基于CDIO理念的應(yīng)用型課程混合式教學(xué)改革與研究
——以《動態(tài)Web技術(shù)》課程為例

李 嵐，杜 佳，張曉雨，雒 哲

(蘭州文理學(xué)院 數(shù)字媒體學(xué)院，甘肅 蘭州 730010)

0 引言

在應(yīng)對新冠肺炎的特殊時期，全國各高校積極響應(yīng)教育部延期開學(xué)號召，充分利用慕課和優(yōu)質(zhì)在線課程資源實現(xiàn)“停課不停教，停課不停學(xué)”.教師需要從傳統(tǒng)的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)向在線授課方式，這也為線上線下教學(xué)模式發(fā)展提供了契機，改變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”信息時代特色，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”，實現(xiàn)了線上線下教學(xué)方式的有效融合.

線上線下混合式教學(xué)是充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)的相關(guān)平臺(如大學(xué)MOOC、超星學(xué)習(xí)通、騰訊課堂、釘釘課堂和微信等)，以有計劃、有價值的方式將在線課程與傳統(tǒng)的線下面對面課堂活動相結(jié)合，按照設(shè)計好的教學(xué)內(nèi)容進行模式切換，優(yōu)化教學(xué)過程，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)勢互補[1].線上線下教學(xué)模式的實施，有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，有效促進了教學(xué)管理網(wǎng)絡(luò)化、教學(xué)內(nèi)容靈活化、教學(xué)形式互動化和評價方式多元化等進程.課堂的重點變成了指導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、思考、分析和總結(jié)[2].

基于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，CDIO模式已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各大高校.CDIO工程教育理念是以構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)等全生命周期為載體，培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識、工程實踐能力、自主學(xué)習(xí)能力和團隊協(xié)作能力等四個方面的預(yù)期目標[3-4].柳運昌等[5]研究了基于CDIO理念的云計算技術(shù)及應(yīng)用課程；戴宏明等[6]提出了新工科背景下基于CDIO理念的軟件工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案；徐東輝等[7]提出了基于CDIO 工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究.CDIO工程教育理念和混合式教學(xué)作為新興的教學(xué)理念與方式，為高校教學(xué)質(zhì)量的改革與提高提供了有益的借鑒和突破口.企業(yè)對人才的要求也從“單學(xué)科、獨立工作”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱鐚W(xué)科、團隊協(xié)作”，企業(yè)既要求畢業(yè)生具有工科的專業(yè)素養(yǎng)，又要具有良好的團隊協(xié)調(diào)能力[8].本文結(jié)合前人的研究成果，基于CDIO理念，以《動態(tài)Web技術(shù)》課程為例，對應(yīng)用型課程進行教學(xué)改革，通過課程整體設(shè)計、課程內(nèi)容選取、教學(xué)評價和考核方式等方面進行改革，旨在培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力.

1 教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 以《動態(tài)Web技術(shù)》課程為例的應(yīng)用型課程線上教學(xué)存在的優(yōu)勢和弊端

相比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，線上教學(xué)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在3個方面.首先，突破時空限制，學(xué)生只需要通過在線教學(xué)平臺在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下就能隨時隨地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，可以充分利用學(xué)生的碎片化時間，提高了時間的利用率；第二，線上直播教學(xué)作為一種比較接近真實線下課堂的在線教學(xué)形式，可以直接在線完成師生互動，同時具有親臨現(xiàn)場的沉浸感，教學(xué)過程更加靈活，所以在防控疫情的特殊時期成為“見效快”教學(xué)的主要手段[9]；第三，在線教學(xué)可以向?qū)W生傳遞海量、優(yōu)秀的電子教學(xué)資料，如微課視頻、課件、學(xué)習(xí)筆記、習(xí)題庫、在線作業(yè)與試題、演示實驗、課前測驗和實驗圖片等，教學(xué)過程成為以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的搭檔合作教學(xué)，可以提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力.

當(dāng)然，線上教學(xué)也存在局限性.首先，線上授課的直播平臺普遍存在不穩(wěn)定、卡頓等情況，教師授課PPT展示的不連續(xù)，影響了整個課堂的連續(xù)性；第二，線上教學(xué)方式最大的弊端在于教師無法及時準確得到學(xué)生的反饋.線上教學(xué)對于學(xué)生和老師來說，似乎都是單獨的個體，不再像教室里面師生之間除了學(xué)習(xí)，還有濃厚的學(xué)習(xí)氛圍、人際關(guān)系的連接；第三，線上教學(xué)的管理方式和評價方式存在很多困難.由于學(xué)生自主程度不同，線上教學(xué)過程性評價方法通過對階段性教學(xué)過程及教學(xué)結(jié)果進行動態(tài)觀察，來獲取學(xué)生的各項學(xué)習(xí)進展信息就顯得比較困難.

1.2 以《動態(tài)Web技術(shù)》課程為例的應(yīng)用型課程教學(xué)現(xiàn)狀

(1)教學(xué)設(shè)計以教師為中心，缺乏綜合性的項目案例設(shè)計.對于動態(tài)Web技術(shù)課程來說，目前教學(xué)的主要任務(wù)仍然是以教材內(nèi)容展開，雖然能保證教學(xué)計劃的順利實施，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和綜合設(shè)計能力.研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合學(xué)生的興趣與教學(xué)安排，采用以學(xué)生為中心的混合式教學(xué)，讓學(xué)生全程參與到教學(xué)全過程，能大幅提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

(2)線上線下教學(xué)存在分離現(xiàn)象.目前的線上線下混合式教學(xué)借助相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺，勉強結(jié)合在一起，教學(xué)結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生實質(zhì)性的變化，僅僅只是表面上進行電子點名、教學(xué)資源的傳遞，無法與教學(xué)進行有效融合.

(3)教學(xué)項目模塊獨立，教學(xué)過程存在“一刀切”現(xiàn)象.教師網(wǎng)上集中授課教學(xué)的模式，對每一章節(jié)所有學(xué)生接受到的信息一樣，布置的實驗題目也都一樣，任務(wù)模塊之間缺乏延續(xù)性和系統(tǒng)性.在強調(diào)知識、傳授效率的同時，強化了教師的主導(dǎo)作用，不能滿足學(xué)生個性化、主體化的學(xué)習(xí)需求，弱化了學(xué)生在教學(xué)活動中的主動性，不利于學(xué)生探索、研究及創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

(4)教學(xué)評價方式單一.傳統(tǒng)的線下教學(xué)評價主要通過學(xué)生的出勤情況、作業(yè)完成情況及期末考試完成，這容易導(dǎo)致學(xué)生在平時學(xué)習(xí)中應(yīng)付差事，在考試前突擊、臨時抱佛腳，這樣很難對學(xué)生的綜合能力做出客觀評價.為了能提高學(xué)習(xí)效果和能力目標，需要對考核方式進行改革.

2 基于CDIO理念的線上線下混合教學(xué)模式

2.1 CDIO理念下的項目教學(xué)

基于CDIO理念，在課程的教學(xué)中以工作任務(wù)、知識能力與素質(zhì)目標3方面對《動態(tài)Web技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容進行設(shè)計與實施，結(jié)合工程應(yīng)用能力與社會需求、融合學(xué)科競賽對知識、能力的要求，選取真實企業(yè)項目作為教學(xué)內(nèi)容的載體，每個項目都包含JSP語法、JSP內(nèi)置對象、MVC模式、JSP與JavaBean和數(shù)據(jù)庫操作等知識，具體的知識結(jié)構(gòu)如表1所列.

應(yīng)用型課程在線教學(xué)應(yīng)堅持以“構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運行”為主線，即CDIO理念，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)、動手能力、溝通和協(xié)作能力.教師在教學(xué)過程的重心是讓學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”，并充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性.

2.2 CDIO理念的線上線下混合式教學(xué)模式構(gòu)建

2.2.1 教學(xué)資源和環(huán)境的準備

(1)理實一體化教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建.基于動態(tài)Web技術(shù)課程教學(xué)的過程，構(gòu)建“理論+實踐”一體化教學(xué)環(huán)境，即按照動態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計的工作過程，采用邊講邊練的模式，實訓(xùn)室內(nèi)WIFI全覆蓋，有利于網(wǎng)絡(luò)資源開展一體化教學(xué).

(2)教學(xué)資源的準備.在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建課，上傳課程教學(xué)大綱、課件、視頻、預(yù)習(xí)主題等資料，并設(shè)置相應(yīng)的任務(wù)點，指出重點和難點，發(fā)送通知給班級學(xué)生，提醒學(xué)生認真閱讀和學(xué)習(xí)，將問題歸納，在課堂上進行重點講解和討論.其目的主要使學(xué)生在課堂教學(xué)之前明確自主學(xué)習(xí)目標、內(nèi)容及方法，教師也可以提供與本課程相適應(yīng)的大學(xué)MOOC等在線優(yōu)質(zhì)資源.

表1 CDIO理念下動態(tài)Web技術(shù)課程體系

本課程線上教學(xué)以超星學(xué)習(xí)通、騰訊課堂為主，線下以理實一體化教室為主，采用“課前線上自主學(xué)習(xí)+課堂知識串講+線下指導(dǎo)并實踐+課后復(fù)習(xí)測試”的混合教學(xué)模式.學(xué)生課前通過學(xué)習(xí)平臺自主學(xué)習(xí)，歸納并總結(jié)問題，線上與老師、同學(xué)進行討論.教師在線下課堂教學(xué)中以項目為主線對核心知識點和問題進行主講和答疑，學(xué)生完成項目設(shè)計與實踐，并根據(jù)個性化需求進行實踐拓展；課后，教師通過線上平臺查閱學(xué)生課前和課后檢測，完成過程性考核及評價.根據(jù)行業(yè)發(fā)展制定項目化教學(xué)內(nèi)容，將線上、線下、課前、課中和課后教學(xué)自然融合，理論與實踐相結(jié)合，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性.

2.2.2 線上線下混合式教學(xué)設(shè)計

《動態(tài)Web技術(shù)》課程在教學(xué)中采用“打好基礎(chǔ)，培養(yǎng)興趣，實戰(zhàn)訓(xùn)練，創(chuàng)新能力”的培養(yǎng)目標，實現(xiàn)線上與線下教育理念的融合、線上與線下教學(xué)內(nèi)容的融合、線上與線下教學(xué)方法的融合.

傳統(tǒng)的教學(xué)模式強調(diào)“以教師為中心”，缺乏對學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng).線上線下混合模式中，改變傳統(tǒng)以教師為主體的講授知識模式，轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，從而發(fā)揮“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)主導(dǎo)作用[10].學(xué)生通過線上資源進行主動學(xué)習(xí)，并學(xué)會獨立思考、獨立解決問題.教師通過線上答疑和線下教學(xué)對學(xué)生提出的問題有針對性地進行指導(dǎo).

線上教學(xué)內(nèi)容主要是為學(xué)習(xí)者起到基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)鞏固和強化訓(xùn)練的目的.線下內(nèi)容則是根據(jù)學(xué)生的反饋，對存在的疑難點進行解析和討論，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維.

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師既要講理論又要現(xiàn)場演示案例，這會導(dǎo)致課時不足，學(xué)生的知識面不廣等問題.混合教學(xué)模式中，教師提供MOOC、錄課視頻等資源，學(xué)生可以隨時隨地進行學(xué)習(xí)，不受時間和空間限制.通過在線學(xué)習(xí)和討論，形成學(xué)習(xí)反饋，教師根據(jù)學(xué)生的討論和反饋組織線下的教學(xué)總結(jié)和課堂討論，通過反饋將線上與線下方法相結(jié)合，形成一個完整的教學(xué)閉環(huán)，具體框架如圖1所示.

3 多元評價體系

面向社會需求，“以學(xué)生為中心”的教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生擁有自信的、自主的學(xué)習(xí)能力，課程教學(xué)采用多元化評價具有一定的合理性.本文多元評價體系主要包括評價內(nèi)容、評價方法、評價標準和評價對象等.評價內(nèi)容主要是指學(xué)生所學(xué)知識、應(yīng)用能力和職業(yè)素養(yǎng)等；評價方法主要采用平時表現(xiàn)、現(xiàn)場答辯和作品評價相結(jié)合的方式；評價標準主要是以學(xué)生對項目實施中運用知識的難度、項目功能、項目完成度等方面所占的權(quán)重；評價對象是指教師和學(xué)生.

3.1 過程評價

為了能夠正確評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，《動態(tài)Web技術(shù)》課程改革考核方式，由傳統(tǒng)的考試為主轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性評價為主.學(xué)生的總評成績由課程任務(wù)點完成、作業(yè)成績、課堂表現(xiàn)、出勤、項目展示、現(xiàn)場答辯等組成.課程總評成績=平時成績*40%+期末成績*60%，平時成績和期末成績具體的考核內(nèi)容如表2所列.

圖1 基于CDIO的線上線下混合教學(xué)模式

表2 學(xué)生學(xué)習(xí)效果評價

3.2 項目評價

以學(xué)生為中心，以項目作載體，通過項目展示進行答辯完成課程的答辯考核.通過制作ppt課件鼓勵學(xué)生參與課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的表達能力、邏輯思維能力和團隊合作能力；按照項目的實施過程進行分組，每個小組自行安排負責(zé)人和團隊分工，根據(jù)完成的任務(wù)量考核學(xué)生具備的能力.小組匯報內(nèi)容包括項目的設(shè)計思路、采用技術(shù)、實現(xiàn)功能及創(chuàng)新點等.匯報之后進行小組互評、教師點評和小組自評，實現(xiàn)對學(xué)生綜合能力的客觀評價.項目評價的具體內(nèi)容如表3所列.

該課程構(gòu)建了以“過程性評價+實踐項目評價”為主的評價體系.過程評價主要考核學(xué)生在項目化教學(xué)中各階段任務(wù)完成、模塊實踐、交流討論、團隊協(xié)作、分析問題和解決問題等情況.實踐項目評價主要考核學(xué)生在線學(xué)習(xí)、在線測試、在線討論的情況，線下部分包括學(xué)生出勤、課堂表現(xiàn)、實踐答辯和作品展示等.綜合性評價體系加強了對學(xué)生學(xué)習(xí)的督促，有利于提高學(xué)生的積極性和主動性.

表3 CDIO項目考核觀測點

3.3 成績分析

以《動態(tài)Web技術(shù)》課程為例，選取2018級數(shù)字媒體學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)班45名學(xué)生，計算機應(yīng)用技術(shù)班48名學(xué)生的成績進行比較分析.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)班采用混合式教學(xué)，計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)采用傳統(tǒng)式教學(xué).成績劃分包括課前預(yù)習(xí)、課堂互動、實踐作業(yè)、報告設(shè)計、自評、互評和答辯等形式，參考學(xué)生在項目中的作用和項目的完成質(zhì)量等.成績比較情況如圖2所示.

圖2 采用不同教學(xué)模式的成績對比情況

4 結(jié)束語

應(yīng)用型課程教學(xué)作為高校人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要平臺.傳統(tǒng)的線下教學(xué)存在重知識輕實踐、重結(jié)論輕過程的問題，影響應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標，線上線下結(jié)合的教學(xué)模式注重“以學(xué)生為中心”，使得線上線下教學(xué)二者互為補充，線上以理論知識為基礎(chǔ)，線下教學(xué)以解疑答惑、重點講解、實踐訓(xùn)練為主，改變了線下教學(xué)弊端的同時突破了時空界限，強化了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)效果，有利于加快應(yīng)用型課程的人才培養(yǎng)目標.

基于 CDIO 理念的混合教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果.它可為不同層次的學(xué)生提供差異化輔導(dǎo)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.學(xué)生自主探究性學(xué)習(xí)能力、分析問題和解決問題能力、項目設(shè)計開發(fā)意識及創(chuàng)新意識和能力都得到了提高.部分學(xué)生在“計算機設(shè)計大賽” “互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)業(yè)大賽”“甘肅省大學(xué)生‘挑戰(zhàn)杯’課外學(xué)術(shù)作品大賽” “‘互聯(lián)網(wǎng)+’大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“全國大學(xué)生數(shù)字媒體科技作品及創(chuàng)意競賽”和“計算機設(shè)計大賽”等比賽中獲得一等獎、二等獎和三等獎的好成績.