智慧教学环境对产品设计专业实践教学效果改善研究

刘勇 李雪梅 张帆

摘要：飞速发展的信息科技极大提升了教育技术发展水平，通过教育技术为教学赋能，在构建智能化教学环境的同时，也深刻影响了教学模式的发展。本文从智慧教学技术入手，将教学环境、教学交互技术和教学模式三方面进行整合分析，探讨智慧教学环境如何影响产品设计专业实践教学效果。本文基于智慧教室实际案例，针对产品设计专业需求定制建设方案，着重分析了智慧教学环境是如何支撑新型教学模式并对教学效果产生积极影响的，以期为更好地建设和使用智慧教学环境提供参考。

关键词：智慧教学环境 教学模式 实践教学 产品设计

中国分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2020） 04-0115-03

引言

经济全球化背景下，从我国产品设计专业来看，设计教育走向国际化、综合化已成为必然的发展趋势。根据学者的研究，传统“三段式”教学模式下，各门课程相对独立、割裂，获取的知识虽然专注但缺乏系统性、体系性，学生很难将所学技能进行连贯、整合，并综合性地运用于设计创造。当代模块化课程、工作室制度、课程环等产品设计专业新型教学模式，主张相关基础课程围绕一个设计课题构成课程模块，根据年级由浅入深地制定模块，使学生在完成课题设计的过程中提高综合设计能力，包括设计思维、产品设计表达、用户研究、现代技术运用、品牌及市场设计能力等[1]。在这一培养模式下，不仅强调相关知识的关联性，更注重设计过程的实践性环节，如市场调研、模型制作、快速表达等。因此，适宜教学、研究、实践三者相结合的教学环境成为产品设计专业建设的必要条件。

随着ICT（Information& Communications Technology）科技蓬勃发展，深刻影响了教育技术的发展。教育技术从教学工具和手段的层面逐渐深入融合到教学模式层面，在构建智能化智慧教学环境的同时，也整合形成了多样化的教学活动模式，极大影响了教育教学理念的发展。因此，在“互联网+”时代，如何充分利用新兴信息教育技术支持智慧教学，如何根据教育接受者特征来设计教学模式流程，综合各种资源来打造有效的教学模式，成为智慧教学研究的主要内容。

本文基于产品设计专業实践教学背景的智慧教学环境实际项目，为研讨在先进教育技术支持下对产品设计专业教学影响效果提供了很好的研究平台。重点展现教育技术如何支撑多种新型实践教学模式综合运用，促进深度交互教学，进而对教学效果产生良性影响，促进学生深度学习，如图1。

一、智慧教学环境特征和功能框架

智慧教室是目前最为典型的智慧教学环境类型，是高校信息化工作满足内在教学需求的自然产物，同时也是符合智慧学习时代潮流的必然选择[2]。

（一）智慧教学环境基本特征及功能框架

智慧教学环境并不是以接入网络并使用更高级的电脑和投影等教学硬件为特征，而是集人员考勤、教学设备管理、环境智慧调节、教学资源云存储、视频监控及远程控制于一体。根据对前人研究的总结，智慧教学系统具有便捷性、开放性、交互性三个基本特点[3]：

1.便捷性，室中配备了良好的移动和通讯设备，设置了各种信息接口，师生课前无需为此做任何前期准备;

2.开放性，为师生调用教室内外资源提供开放式的通道服务;

3交互性，在多个智慧教室之间建立连通和交流的开放网络。 结合心理学中刺激来源分析，可进一步将智慧教学系统分为人造客观对象一学习空间（如物理环境、座位布局）、自然客观对象一信息技术（如资源获取、内容呈现等）和主观对象一教学法（如人-人交互、人机交互、教学活动等）三个功能维度[4]，如图2。

（二）智慧教学环境应用方案

基于智慧教学系统的特征和功能框架分析，结合产品设计专业教学实践的具体需求（如因授课对象、课程内容、教学目标等不同，对学习环境和教学功能提出了差异化要求），通过灵活调整智慧教学系统组成模块，最终形成了使用方式灵活多变、师生高效交互的智慧工艺室建设方案，以表1所示北京服装学院服饰艺术与工程学院智慧工艺室建设方案为例。本方案是北京服装学院服饰艺术与工程学院于201 9年中对基础实验楼教学场所升级改造方案，是为了打造满足国家一流专业教学基础条件，符合未来教育学习发展需求的全新智慧教学环境平台，如表1。

智慧教学平台可包括学习空间维度以及信息技术平台两个客观维度。其中，学习空间维度可细分为设备物理环境、空间职能布局两个子项;信息技术平台分为资源获取、多屏互动显示、视频录播系统、物联管控系统等子项。总体看智慧教学平台具有如下功能特点：

1.强大的软硬件教学资源管理管理服务能力和可扩展性。通过云平台整合多数据源数字教学资源，支持不同类型的多终端接入和服务，能够实现本地和远程对教学空间的管理控制。

2.完整的教学流程记录和管理功能。通过对接教务教学管理系统，完成对师生教学活动的静态数据及时搜集，以及课堂实时进程的影音记录功能。

3.先进的影像技术集成极大的突破了空间和时间的约束，可以令学生在教室的不同位置/远程，实时/非实时的参与学习过程。

根据对北京服装学院智慧教学平台的特征和功能分析可见，先进教育技术对整个教学环境和教学方式的提升是巨大的。这种提升不只是在物质技术层面为提升教学体验、提高教育生产力夯实基础，更为应用这种技术优势来支持教学模式的革新和跃迁，即从传统的教师主导讲解，学生被动接受学习的模式，向以学生为主体，自主、探究、合作为特征的新型教学模式转变，这一重要教育命题提供了多种可能性支持。接下来需要结合专业特点和学生的特征对我院产品设计专业的教学模式做进一步深入探讨。

二、实践教学模式研究

美国“国家教育技术计划（NETP） 2016”中提出“在技术的支持下，教师可以与他人、数据、内容、资源、专门知识和学习体验联结起来，以调动和激发他们为所有学习者提供更加有效的教学，重构教学双方的角色定位和教学流程模式”[5]。由此可见，在新型教学模式的全流程阶段，现代教育技术的支持是基础性全方位的。

对产品设计专业而言，实践教学是核心课程组成环节，对于学生深化理论的理解和应用、提高工程技术实践能力、培育创新创业精神，都有着不可替代的重要作用。目前，作为受教育者的学生特征发生了很大的变化，作为干禧一代，典型的特点是思维活跃、兴趣广泛且学习积极性容易受课堂氛围的影响。而传统的实践教学模式，即通过课堂灌输介绍知识和工具，讲解课程内容并演示基础操作，最后进行答疑并布置作业的方式，已经不能满足吸引新一代受教育者的需求。产品设计专业传统的实践教学有如下特点：

1.课程中所用设备和工具种类多，对动手能力要求高，传统的讲解演示形式中学生参与度及效果不佳。

2.实践教学涉及内容多，工艺复杂，为了完成教学任务，教师只能介绍基本的实践操作，学生只能简单重复。

3.课程中包含很多综合设计性、探究性课题，传统的现场演示教学模式无法满足这类实践教学的需求。

在智慧教学环境的支撑下，教师有了更多的技术手段来实现新型教学模式。根据之前智慧教室的功能分析可见，目前智慧教学环境能够支持的教学模式分析如表2所示[6-10]。

这些新型的教学模式中支持构建的教学关系是平等互动的学习共同体。教师在学习过程中的角色是引领者，通过智慧教学平台整合的资源和教学工具，令知识的呈现、传递、交流、分享、评价等方式都发生变化;学生则可以通过各种移动终端接入教学云平台，支持丰富类型的学习体验，通过便捷的分享和交流达到协作学习和设计共创的教学目的。

三、智慧教学环境对实践教学效果改善

智慧教学环境下所应用的很多新型教学模式都是基于建构主义理论。建构主义学习理论的基本观点认为，教学应以学习者为中心开展，教师在学习活动中指导并推动学习者完成对知识意义的建构，而不是生硬地宣讲和灌输知识;应鼓励学习者主动完成信息的加工、意义的构建并理解内化知识，而不是被动接收知识/技能[11]。在教与学的过程中，需要提供多类型的环境、多元的工具、多源的信息来支持，还需要能够便捷搭建灵活高效的组织交流模式。以北京服装学院使用的智慧教学环境平台为例，在传播学习内容、创设学习情境、支持协作性学习和对话交流方面都较以往学习条件有了巨大的提升。

围绕产品设计实践教学活动这个核心，教师团队对产品设计实践教学活动需求的多个维度进行了深入的探究：如教师如何合理设定教学目标，并选择恰当的教学手段来讲解教学内容;如何提高学生学习的兴趣，增强他们学习的动力;如何提高教学活动中高效良性的互动，如何更高效地完成使信息数据的采集及共享等。综合师资、设备、教学技术支持等各种资源，在前期有计划培训新型教学模式方法的基础上，重新规划和组织教学活动。通过半年的教学实践，采用新型教学模式对教学效果的提升主要表现在如下方面：

1.通过布置任务单和学习资料，引导学生主动学习。这一措施令学生在课前预习阶段就完成对学习目标、主要内容、工具使用、操作流程以及注意事项等基础知识点的认知。

2.指导教师的教学流程更加流畅，学生也具备拓展提高的素质基础。教师可以更多地采用启发式教学法，引导学生自我推演建立问题/现象一原因—对策方法一实践操作完整逻辑流程;通过教师的示范引导以及对问题的拓展等内容，激励学生自我提升学习效果，夯实知识/技能基础。

3.课堂气氛比较活跃。如PBL教学法、同伴教学法等会重视学生间/师生间互动探讨问题环节，不但锻炼和增强学生交流能力和团队协作能力，还增加了彼此的信任和默契。

4.学生的各项能力和综合素质得到较大提高。这与智慧教学环境下各种新型教学模式的推广应用有密切的关系：如PBL教学法/CBL教学法等能够直接训练学生针对问题/案例进行逻辑分析并提出解决对策的能力，同伴教学法或者团队教学法对增强师生、生生互动，训练学生语言表达能力、促进学生个人和集体思考、甚至激发创新思维形成等方面有明显效果。

总体看，在智慧教学环境下采用新型教学模式，可以改进传统教学模式的不足：如调动学生的能动性，让学生自己去寻求解决问题的方法;促进学生进行团队合作，在协作解决问题的过程中加深知识学习效果等。但新型教学模式仍然有其不足之处：如不能给予学生完整系统的实践知识学习;学习过程对学生和老师的素质要求更高，面对课程需要学生具有更积极地学习态度和师生间更默契的学习共识。在这些方面，反而是传统教学模式表现得更为出色，所以，综合使用一切合理的教学方式才是正确的理念。

结论

为了提高教学质量，促进学生综合素质的提高，教师不断尝试各种教学模式。而采用物联网、智慧网络教学平台、智能影像跟踪技术等多种先进技术的智慧教学环境，为产品设计学科新型教学模式的实现提供了坚实的物质基础。可以说，智慧教学系统作为一种新型的教育形式和教学平台，为教育行业发展带来了新的发展机遇。它真正的价值在于帮助教师从繁重的重复性知识和技能传授工作中解放出来，专注于“育人”。

因此在智慧教学环境中，坚持教学纲领文件，始终以学习者为中心，根据教学目标合理选择教学模式，充分发挥先进教育技术的促进作用，最終形成总体更佳的教学效果才是理想状态。.

基金项目：人才培养质量建设一一流专业建设RCPY1902-31003/002。

参考文献

[1]吴祥忠，许莉钧.对当前工业设计教学模式的思考[J].南京工程学院学报（社会科学版），2006（04）：68-71

[2]黄荣环，胡永斌，杨俊锋，等智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究，2012（2）：22-2

[3]邴晓邬大光.论教育技术发展牵引的教学改革[J]中国高教研究，2016（10）：47-51

[4]胡永斌，黄荣怀.智慧学习环境的学习体验：定义、要素与量表开发[J].电化教育研究，2016 （12）：67-73

[5]赵建华，蒋银健，姚鹏阁，李百惠.为未来做准备的学习：重塑技术在教育中的角色——美国国家教育技术规划（NETP2016）解读[J].现代远程教育研究，2016（2）：3-17

[6]池金谷，李青，卢飒.翻转课堂在高校实验教学中的应用[J].中国成人教育2019，（6）：61-64

[7]刘艳，江冰，朱昌平，朱金秀.本科实验课程翻转课堂教学设计与实践[J].其验室研究与探索2016，35（4）：201204

[8]张小凡，周伟丽.PBL教学模式的实践与效果研究[J].教育教学论坛2018（2）：174-176

[9]董晓宇.BOPPPS模型框架下同伴互助教学法（PAL）的课程设计与评价[J].中国继续医学教育2017（12）：20-21

[10]战青.郭晶.同伴互助式徽格教学法在临床护理实践教学中的应用分析[J].中国卫生产业2019，16（10）：136138，141

[1]1高文，徐斌艳，吴刚主编.建构主义教育研究[M].北京：教育科学出版社，2008