新兴技术范式下面向新工科的混合式教学方法创新实践研究

[摘  要]随着互联网信息技术的不断发展，新技术大量涌现，以多媒体、微课、在线课堂等为主的教学手段在教学领域得到了广泛应用。在新兴技术范式下，传统以教师为中心的教学形式逐渐转变，学生的主体地位得到体现，教学方式及学生的学习方式正在进行新一轮改革。作为我国高校教育战略发展的新要求，新工科明确提出构建多元化的教学模式，培养创新型优质人才，因此在新兴技术范式下构建新工科混合式教学方法，对于人才培养目标的实现有着重要的意义。本文介绍了新工科的特点，分析了传统教学模式的不足与缺陷，介绍了混合式教学的基本模式，并以《Android开发技术》教学为例，探究了混合式教学方法的创新实践策略，希望为新工科教学提供参考。

[关键词]新兴技术范式  新工科  混合式教学方法  《Android开发技术》  创新实践

陕西省教育科学“十三五”规划课题“新兴技术范式下面向新工科的混合式教学方法创新实践研究”（编号：SGH20Y1422）。

引  言

长期以来，工程教育作为经济发展的重要推动力，在社会进步及民族复兴中发挥了极为重要的作用。改革开放以来，工程教育历经恢复、调整、扩张、提升四个阶段，推动了产业变革及产业结构的内部调整。在这一背景下，新产业、新业态如雨后春笋，对工科人才培养提出了更高的要求。“新工科”这一概念在2017年被提出，形成了“复旦共识”、“北京指南”，为工程教育发展及新型教学模式的探索积累了丰富的经验。基于当前互联网信息技术的发展，传统教学模式已经不能满足现代教育的需要。在互联网信息技术的支持下，线下传统讲授教学与线上多媒体或网络教学实现了有机结合，能够营造真实的情境，构建交互式课堂，丰富学生的体验，启发学生反思，在激发学生学习兴趣的同时，提升专业技能，是新工科教学方法创新的有效路径。

新工科的概念与内涵

1.新工科的教育概念

新工科是区别于传统工科的一种教育类型，其旨在培养专业工程技术人员与管理人员，教育内容主要包括基础理论知识课程、专业技术课程、应用知识以及管理技能等。传统工科教育下文科、理科与艺术是并列关系。新工科教育模式下，学生不仅要掌握本专业丰富的理论知识，而且要学会计算、实验、制图等相关的专业技能，并进行工业操作技术训练，具备一定的工程设计能力与组织管理能力，能够运用所学知识对工程技术实践中的问题予以解决。新工科建设的进程与创新创业教育的深入程度不可分割，新工科的筹建为中国高等教育的发展指明了方向，创新创业教育为新工科的建设注入了新的动力。随着时代的发展，社会对学生创新创业能力的要求越来越高，课程是高校实施创新创业教育的关键载体。

2.新工科的教育内涵

传统工科主要致力于工程技术科学的学习，通过接受工科教育掌握工程技术原理，并在具体实践中运用科技、工艺及实践经验，对生活中的实际问题进行解决，有利于推动现代工农业的发展。新工科则是现代高新技术下的产物，能够满足新兴产业化发展的需要，符合当今时代定制化、动态化产业发展的特征。新工科强调将科学、技术、人文等多种教育内容相结合，提升学生的跨界整合能力，旨在培养复合型、综合型技术人才。新工科集中体现了学科交叉、科教融合、协同育人等教育理念，能够满足新兴技术范式下现代产业转型升级的需要。新一轮的科技革命，技术核心是人工智能，产业形态是数字经济，这一背景下，企业正在逐步实现转型升级，高校在人才培养上需要考虑企业的需要。企业如何转型是一个不断探索的過程，高校的新工科人才培养需要有适当的超前性与实践性，根据企业的需求制订人才培养方案。各大高校定位不同，专业特点不同，因此高校人才培养要明确定位，办出特色。新工科人才培养需要把握产业发展的新趋势，与企业一起研究探讨人才新要求，这样才能更好地制订创新性人才培养方案。

新工科的教学现状

基于新工科的学科特点及系统性因素，新工科的教学内容普遍存在抽象、理论化等特点。在传统讲授式的教学模式下，学生处于被动地位，对高度抽象的理论知识接受能力差，再加上新兴技术日新月异的发展，对新事物缺乏足够的认识，且学生的创新能力发展未能得到足够的重视，在考核评价方面较为单一。

1.专业内容抽象，学生被动接受知识

理工科涉及专业理论知识，专业术语不仅繁多，而且具有一定的抽象性，知识点零碎且分散，理论知识体系庞杂，教学内容枯燥。在传统的教学模式下，以教师为中心，按照教学大纲进行授课，讲解理论知识，学生被动接受，课堂效率低下。我国新工科起步晚，在教材及师资力量方面与发达国家还存在较大的差距。多数工科教师在毕业后直接在高校任教，实践经验不足，课堂教学模式单一，难以调动学生的兴趣，且课程抽象难懂，难以用生动的方式为学生呈现。学生对理论课程缺乏兴趣，学习积极性不高，对专业知识的获取仅限于书本及图书馆资料，学习不深入，无法做到举一反三。

2.信息技术未融合，网络资源利用差

近年来，我国对新工科给予了高度重视，教育部于2017年推出了国家精品在线开放课，助推新工科教学与信息技术的融合。在这一背景下，高校积极推动现代信息技术与新工科教育的融合，构建智慧学习环境，以实现教学效果的提升。信息技术在新工科教育领域的全面贯彻，意味着现代教育改革的新阶段。但线上教学与传统教学并非替代关系，其作为线下教学的补充，能够充分发挥网络资源的优势，提升课堂教学效果，实现人才培养目标。但从当前新工科教学的现状看，大部分院校在新工科教学中未能体现互联网优势，部分院校尽管引入了多媒体设备及在线教学资源等，但落实较差。

3.专业技术更新快，课堂教学时间有限

随着现代科技的进步，新兴技术层出不穷，设计周期短，在有限的课堂时间内教师难以将所有的新技术、新理念传达给学生，由于知识点零碎、涉及领域广，导致学生在课堂学习中难以抓住重点，学习活动安排不合理，降低了学习效果。新工科强调对学生信息技术应用能力及信息综合素养的培养。若仍采用传统讲授式的教学，学生地位得不到体现，课堂参与度不高，会影响学生的专业能力发展，对前沿技术不了解、掌握不佳，降低了学生独立思考的能力，影响课堂教学效果。

4.评价模式较为单一，缺乏生命周期评价

在评价方面，新工科教学目前仍采用单一评价模式，主要考查形式是学生的课后作业与期中、期末考试，缺乏对学生课前预习、课堂参与及线上线下学习情况的评估。且课堂评价的主体是教师，由教师对学生的成绩作出评估，给定最后的意见，学生与企业人员等未能参与其中，对学生学习效果的评价不够全面，未能反映出人才培养目标。

混合式教学的基本模式与特点

混合式教学其学习阶段主要分为课前自主学习、课中线下教学与课后训练拓展三个方面，通过教学步骤的一一开展，实现知识目标与能力目标。

1.混合式教学的基本模式

一般而言，混合式教学是指在线教学与传统教学两种教学方式相结合，其能够弥补传统教学模式的缺陷，由浅入深地引导学生进行自主學习、探究。混合式教学尽管没有统一的模式，但均强调发挥线上与线下两种方式的优势，将学生作为中心，避免满堂灌输，通过多种途径鼓励学生参与课堂，提高学习主动性与积极性。目前混合式教学主要可以分为以下几种模式：①线上线下混合模式。该模式是混合式教学模式的基础，其主要利用线上教学资源，在课前阶段引导学生进行预习，使得课堂讲授更加具有方向性与目的性。在课堂上学生与教师之间建立起良好的互动交流关系，课堂进展顺畅，被广泛应用于新工科教学中。②基于学习目标的混合模式。该模式下的混合不再是单一的线上线下混合，而是在教学策略方面的混合，通过多个教学目标的制定达到最终的学习目的。③“学”与“习”的混合模式。学习的最高层次是应用于实践，“学”的目的是解决实际性问题，通过“习”在具体实践中应用“学”的内容，能够实现更高层次的目的。④学习与工作的混合模式。这一教学模式又被称为嵌入式教学，是学习与工作相结合的一种教学方法，为学生营造实践环境，不仅有助于教学目标的实现，而且能够帮助学生做未来职业规划。

2.混合式教学的特点

混合式教学模式下，线上教学作为课堂教学的补充，能够为学生提供丰富的教学资源。学生在课下通过互联网进行线上自主学习，教师在线下结合学生的预习情况对课堂教学内容进行补充，能够为学生提供个性化指导，帮助学生进行有深度的学习，促进课堂教学效果的提升。以计算机教学为例，该课程知识点比较零碎，利用线上教学资源能够打破时间空间的限制，充分利用碎片化的时间学习相关知识，通过线下学习则能够系统地学习理论知识，提升了教学的灵活性与便捷性。混合式教学注重学生的主体地位，线上自主学习与线下小组模式的合作学习，均能够为学生构建良好的学习情境，教师起到引导的作用，有利于尊重学生的个体差异，实施个性化教学，促进学生探究、合作能力的发展。在这种教学模式下，学生一方面可以自主学习，另一方面与小组中的其他学生一起交流、合作，能够进行思维碰撞与交互，提升教学效果。

新兴技术范式下面向新工科的混合式教学创新实践策略

随着教育信息化战略的推进以及国家政策的推动，教育正趋于智能化与数字化。混合式教学模式比传统教学更能适应信息化和智能化的发展趋势，更适合新时代的学习者。新兴技术范式下新工科立足教育教学改革和提升人才培养质量，加快推进教育信息化高质量发展和线上线下教学的深度融合，不断推动教育教学内涵式发展。本文以《Android开发技术》教学为例，探究了面向新工科的混合式教学创新策略。

1.课前自主学习阶段

混合式教学强调以学生为中心，将问题作为导向，以小组的形式启发学生合作探究。通过课前预习掌握相关教学内容，明确学习目标。课前一周，教师组织学生在学习通平台上观看《Android开发技术》教学视频，下载配套的课程资源，鼓励学生做好课前预习。教师应结合教学大纲及学生的学情进行教学设计，通过互联网收集丰富的教学资源。在充分了解学生学习进度的基础上，设置难易不同的问题，通过网络教学平台为学生发布研究性学习任务，供学生课下进行自主学习。设计问题如下：①你对Android的发展历史了解多少？②Android开发对环境有哪些要求？③Android应用程序的设计思路及基本构成？④Android应用程序的工作原理是什么？根据问题的不同，学生自由选择加入其中一个小组，在课下进行探究学习。每个学生先通过互联网、图书馆等途径收集整理资料，然后在班级群里对作业问题进行讨论。在这一阶段，教师不参与指导，仅对学生的问题进行总结，并结合学生存在的问题，设计教学思路，调整教学计划。

2.课上交流活动

良好的课堂导入是保证教学效果的关键。在课堂导入环节，教师应引入生动的案例或对学生进行启发式提问，吸引学生的兴趣，导入本节课所学知识。在《Android开发技术》课程导入中，可以向学生提问：开发Android程序有什么作用？Android开发对我们的生活有什么影响？可以针对上述问题与学生展开讨论，也可以在完成授课后由学生对上述问题作答。在课堂教学过程中，可以结合教学内容的不同以及难易程度设计相应的教学活动。如在基本语法学习方面，大部分学生已经通过课前预习有所了解。教师可以结合学生课前预习情况及反馈的信息，对学生进行分组，以小组为单位进行学习。对于学生普遍存在的问题及教学难点，教师应采取适当的教学方法。为便于学生理解，可以引入多媒体为学生展示生动的例子或进行课堂演示。教师应采用理论讲解与案例引入相结合的方法，帮助学生理解与记忆，运用所学知识解决实际问题。如在网络和线程教学中，可以引入多人简单即时通信软件的典型案例，为学生讲解相关知识。课堂线下教学师生面对面交流，教师能够根据学生的课堂表现，掌握学生状态，通过课堂提问了解学生自主学习的效果。在课前5分钟，教师应引导学生对所学知识进行回顾，并更新现有的知识库。将所学的一个个零碎的知识点串联成一个完整的知识体系，增进学生对知识的认识与理解。在课堂上还可以对学生进行随堂测试，实时了解学生对课堂知识的掌握情况。随着混合式教学模式的发展，一些网络教学平台如雨课堂、学习通，通过手机即可实现即时沟通，课件及相关视频也能够在课堂上发布、呈现，全面覆盖课堂教学全过程，能够吸引学生的注意力，提高学生的学习兴趣。平台的签到功能可以实时反映学生的出勤情况，可以有效督促学生及时进入课堂学习。《Android开发技术》教学注重操作，教师应当摒弃以往全程操作的方式，通过积分奖励政策，鼓励学生参与课堂与教师共同完成操作。通过雨课堂的随机点名功能活跃课堂气氛。利用平台自带功能进行随堂测验，当堂给出测试结果，便于教师掌握学生存在的共性问题，予以统一解答。疫情期间，高校线下课堂教学受到了影响，而居家在线学习可以有效解决该问题。居家学生可以通过学习通双屏实时直播互动，利用答题器、拍照上传等手段，提升实际参与感。此外，居家学生可在线上提交作业，教师及时批改后在线上反馈学习情况，全力保障每一名学生顺利开课。

3.课后自主探究

课后的拓展训练与巩固是保障学习有效衔接、提升学习效果的良好路径。教师应采取思维导图的方式对课堂所学知识进行展示，鼓励学生课下进行自主拓展训练，要求学生独立完成当日所学知识点，并绘制出思维导图，注重与所学知识点的衔接，每学完一个章节，绘制一幅思维导图，使得课程不同单元的知识点形成完整的知识体系。为了进一步深化学生对知识的学习程度，可以在课下为学生布置具有挑战性的作业。通过在线学习平台进行知识水平测试，教师登录系统能够掌握学生的作答情况并批注意见。对于学习中存在的难点，平台可以反馈给教师进行解答。除此之外，教师可以将教学相关内容上传到在线教育系统中，供学生随时观看。为拓展学生的学习深度，可以为学生布置与教材相关的阅读内容，鼓励学生在周末或假期进行阅读打卡，并在班级群里分享自己的感悟与思考。

4.学习效果评估

作为混合式教学的重要环节，学习效果评估是对学生知识掌握情况的总结与反映。线上考核内容主要包括课后习题、中期测试与期末测试三个部分。课后习题由系统自动进行判定，分值为100分，主要用于学习效果的检查，加深学生对知识的理解。中期测试主要检查学生对知识的综合应用能力，期末测试重点考查学生的综合编程能力。与传统学习效果评估有所不同，混合式教学除教师评估外还包括个人评价、小组评价与网络资源评价三个部分。其中个人评价涉及学生的自主学习情况、课堂参与情况、对实践项目的贡献情况以及在线学习情况等，能够对学生的学习效果有一个全面的了解。小组评价主要是小组成员围绕探讨问题或实践项目学生的个人表现进行评价，同学之间的互评能够真实反映出学生参与学习的情况。课程网络资源评价主要针对学生对网络资源的利用情况。混合式教学模式下学生应用在线教学资源的频率高，阅读时间长，可反映学生学习课程、参与讨论及作业上交的情况等。多元化学习效果评估模式能够全面反映学生的学习效果。

结  语

综上所述，混合式教学充分利用了传统线下学习与现代网络教学资源的优势，体现了学生的主体地位，同时发挥教师的引导与启发作用，是对传统教学模式的优化与改进。基于新工科的综合性、实践性等特点，应用混合式教学能够提升学生的自主探究能力与综合实践能力，发挥网络学习资源的优势，拓宽知识广度与深度。多元化评价模式推动了多方面立体教学的发展，有利于培养面向新工科的高素质专业人才，具有较高的推广价值。

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（马军红：西安外事学院）