本研一体课程翻转课堂教学效果评价方法研究

摘  要：建设现代化高水平研究型大学是高等学校的目标，而培养高水平人才是高等学校的主要使命，本研一体教学充分发挥不同阶段学生的学习兴趣爱好和能力特长，是一种新型融合式教学模型，尤其在专业课教学方面具有愈来愈突出的作用。翻转课堂是本研一体课程教学的重要创新教学手段。该研究以北京交通大学本研一体课程复合材料力学为例，在前沿专题探讨部分，设置五个不同方向，引导本研学生自组团队，自选题目，开展课堂翻转教学环节。设置学生互评和教师赋予系数的评价方法，通过等级计分加权算法，量化翻转课堂教学效果评估，分析本研学生翻转课堂接受知识维度和深度特点。该案例为本研一体课程教学提供良好的实践案例。

关键词：本研一体；翻转课堂；效果评估；复合材料力学；知识维度

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）32-0108-05

Abstract： Building a modern high-level university is the goal of colleges and universities. Cultivating high-level talents is the main mission of colleges and universities. Integrating teaching with undergraduate and postgraduate studies gives full play to the learning interests， hobbies and abilities of students at all different stages， and it is a new integrated teaching model. Especially in the teaching of professional courses， it plays an increasingly prominent role. Flipped classroom is an innovative teaching method for undergraduate and postgraduate integrated course teaching. This study takes the Composite Mechanics integrated undergraduate and postgraduate course at Beijing Jiaotong University as an example. In the cutting-edge topic discussion section， five different topics were set up to guide students to choose their own teams and topics. The flipped classroom teaching assessment was carried out. The evaluation method of student mutual evaluation and teacher-assigned coefficients was set up. The graded scoring weighted algorithm was used to quantify the evaluation of the flipped classroom teaching effect. The characteristics of the knowledge dimensions received by students in the flipped classroom in this study were analyzed. This case provides a good practical case for the teaching of this integrated course.

Keywords： undergraduate-graduate integrated curriculum; flipped classroom; teaching assessment; Composite Mechanics; knowledge dimensions

基金项目：国家自然科学基金青年基金项目“考虑碳纤维/结构电解质界面的结构储电复合材料力-电多功能协同作用机理研究”（12302162）；北京交通大学工程力学国家一流本科专业建设项目（2022）

第一作者简介：祁国成（1990-），男，汉族，江苏盐城人，博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为复合材料力学。

中国拥有世界上规模最大的高等教育体系，高等教育的核心任务是将学生培养成优秀人才。当前在一流学科建设大背景下[1]，高等学校教学改革迅速催生出新教育理念，课堂教学改革新方法不断涌现。其中，本研一体课程教学是一种全新的教学模式，受到越来越多高等学校和高等教育工作者的关注[2]。高校本研一体课程的设置主要依托高等院校在高水平科研优势和全层次人才培养体系，充分考虑本硕博不同学习阶段特点，建构特色鲜明的本研一体课程分阶段分类施教的人才培养体系[3]。将本研一体课程建设纳入高等院校教学改革计划，这也是对“双一流”建设院校当前普遍出现的升学普及化、研究生占比高等顺势而为的有力新举措。本研一体课程教学在专业课程建设方面发挥着愈来愈重要的推动作用[4]。因此，开展本研一体课程教育是新形势下高等教育立德树人时间尺度持续性和高校双一流学科建设的必然要求[5]，也是高等教育在新时代的发展新态势[6]。

本科生和研究生是高等院校的培养对象，合理的课程体系设置直接决定了学生的培养效果。开展本研一体课程研究是高等教育领域的新举措，在储备优质的研究生生源、提高本科生科研素养和兴趣、提高研究生的沟通、组织能力和专业实践的能力、优化课程设置，助力“本研贯通”人才培养体系构建、助力“双一流”建设等五个方面具有突出的价值。具体到高等教育理念方面，美国心理学家教育家David Kolb提出学习循环模型来描述体验式学习模型包括四个步骤，即具体经验、反复观察、抽象概括和积极实践[7]。其中，具体经验阶段强调体验在学习中的作用，学生开阔思路、适应变化，从“感受”中学习；反复观察阶段的学习特点为重视细心观察、多视角多维度地看待问题、理解学习内容；抽象概括阶段则注重思考、客观逻辑地分析问题；积极实践阶段强调从做中学，学习者采取具体的方法解决实际问题。“双一流”建设背景下的本研一体专业课程的目标是，既突出传统课程对学科经典理论的认识培养，又需激发学生对学科前沿的兴趣，共同支撑在不同学习阶段的学生科研技能与实践能力。

总体上，本研一体化培养强调本科与研究生课程一体化统筹设计[8]。专业课程设置和内容具有相似性和连贯性，但需防止研究生与本科生课程区分度不足、低效率重复等问题，对不同阶段的学生具有总体相同的培育效果。现阶段“双一流”建设高校需要更全面地统筹本科与研究生的专业课程教育，探索构建本研一体人才培养体系，合理高效开设本研一体课程，实现专业教育效果最优化。当前，本研一体课程设置和教学方法尚处于探索阶段，而如何开展教学效果评估并持续改进本研一体课堂教学，提升本研学生学习能力，是一个突出的重要命题[9]。

当前，如何选择有效教学模式是开展本研一体课程教育的核心问题，尤其是如何量化评价本研一体课程教学效果，同时体现不同阶段学生的共性和差异性[10]。翻转课堂的理念产生于美国，近年来是国内教改的重要新形式[11]，混合了直接讲解与建构主义学习，是一种学习理念的翻转，以学生为中心，因材施教，学生是主动的自主学习，教师是有针对性的个别指导，符合新课程改革核心理念，是一种在万物互联互通信息时代的重要学习理念[12-13]。而开展本研一体课程教学，其需要重新建立，尤其是本科生和研究生评估因学习知识能力范畴不同而存在差异较大。与传统教学评估只依赖教师相比，现在的高等教育效果评估维度更为多样，一般可包括：①学生评价，包括教学效果反馈、自我评价、学生互评等；②教师评价，包括课堂表现打分、综合等级评分、考试考核评价等；③教学主管部门评估，包括学生评教、教学督导等。如何建立本研一体课程教学效果评估，尤其是突出不同学习阶段学生的学习能力、知识范畴的不同特点，分类施教[14-15]。更为重要的是，通过本研一体课程教学，引导学生间互相启发，激发创新能力和评价能力，形成以“学生讲解、学生评价、教师赋权”为主要特征的翻转课堂评价新方法，提高本研一体课程翻转课堂教学效果，提升本科生和研究生的综合能力。

本研究以北京交通大学复合材料力学本研一体课程教学为实例，结合课堂教学环节学生互相评估，考虑本研学生学习阶段的相似性和差异性，通过学生互评和教师赋难度系数等方法评估本研一体课程综合教学效果，分析了本科生和研究生学习效果，提出了“同一课堂，分类评价”综合评价指标，并指出了本研一体课程持续改进方向，对工科专业课程本研一体课程教学改革提供示范案例。

一  本研一体课程翻转课堂

（一）  复合材料力学课程开设背景

复合材料是两种及以上性质不同的材料复合而成的新材料。复合材料发展始于20世纪60年代碳纤维进入商用化阶段，经过半个多世纪的发展，碳纤维的门类逐渐丰富，力学性能稳步提升，碳纤维增强复合材料的用量逐年提升。尤其是近二十年来，由于质轻高强可设计，且能提高结构效率和减少排放，以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的先进复合材料用量高低已经成为世界各国航空航天飞行器、国防装备等先进程度的重要指标[16]。同时，复合材料也逐步走进交通运输、海洋工程、风力发电、管道和体育休闲等经济民生各个领域，成为颇受大众青睐的“新宠儿”。

北京交通大学复合材料力学课程主要讲述复合材料层合板力学基本理论和分析方法，阐述复合材料细观力学基本理论和方法，在宏观和细观层次上研究复合材料的热学、力学、界面效应及它们之间的相互关系，并介绍复合材料力学前沿专题。其中复合材料力学课程前沿专题，围绕国家重大工程复合材料应用以及世界前沿复合材料力学研究，是一个较为适合本研学生开放自主选题并完成翻转课堂教学的部分。北京交通大学复合材料力学课程面向全校力学等相关专业的大四年级和研究生一年级开设，采取小班制教学方法，是一门固体力学分支课程。复合材料力学课程设置考虑先进复合材料国家重大工程背景，是高年级本科生的专业拓展选修课程和硕士研究生专业必修核心课程。

（二）  翻转课堂教学环节设置方法

将复合材料力学前沿专题部分作为本研一体课程学习评估的重要环节。具体设置了Tsai主层合板理论、超薄层合板力学理论、复合材料失效分析理论、变刚度复合材料力学以及编织复合材料力学等五个前沿主题。复合材料力学前沿主题选取基于近年来的最新研究成果，属于开放选题，在课程的参考教材中没有对应部分，学生需通过文献自主调研的形式系统获取知识，并通过翻转课堂环节，由学生小组归纳、总结和讲述学习内容。本研一体课程包含研究生和本科生学生比例为2∶3，均来自北京交通大学力学专业。

具体形式：教师公布五个前沿主题，学生自行组建团队，自主选题，并在课后开展前沿主题研究，然后通过翻转课堂的形式，由学生团队共同展示讲解，并回答师生提问。选题由教师确定，并在复合材料力学课程整体难度展示前由教师先行赋分，具体情形见表1。

（三）  翻转课堂评估方法设置