工科类专业课在线教学转型思考

摘要：在抗击肺炎疫情的背景下，大规模线上教学推动了全球教育信息化革新的步伐，积累了丰富的经验，为“战疫后”混合式教学模式改革奠定了坚实的基础。针对军校工科类专业课在传统教学模式下暴露的突出问题，以塑造学员能力为目标，探索基于雨课堂、QQ群等平台的线上线下混合式教学模式改革途径，引入问题情境、项目驱动等教学方法，拓展教学内容，提升教员信息素养与学员自主学习动力，打造具有军校特色的混合式教学课堂。

关键词：工科专业课；混合式教学；教学模式改革；教育信息化

在抗击肺炎这场没有硝烟的战争中，“互联网+”为众多行业的“重启”带来生机，教育行业尤为显著。近十年来，中国教育信息化技术水平持续发展，各类线上教学平台的建设与推广、线上教学资源的研发与共享、教法创新与模式改革的研究，对此次应对公共社会危机事件发挥了重大的积极作用。在这次罕见的、历经几个月的大规模在线教学实践后，院校机关信息化教学监控管理水平、一线教师的信息化素养、学生的自主学习能力都得到了空前提升，结合全社会多措并举，持续完善与优化在线教学环境的现状，切实为在线教学的持续发展奠定了坚实的基础。当“战疫”结束后，这段特殊时期所积累的经验与成果将何去何从，能否转化为推动中国高等教育信息化教学模式改革的正能量，成为通往“未来智慧教育”的契机，是值得教育工作者共同反思的问题。

一、工科类专业课教学特点分析

军校工科类专业课是基础课与岗位任职课间重要的纽带，在教学中不仅要夯实学员的理论基础，更要注重理论与实践相结合、理论向装备靠拢、学员自主学习能力与创新能力的培养。但实践表明，当前仍在沿用的传统授受式、灌输式教学模式难以在有限的学时内获得良好的教学效果，主要原因如下：（一）教学内容。工科类专业课教学内容大都枯燥乏味，晦涩难懂，且对学员先修课程知识积累以及综合应用能力要求较高。教学中，如若教员一味地照本宣科，学员不及时巩固先修课程基础，课堂将即刻陷入令人混混欲睡、师生毫无交流的死循环中。与此同时，此类课程大都开设有实验课，与理论授课在课时、场地、形式等方面具有明显的界线，理论没学懂，进入实验室的学员，要么请教员对照实验项目把理论知识再讲一遍，要么就是在实验室中走过场、看热闹，最终导致课程的教学效率与质量停滞不前、难以提升，更加无法做到使学员将课程内容与装备技术相结合、主动追踪拓展前沿技术、将理论知识转化为实践与创新能力等深层次的教学目标。（二）学员特点。军校学员相较于地方大学生，除了日常文化课的学习外，会将绝大部分精力投放在体能训练与思想政治学习等方面，且毕业后有较为明确的职业方向，就业压力相对较低。因此，学员中普遍存在着对所学课程“不求成绩优异，只求能过得去”的现象。缺乏学习动力，考试成为了他们学习的最终目标，把以综合能力提升为本的专业课学成了一门不求甚解、死记硬背的教条课，短短一个假期过后，当他们学习装备技术理论课程时，凡涉及到的专业课内容基本为一片空白。（三）教学模式。近十年来国内外教育界在教学理念、资源、手段、方法等方面发生了翻天覆地的变革，但军事院校因其特殊的教育环境与背景，以信息化为代表的教学模式改革步伐相对缓慢。大部分课程仍沿用传统的课堂师生面授式教学模式与统一时间地点的闭卷笔试考核模式，这对成长在新纪元下的00后学员来说，缺乏足够吸引力，并且以他们多年应试教育的成长经历来看，早已累积了丰富的经验来应付传统的教学与考核模式，而这与工科类专业课人才培养目标极不适应，在一定程度上浪费了院校的教育资源与师生的宝贵时间。

二、技术与教育融合契机探索

乔布斯生前曾经有一个疑问：为什么互联网改变了几乎所有领域，却唯独对学校教育的影响小得令人吃惊？这为教育界牵涉出一个重要的课题，即如何运用新技术促进未来教育的发展？[1]以技术与教育融合的发展现状和趋势来看，他们将经历技术向教育领域的导入；技术在教育中的应用；技术向教育领域的深度融入；技术对教育体制的变革四个阶段。中国高等教育在近十年中，持续探索并实践多媒体技术、计算机技术、信息技术、网络技术、VR/AR/MR技术等在教学中的应用，积累了丰富的教学资源与平台，将“公平、开放、共享”的教育观念深深扎入人们的心中，对教育变革的积极作用有目共睹。但因缺乏需求的牵引，先进的教学方法、教学理念做指导，多数资源平台建设的初衷在于探索体验、评奖宣传，轰轰烈烈的荣誉过后，能够真正走进高校课堂，尤其是军校课堂的优质教学资源与平台可谓九牛一毛，传统课堂教学模式依然按部就班。技术与教育的融合长期徘徊在初级阶段。在此次疫情打乱正常教学秩序的背景下，“停课不停学”的现实迫切需要网络在线教学来“救场”，院校多年来积累的在线精品课、慕课、微课也纷纷派上用场，[2]各大直播网络教学平台如雨后春笋般纷纷涌现，竞相绽放。作为决定教学活动顺利开展的重要角色，各领域的一线教师们穿梭于各大网络平台听讲座，学习如何上网课，反过来又将学习成果即刻引进自己的课堂教学中，在不断的角色身份转换中，教师们的信息化素养、教育理论水平、信息化教学实践经验得到了前所未有的提升。对在传统教学模式中适应了十几年的大学生而言，网课是具有吸引力的，据《装备液压与气动技术》网课开课前的在线问卷显示，班级90%的学生非常期待这种新颖的学习模式。至此，在这次大规模网课教学实践中，教育领域对信息技术与教育技术的深度融合的认同度进阶到了更深远的层次，同时，绝大多数一线教育工作者都深深体会到线上与线下教学各具的特色与魅力，对倡导多年的混合式教学模式改革有了新的认识与思路。技术与教育的融合一跃将进入“技术对教育体制变革”的高级阶段。

三、线上与线下教学的优势互补研究

传统课堂需要先进的技术、方法、理念进行改革，但切忌过犹而不及，需在教学模式改革过程中，厘清技术优劣、院校背景、课程特点、学员能力、教员素养等多重要素，设计与之相适应的教学模式改革方案。（一）线上教学是传统课堂的创新。对军校而言，如此大规模的线上教学与网络直播授课前所未有，是一次对院校教学模式改革与一线教员信息素养提升的机遇与挑战。相较于传统教学，线上教学使师生突破了时间、地域的束缚，具有教员弹性教学、学员自主学习两大鲜明特点，特别注重通过网络手段加强学生与教师的互动。师生不必严格按照45分钟上课、10分钟课间休息刻板进行教学活动，在教学各环节中，教员以明确的任务驱动为导向，引导学员进行思考，组织开展自主性、合作性、探求性的学习行为，使学员转变为一种自觉地、无监督的主动学习常态。另一方面，师生更多的是充分利用碎片化时间在课堂以外产生教与学的互动，如学习资源的推送、在线作业、互动答疑、线上测试等。除此之外，在线教学平台记录学员学习的一切行为，可将其作为学员形成性质量评价的重要参考因素，有效弥补了传统应试教育中一考定乾坤的评价体系缺陷，以及教员难以全面掌握所有学员日常学习情况从而导致平时成绩存在不公平的遗憾，学员的学习目标也由一味追逐考试成绩转向兴趣与能力的塑造。（二）线下教学是不可或缺的环节。线上教学在此次“战疫”中发挥了巨大的优势，但同时，它也暴露出一定的局限性，如：网络拉大了人与人之间的距离，为直接的情感交流设置了障碍，使师生之间缺乏足够的情感交流、情绪沟通；部分学习能力不足、主动性较差的学员在线上教学中得不到较好的兼顾，甚至出现只挂课不听课的恶劣事件。[1]尤其在工科类专业课的教学中发现，学员只要有一次课程没跟上，将极易跟不上后续课程的节奏，进而导致学员弃课，教员是难以实时监控。与此同时，目前线上教学条件暂时无法完成课程的实践教学环节与综合性较强的项目驱动教学内容。因此，院校线下教育是不可或缺的，认为在线教育可以取代学校教育是不现实的，但要提高教学质量，变革传统线下课堂教学模式势在必行。

四、“战疫后”的混合式教学构想

经历了此次大规模在线教学实践后，院校、教员、学员不可避免的将线上与线下教学进行比较、讨论，与此同时，近年来热门的教育话题“混合式教学”成为了教育界普遍看好的教育未来发展趋势。混合式教学将网络教学与传统教学模式相互融合，充分发挥二者间的互补优势，呈现的是一种学习方式的混合，更是教育理论、教学理念的混合。[3]工科类专业课教学内容具有军民融合的显著特征，适合开展“线上线下混合式”教学模式改革，探索具有军校特色的信息化教育方法与途径，从而推进军校信息化技术与教育技术的深度融合。（一）课程案例背景。《装备液压与气动技术》是我校机械电子工程专业学员必修的一门专业课，即对接地方工程机械等民用装备，又是现代化武器装备的核心技术之一。要求学员在全面掌握基础理论的前提下，综合运用所学知识，进行装备液压气动系统的安装调试、故障诊断、维修维护等实践操作。但在传统教学模式下，绝大部分学员课外预习、复习环节缺失，有限的学时数内，教员80%的时间都在解决“是什么？”的问题，20%的时间在讲“怎么样？”“为什么？”的问题，学员们几乎全程被动接受教员对他们进行课程基础理论的灌输，知识内化率低，遗忘率高。“能力提升”“视野拓展”等高层次课程教学目标根本无法涉及。意识到了课程教学模式改革势在必行，近年来，该课程积累了丰富的微课、电视片、虚拟实验等多种类型的信息化教学资源，并持续探索实践信息化教学模式改革，在此次“战疫”中，基于雨课堂、QQ群、钉钉三大平台，圆满完成了课程理论教学内容，取得了良好的效果，积累了丰富的实践教学经验，为课程实现“混合式”教学奠定了坚实的基础。（二）教学策略设计。针对课程教学目标，优化教学内容，将其划分为线上教学的非涉密内容与线下教学的涉密敏感内容。构建可实现教学资源推送、问卷调查、课后作业、辅导答疑的线上教学平台，进行非涉密教学活动的开展，引入国内外典型案例与前沿技术，多维度引领学员将专业知识与思政紧密联系，透过大国重器、中国速度等时政背景，增强学员对本专业领域的自信与自豪感，进而提升他们的民族自信、使命、责任、担当。在激发学员学习兴趣的同时，同步拓展师生共同的学术视野。线下课堂，紧密结合装备技术，发挥项目驱动、群组探究、体验反思等教法优势，完成学员由知识认知向能力塑造的转变，使他们的知识体系既相似于地方大学生，又有别于地方大学生。课程考核评价机制基于网络平台，增加学员形成性学习行为数据权重，同时创新终结性考试模式，达到学员能力培养质量客观评价的目标。（三）教学组织实施。1.课前。运用“雨课堂”向学员推送课程预习手机课件，课件内容以国内外优质共享视频资源为主，即与课程教学内容紧密联系，又尽可能紧跟当前时政，易于激发学员的学习兴趣。例如：十天建成火神山，让世界看到了中国速度，而火神山施工现场，大型的液压装备是不可取代的大力士，发挥着巨大的作用，他们的类型、结构、原理……预习课件中，结合当今热点，有针对性的设置问题、情景、项目，激发学员的学习兴趣，并培塑学员对本专业知识领域的荣誉感与使命感。学员通过完成预习中的题目与论坛互动，与教员进行交流互动，自主完成基础理论知识的学习；教员通过雨课堂学员数据监控，全面掌握学员理论知识的预习情况，有针对性的进行课堂教学设计。实践效果：在此次网课教学中，雨课堂手机课件以网络视频的方式向学员呈现课程预习内容，学员自主预习完成率平均达到95%以上，并在讨论区积极留言，发表对课程预习内容的个人见解与疑惑，为教员课堂设计调整提供了重要参考。2.课中。学员带着预习中的问题、项目走进课堂，有明确的学习目标和浓厚的学习兴趣。教员精讲理论知识的重难点内容，一步步解答学员课前的疑问。充分发挥智慧教室软硬件资源优势，教员设计课程内容相关的工程类项目，引导学员进行分组讨论，运用装备液压虚拟仿真实验等教学平台资源，使学员初步的将理论付诸实践进行设计验证，有效地将理论与实际相结合，既夯实了理论基础，又锻炼了学员发现问题、分析问题、解决问题等能力。在此基础上，师生可进一步拓展课程教学内容在武器装备中的应用，使学员对本学科知识体系架构、未来的岗位任职有更深刻的理解。如：液压元件中的换向阀，广泛应用于工程机械的各类装备中，是解读液压系统的核心元件，当我们打开某地空导弹运输装填车液压系统原理图时，里面都运用到了哪些换向阀，作用是什么？特点是什么？能否尝试解读整个装备的液压系统原理……完成这一教学环节后，专业课与装备课有机结合，学员能够真正体会到课程教学内容是可以“学有所用、学以致用”的，如图1所示。实验教学可继续延续理论教学中的项目驱动成果，各组学员将自己的设计方案在实验平台中加以验证。如：三位换向阀不同的中位机能对应的实际现象是不同的，装备中为什么常采用Y型换向阀，各组学员在回路设计时往往会忽略此类问题，但最终的实验结果会为学员们留下深刻的印象。实践效果：在本课程近年来模式改革探索与实践中，翻转课堂、项目驱动教学等模式方法的引入极大提升了课堂教学效率与质量，有效破解了在有限的学时数内全面提升学员综合能力素质的难题。学员的学习目标更加明确、学习兴趣得以激发，真正由被动灌输式学习向主动探究式学习进行转变，如图2所示。3.课后。再次运用“雨课堂”向学员推送课程作业手机课件，当学员完成题目时，实时可以查看正确答案，极大减轻了教员为学员进行基础内容答疑的负担。雨课堂基于学员作业完成正确率与提交时间，具有排序功能，为教员分析每一名学员的学习行为提供了便利，同时也极大地激发了学员的学习斗志，学员拖欠、抄袭作业的问题能够得到有效遏制。QQ群是课后师生交流与资源推送的良好平台，其连麦功能更是为师生进行线上教学联席会、课后辅导答疑提供了便利，有效利用了师生的碎片时间，在网络世界中，极易拉近教员与学员的心理距离，消除学员对教员日常的敬畏感与疏离感，起到良好的沟通效果。实践效果：在此次网课教学中，学员课后学习行为明显增多，进一步证明了混合式教学有助于学员自主学习能力的培养。另一方面，学员与教员此前虽从未谋面，但师生间的交流互动与往届学员相比更为亲近，学员不仅会想教员请教专业知识，同时发现好的教学资源也会积极主动的与教员和其他学员分享，并对教学模式的创新与改革提出自己的感受与见解。（四）考核评价创新。线上线下混合式教学模式记录了学员在线学习数据，将其与教员课堂打分、学员小组互评等相结合，能够获得相对公平公正，具有说服力的形成性考核数据。而终结性考核模式亦可基于雨课堂在线测试功能，在统一的时间内教员试卷，学员运用手机、平板、电脑等终端在规定时间内进行无纸化答题，题目设置与学员作答形式可不拘泥于文本类，适当引入视频、语音、图片等多种类型，可收获学员的个性化答案，有效杜绝传统考试中的作弊行为，真正从考核学员能力出发，更好的引导学员树立正确的学习目标。实践效果：在此次网课教学中，全体学员就《装备液压与气动技术》课程进行了一次“雨课堂”线上中期考核。考前，教员通过QQ群了考试时间、考试平台、考试所需的设备及网络需求等信息。全体学员准时就位，教员下发试卷，试卷由单选与多选题组成，共60道题，满分100分。为获取学员真实的学习情况，教员经过多次评估，将考试时长设置为45分钟，并告知学员，考完后即刻知晓成绩与排名。最终，全体学员均在规定时间内完成作答，且成绩全部合格，最高分98分，最低分62分，且成绩分布合理，达到了区隔学员学习效果的目的。网络平台的数据统计与排名机制极大激发了学员的好胜心，并期待下一次在线测试的到来。

五、结束语

在通往未来教育的必经之路上，混合式教学模式改革势在必行。军校作为特殊教育机构，不仅要顺应时代潮流，紧跟改革步伐，更要严格遵守一切规章制度，防止一切失泄密等隐患的出现。而工程类专业课具有小班教学的先天优势，又是通识教育与军事人才培养的交互点，适合打造具有军校特色的线上线下混合式教学案例。作为教员，持续提升自我信息素养，抓住机遇，勇于在教学中尝试新方法、新手段，是教学模式改革的根本。

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作者:杨洁 文桃 李建栋 单位:空军工程大学防空反导学院