互动式教学在高职院校工程教育中的应用探究

□李莹 闫广芬

当前，人工智能技术正推动社会形态迈向全新时代，“技术—产业—经济—社会”发展链条的调整对新时代工程创新人才培养提出了新要求。在科技竞争和学科交叉融合趋势的驱动下，以信息技术和高端制造业为代表的新兴产业发展对兼具创新和工程实践能力的工程人才提出了迫切需求。工程教育在高职院校以工程技术类专业为代表的专业领域也得到了广泛发展，但与本科高校相比，高职院校工程教育理念、工程教育人才培养模式、教育教学改革等方面还存在一定差距[1]。因此，高职院校要基于新一轮工业革命变革的要求明确工程人才的培养目标，引入多样化的教学方法，不断地进行教学模式的创新，培养大批量的专门工程技术人才，以满足社会的发展需求。互动式教学方法对于培养学生创新能力有重要的优势与作用，在实际教学过程中，结合互动式教学的优势不断地进行课堂环境和教学内容优化，以此来进一步满足工程教育的需求，为工程教育的高质量发展提供有效保障[2]。

一、高职院校工程教育互动教学的相关理论概况

（一）高等工程教育

工程教育作为高等教育的重要分支之一，其结合了现代化的生产技术、实践工程技术、科学理论以及自然学科知识等，是基于现代化社会需求和学生发展需求而开展的基本技能训练和理工科理论知识教学的学科，通过工程教育的系统化、全面化实施，打造具有基本素质和专业技能的现代化的工程师。也有学者表示，工程教育是基于现代科学技术发展，为了进一步满足现代化社会生产服务的需求，而进行相关工程技术人才培养的教育范式，即能够有效地基于未来的发展需求，进行相关科学技术发展的应用与创新人才的培养[3]。

（二）互动式教学理论

互动式教学最早起源于哈佛大学的法宝教学法“案例教学”，后期随着教育理论的不断发展与创新，互动式教学的内容也得到进一步拓展，有学者将其他的一些教学方法引入其中，比如问题教学法、情境教学法、情景式教学法等，其主要是通过学习环境的营造来有效地带动学生的学习。本研究主要从实践操作角度对互动式教学进行相关概念的分析。在实际教学过程中，互动式教学能够营造一种良好、平等的教学环境，教师通过抛出不同问题来引导学生自主探究、合作学习。比如实验操作、学生演讲、组织辩论、小组讨论等，以此为基础让学生在不同的教学实践活动中有效互动，并进行各种观点的交流与碰撞，进而展现不同教学主体的优势和作用，让学生能够在教与学的探究当中，不断地进行建构和反思[4]。互动式教学法重点在于相关教学情景营造的平等性，从而能够让教学主体在不同的教学情境当中，通过有效的合作和实践来达到预期的教学目的。同时，互动式教学能够以学生为主体，通过建立平等的教学环境，让学生投入到实际的课堂学习当中，激发其学习动力，使其能够进行有效的知识与能力体系的建构[5]。

（三）工程教育互动式教学

工程教育互动式教学主要是指基于师生之间的有效合作和互动为形式，以学习共同体作为基点，以工程学科知识为依托，以教室为主要实施场所，通过对学生的有效训练和培养来促进其问题解决能力的提升，帮助其更好地提升并建构工程技术能力。与此同时，在不断地教学实践活动实施当中，能够进一步完善和优化相关的教学方法和教学理念。与其他学科教学相比，工程教育互动式教学具有自身的优势和独特性。首先，工程教育互动式教学能够吸引学生深入、主动性地探究，从而让学生能够在不断地交流互动当中投入到知识与技能的学习当中，最终达到知识和能力的进一步完善和建构。其次，工程教育互动式教学具有实用性和多样性的特点，在具体实施过程中能够进一步拓展学生的思维，培养学生的情怀，让学生加强创新精神的培养，提升解决问题的能力[6]。

二、互动式教学在高职院校工程教育中的应用现状

（一）教师角度的应用现状

1.调查问卷的设计。为深入了解互动式教学在高职院校工程教育中的应用情况，我们设计了一个调查问卷，先确定调查的目的和内容，以此为基础设计观察表格和问卷样本选择。第一，观察表格的设计。为了系统地记录教师授课的相关情况，我们设计了一份观察表格，包括学科、教师、学时和专业等关键信息。观察表格按照学科分类，以便于数据的收集和整理。第二，问卷样本选择。根据调查的目的确定调查对象，本次调查选择了具有代表性的样本。样本的选择采用分层抽样的方法，根据教师的学科和职称等指标，将教师分成不同层次，从每一层次中随机抽取一定数量的样本。第三，信效度检验。为了确保所采集的数据具有可信度和有效性，需要进行信度和效度检验。信度是指在一定时间内反复测量，得到的结果是稳定的，通常可以使用内部一致性检验，例如Cronbach's alpha 系数等。效度是指测量的工具是否能够准确地测量所要测量的数据，可以使用面向内容效度和构念效度等方法进行检验。第四，访谈样本选择。为了深入了解教师授课的具体情况，在问卷调查的基础上，本研究选择了一定数量的教师进行访谈，以获取更为详细的信息。访谈样本的选择可以根据问卷调查的结果，选择一些典型的代表性的教师进行深入访谈。第五，资料的编码。为了对数据进行深入分析和整理，需要对调查数据进行编码和输入。按照学科、教师和专业等关键信息进行分类编码。在输入数据时，需要注意数据的准确性和完整性。为了确保数据的质量，可以进行多次核对和校验[7]。

2.调查问卷的实施。第一，观察问卷在实施过程中需要依照具体的研究提纲、研究目的来进行，并确定对应的观察对象，以此来获取相应的观察结果。对此，首先将观察问卷设计为两个部分：第一部分是针对高职院校工程教育建立学习共同体的情况进行观察，对此需要针对相关的理论和具体操作步骤来进行相关文献的搜集，并对教师建构学习共同体的实际表现形式进行有效地观察，明确教师在开展教学的过程中所引入的教学方式、教学目标、教学理念、教学内容、教学评价、规章制度的实施情况。调查问卷的第二部分主要针对学习性投入来进行观察，主要引入了成熟的调查问卷模板，对教师的调查问卷进行有效的设置，进行相关问题的转化，以此来适应本研究调查结果的有效分析，对学生进行鼓励，引导学生有效地开展提问[8]。第二，要对调查问卷的调查对象进行有效地确定，本研究以某高职院校的教师作为观察对象，从中抽取了6 名教师，其中包括3 名教授、2 名副教授以及1 名讲师，针对教师在工业工程设计课程现场教学情况进行有效观察，同时针对性地选取了机械制造及自动化、机电一体化等公开课中的录像进行有效观察，以此来进行观察数据的分析（见表1）。

表1 教师授课相关情况

3.研究结果与分析。第一，研究结果。通过观察的方式来对某高职院校的119 节工程教育课开展互动式教学的实施情况进行收集整理，并得出以下结论：首先，在教学过程中，教师往往会通过长篇的理论讲述来进行相关知识的铺陈，并配合有关PPT来讲授，整个过程占据了大量的课堂教学时间，导致在工程教育课堂中互动式教学的实施没有得到有效的应用，难以在课堂当中充分地展现互动式教学方法的优势。其次，在教学过程中，教师往往忽视课堂气氛的和谐性和平等性的营造，导致学生在听课过程中参与课堂教学的积极性不高。在首次课堂当中，教师会将教学的内容和目标进行相应的告知，但仅仅是对认知目标进行阐述，在能力目标和情感目标方面鲜少提及。与此同时，教师对于教学硬件方面的重视程度不高，缺乏对相关教具的应用，在教学过程中借助教具的应用讲述知识培养技能不足，缺少师生互动，往往是以视频和PPT 的呈现为主。最后，针对互动式教学的开展，教师在课堂当中提问的频率往往比较高，但是让学生参与讨论不多。比如教师在课堂教学中会对例题和某一课程内容进行解析，当中也会穿插一些表层问题进行提问，但对于后期的追问和提问存在一定的忽视，往往是将问题答案直接书写出来，整个过程互动性不足，互动时间相对比较短，难以有效激发学生进行互动和提问，尤其缺乏学生个人的展示[9]。第二，结果分析。首先，教师在工程教育教学内容实施过程中，缺乏建立学习共同体的意识。往往在课程的首次教学当中通过告知的方式陈述相关的教学内容和教学目的，整个过程沟通性不足，使得整个课堂始终是以教师作为主导者和支配者，学生的主体地位没有得到体现。很多教师尽管能够依照学科的最新发展来开展相关的教学，但往往是通过PPT 的方式来呈现，缺乏相应的现实道具，整个互动式教学过程难以有效吸引学生的注意力，学生缺乏参与的积极性，难以深入地投入到学习当中，学习共同体的建构存在一定的缺失。其次，在实际教学过程中，教师对于学生学习的投入关注存在程度浅、行动少的情况。虽然很多教师在教学当中具有非常饱满的教学热情和一定水平的专业素养，但由于与学生之间缺少相应的互动，整体的教学投入形式比较少，重点放在了课堂提问方面，而依照实际的观察能够发现，教师在提问过程中往往也是以之前所学过的学习内容为主，或者是将互动的内容放在了一些比较表层的课堂知识，学生通过回忆性问答的方式来进行互动，难以对实际的教学内容进行深入的挖掘和讨论。并且，教师在实际的解题过程中，会提醒学生对解题过程进行记录，这就难以启迪学生个人思考，导致互动性教学的目的得不到有效保障，缺少相应的评价分析过程[10]。

（二）学生角度的应用现状

1.调查问卷的实施。针对学生的问卷调查主要涉及以下几部分：首先，针对学生的背景信息进行问卷调查，其中包括学生的专业、民族、性别、年龄、年级。其次，针对高职院校学生参与互动式教学和学习共同体建构的质量表来进行调查，其中包括学生与教师在教学评价、教学内容、教学方式以及教学目标达成方面的情况，还包括学生与教师在教学目标的了解方面和课堂规章制度的制定方面的实际情况进行问卷调查。最后，针对高职院校学生在工程教育课堂当中的学习性投入情况进行了解，主要针对学生在课堂当中与其他学生之间的交流沟通情况、是否通过相关的电子媒介有效完成学习任务、学生在课堂当中讨论参与积极性进行调查和了解。与此同时，还对学生的课堂教学反思情况、学生的技能形成情况、对相关课程内容的掌握情况、对课堂所学内容的理解表达情况进行调查了解。

2.研究结果与分析。调查问卷的相关数据结果呈现出以下几个特点。首先，学生在参与工程教育课堂互动式教学时，能够较好地配合学习共同体的建立。很多学生对于课堂的配合程度是比较高的，能够有效地满足实际的教学要求，基于教师的相关教学安排给予积极的配合。同时，根据教师的教学要求来准备相应的教学用具。在新型课堂学习规章制度制定以及教学协商方面，学生的整体表现往往不尽如人意，主要是因为教师在相关教学内容方面的组织和引导不足，导致学生的参与积极性不高。其次，学生在学习性投入方面缺乏一定的主动性和深入性。在课堂学习过程中，一些学生能够主动投入，还有一些学生基于教师的要求被动地投入。调查发现，很多学生在创造性投入和主动性投入方面存在一定的缺失，往往是基于一些简单的教学问题来进行相应的回应，而在跟进教师的教学思路、同学之间交流沟通、主动提问方面缺乏相应的投入。最后，很多学生在高阶知识技能的建构方面存在一定的缺失，主要是因为学生对于自我的认识和评价往往比较高，但是在一些工程技术实际应用和综合技能应用方面存在自我评价低的情况。比如，很多学生对于课堂知识的学习，往往通过简单的拼合来进行相应知识体系的建构，对于不同学科之间知识的实践应用以及整合还存在诸多的问题。这表明学生在一些认知技能方面以及加工融合能力方面存在欠缺，也说明高阶知识技能的建构存在一定的缺失，导致学生的实践能力与理论掌握有差距。

三、互动式教学在高职院校工程教育中应用的影响因素

（一）访谈

1.编制访谈提纲。为进一步了解高职院校工程教育互动式教学在应用过程中会受到哪些因素的影响，本研究通过访谈的方式来收集相应信息。结合课堂观察和调查问卷的结果编制访谈提纲，在实际的访谈提纲编制过程中，主要设置以下几项内容：首先，对于对互动式教学的认知情况进行详细地询问，然后根据互动式教学在相关课程中应用的现状对学生进行访谈，从而对前期的观察和问卷结果进行有效地验证，通过相关现状的分析，了解互动式教学在工程教育课堂应用当中的影响因素。

2.确定访谈对象。为进一步了解工程教育课堂互动式教学实施的影响因素，本研究主要以某高职院校工程教育专业的学生作为访谈对象，针对不同专业抽取12 名学生，通过访谈的方式收集相关信息和数据，具体的访谈对象分布情况如表2 所示。

表2 访谈对象分布情况表

（二）研究结果与分析

1.教师方面的影响因素。互动式教学在高职院校工程教育应用过程中，教师对于互动式教学的实施情况有重要影响。首先，从教师的教学能力角度来分析，很多高职院校的青年教师往往是从高校毕业后直接进入工作岗位，对工程方面的知识了解程度不高，尤其是相关的教学方法，更是了解得比较少，缺乏专业性的培训。同时，教师的课程设计能力不足，导致在实际教学实施过程中出现教学形式单一、教案讲稿过于简单、教学大纲创新不足以及课程教学目标模糊的现象。其次，高职院校很多教师在工程教育课堂互动式教学应用过程中，由于性格、教学能力以及教学理念存在一定的缺失，致使教学的效果受到不同程度的影响。比如部分教师在教学当中由于缺乏一定的教学激情，往往将教学作为一种任务来完成，不明确自己的责任和义务，因而难以认真投入到实际的教学当中[11]。

2.学生方面的影响因素。学生对于互动式教学的应用也会产生不同程度的影响，从学生的学习基础以及学习理念方面来分析，高职院校的学生其学习能力和学习基础与普通高等院校学生相比存在一定的差距，这也是课堂互动式教学成果不理想的重要影响因素之一。比如，在教学过程中，很多学生往往对于学习目的认识不清，对于自身的成长与发展方向不明，尤其是在各种技能证书的获取以及学习成绩的提高方面，没有明确的目标，忽视个人的综合能力和实践能力提高，导致在课堂学习过程中难以有效调动自身的学习积极性和主动性，缺乏互动探究的动力，甚至抱着功利的心态来学习，致使互动式课堂教学难以获得理想的效果。互动式教学从本质上而言，是以人际交往的方式来激发自身思维的有效运转，并将其转化为与其他人的交流和互动的能力，进而获取知识和技能，因此，需要学生不断提升语言交际能力，培养自信心，但是由于很多学生没有树立正确的学习理念，缺乏探究知识的实际行动，加强传统教学模式的影响，导致学生习惯了听从教师的讲授，积极主动思考的动力不足，这也使得互动式教学的效果受到不同程度的影响。很多学生由于自信心不足，害怕在互动过程中被其他人嘲笑，导致其参与的积极性受到影响。与此同时，由于学生专业基础比较薄弱，在互动过程中害怕出现错误，这也使得其参与互动式教学的积极性不高。访谈中有学生表示，针对一些数理化基础课和工科课程，由于高中学习基础比较差，因而在工程教育相关专业的课堂学习中存在一定的难度，这也使得其参与课堂互动的积极性受到不同程度的影响，大大降低了互动式教学方法的应用效果。

3.教学环境方面的影响因素。从教学环境角度来分析，教学环境营造得好与坏，对于互动式教学在工程教育当中的应用效果会产生不同程度的影响，而教学环境的设置往往与教师的教学能力有直接关系。比如有的教师由于缺少相关的实践技能培训而直接走上讲台，导致在实际教学过程中，往往是以自我表演的方式进行，学生成为了教学的听众和看客，难以在教师和学生之间形成良好的沟通互动。依照教师自身培训情况来分析，高职院校的教师其教学培训主要有以下三种方式：第一是学校组织相应的教学咨询、教学评估、教学交流以及教学培训活动。第二是国家或省级教育行政部门针对教师开展教学技能和素质提高培训。第三是基层的教研室通过传帮带的方式来开展相应的培训和教学研讨活动。这些培训活动在实施过程中，由于内容针对性不强、时间短，难以有效提升教师的专业能力和教学水平，尤其是在教学环境的营造方面教师存在能力不足，不利于互动式教学环境的创设。

四、互动式教学在高职院校工程教育中的应用策略

高职院校工程教育培养的是工程技术员，强调培养学生工程领域的实践技能，高职院校要树立“以学生为中心”的教育理念，切实转变教学方式方法，从以知识传授为中心转移到以能力培养为中心，确保人才培养质量。

（一）加强教师教学能力的提升

首先，教师要积极加强互动式教学相关基础知识的学习和理念的革新，尤其是互动式教学技能的提升，需要在实际教学过程中积极地树立学习共同体意识，其中包括情境的创设、教学方法的组织、相关制度的创建以及共情的寻找。对此，教师在教学过程中要向学生传递师生平等的理念，为学生营造平等自由的课堂氛围。同时，要加强与学生的互动和交流，明确课堂教学目标，与学生积极地进行合作学习，共同创建课堂制度，引导学生自主地进行课堂秩序营造，实现教学方法的有效实施。其次，教师要科学合理地选择和有效地运用相关的教学方法，以实现教学目标，完成教学任务。对此，教师要基于学生的学习需求来进行相关教学方法的应用，以便于教学内容的实施。最后，教师要加强对学生的了解，结合学生的专业基础和个体差异，组建学习共同体，以便充分发挥互动式教学的作用和优势，让学生能够积极参与其中，从而有效理解和掌握教学内容，确保让每一名工程教育专业的学生都能够学习和实践对应的知识和技能。

例如，高职院校可组织一系列的教师培训，邀请专业的互动式教学专家来校为教师授课，教师通过实践练习，提升互动式教学的技能。在课程实施过程中，教师积极地与学生互动，通过合作共同完成相关的课程设计和课堂制度的创建，有效地营造一个平等自由的课堂氛围。教师积极地与学生沟通和交流，明确课堂教学目标，组织可行的教学方法。教师根据学生的不同需求，为学生提供不同的教学支持，引导学生基于自身的学习需求来进行相关教学方法的应用。教师与学生协商教学环境的优化和教具的应用，为教学的环境优化提供最为有利的条件。

（二）进一步优化教学环境和教学资源

第一，为进一步提升互动式教学在工程教育课堂中的应用效果，要对班级的规模进行优化。通常情况下，课堂教学中教师的视野覆盖范围往往要低于25 人，一旦超过25 人，教师难以对教学效果进行全面的监控，尤其是对于学生的听课和参与情况难以进行全方位的把控和了解，这也使得互动式教学应用受到一定影响。因此，在工程教育课堂教学中，尽可能地缩小班级人员的规模，这样有利于工程教育的教学和知识传递。第二，要积极加强传统教室的改造和创新，对此，要积极地引入智能化的教室。教师在实际教学过程中可以通过对教室桌椅的摆放来进行优化，比如可以通过半弧形或U 形的方式来布置课堂的桌椅，让学生能够环绕着教师来听课，拉近师生之间的距离，也便于学生的积极参与。第三，随着科学技术的不断创新与发展，互联网技术广泛应用于不同行业和领域当中，高职院校工程教育要充分发挥互联网技术的优势，积极引入相应的现代化科学技术与教学设备，创新教学的方式与内容，进一步激发学生的参与积极性。比如建设学生论坛、电子课程平台、教育在线、虚拟校园网站等，基于工程教育的特点来对传统教室进行改造，从而为学生提供丰富的交流和沟通平台。学生在实际的教学过程中，通过线上交流互动平台和线下课堂积极参与，进而获取相应的工程教育知识。

以工程教育班级规模优化与智能化教室改造为例。第一，班级规模优化。某高职院校的机械制造与自动化专业的学生班级规模普遍较大，每班学生人数达到40 人左右，对于互动式教学的效果存在一定的制约。因此，为提升教学效果，学院决定对该专业的班级规模进行优化。具体实施过程为：首先，学院通过对学生的调查和分析，了解了学生的学习基础和教学参与情况，并根据学生的反馈建议，制定了班级规模优化的方案，将每班学生人数控制在25 人以下。其次，学院将原本的大班级拆分成两个小班级，分别安排不同的教师进行授课，以此来保证教学质量和学生的参与度。学院通过对班级规模的优化，教师可以更好地掌握每个学生的学习和参与情况，更加全面地监控课堂教学效果，提高了学生的积极性和参与度。第二，智能化教室改造。传统教室的布置方式不利于学生的参与和互动，为提高学生的学习效果和课堂互动效率，某高职院校电气自动化专业决定引入智能化教室改造。首先，学院对传统教室进行改造，采用了U 形桌椅布置方式，使学生可以更好地围绕教师上课，促进师生之间的交流和互动。其次，学院安装了智能化设备，如交互式白板、多媒体教学平台、无线投影等设备，使教学更加生动、形象。再次，学院建设了虚拟校园网站和电子课程平台，提供在线教学资源和学生交流平台，以此来拓展学生的学习空间和渠道。通过对教室的改造和设备的引入，增强了教学的现代感和互动性，提高了学生的学习效果和课堂参与度。

（三）引导学生树立正确的学习理念和提高学习能力

首先，要培养学生主动学习的意识和端正学习态度。在实际教学过程中，要深入了解学生的学习现状，对学生的学习动机进行有效地引导，教育学生端正学习态度。作为一名高职院校的学生，要明确学习的核心任务所在，通过课堂的学习真正掌握关于工程教育相关的知识和技能，为今后的发展奠定坚实的基础。对此，要让学生树立正确的学习理念，明确工程教育的特点和要求，结合自身的发展需求，积极参与到互动式教学当中来，通过不断地与教师有效互动，提升学习效果，并通过不断参与学习和技能训练，加强自身专业技能水平的提升。其次，要积极促进学生互动能力和团队协作能力的提升，并通过互动式学习的投入，加强学生自身学习能力的提升，尤其是在工程教育课堂当中，要主动地参与到小组学习案例的分析当中，并积极地争做项目的负责人，从而通过不断地合作、交流、实践来创造性学习，对于理论知识能够做到善疑、善问、善学，对于实践技能敢学、敢试、敢练，并与教师建立良好的沟通机制，从而展现自己的学习主体地位。

（四）进一步优化教学方法和教学模式

在互动式教学方法应用过程中，工程教育教学要基于课程内容的特点来与互动式教学方法进行有效融合。教师要针对工程教育的特点和教学任务来优化互动式教学方法的实施流程和教学内容组织。首先，教师要端正自身教学态度，从而才能够充分发挥互动式教学方法的优势与作用，明确自身教书育人的责任感和荣誉感，进而才能够在相关教学方法实施过程中不断进行改进和反思，寻找到最优的互动式教学方法及实施流程。其次，教师要针对教学方法的应用结果进行总结分析，不断地优化和完善方法的应用。对此，教师要积极加强相关理论知识的学习和案例的分析，从而寻找到最为有效的互动式教学方法。比如通过与同行的交流、相关文件的查阅、相关资料的收集，进而对教学方法进行完善与优化。最后，要积极加强教学反思。比如在课堂教学过程中，针对互动式教学方法的应用，对于工程教育教学效果的影响存在哪些问题，要及时地进行反思，并在反思过程中能够寻找到问题所在，并在后续的教学过程中加以改进和优化。比如，反思自身的理论知识学习以及对工程教育相关实践技能的掌握情况，不断完善自身的能力体系和知识储备，为学生提供高质量的教学内容和丰富的教学方法。