“新工科”背景下现代测试技术线上线下混合教学与实践研究*

余佳佳，陈雄飞，黎 静，刘俊安，刘兆朋，刘木华

（江西农业大学工学院，江西 南昌 330045）

0 引言

随着全球科学技术高速发展，一体化进程加快，智能制造技术不断渗透每个领域，尤其是物联网、3D打印、智能机器人、大数据和云计算等高新技术的涌现，农业领域也得到了较快发展。新技术重构了全球经济版图，促使人们更重视科学技术所带来的红利和机遇，因此，新技术的发展和应用得到了人们的空前关注，且高等院校和科研院所作为高新技术知识的前沿哨站，人们也寄予了较大期望。我国发布了“互联网+”“智能制造2025”“人工智能2.0”等国家重大策略，改变了传统工科专业的布局，迎来新的变革和挑战[1-3]。2017年，教育部高教司推行“新工科”计划，打破了全国理工高校学科发展的困局[4-6]，提出了加快培养优秀工程技术人才，重视创新思维，探索工科发展的新体系和模式。

针对“新工科”优秀人才培养模式和体系建设，江西农业大学工学院农业机械化及其自动化专业是“江西省卓越工程师培养计划”“双一流”建设学科和江西农业大学重点建设专业，学院教师一直致力于教学改革研究，不断进行探索实践和理论研究[7-9]。因此，笔者针对农业机械化及其自动化专业和机械设计制造及其自动化专业的本科生，以“现代测试技术”课程为研究对象，根据“新工科”建设目标，开展线上线下混合式教学，通过对比研究探索出课程教学改革的新模式，为高等院校学科发展提供参考。

1 本科生课程学习现状

2020年受新型冠状肺炎疫情影响，基于超星学习通网络平台开展了“现代测试技术”课程的线上线下混合教学活动，该课程是本科三年级24学时的专业选修课，本次研究以农业机械化及其自动化专业和机械设计制造及其自动化本科生为授课对象，教学任务包含绪论、信号分析基础、测试装置的静动态响应特性、工程中常用传感器的转换原理及应用、信号调理方法等章节内容。“现代测试技术”是一门理论和实践结合较强的专业选修课，信号分析基础侧重理论分析，包含傅里叶变换、拉普拉斯变换、随机过程等，学习难度较大，涵盖知识内容繁杂；测试装置的响应特性、常用传感器的转换原理和应用及信号调理方法均为理论结合实践，与电工电子技术、控制工程技术和虚拟仪器等相关联。

通过开展问卷调查混合式教学，分析了其教学效果。根据调查结果分析可知：45.90%的学生对于信号分析基础更感兴趣，43.70%的学生对于实验教学应集中在常用传感器的转换原理和应用；68.10%的本科生在此次教学活动中采用手机开展课程学习，31.90%选择电脑端，但仍有41.10%的学生受到网络或流量影响学习效果。由于是线上录播教学方式，21.90%学生选择上午学习，24.70%学生选择下午，53.40%学生选择晚上，表明学生学习行为受到环境影响较大，尤其是家庭作息规律。其中喜欢线上线下混合教学的学生为28.80%，表明存在很大一部分学生仍无法适应这种混合式教学模式，53.40%的学生更倾向于线下教学方式，表明学生仍倾向于被动学习现象，希望在学时内，任课教师详细讲授知识点。

本课程的混合教学仍存在以下不足：1）线上课堂师生分离感强烈，互动有难度。尤其是习惯线下教学的师生，对于线上教学或混合式教学模式，需要师生共同准备，从学生预习、线上学习和复习，教师对于知识内容的理解和扩展，都需要提前准备，否则会影响上课效率。当然。线上教学灵活和易管理优点，有签到点名、随堂测验和问卷调查等多种方式。2）线上实验课程缺乏，虚拟仿真实验有待加强。本课程包含实验课程，疫情影响下，开展线上虚拟仿真实验教学更灵活便利，但缺乏建设基础和配套设施，无法满足线上实验课程需求，有待进一步提高。3）线上教学平台操作界面不友好，师生参与度低。对教师而言，线上教学模式精准掌控教学节奏和学生学习状况，尤其是统计学习情况、追踪学习进度和管理学生等功能，有利于教师调整进度；对学生而言，基于线上平台自主学习，可提高学习效率和追踪反馈，有利于自我管理。但无论是电脑端还是手机端，功能庞杂，对于不适应线上教学模式的师生都有无法一一实现的难题，因此，教师和学生都需要提高对平台课程功能的参与度。

2 “新工科”背景下线上线下混合式教学改革

“新工科”建设背景下，江西农业大学工学院的本科生专业课程不断深入改革和实践探索，尤其是“现代测试技术”课程，是一门理论结合实践的综合课程，对实验和实践要求较高，保证学生掌握课本知识，以项目教学方法，扩展课外知识，提高学生实践能力。面对2020年新型冠状肺炎疫情，“停学不停课”，国内外高校的教学活动均在线上开展，而线上线下混合教学模式也成为高校教学活动的一种模式，在初期已经凸显了教师和学生的矛盾，因此，对于“新工科”建设背景下，线下线下混合教学模式也要开始一系列改革。

2.1 线上教学改变学生学习模式，从被动学习到主动学习

我国高等教育发展迅猛，人才培养模式也逐渐进入完熟阶段，但高校师生仍以传统教学模式为主，教师线下课堂教授知识，学生被动学习和缺乏独立思考能力，碎片化学习和泛娱乐生活方式使得学生逐渐失去学习兴趣，突击学习和考试忽略了逻辑推导，缺乏对问题追根究底的勇气，学习成为副业，线上教学无论是在学习难度还是进度上，对于学习能力有要求，否则会无法理解。因此，“新工科”优秀工程人才的培养目标是转变思想态度和学习逻辑，要求掌握课程理论知识和工程实践能力，与企业要求相符合，满足培养人才的终极目标。

2.2 积极推动教学和科研活动，提高师生的实践能力

高校教师承担教书育人的责任，授课是基本职责，但传统线下教学模式已无法满足现代学生的实际需求，大数据、互联网和智能化是未来社会和企业发展的趋势，学生急切需求最新前沿的专业知识，那么教师作为高新科技的先驱者，要掌控引导学生，培养学生的工程实践能力，搭建厚实的知识架构。教师在实际工作中，要积极主动承担教研活动，厚积薄发，从理论走到实践，从线下走到线上，积极引导学生开展实践活动。

2.3 学校角色转变，改善教学环境和条件，从校园管理到服务师生

无论是线上教学、线下教学，还是混合式教学模式，其核心都是围绕教与学开展。未来高等教育模式也会从单一的线下教学逐渐走到多种教学模式平衡发展的地步，因此，线上教学和混合式教学模式对于互联网授课教学模式都有较高的环境要求，凸显出互联网的优势和便利，但现代化的高校教学环境是核心，改变学生的学习习惯，教师课堂行为也要可重复和严谨，助力培养学生的自主学习能力。其中混合式教学要求稳定的互联网硬件环境，同时配备虚拟仿真的实验设备和实验员，有利于加深知识理解和融会贯通，因此，学校角色要从校园管理变成服务师生，为线上教学提供便利和支持，合理利用线上教学资源和硬件设施，将成为学校发展的新难题，也是限制线上教学发展的关键。

3 结论

基于“新工科”建设和高校“双一流”发展背景下，加上受2020年新型冠状肺炎疫情影响，地方高校的人才培养模式和专业课程教学均处于变革发展阶段，颠覆了传统教学模式，促进了线上教学和混合式教学模式的发展。因此，笔者针对“现代测试技术”课程的混合式教学模式，开展了本科生的学习状况分析，明确了线上教学的优缺点，提出了学校管理和师生角色的变化，分别从学校线上资源和硬件设施改善、教师教研活动和教学职责、学生自主学习和自我管理上提出需求，以满足“新工科”发展目标，培养具有创新思维的优秀工程技术人才。