高?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+工科專業(yè)課”的教學(xué)改革

成曉倩，王雙亭，劉 培

(河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院，河南 焦作 454003)

2015年3月5日，李克強總理在第十二屆全國人民代表大會的政府工作報告中首次提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，自此在全國掀起了“互聯(lián)網(wǎng)+”的行動熱潮，各行各業(yè)紛紛打破行業(yè)常規(guī)，引入“互聯(lián)網(wǎng)+”思想實現(xiàn)創(chuàng)新?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”不是簡單的相加，而是跨界，將互聯(lián)網(wǎng)與各行各業(yè)產(chǎn)生理念火花的碰撞。教育行業(yè)也不例外，在時代發(fā)展中，將互聯(lián)網(wǎng)引入到傳統(tǒng)教育行業(yè)中也是必然趨勢，如何讓互聯(lián)網(wǎng)思想與傳統(tǒng)教育理念在碰撞中實現(xiàn)契合，是廣大教育工作者值得深思和研究的重點。

傳統(tǒng)的教育模式就是一所學(xué)校、一間教室、一位老師、一群學(xué)生，學(xué)生的所有知識均來源于所處學(xué)校的老師。互聯(lián)網(wǎng)的普及打破了這種模式，一張網(wǎng)、一個移動終端，幾百萬學(xué)生，學(xué)生可以任意挑選學(xué)校和老師進行網(wǎng)上學(xué)習(xí)，這就是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的模式[1]。這種新穎的模式將來是否會取代傳統(tǒng)模式呢？互聯(lián)網(wǎng)與教育如何有機結(jié)合在一起？互聯(lián)網(wǎng)如何進入傳統(tǒng)課堂？教師在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”中扮演何種角色？廣大教育工作者圍繞上述問題進行了探索，如中山大學(xué)王竹立指出“互聯(lián)網(wǎng)+教育”不是簡單的相加，其本質(zhì)是知識的碎片化與重構(gòu)化，應(yīng)采用包容性思維利用互聯(lián)網(wǎng)對知識進行碎片化學(xué)習(xí)，然后對知識重構(gòu)復(fù)原，實現(xiàn)“零存整取”，其教學(xué)團隊還在如何開展“互聯(lián)網(wǎng)+課堂”方面進行了探索[2-4]。王勇民從課堂教學(xué)方式、課程設(shè)置、教學(xué)手段和教學(xué)管理4個方面分析了“互聯(lián)網(wǎng)+”對高校教學(xué)的影響[5]。李鸝對“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高校課堂教學(xué)模式的變與不變進行了論證[6]，黃鍇借助“微平臺”對高校思政課程教學(xué)模式進行了改革探索[7]。鄭娟等從“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的核心理念出發(fā)提出了“智慧教育”理念，并分析了智慧教育模式的特點及所面臨的挑戰(zhàn)[8]。但大多研究并未結(jié)合高校工科專業(yè)課程特點進行分析，大多是從教育模式、教育理念等角度進行分析。本文首先分析高校工科專業(yè)課課程特點，然后闡述當(dāng)下“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的弊端，最后以“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)為例，舉例說明如何將互聯(lián)網(wǎng)引入工科專業(yè)課程教學(xué)中，為高校工科專業(yè)課教育工作者提供參考。

1 工科專業(yè)課課程特點

高校專業(yè)課與基礎(chǔ)課相比有很大的不同，而工科專業(yè)課又具有鮮明的特色，充分認識高校工科專業(yè)課課程特點,有利于教學(xué)方法的正確運用。歸納總結(jié),當(dāng)下工科專業(yè)課具有以下顯著特點：

1.1 內(nèi)容與學(xué)時不匹配

新時期的本科人才培養(yǎng)模式是以“加強基礎(chǔ)，淡化專業(yè)”為指導(dǎo)思想的“寬口徑、厚基礎(chǔ)、復(fù)合型”模式[9]。這種培養(yǎng)模式在促進學(xué)生全面發(fā)展的同時也給專業(yè)課的教授帶來不小的沖擊。在“寬基礎(chǔ)、淡專業(yè)”的教學(xué)改革思想指導(dǎo)下，高校在加強通識教育的同時大大縮短了專業(yè)課的課時數(shù)和學(xué)分數(shù)，專業(yè)課課程比重明顯降低。如何在有限的課時內(nèi)講授較多的內(nèi)容，且融入不斷更新的專業(yè)前沿信息是困擾當(dāng)下每位專業(yè)課老師的一個問題。

此外，大多數(shù)專業(yè)課不僅包含理論知識授課，同時還有一定比例的課堂實驗。但由于實驗設(shè)備數(shù)量與學(xué)生人數(shù)不匹配或?qū)W生基礎(chǔ)知識的限制，課堂實驗學(xué)時數(shù)往往不夠用，如何有效地解決上述問題值得專業(yè)教師思考。

1.2 課程實踐性強

工科專業(yè)課是專業(yè)基礎(chǔ)理論在實踐中的綜合應(yīng)用，其課程目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生解決實際工程問題的能力，因此要求專業(yè)課教師在知識教授中理論聯(lián)系實際，盡量圍繞實際工程案例進行展開，培養(yǎng)學(xué)生的基本工程素質(zhì)。

1.3 專業(yè)知識更新快

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展使得專業(yè)內(nèi)容變化很快，遠遠超出教材內(nèi)容。作為一名工科專業(yè)教師，必須隨時關(guān)注本專業(yè)的發(fā)展動態(tài)，掌握最新的技術(shù)發(fā)展資料，及時在課程教學(xué)中給予補充，讓學(xué)生實時掌握專業(yè)最新動向，拓寬學(xué)生專業(yè)視野。

1.4 學(xué)科交叉性強

專業(yè)課是基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用，學(xué)科交叉性強，涉及眾多基礎(chǔ)課程，如筆者教授的攝影測量學(xué)涉及高等數(shù)學(xué)、測量平差、攝影與空中攝影、數(shù)字圖像處理、數(shù)字測圖與原理、程序設(shè)計等眾多課程的部分內(nèi)容，知識面廣且銜接緊密[10]。尤其是大多工科專業(yè)課與數(shù)學(xué)聯(lián)系緊密，邏輯性強，學(xué)生往往一見公式心先怯，如何增強學(xué)科趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性值得教師研究。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+工科專業(yè)課”下的課程教學(xué)改革

2.1 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”對教學(xué)帶來的影響

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是把雙刃劍，它給高校教育改革帶來機遇的同時也帶來了沖擊與挑戰(zhàn)。王竹立曾指出，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的本質(zhì)就是碎片化學(xué)習(xí)，這種學(xué)習(xí)方式使得教育不再局限于課堂，學(xué)生可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)獲得知識，打破了以往教學(xué)模式時空的限制。且這種學(xué)習(xí)方式往往是針對某個知識點展開的，內(nèi)容短小、簡單，學(xué)生易吸收。但隨著網(wǎng)絡(luò)碎片化信息的泛濫，碎片化學(xué)習(xí)的弊端日益突顯：①它破壞了學(xué)科知識體系的完整性，弱化了知識之間的聯(lián)系性。學(xué)生雖然學(xué)了很多，但知識鏈不連貫，知識深入不夠。②網(wǎng)絡(luò)上碎片化信息五花八門，甚至有大量的虛假、不正確的信息存在，海量信息降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的專注度和學(xué)習(xí)深度，同時對學(xué)習(xí)者辨別信息真?zhèn)蔚哪芰μ岢隽司薮蟮目简?。③碎片化學(xué)習(xí)使得許多學(xué)生越來越依賴網(wǎng)絡(luò)、依賴手機，同學(xué)之間流行著“有困難，找度娘”的俗語，遇到問題不是積極思考，而是第一時間在網(wǎng)絡(luò)上尋找答案，顛覆了學(xué)習(xí)的本質(zhì)。大多同學(xué)知識的學(xué)習(xí)不是理解性掌握，而是被動接收，流于表面。④碎片化學(xué)習(xí)給課堂教學(xué)帶來極大的困擾，課堂上低頭看手機的現(xiàn)象屢禁不止。微課、網(wǎng)絡(luò)公開課、線上課堂的出現(xiàn)使得學(xué)生厭煩教室，課堂教學(xué)的重要性和吸引力大大被減弱。⑤碎片化學(xué)習(xí)減少了師生間的互動、交流，教師不能通過學(xué)生的微表情掌握實際教學(xué)情況，不宜實現(xiàn)“因人而異，因材施教”。

2.2 教學(xué)改革實例

“慕課”“翻轉(zhuǎn)課堂”是教育界在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的產(chǎn)物，但對于工科專業(yè)課而言，完全采用線上課程方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)課堂并不現(xiàn)實。如何將互聯(lián)網(wǎng)跨界引入工科專業(yè)課課堂是筆者極力在思考的一個問題。筆者和筆者所在團隊嘗試將互聯(lián)網(wǎng)引入到遙感專業(yè)課“攝影測量學(xué)”課程教學(xué)中，在課堂教學(xué)、過程考核、實踐教學(xué)等方面進行改革探索，并取得了較好的效果，具體措施如圖1所示。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+工科專業(yè)課”課程教學(xué)

2.2.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”下的課堂教學(xué)

將基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)平臺Sakai引入攝影測量學(xué)課堂教學(xué)中，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)發(fā)展為“課前+課中+課后”形式。課前教師準(zhǔn)備的資源(PPT、小知識點視頻)和問題通過平臺提前發(fā)布，學(xué)生在課前通過Sakai平臺查閱資源完成預(yù)習(xí)，帶著疑問參與課堂；課中教師采用討論式和設(shè)問式教學(xué)方式與學(xué)生積極互動，提高學(xué)生課堂參與度；課后針對課堂表現(xiàn)以作業(yè)或測驗形式鞏固課堂效果。PPT制作應(yīng)簡潔，多圖片、動畫、公式，少文字，無公式推導(dǎo)。每節(jié)的準(zhǔn)備知識以視頻形式出現(xiàn)，視頻長度不超過30 min，視頻末部通過設(shè)問引出新知識，讓學(xué)生掌握知識的用處，做到前后相連，增強知識體系完整性。如在教授共線條件方程章節(jié)時，課前將該章PPT、準(zhǔn)備知識視頻(坐標(biāo)系)發(fā)布，設(shè)置問題“坐標(biāo)系間如何轉(zhuǎn)換？如何將像點坐標(biāo)與物點坐標(biāo)相連？”。課中教學(xué)首先讓學(xué)生討論公式推導(dǎo)思路，然后教師補充說明，引導(dǎo)學(xué)生自我總結(jié)，明白共線條件方程推導(dǎo)思想即為“兩點兩系”問題，其中以“點的旋轉(zhuǎn)變換”為橋梁，從而完成最后的推導(dǎo)。學(xué)生的高度參與，教師的層層設(shè)問引導(dǎo)，極大地提高了學(xué)習(xí)的效率，此方法得到了學(xué)生的認可和好評。

除此之外，為了增強課堂趣味性，有些知識點可在課中通過游戲環(huán)節(jié)進行完成。如在立體觀察和立體成像章節(jié)中，課前設(shè)問：單眼觀察和雙眼觀察的區(qū)別是什么？單眼能判斷物體遠近嗎？生活中有無實例？課中通過“畫地為牢”的小游戲完成解答?！爱嫷貫槔巍奔凑埫课煌瑢W(xué)準(zhǔn)備好筆、紙，在紙張上畫一個直徑為1 cm的圓，在明視距離下判斷，讓筆垂直落入圓內(nèi)，請學(xué)生在單眼和雙眼不同條件下進行判斷，最后通過統(tǒng)計落入圈內(nèi)的點數(shù)讓學(xué)生自己感受兩者的區(qū)別，真正做到邊學(xué)邊玩。

2.2.2 “互聯(lián)網(wǎng)+”下的實踐教學(xué)

為了在有限的學(xué)時條件下將實踐教學(xué)最大化，可將任務(wù)逐步分解，通過網(wǎng)絡(luò)提前發(fā)放，在有限的學(xué)時里進行任務(wù)的整合。如攝影測量學(xué)中的“單像空間后方交會”涉及文件的讀與存、矩陣的運算及最小二乘解算等，而多數(shù)同學(xué)對程序語言的掌握并不熟練，每次實習(xí)在語言回顧方面耗時較長，導(dǎo)致實習(xí)時間不夠用。針對上述情況，團隊將任務(wù)分解為3步：文件的讀與存、矩陣乘與逆矩陣函數(shù)編寫、迭代求解。其中前兩步通過Sakai平臺作為作業(yè)進行發(fā)布，讓學(xué)生在實習(xí)前完成。而迭代運算是“單像空間后方交會”的核心思想，在實習(xí)時將此步與前兩步整合，既能節(jié)省時間，還能讓學(xué)生對知識點系統(tǒng)化理解。

2.2.3 “互聯(lián)網(wǎng)+”下的過程考核

任何課程的學(xué)習(xí)離不開考核，將互聯(lián)網(wǎng)引入考核機制中是種趨勢。為了全面地考查學(xué)生對知識的掌握程度，團隊將課程考核分為兩部分：過程考核(40%)和期末考核(60%)。如圖2所示，其中過程考核分為三部分：日常考勤(30%)、課程表現(xiàn)(60%)、素質(zhì)拓展(10%)。日?？记诓辉偈褂命c名方式，而是通過二維碼掃碼形式進行統(tǒng)計，既節(jié)省了時間又提高了效率。課程表現(xiàn)包括線下活躍度和線上活躍度。線下活躍度是指課中討論的參與程度、實習(xí)表現(xiàn)及作業(yè)；線上活躍度是指課前資源查閱度、話題準(zhǔn)備程度和課前測驗。素質(zhì)拓展為自由環(huán)節(jié)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)“慧平臺”或其他平臺信息，自由選擇主題，個人或小組以PPT或?qū)嶒炐问酵瓿梢粋€主題的探索，期間通過QQ或微信形式與相關(guān)教師交流，并通過線上形式提交成果。這種考核機制大大提高了學(xué)生的參與度，考核更人性化、更合理。

圖2 課程考核形式

3 結(jié) 語

本文分析了工科專業(yè)課的課程特點和“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的不足，同時以攝影測量學(xué)課程為例，闡述了在課堂教學(xué)、實踐教學(xué)和過程考核3個環(huán)節(jié)中引入互聯(lián)網(wǎng)的具體操作，完成互聯(lián)網(wǎng)到工科課程的跨界。綜合教學(xué)評價表明，本文的改革取得了較好的效果，為廣大教育工作者提供了實例參考。但每門專業(yè)課的課程特點是不一樣的，互聯(lián)網(wǎng)與課程的契合是一個十分復(fù)雜的過程，如何根據(jù)課程特點將互聯(lián)網(wǎng)最大化引入到課程教學(xué)中仍值得廣大高校教育工作者深入探討。