電類課程“3+1”智慧教學(xué)模式創(chuàng)新與實(shí)踐

陳 姝，賈永興，王保華，林 瑩

（陸軍工程大學(xué)通信工程學(xué)院 江蘇 南京 210007）

電類基礎(chǔ)系列課程是陸軍工程大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┩ㄐ殴こ?、電氣工程等多個(gè)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，涵蓋“電路分析基礎(chǔ)”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“信號(hào)與系統(tǒng)”等多門課程，為現(xiàn)代電子、通信、計(jì)算機(jī)和信息處理等應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，在厚植學(xué)員兵種專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)、支撐任職課程學(xué)習(xí)、拓展專業(yè)遷移能力發(fā)揮等方面具有重要作用。

在融合培養(yǎng)模式下，專業(yè)背景課程面臨著學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多之間的突出矛盾，原有的以課堂講授為主的教學(xué)模式與新需求不相適應(yīng)，迫切需要發(fā)揮智慧教學(xué)手段精準(zhǔn)、高效、拓展等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)在有限時(shí)間內(nèi)促進(jìn)課程教學(xué)的提質(zhì)增效。同時(shí)，打贏未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)需要培養(yǎng)大批具有信息素養(yǎng)、批判性思維和創(chuàng)新能力的新型軍事人才，迫切需要借助智慧教學(xué)手段提升課程教學(xué)的研究性、互動(dòng)性和開放性，培養(yǎng)學(xué)員的學(xué)習(xí)能力、批判性思維、創(chuàng)新能力和應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)解決軍事問題的思維習(xí)慣。

本文以有效提升學(xué)員電類綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力。啟迪學(xué)員打贏未來不確定戰(zhàn)爭(zhēng)所需智慧為目標(biāo)，提出“問題導(dǎo)學(xué)—項(xiàng)目探究—立體交互+個(gè)性化服務(wù)”的“3+1”智慧教學(xué)新模式，構(gòu)建學(xué)為主體、能力為本、理實(shí)一體、虛實(shí)結(jié)合的智慧課堂，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的高效互動(dòng)，提升課堂決策分析和機(jī)智性教學(xué)能力，促進(jìn)協(xié)作探究和個(gè)性化學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)符合學(xué)員個(gè)性化特征的成長(zhǎng)與智慧發(fā)展，為提升課程教學(xué)質(zhì)量，培育兼具信息力、創(chuàng)新力和領(lǐng)導(dǎo)力的未來作戰(zhàn)指揮員提供條件和方法路徑。

1 “3+1”智慧教學(xué)模式建構(gòu)

1.1 以問題為牽引，運(yùn)用線上線下智慧教學(xué)平臺(tái)培養(yǎng)主動(dòng)積極的知識(shí)探索者

運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)和工程設(shè)計(jì)方法，對(duì)復(fù)雜問題提出適用和有效的技術(shù)解決方案是科學(xué)和工程技術(shù)的目的性應(yīng)用。從廣義上講，在戰(zhàn)場(chǎng)上指揮作戰(zhàn)力量也是一種科學(xué)和工程實(shí)踐，它要求指揮員解決復(fù)雜多變的問題。這就需要教師在課程教學(xué)中不僅要教會(huì)學(xué)員某種專業(yè)知識(shí)，更要教會(huì)知識(shí)背后解決問題的思路和方法，將學(xué)員培養(yǎng)成主動(dòng)積極的知識(shí)探索者，具備終身學(xué)習(xí)能力、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿?，從而在?fù)雜多變的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，對(duì)作戰(zhàn)需求作出科學(xué)判斷，對(duì)作戰(zhàn)要求和條件作出規(guī)定，并最終形成有效、適用的問題解決方案。

所謂問題導(dǎo)學(xué)是指依托智慧教學(xué)平臺(tái)，以課程在線教學(xué)資源為保障，由軍事實(shí)踐問題作為情境引入，組織學(xué)員發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題乃至遷移運(yùn)用的一種教學(xué)方法。這種教學(xué)方法需要教員給學(xué)員提供充分自學(xué)的時(shí)空、充分探究的時(shí)空、充分研討的時(shí)空和充分分享的時(shí)空。學(xué)員的自學(xué)和提出質(zhì)疑在課前，探究研討問題在課中，拓展分享問題在課后。教師以疑難困惑問題、碰撞爭(zhēng)論問題、理解偏差問題、思維閃光問題為牽引，為學(xué)員營(yíng)造一種“知識(shí)生成場(chǎng)”，即通過教員直接或者間接的引導(dǎo)和幫助，學(xué)員在生成場(chǎng)中利用各種信息主動(dòng)積極地進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)和意義的生成（如圖1 所示）。

問題導(dǎo)學(xué)的核心在問題，問題的來源于智慧教學(xué)平臺(tái)上的課程資源。以“電路分析基礎(chǔ)”課程為例，該課程于“陸工在線”智慧教學(xué)平臺(tái)上建設(shè)有微課、軍事應(yīng)用案例庫等課程資源。一方面教員要依據(jù)國(guó)家教指委所設(shè)定的知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，將基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)以微課的形式開放給學(xué)員進(jìn)行自學(xué)。從學(xué)員實(shí)際出發(fā)，教員在微課中精心設(shè)計(jì)問題牽引，促進(jìn)學(xué)員集中思維開展自學(xué)。另一方面教員要把提出問題的機(jī)會(huì)留給學(xué)員，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)員善于發(fā)現(xiàn)微課中的問題，并且敢于把自學(xué)中的疑惑以問題的形式呈現(xiàn)出來。教員通過組織前測(cè)和梳理學(xué)員提問，發(fā)現(xiàn)共性問題，為重難點(diǎn)研討內(nèi)容和翻轉(zhuǎn)研討程度的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，軍事應(yīng)用案例庫中的資源來源于裝備實(shí)際運(yùn)用，來源于學(xué)科前沿的軍內(nèi)科研項(xiàng)目，也來源于真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)情境。學(xué)員在閱讀、觀看和思考時(shí)，能夠自然而然地養(yǎng)成運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決軍事問題的思維習(xí)慣。

1.2 以項(xiàng)目為載體，依托虛實(shí)結(jié)合學(xué)習(xí)環(huán)境培養(yǎng)學(xué)以致用的創(chuàng)新實(shí)踐者

電類實(shí)踐教學(xué)主要培養(yǎng)學(xué)員的電子技術(shù)綜合應(yīng)用和設(shè)計(jì)能力，對(duì)于提升學(xué)員的裝備操作能力、硬件故障定位及排除能力以及創(chuàng)新發(fā)展能力具有重要的支撐作用。近年來，隨著培訓(xùn)規(guī)模的不斷增加，受限于實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)地、時(shí)長(zhǎng)、器材等條件，傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)手段無法提供靈活開放的實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)境，從而阻礙了對(duì)學(xué)員高階思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，電類課程的實(shí)踐教學(xué)亟須利用信息技術(shù)構(gòu)建在線虛擬仿真實(shí)踐環(huán)境，通過線上線下雙向流通、無縫銜接，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)環(huán)境的動(dòng)態(tài)開放、全程貫通，創(chuàng)新虛實(shí)融合的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)模式，實(shí)施個(gè)性化、綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)踐項(xiàng)目，以此提升實(shí)踐教學(xué)的高階性和挑戰(zhàn)度。

依托通信與電子信息國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，學(xué)校建設(shè)了“電工基礎(chǔ)”“信號(hào)與系統(tǒng)”“電子技術(shù)基礎(chǔ)”等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，提供開放式實(shí)驗(yàn)環(huán)境。為此，教員可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制實(shí)體設(shè)備，開展真實(shí)電路搭建、測(cè)試和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)線上教學(xué)實(shí)體化。同時(shí)學(xué)校可在實(shí)體空間（如教室、宿舍、圖書館等場(chǎng)所）調(diào)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開展可操作性的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、課后拓展，提高自主實(shí)踐效果，實(shí)現(xiàn)線下教學(xué)虛擬化。具體來說，一是通過自建的“分立元件、單元電路、系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的多層次、模塊化電類在線仿真資源庫，支持學(xué)員在課前通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)理論原理進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證（如圖2 所示，p39）。二是課中主要通過實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)體的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，徹底改變理實(shí)分家、分段的教學(xué)方式，通過師生共同設(shè)定項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。教學(xué)實(shí)施時(shí)可采用基于智慧課堂的六步研創(chuàng)式教學(xué)方法，通過發(fā)布任務(wù)、方案設(shè)計(jì)、研討交流、理論分析、硬件實(shí)現(xiàn)和測(cè)試驗(yàn)證等6 個(gè)步驟，形成預(yù)定項(xiàng)目的完整解決方案，使學(xué)生經(jīng)歷從理解任務(wù)、設(shè)計(jì)方案、理論研究、工程實(shí)現(xiàn)、測(cè)試檢驗(yàn)的項(xiàng)目開發(fā)全過程，從而實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性思維，再到解決軍事工程實(shí)際問題的思維升華，體現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的導(dǎo)向作用，學(xué)為中心、持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)追求。三是教員課后通過智慧教學(xué)平臺(tái)發(fā)布拓展任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)員依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)繼續(xù)完成虛實(shí)結(jié)合的遠(yuǎn)程拓展實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐，并依托學(xué)員科技創(chuàng)新俱樂部完成更多的軍事應(yīng)用拓展，推進(jìn)學(xué)員實(shí)踐創(chuàng)新能力的持續(xù)提升。

圖1 運(yùn)用智慧教學(xué)平臺(tái)開展問題導(dǎo)學(xué)

圖2 線上遠(yuǎn)程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

1.3 以協(xié)作為路徑，采取立體交互手段培養(yǎng)善于溝通表達(dá)的領(lǐng)導(dǎo)者

傳統(tǒng)課堂協(xié)作限于師生和生生間面對(duì)面的人際協(xié)作，存在協(xié)作模式單一、深度學(xué)習(xí)時(shí)間無法保證、群體討論空間必須統(tǒng)一等問題。通過智慧教室和智慧教學(xué)平臺(tái)所提供的立體交互手段，既可以實(shí)現(xiàn)人際交互和人機(jī)交互，也可以實(shí)現(xiàn)突破時(shí)空限制的網(wǎng)絡(luò)同伴分享、互動(dòng)評(píng)價(jià)等。例如，“電路分析基礎(chǔ)”“模擬電子技術(shù)”等課程充分運(yùn)用陸工在線智慧教學(xué)平臺(tái)所提供的分屏顯示、分組討論、在線檢索、電子板書、即時(shí)互評(píng)、自由投稿等手段，建構(gòu)智慧互聯(lián)混合式同伴學(xué)習(xí)新模式，促進(jìn)課堂全員有效參與，學(xué)員在相互交流、相互啟發(fā)、相互學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)共同成長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的深層理解和加工，實(shí)現(xiàn)融會(huì)貫通和拓展應(yīng)用，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

1.4 以數(shù)據(jù)為依據(jù)，借助個(gè)性化服務(wù)培養(yǎng)多元個(gè)性的持續(xù)發(fā)展者

個(gè)性化教學(xué)是以促進(jìn)學(xué)員個(gè)性化可持續(xù)發(fā)展作為目標(biāo)的一種先進(jìn)教學(xué)模式。學(xué)員在觀察力、記憶力、理解力、計(jì)算機(jī)操作能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格習(xí)慣、個(gè)性特長(zhǎng)喜好等方面存在差異性，使他們無法保證以相同的進(jìn)度、方式掌握同一學(xué)習(xí)內(nèi)容，這是傳統(tǒng)班級(jí)授課規(guī)?；逃嬖诘念B疾。統(tǒng)一化的學(xué)習(xí)步調(diào)限制了學(xué)員興趣個(gè)性的發(fā)揮，降低了學(xué)員的學(xué)習(xí)效率和獲得感，不利于可持續(xù)發(fā)展能力的生成。而大數(shù)據(jù)在智慧教學(xué)中的應(yīng)用，為精準(zhǔn)施教、個(gè)性化培養(yǎng)提供了支撐。通過數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)與分析模塊、服務(wù)模塊、管理模塊的架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)貫穿教與學(xué)的全流程。一是為學(xué)員提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)分析報(bào)告，量化學(xué)習(xí)過程；二是使教員能夠準(zhǔn)確評(píng)判學(xué)員的能力水平，進(jìn)行教學(xué)模式和內(nèi)容的動(dòng)態(tài)調(diào)整；三是開展拓展學(xué)習(xí)資源的適用化推送和教員的個(gè)性化輔導(dǎo)；四是實(shí)施人機(jī)共教、人機(jī)幫教，針對(duì)學(xué)員的學(xué)習(xí)困難設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練并進(jìn)行智能推送。

2 結(jié)語

課程是軍隊(duì)院校建設(shè)的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)能打仗、打勝仗人才的關(guān)鍵性支撐，探究具有軍隊(duì)院校特色的電類課程智慧教學(xué)新模式，是貫徹新時(shí)代軍事教育方針，提升軍事人才培養(yǎng)質(zhì)量的迫切需要?；谥悄苁侄魏蜅l件的“3+1”智慧教學(xué)新模式，為學(xué)員提供了模擬真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作活動(dòng)、有效的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，促進(jìn)學(xué)員高階思維和創(chuàng)新能力的生成；實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)內(nèi)容的個(gè)性化、學(xué)習(xí)時(shí)空的自主化、學(xué)習(xí)交互的多樣化和學(xué)習(xí)支持的便攜化；使教學(xué)媒介、教學(xué)方式和教學(xué)評(píng)價(jià)突破了單一性、固定性和封閉性，走向多樣化、綜合化、開放化。伴隨著智慧教學(xué)平臺(tái)、軟件、設(shè)備的不斷涌現(xiàn)和更新，信息技術(shù)已經(jīng)深度融合到教學(xué)領(lǐng)域的方方面面，未來虛擬教研室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、VR 和AR 技術(shù)將會(huì)為智慧教學(xué)注入更大力量，軍隊(duì)院校既需要及時(shí)關(guān)注新技術(shù)，也需要先進(jìn)教育理念的引導(dǎo)，這樣才能精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)境、內(nèi)容、模式、評(píng)價(jià)等，充分發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的教學(xué)效用，真正讓技術(shù)為教學(xué)賦能。