總會(huì)響起學(xué)生們的一片掌聲。這并非是誰(shuí)規(guī)定的，而是學(xué)生們的自發(fā)行為。

施博辰2013年考入清華大學(xué)電機(jī)系。如今已經(jīng)是博士后的他，對(duì)大一時(shí)的“電路原理”課仍記憶深刻，“這門(mén)課為我后來(lái)的學(xué)習(xí)打下了很好的基礎(chǔ)，對(duì)我的科研工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。老師們認(rèn)真的態(tài)度是我學(xué)習(xí)的榜樣，我經(jīng)常會(huì)對(duì)照思考自己該怎樣做事?！?/p>

應(yīng)嘉華也有類似感受：“朱老師的課給我的最直觀感受，就是多了一份‘強(qiáng)迫的參與感’?！彼忉屨f(shuō)，在一般課堂上，他還有機(jī)會(huì)“摸魚(yú)”，但在朱老師的課上，他必須全程高度參與，否則會(huì)完全跟不上同學(xué)們的節(jié)奏。正是這種感受讓部分學(xué)生在學(xué)期中的某一階段“懷疑人生”。不過(guò)最終，他們還是會(huì)慶幸自己當(dāng)初的選擇。

正如一名學(xué)生所說(shuō)，“開(kāi)始也會(huì)想，為這門(mén)課投入如此多的時(shí)間、精力究竟值不值得，尤其在其他專業(yè)課任務(wù)扎堆的時(shí)候。但上完課回頭看，一切都很值得。如果再給我一次重新選擇的機(jī)會(huì)，我還是會(huì)選這門(mén)課”。

在于歆杰看來(lái)，這也說(shuō)明高校授課模式從“以教師為中心”轉(zhuǎn)向“以學(xué)生為中心”的必要性。

“我們都在說(shuō)要‘以學(xué)生為中心’，但究竟該怎么做？”在于歆杰的理解中，“以教師為中心”即為了讓學(xué)生學(xué)得更好，老師要更有水平，不管是教學(xué)基本功還是研究能力，都要精益求精。

相比之下，“以學(xué)生為中心”則是教師要能隨時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并基于此及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)方式?！芭e個(gè)簡(jiǎn)單的例子，借助‘雨課堂’的隨堂練習(xí)，如果某個(gè)問(wèn)題全班九成學(xué)生都答對(duì)了，便不必再糾結(jié)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)；如果全班只有四成學(xué)生答對(duì)，那就必須要把課程停一下?！?/p>

事實(shí)上，不管是3種模式的設(shè)立，還是對(duì)課堂互動(dòng)的堅(jiān)持，乃至于“教學(xué)腳手架”的搭建，都是“以學(xué)生為中心”理念的一種具體體現(xiàn)——何種教學(xué)方式適合當(dāng)下學(xué)生的學(xué)習(xí)情況是最重要的。而這一切認(rèn)知和探索的起點(diǎn)，則是十幾年前，慕課的興起對(duì)傳統(tǒng)課堂模式的沖擊。

如今，以ChatGPT為代表的人工智能大模型的出現(xiàn)，又一次沖擊了傳統(tǒng)授課模式。在于歆杰看來(lái)，這次的沖擊可能比慕課大得多。

“慕課帶來(lái)的影響更多體現(xiàn)在資源端，即它可以提供更多可用的優(yōu)質(zhì)資源，而人工智能大模型的影響卻體現(xiàn)在行為端?！彼忉屨f(shuō)，伴隨大模型的迅速發(fā)展，每個(gè)人的日常生活行為都會(huì)與其相關(guān)，教師的課程教育也會(huì)自然而然引入人工智能，這將給傳統(tǒng)授課形式帶來(lái)更大沖擊。

2023年9月，清華大學(xué)啟動(dòng)了一項(xiàng)人工智能賦能教學(xué)試點(diǎn)計(jì)劃。根據(jù)計(jì)劃，該校將在2024年開(kāi)設(shè)100門(mén)人工智能賦能教學(xué)試點(diǎn)課程，利用人工智能輔助或深度介入課程，打造人工智能助教、人工智能教師。

作為該計(jì)劃中的試點(diǎn)之一，“電路原理”課已經(jīng)可以利用人工智能，對(duì)某些成績(jī)落后的學(xué)生進(jìn)行全天候輔導(dǎo)，以提高其學(xué)業(yè)成績(jī)。

不過(guò)，這顯然不是人工智能在這門(mén)課程上能做到的全部。

“人工智能大模型對(duì)高等教育的影響剛剛開(kāi)始顯現(xiàn)。這一影響也一定會(huì)經(jīng)歷一個(gè)從‘術(shù)’到‘道’的過(guò)程。也許再過(guò)10年，我們才更有資格對(duì)此進(jìn)行評(píng)價(jià)，但至少現(xiàn)階段我們應(yīng)該做好探索的準(zhǔn)備。”于歆杰說(shuō)。