數(shù)字學(xué)習(xí)空間在高校工科教學(xué)中的應(yīng)用淺析

王昕 陳劍波 姜昕 呂靜 曲明璐

摘 要 “互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)高等教育教學(xué)管理體制和教育教學(xué)理念帶來了革命性的變化，探索在線課程建設(shè)路徑與模式，是傳統(tǒng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必須反饋。文章以《空調(diào)工程》在線課程設(shè)計(jì)為例，對(duì)數(shù)字學(xué)習(xí)空間環(huán)境下的高校在線課程模式的構(gòu)建展開研究，包括課程構(gòu)架設(shè)計(jì)、線上線下耦合設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)設(shè)計(jì)、以及學(xué)習(xí)過程反饋大數(shù)據(jù)分析設(shè)計(jì)。文章以7級(jí)程度量表調(diào)查278名學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)和教學(xué)效果的評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)給予較高或高的評(píng)價(jià)，新的課程設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容和方法提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞 工科專業(yè) 在線課程 自主式學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí)過程評(píng)價(jià)

1問題的提出

隨著新一輪產(chǎn)業(yè)革命的快速發(fā)展，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用迅速擴(kuò)展，對(duì)當(dāng)前工程領(lǐng)域全鏈條化發(fā)展提出了前所未有的需求，從而推動(dòng)未來工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要變革。“改革發(fā)展教育先行”，社會(huì)的高速發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了挑戰(zhàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)需要的是工程實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才，他們不僅在某一學(xué)科專業(yè)上學(xué)業(yè)精深，而且還應(yīng)具有“學(xué)科交叉融合”的特征;他們不僅能運(yùn)用所掌握的知識(shí)去解決現(xiàn)有的問題，也有能力學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)去解決未來發(fā)展出現(xiàn)的問題，對(duì)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)起到引領(lǐng)作用?？梢哉f，新經(jīng)濟(jì)對(duì)人才培養(yǎng)提出的新的目標(biāo)定位與需求為“新工科”提供了契機(jī)。

在線課程是通過互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動(dòng)的總和。其中，教學(xué)內(nèi)容是在教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)下對(duì)教材內(nèi)容的選擇、組織與加工，呈現(xiàn)與傳遞教學(xué)思想;教學(xué)活動(dòng)是為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，運(yùn)用正確的教學(xué)方法將教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)流程進(jìn)行科學(xué)的組織與實(shí)施，通過教學(xué)活動(dòng)可以動(dòng)態(tài)地控制整個(gè)學(xué)習(xí)過程。在線課程設(shè)計(jì)中需要注重課程教育與行業(yè)企業(yè)現(xiàn)狀掛鉤，補(bǔ)充學(xué)生在專業(yè)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)與知識(shí)結(jié)構(gòu)方面的短板，充分利用在線課程的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2在線課程設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)分析

協(xié)作式在線課程是當(dāng)前在線教育的主要形式，注重學(xué)習(xí)者在協(xié)同交互中構(gòu)建知識(shí)體系，主要依靠混合學(xué)習(xí)理論、交互影響距離理論及在線協(xié)作學(xué)習(xí)理論。

2.1混合學(xué)習(xí)理論

混合學(xué)習(xí)（Blended Learning）是充分利用在線學(xué)習(xí)和面對(duì)面教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，將在線學(xué)習(xí)和面對(duì)面教學(xué)混合在一起的新的學(xué)習(xí)方式?；旌蠈W(xué)習(xí)理論主要包括以下幾個(gè)方面：（1）在學(xué)習(xí)過程中，強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，兼顧學(xué)生的主體地位;（2）教學(xué)混合，如線上和線下學(xué)習(xí)、自定頻率和實(shí)時(shí)協(xié)作學(xué)習(xí)等;（3）注重在線平臺(tái)的選擇，以達(dá)到低投入、高效率的目標(biāo)。

依據(jù)混合學(xué)習(xí)理論，在進(jìn)行在線課程設(shè)計(jì)時(shí)，首先建立混合學(xué)習(xí)環(huán)境，合理設(shè)計(jì)線上線下學(xué)習(xí)時(shí)間，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源多樣性，利用課堂教學(xué)中的真實(shí)互動(dòng)，彌補(bǔ)在線學(xué)習(xí)的孤獨(dú)感;其次，利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，支持學(xué)生自定學(xué)習(xí)步調(diào)方式，鼓勵(lì)個(gè)性化學(xué)習(xí);最后，為學(xué)習(xí)者提供實(shí)踐指導(dǎo)。與完全在線課程相比，同樣的學(xué)習(xí)課程，混合學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的在線課程設(shè)計(jì)，更加鼓勵(lì)教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)需求的關(guān)注，對(duì)于提高學(xué)習(xí)效果的助力作用很明顯。

2.2交互影響距離理論

交互影響距離理論，是遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域具有代表性的理論之一，并提出遠(yuǎn)程教育的結(jié)構(gòu)有兩個(gè)維度、三個(gè)變量。兩個(gè)維度是交互距離和自主學(xué)習(xí)，指學(xué)習(xí)者與教師之間的心理與交往的距離及學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)控制調(diào)節(jié)自己的學(xué)習(xí)。三個(gè)變量是對(duì)話、結(jié)構(gòu)和自主性?！皩?duì)話”是指教師與學(xué)生之間通過互動(dòng)與交流，解決疑惑;“結(jié)構(gòu)”是指教學(xué)設(shè)計(jì)在允許的范圍內(nèi)可改變可調(diào)整的程度，包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等;“自主性”是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)程的自我控制程度，即學(xué)生在確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法之后，對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)展的自我調(diào)整和把控。提倡師生間的交流互動(dòng)，特別是針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)需求的對(duì)話，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的獨(dú)立性。

2.3在線協(xié)作學(xué)習(xí)理論

在線協(xié)作學(xué)習(xí)理論是以社會(huì)建構(gòu)主義、協(xié)作和知識(shí)建構(gòu)為理論基礎(chǔ)的在線課程設(shè)計(jì)理論。在線協(xié)作學(xué)習(xí)理論主張立足于社會(huì)交互和協(xié)作的教學(xué)法，是優(yōu)質(zhì)教育、知識(shí)的建構(gòu)、知識(shí)分享和社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵，強(qiáng)調(diào)教師或支持人員幫助學(xué)習(xí)者開展討論和協(xié)作的重要性，其核心是同伴討論。在線協(xié)作學(xué)習(xí)理論的關(guān)注點(diǎn)是學(xué)生的學(xué)習(xí)觀點(diǎn)，以及在觀點(diǎn)交互基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新觀點(diǎn)。在線課程平臺(tái)應(yīng)該是一個(gè)觀點(diǎn)交流互動(dòng)的平臺(tái)，一個(gè)新觀點(diǎn)產(chǎn)生的沃土，但顯著很多在線課程只是簡單地把課堂教學(xué)知識(shí)點(diǎn)放到在線平臺(tái)上，學(xué)生協(xié)同合作交流的學(xué)習(xí)環(huán)境還需要更多教學(xué)設(shè)計(jì)的研究與探討。

3構(gòu)建數(shù)字學(xué)習(xí)空間環(huán)境下在線課程模式

為了在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動(dòng)，借課程教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)“新工科”人才培養(yǎng)目標(biāo)，文章以《空調(diào)工程》為例，闡述《空調(diào)工程》作為建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)主干專業(yè)課程，其在線課程設(shè)計(jì)與實(shí)施的具體過程，探討工科人才培養(yǎng)過程中在線課程設(shè)計(jì)與創(chuàng)建的模式與路徑。

3.1以學(xué)生為中心

堅(jiān)持以學(xué)生為中心，是“新工科”教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)價(jià)必須遵循的一個(gè)核心理念，體現(xiàn)了“新工科”人才培養(yǎng)理念的核心價(jià)值，即教學(xué)內(nèi)容主要取決于學(xué)什么，教學(xué)方法主要取決于怎么學(xué)，教學(xué)評(píng)價(jià)主要取決于學(xué)得怎么樣。需要在《空調(diào)工程》課程建設(shè)中實(shí)現(xiàn)以教師為中心的教學(xué)向以學(xué)生為中心的教學(xué)轉(zhuǎn)變。

3.2反向設(shè)計(jì)

反向設(shè)計(jì)是“新工科”教學(xué)設(shè)計(jì)必須遵循的一個(gè)核心理念。以《空調(diào)工程》為例而言，反向設(shè)計(jì)是從需求開始，由需求決定培養(yǎng)目標(biāo)。這時(shí)“需求”既是起點(diǎn)又是終點(diǎn)，從而最大程度上保證教育目標(biāo)與結(jié)果的一致性。從職場(chǎng)人的視角切入，尋找課程知識(shí)點(diǎn)與行業(yè)關(guān)注熱點(diǎn)焦點(diǎn)的關(guān)聯(lián)，注重課程教育與行業(yè)企業(yè)現(xiàn)狀掛鉤，補(bǔ)充高校學(xué)生在專業(yè)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)與知識(shí)結(jié)構(gòu)方面的短板。好的課程需要兼顧知識(shí)傳承、學(xué)生素質(zhì)和能力培養(yǎng)兩方面，適當(dāng)?shù)貜耐ㄗR(shí)課程的視角設(shè)置課程內(nèi)容，吸引更多土木類、機(jī)械類學(xué)生選學(xué)課程。

3.3基于在線課程的學(xué)習(xí)反饋評(píng)價(jià)過程

持續(xù)改進(jìn)是“新工科”教學(xué)評(píng)價(jià)必須遵循的另一個(gè)核心理念。《空調(diào)工程》的教學(xué)評(píng)價(jià)是形成性的，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)過程，是在課程、教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中使用的系統(tǒng)評(píng)價(jià)活動(dòng)，要求評(píng)價(jià)者把教學(xué)過程看作是一個(gè)整體系統(tǒng)，而這個(gè)整體系統(tǒng)包括許多子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系和影響，彼此之間通過形成性測(cè)驗(yàn)為對(duì)方提供信息。課程借助在線平臺(tái)強(qiáng)大的記錄數(shù)據(jù)的功能，用數(shù)據(jù)描述學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)軌跡，解決了傳統(tǒng)課堂期末考核中平時(shí)成績難以準(zhǔn)確評(píng)估的難題。

目前，中國已成為名副其實(shí)的工程教育大國，但工程教育人才培養(yǎng)模式較為傳統(tǒng)。工程教育改革必須要跟得上未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，及時(shí)推進(jìn)新工科的發(fā)展，對(duì)接新興產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)新工科人才，以滿足新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的需求。

構(gòu)建新工科人才培養(yǎng)新模式，是中國工程教育緊密對(duì)接國家、產(chǎn)業(yè)和科技領(lǐng)域重大需求，面向未來因勢(shì)而動(dòng)的必然趨勢(shì)。只有大力推進(jìn)當(dāng)前工程人才培養(yǎng)模式改革，才能支撐未來工程新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)的需求。借助新工科建設(shè)契機(jī)，構(gòu)筑工程人才培養(yǎng)新模式的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)大批高素質(zhì)新興工科人才，才能實(shí)現(xiàn)中國從工程教育大國向工程教育強(qiáng)國的歷史性轉(zhuǎn)變。

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