新工科背景下多元互動教學模式創(chuàng)新研究

摘 要：新工科背景下，針對當前工科專業(yè)課程傳統(tǒng)教學模式存在的諸如學生學習積極性不高、教學內(nèi)容抽象枯燥、難以有效培養(yǎng)學生實踐能力和自主創(chuàng)新能力等問題，提出了基于信息化技術的多元互動教學模式。通過完善網(wǎng)絡教學和交流平臺，調(diào)動學生的學習主動性，實現(xiàn)教與學的交互性、協(xié)作性和自主性；利用數(shù)字化教學資源和教學軟件將抽象概念具體化、實際工程案例形象化，幫助學生更好地理解與運用相關知識；以翻轉(zhuǎn)課堂為核心理念，充分利用信息化教學手段，培養(yǎng)學生的學習自主性和自主創(chuàng)新能力。這種教育方式在優(yōu)化工程領域的專業(yè)課程、增強學生對專業(yè)知識的掌握程度以及培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神的工程人才方面，均發(fā)揮著至關重要的作用。

關鍵詞：新工科；多元互動；翻轉(zhuǎn)課堂；信息技術；教學模式

為積極應對全球新一輪科技革新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)，同時培養(yǎng)滿足新時代需求的優(yōu)秀應用型人才，自2017年起，教育部陸續(xù)頒布了一系列關于新工科建設的文件規(guī)劃，以此持續(xù)推進我國高等工程教育的改革和發(fā)展。大學作為人才培育的前沿陣地，應當主動研究并適時調(diào)整創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式和教育計劃，以便在未來為國家培養(yǎng)更多具備出色創(chuàng)新能力和實踐技巧的高素質(zhì)綜合性人才。為此，教師應當運用前沿的教學理念和先進的教學方法，確保學生具備創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和扎實的專業(yè)素養(yǎng)。

新工科背景下，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的廣泛應用和教育信息化的不斷推進，MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、SPOC等新型教學方式越來越受到關注。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，混合式互動多元化的教學方式已被證實是最理想的教學方式之一，已成為教育科學領域的研究焦點。多元互動教學模式是一種圍繞“互動”展開的教學模式，能夠充分調(diào)動各教學要素，幫助學習者培養(yǎng)自主學習的意識與能力，從而有效提高課堂教學效率。

然而，目前多元互動的教育方法主要聚焦在外語教育領域。相比之下，工科專業(yè)課程的教育大多仍沿襲傳統(tǒng)的理論授課方法，對引導學生通過不同渠道獲取知識的教學方式缺乏足夠的重視。這導致專業(yè)課程在實際應用中的優(yōu)勢無法充分發(fā)揮，同時也限制了學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，高校教育工作者還需進一步探索和改革工科專業(yè)課程的培養(yǎng)模式和教學模式，以更好地培養(yǎng)學生的實踐能力和自主創(chuàng)新能力。

一、多元互動教學模式的意義

（一）符合中國教育改革發(fā)展的需求

教育部相繼出臺了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《教育信息化2.0行動計劃》等一系列文件，以推行新工科及教育信息化建設，為我們探索基于信息化技術的多元互動教學模式提供了重要指導。新工科建設的目標是培養(yǎng)能夠適應新技術和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的新型人才。因此，改革和創(chuàng)新教學模式以達成這一目標，成為新工科建設最為重要的任務。新工科背景下，以信息化技術為支撐，推動多元互動教學模式實施是我國教育改革發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，對于構(gòu)建教育強國具有深遠意義。

（二）激發(fā)學生的學習主動性和創(chuàng)新意識

傳統(tǒng)課堂模式往往以教師為主導，學生多處于被動地位，導致學生在整個教學過程中缺乏積極性和自主性。這樣的教學方式使得課堂氛圍沉悶乏味，進而影響了教學效率。因此，我們要改變這種傳統(tǒng)的課堂教學模式，鼓勵學生更加主動參與課堂活動，從而提高教學質(zhì)量。多元互動教學模式注重學生的主動學習，要求教師在教學中激發(fā)學生的積極性和主動性，引導他們獨立思考和解決問題。這種方法充分發(fā)揮了學生的學習主觀能動性，通過小組討論學習的方式，促進學生之間進行生生互動、知行互動，從而有效提升學生的學習效率，培養(yǎng)其學習興趣。

多元互動教學模式，借助信息化技術的支持，拓展知識結(jié)構(gòu)，使學生及時了解最新的學科前沿技術與發(fā)展理念，摒棄陳舊過時的知識。教學方法滿足多元化與高階化的教學目標，摒棄了傳統(tǒng)的以教師單向講授為主的方式，有效激發(fā)學生的高階思維和多元潛能。在實踐中注重綜合性、設計性與探究性并存，從而有效培養(yǎng)學生的分析研究、設計創(chuàng)新能力。

（三）響應工科專業(yè)課教改新要求

在“寬基礎、淡專業(yè)”的教學改革思想指導下，高校在加強通識教育的同時精簡了專業(yè)課程。但是，如何在有限的授課時間內(nèi)融入更豐富的知識點以及持續(xù)發(fā)展的專業(yè)最新動態(tài)，已成為大部分專業(yè)課程亟待解決的問題。特別是工科專業(yè)課程，旨在培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力，因此，教學過程中應緊密圍繞實際工程案例進行講解，而傳統(tǒng)的“講授式”教學無法生動、全面地呈現(xiàn)實際工程問題。

在理論教學時，借助信息化技術的多元互動教學模式和現(xiàn)代線上教學工具，能夠便捷地將專業(yè)前沿信息融入專業(yè)課教學中，使學生的學習過程與實際工程案例相結(jié)合，有效提升教學內(nèi)容的先進性和生動性。同時，多元互動的教學模式借助數(shù)字媒體方式，將抽象概念具象化，充分調(diào)動學生的學習興趣和積極性，進而加深學生對相關知識的理解。因此，在新工科背景下，采用多元互動教學模式，不僅能克服傳統(tǒng)的“講授式”教學模式的抽象性和滯后性等問題，還能及時傳播最新知識體系和內(nèi)容，幫助學生洞悉本學科的國際最新發(fā)展趨勢。

二、多元互動教學模式的目標

（一）完善新型學習平臺

多元互動混合式教學模式下的網(wǎng)絡教學應用價值體現(xiàn)在課前、課中、課后三個階段。課前，教師能夠借助在線資源來創(chuàng)建教學課件和測驗題；依靠平臺發(fā)布公告，完成課前的師生互動；通過視頻、圖片或文本等信息，向?qū)W生布置學習任務。課中，教師可通過學生在學習平臺上即時的答題反饋，迅速把握學生對知識的掌握情況，進而靈活調(diào)整教學進度；開展網(wǎng)絡在線答疑，及時解決學生的疑難問題；借助平臺上傳課件和學習資源，并鼓勵學生在平臺上積極分享課外前沿專業(yè)課程知識。課后，教師可借助于支持多元互動混合式教學的在線交流平臺，以實現(xiàn)課后的聊天互動、課后討論、頭腦風暴等活動。

（二）轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學模式

在“互聯(lián)網(wǎng)+”信息技術環(huán)境下，以翻轉(zhuǎn)課堂為核心理念，開展師生、生生間協(xié)作式互動學習、基于問題的探究性互動學習以及討論式互動學習，培養(yǎng)學生參與課堂學習的主動性。翻轉(zhuǎn)課堂實現(xiàn)了“以學生為中心”的教學理念轉(zhuǎn)變，增進了師生之間的交流與互動，對培養(yǎng)學生的自主學習能力、團隊協(xié)同精神以及創(chuàng)新思維大有裨益。在傳統(tǒng)的教學模式中，教師通常是知識的核心傳授者，而學生則扮演著相對被動接受的角色。而在多元互動的教學模式中，學生在課前需要對教學視頻或PPT進行預習；在課堂上，學生可以互動討論、解答問題，教師則扮演輔導和引導者的角色。這種互動交流的方式有助于教師更精準了解每個學生的學習狀況，從而提供個性化的指導和監(jiān)督。學生在預習階段主動獲取知識，課堂上則通過互動討論和合作學習，共同探討和解決問題。同時，教師也能從學生的討論和思考中獲得新的觀點和見解，進而促進教學內(nèi)容和教學方法的不斷優(yōu)化和更新。多元互動教學模式不僅有助于引導學生深入思考和積極參與，活躍課堂氛圍，還能通過傳授知識和方法，有效培養(yǎng)學生的自主學習能力。

（三）創(chuàng)新自主學習、考核教學模式

在基于信息化技術的多元互動教學模式下，學生可以根據(jù)自身特點自主安排學習內(nèi)容和學習進程，從而享有更多的學習機會和自主權(quán)。學生可以更全面地獲取知識，培養(yǎng)自主學習和解決問題的能力。他們可以從在線教育平臺或教材資源中選擇適合自己的學習材料，并靈活安排學習的時間和地點。此外，學生還可以利用虛擬實驗軟件進行實驗模擬，進行科技創(chuàng)新的探索和實踐。在自主學習的過程中，學生還可以利用在線學習平臺進行自主測試，評估自己的學習水平和理解程度，并及時獲得反饋。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，學生可以與教師、同學進行互動，共同討論問題、解答疑惑、交流經(jīng)驗等。多元互動的教學模式為學生提供了自主學習和自主發(fā)展的機會，學生通過互聯(lián)網(wǎng)的各種工具和資源，可以更加靈活地進行學習和考核評測，并與教師和同學進行有效的互動。

三、多元互動教學模式實施情況

隨著教育信息化的不斷深入發(fā)展，高校要充分利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術支持，發(fā)展并完善數(shù)字化教學資源，為師生的多元互動構(gòu)建平臺。在多元互動教學模式實施過程中，將信息化多元互動教學手段貫穿教學和考核全過程，將抽象刻板的理論概念形象化，將解決實際工程問題的教學過程形象化、全面化，能夠激發(fā)學生的學習主動性、積極性，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，實現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目標。

（一）多元互動式專業(yè)教學資源完善

為了確保數(shù)字化教學資源體系的規(guī)范化，需要進一步完善和優(yōu)化課程標準、教學計劃、課程整體方案、單元設計、多媒體教案、教學實例、電子教材、教學動畫演示以及微課視頻等內(nèi)容。這將為互動式教學模式的教學過程提供更豐富、更優(yōu)質(zhì)的資源，進而提升教學質(zhì)量和效果。同時，在網(wǎng)絡學習環(huán)境中使用多種教學軟件，為教師提供更多元化的工具和資源。此外，建立教學多元互動通道，如課程微信公眾平臺、師生微信群和QQ群等，不僅能促進師生間的觀點交流、資源分享，提高教學的互動性和靈活性，還能推動教學方法和方式的改革創(chuàng)新。教師應根據(jù)學生的個性化需求，采用更多元化的教學方法，以增強教學的針對性和實效性。這樣學生將能更加主動地參與學習，培養(yǎng)自主探究和協(xié)同學習的能力，同時也將推動教育教學不斷創(chuàng)新與進步。

（二）基于信息技術的多元互動教學過程設計

多元互動的教學過程以翻轉(zhuǎn)課堂為核心，采用案例導學、任務驅(qū)動、仿真模擬等多種教學方法，并借助自建的在線教育平臺、資源匯庫、網(wǎng)絡學習平臺以及多種教學軟件和動畫演示工具得以實現(xiàn)和推進。同時，利用信息化技術，通過QQ、微信等通信工具，實現(xiàn)電腦、手機等多平臺學習。借助如迷你課程視頻、虛擬教室、微信應用、3D動畫、課程網(wǎng)絡平臺、視頻通道和E-mail等信息化教學工具和資源，將多元互動式教學貫穿整個過程，從而實現(xiàn)課程的教學目標。這些綜合的教學方法和方式能夠更有效地激發(fā)學生的學習積極性和興趣，提升教學和學習的交互性、協(xié)作性和自主性。多樣化的教學資源和多元化的教學方式有利于解決學生面臨的學習難題，從而提升教學成效和學生的學習成果。

（三）基于信息技術的多元互動教學考核方式設計

為全面評估學生對知識的掌握情況，本課程將對學生進行綜合全面的考核，包括過程考核（40%）和期末考核（60%）兩個部分。在過程考核中，我們將從三個方面進行評估：日?？记冢?0%）、課程表現(xiàn)（60%）和素質(zhì)拓展（10%）。日?？记谥饕己藢W生的出勤情況。課程表現(xiàn)主要包括線下和線上兩個部分，其中線下部分包括課堂討論的參與度、實習任務完成情況以及課后作業(yè)的完成質(zhì)量；線上部分則包括課前資源的查閱情況、話題準備充分程度以及課前測驗的得分情況。素質(zhì)拓展部分為學生提供了一個自由探索的空間，他們可以以個人或小組的形式對某一主題進行深入研究，并通過PPT展示或?qū)嶒瀳蟾娴男问匠尸F(xiàn)成果。其間，學生可通過QQ或微信與教師進行實時交流，以便獲得指導和建議。最后，學生需將研究成果提交至指定的線上平臺。

新工科背景下，工科教學應以提升學生的解決實際問題能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力為重點。當前，工科類專業(yè)課教學模式大多仍倚重于傳統(tǒng)的“講授式”教學模式，對于引導學生通過不同渠道獲取知識的教學方式缺乏足夠的重視。這既未能充分發(fā)揮專業(yè)課程在實際應用中的優(yōu)勢，也限制了學生自主創(chuàng)新能力的發(fā)展。為實現(xiàn)多元互動教學模式，教師可借助信息化技術拓展網(wǎng)絡教學平臺，以翻轉(zhuǎn)課堂為核心理念設計教學，豐富和完善多元互動式教學資源；將信息化教學手段貫穿于教學的全過程，為增強教學的交互性、協(xié)作性和自主性搭建平臺，并對教學方法和方式進行改革，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量?；谛畔⒒夹g的多元互動的教學模式能夠充分發(fā)揮網(wǎng)絡教學的優(yōu)勢，激發(fā)學生的學習主動性，培養(yǎng)他們的自主創(chuàng)新與團隊協(xié)作能力，促進其成為滿足新工科要求的高素質(zhì)復合型人才。該模式將應用于交通運輸工程專業(yè)本科生教學實踐中，為探索注重學生實踐能力和自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學模式提供科學指導，對于提升專業(yè)課教學水平、培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才具有極其重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]李偉.“新工科”理念下項目化學習推動課堂教學實踐[J].高等工程教育研究，2021（S1）.

[2]李靜.基于多元互動教學模式的線上初級漢語綜合課教學設計[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2022.

[3]韓芳婷，張曉容，凌淑珍.多維互動教學模式在高校英語教學中的實踐與應用[J].大學，2021（39）.

[4]周一書，嚴厲，辛銅川.基于多元互動的大學英語項目式教學模式構(gòu)建與實踐[J].高教學刊，2023（13）.

[5]晏瑾，李曉梅，龔英，等.基于“雨課堂+對分易”的化工原理混合教學模式探索與實踐[J].化學教育（中英文），2022（8）.

[6]龔淑芬，陳大勇，賈莉.“環(huán)境工程微生物學”線上線下混合式教學的改革與實踐[J].微生物學通報，2023（11）.

[7]楊玉，王榮媛.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下英語基礎課多元互動教學模式研究[J].中國教育學刊，2019（S1）.

[8]陳謙，王朝輝，高志偉.多元互動與信息技術融合的教學模式創(chuàng)新研究[J].河南教育（高等教育），2024（1）.

責編：應 圖

基金項目：陜西省“十四五”教育科學規(guī)劃2023年度課題“新工科背景下多元互動教學模式創(chuàng)新研究”（編號：SGH23Q0272）；中國交通教育研究會2022-2024年度教育科學研究課題“多元互動與信息技術融合的教學模式構(gòu)建與實施”（編號：JT2022YB389）

作者簡介：陳謙（1993— ），男，長安大學公路學院講師，研究方向為道路工程研究與教學；王朝輝（1980— ），男，長安大學公路學院教授，研究方向為道路工程研究與教學；紀小平（1982— ），男，長安大學公路學院教授，研究方向為道路工程研究與教學。