靳華偉，許虎威

高校工科專業(yè)教學工作日益受到重視，被寫入《國務院辦公廳關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》［1］。教育部出臺了“教學創(chuàng)新改革”的具體政策，把教學質量作為教師考核的重要指標［2］。在創(chuàng)新教學方法研究方面，蔡凡以以電子信息工程專業(yè)為例，探索了開展新工科思維下的專業(yè)課程體系與課程教學方法［3］；張樂從社會創(chuàng)新思維入手，強調要在設計基礎教學中，立足于生活，將社會創(chuàng)新思維融入其中，推進設計基礎教學與生活藝術元素相融合［4］；馮丹丹將現(xiàn)代信息技術作為教學工具與創(chuàng)新方法應用于教學中，并使之與傳統(tǒng)的學習理念和方法有效融合［5］；董曉紅等采用TRIZ 理論創(chuàng)新方法，科學地優(yōu)化教學內容、時間安排，提高翻轉課堂的教學效果［6］；宋書中等通過開展探究式、參與式教學，以激發(fā)學生的學習動力和專業(yè)志趣為目的，探索了創(chuàng)新教育與專業(yè)教育緊密結合的具體方法［7］。本文在借鑒上述研究成果的基礎上，以提高教師現(xiàn)代化信息技術與教育教學深度融合能力出發(fā)，探索智慧教育背景下專業(yè)教學的新形態(tài)、新思路，以期為進一步提高本科教學質量服務。

一、創(chuàng)新教學目標

新工科專業(yè)教學要遵循自身學校的辦學定位目標和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)宗旨，要充分結合學生的學情和思維特點，并力求達到如下目標：

（1）知識目標：掌握新工科專業(yè)涉及知識點的組成、結構和工作原理，理解基本方法，了解新工科專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢。

（2）能力目標：理論與實踐相結合，鼓勵學生深度分析、大膽質疑，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力、嚴謹科學的求真態(tài)度、勇于創(chuàng)新的精神。

（3）素質目標：通過與教學內容相關的法律法規(guī)、標準規(guī)范引導學生的規(guī)則意識，提煉“愛國情懷、文化自信、社會責任”等價值范式，幫助學生認清肩負的歷史使命和時代責任。

本文基于上述教學目標和下文中的教學痛點，通過建立課程資料庫、精準把控教學大綱計劃、制作PPT、精選視頻資源、推薦經(jīng)典書籍資料、完成作業(yè)問答和拓展案例手冊、建設課程資料庫和信息化平臺等措施，以期在“特色+信息化+思政”教學架構、“科研+企業(yè)+平臺”教學體系和“實踐+探索+互動”教學形式上實現(xiàn)“三維一體、相互融合”的教學創(chuàng)新。

二、創(chuàng)新教學改革思路

在信息時代的今天，新科技的“急速”引入和新信息的“無序”釋放給教師帶來了更寬廣的教學探索之路，卻也給現(xiàn)場教學帶來更多的挑戰(zhàn)、痛點和思考。結合現(xiàn)實教學中的“痛點”，本研究設計的新工科創(chuàng)新教學思路如下：

1.針對“評價單一”痛點，建立“評價—反饋—改進”教學機制

針對傳統(tǒng)的注重結果評價的弊端，新工科專業(yè)教學旨在建立“進程式評價體系”，通過引入專業(yè)認證課程的“評價—反饋—改進”教學機制，輔以質量標準和學習效果等手段，實現(xiàn)教學過程持續(xù)改進和課程評價效果反饋的閉環(huán)（見圖1）。其有兩個亮點：一是利用超星爾雅等大數(shù)據(jù)信息化技術，實現(xiàn)教學過程的“可記錄、可考評、多維度、多模式、多指標、全方位、多階段性”；二是學生成績評定采用多種成績加權求和方式，加入了綜合實踐、小組討論匯報、學生動手能力考察、線上數(shù)據(jù)、大作業(yè)等形式，可以更加合理全面地評價學生學習效果。

圖1 進程式教學評價體系

2.針對“思政融入僵硬”痛點，融合課程思政于學術價值導向之中

新工科專業(yè)的教學要將當下的課程思政目標和教學知識點有機結合，把學術資源有效轉化為思政教育資源，融合“知識傳授”與“價值引領”，提煉“愛國情懷、文化自信、社會責任”等價值范式，以期在專業(yè)學習中潛移默化地對學生進行科學價值觀的熏陶。本研究以“汽車電子控制技術”課程為例，建立了課程知識與思政要素之間的對應關系，具體包括“目標知識與黨的宗旨”“過程知識與解決問題的程序”“性能知識與本職崗位責任”“臨界知識與拒腐防變”“安全知識與生命價值”“策略知識與自身價值實現(xiàn)”“檢測知識與查擺問題”等，形成了該專業(yè)課教學的課程思政知識體系（見圖2）。

圖2 知識體系及其對應的思政要素

3.針對“信息化載體弱”痛點，創(chuàng)新信息平臺優(yōu)化教學過程

新工科專業(yè)的教學要充分利用超星爾雅教學平臺，實現(xiàn)信息化載體下的“教師先動、學生主動、師生互動”的多維互動局面。具體來說，采用理論與實踐相結合的信息化教學方式，在信息化簽到、選人、搶答、投票、問卷、測驗、任務、評分、討論、小組等基礎上，建立創(chuàng)新信息平臺，實現(xiàn)信息化載體下的教師先動、學生主動和師生互動等多維互動，進而由超星爾雅等平臺增強動機、提升效率、轉換角色和協(xié)作共贏，寓道于教、寓德于教、寓教于樂，最終提升基于創(chuàng)新信息平臺的教學效果。創(chuàng)新信息平臺建設思路如圖3 所示。

圖3 創(chuàng)新信息平臺思路

4.針對“互動乏力”痛點，促進教學相長協(xié)調發(fā)展全面提高

新工業(yè)專業(yè)的教學要以“優(yōu)選教學內容、改革教學方法、提高教學質量、注重創(chuàng)新思維、團隊精神培養(yǎng)、激發(fā)學生學習熱情”為方針，最大程度地發(fā)揮教師和學生的主觀能動性，以期同時提高“教”與“學”的質量。具體來說，本研究建立了“內容回顧”“問題解答”“知識講解”“仿真操作”“分組討論”“課程翻轉”“總結歸納”和“課外活動”等八大模塊，形成“簽到”“在線文檔”“資料下載”“分解任務”“選人”“學生評分”“學生反饋”“教師評分”“問卷”和“互動答疑”等十項互動。這樣，在交流討論和反饋提升中，師生之間實現(xiàn)了教學相長、協(xié)調發(fā)展和全面提高。具體的教學互動形式如圖4 所示。

圖4 具體的教學互動形式

5.針對“實踐不足”痛點，利用學科競賽等形式引領學生動手實踐

新的教學方法要充分利用工科專業(yè)的實踐教學特色，引導學生積極主動地參與學科競賽，以賽代練，提高動手實踐能力。具體來說，高校要借助學科競賽的資源與機會，“以企業(yè)需要”為導向創(chuàng)新教學方法，探討“以企業(yè)應用”為主的學科競賽新模式，構建和加強競賽平臺，以學科競賽促進實踐，以實踐提升教學效果。除學科競賽外，還要鼓勵學生積極參與教師的科研項目，讓學生在解決復雜工程問題的過程中逐步培養(yǎng)其綜合能力。學科競賽與科學研究的成果反饋到課程教學之中，可以讓師生在相對較高的起點上共同提高教學效果。

三、創(chuàng)新教學模式與路徑

1.不斷完善與創(chuàng)新混合式教學模式

在現(xiàn)代教育技術的加持下，混合式教學已經(jīng)成為了新工科專業(yè)教學的重要特征。因此，新工科專業(yè)教學要以學生能力提升為核心，以學生知識需求為切入點，不斷創(chuàng)新與完善線上和線下相結合的混合式教學，切實提高教學效果。需要注意的是，混合式教學的優(yōu)勢在于能夠調動學生參與教學的主觀能動性，增強學生的主人翁意識，使之真正參與到教學活動中來，形成教學源頭的創(chuàng)新，并最終實現(xiàn)創(chuàng)新專業(yè)教學的閉環(huán)。

網(wǎng)絡教學平臺是混合式教學的主要載體。因此，新工科的專業(yè)教學要集合信息化教學優(yōu)勢，開發(fā)網(wǎng)絡教學平臺，使其充分展示教學信息、知識章節(jié)、知識介紹、教學團隊、教學方法、教學條件、教學效果和參考教材等條目。其中，“知識章節(jié)”建設是關鍵和核心。每個“知識章節(jié)”都要配有完整的教學資料，如PPT、視頻、動畫、圖片、參考書籍、例題、課后作業(yè)等，并對重要的教學環(huán)節(jié)進行質量診斷，設置測試、閱讀、觀看視頻等任務點。除了開發(fā)網(wǎng)絡教學平臺外，新工科專業(yè)教學還要善于利用多種信息化教學手段，使之形成交錯的網(wǎng)絡，并使每一種教學手段恰如其分地運用于課前（“前置預學、學情診斷）、課中（明確目標、探究學習、解決問題、成果展示、深化鞏固）和課后（反思分享、拓展提升）這三個環(huán)節(jié)九個步驟之中。

線下教學活動同樣重要，其功能主要包括“聯(lián)系實際，回憶舊知”“創(chuàng)設情境，明確目標”“小組交流，協(xié)作探究”等。尤其是在課堂教學講授過程中，不僅注重學生知識的掌握、能力的提升，還要重點關注學生思想品德品質的塑造，幫助學生認清自己肩負著的重大歷史使命和時代責任，最終落實“立德樹人”的根本任務。

混合式教學模式同樣為多視角評價機制建設提供了便利。例如，利用新型信息技術可以對教師教學過程、教師日常活動數(shù)據(jù)、學生學習過程和學習行為進行記錄、分析，從而更為科學、準確地反映教學的真實情況。

2.創(chuàng)新途徑

（1）教學架構創(chuàng)新——特色+信息化+思政。新工科的專業(yè)教學架構既要強化專業(yè)特色，也要加強課程數(shù)字信息化建設，更要融入思政教育。教學架構要靠優(yōu)化各類教學資源才能實現(xiàn)。具體來說，要將教學內容、教學方法、教學平臺、教材和網(wǎng)絡資源建設等，圍繞“立德樹人”的總目標和學校專業(yè)培養(yǎng)方案（或教學大綱）中的具體目標，構造成具有簡潔性、條理性和層次性的資源架構。

（2）教學體系創(chuàng)新——科研+企業(yè)+平臺。新工科的教學體系是開放的體系，是校內理論教學與校外實踐教學相結合的體系，是能夠體現(xiàn)和促進創(chuàng)新的體系。具體來說，要將教師科研納入人才培養(yǎng)方案制定、教學體系設置和教材建設之中，要將教師的科研成果融入教學內容中；要加大校企合作深度，從企業(yè)現(xiàn)場需求出發(fā)，加強對教師的培訓力度；要借助產(chǎn)學研共建平臺，全方位地進行人才教學模式探索，構建產(chǎn)學研一體化工程教學體系。

（3）教學形式創(chuàng)新——實踐+探索+互動。新工科教學形式要有“新”展現(xiàn)，即不僅是教學內容要新，還要教學形式新。具體來說，要將科學研究和教學實驗結合，推進實驗內容、方法改革與創(chuàng)新；要引導學生積極自主探索，開展研究性、創(chuàng)新性實驗，提高學生實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)，使學生勇于挑戰(zhàn)知識的未知領域；要將實驗教學接入到網(wǎng)絡課程平臺，在確保教學實效的基礎上保證其正常運行、維護和升級。

四、創(chuàng)新教學案例與教學反思

1.創(chuàng)新教學案例及效果

本研究以“汽車防抱死制動技術”為教學案例，以期全面展現(xiàn)所設計的新工科專業(yè)創(chuàng)新教學體系（見圖5）。此教學體系強調“教學—反饋—改進”的教學范式，實現(xiàn)了教學架構創(chuàng)新、教學體系創(chuàng)新、教學形式創(chuàng)新的“三維一體、相互融合”體系創(chuàng)新，回應了教學評價單一、創(chuàng)新實踐不足、師生互動乏力、信息化載體弱和思政融入僵硬等痛點。

此外，本研究在應用過程中還收到兩點成效：一是信息化教學資源建設及使用效果好。建成的信息化教學資源已面向工科相關專業(yè)學生開放使用，得到了學生的積極反饋，學生的認可度高，學生的綜合素質得到顯著提高。目前，該成果已在安徽理工大學和多所高校中推廣應用，社會認可度較高。二是學科競賽效果好，學生受益面廣。新的教學機制深入貫徹學科競賽思維，基于學科競賽提升大學生實踐能力，加強了與企業(yè)的聯(lián)系，解決了部分工科專業(yè)科研支撐教學素材少、工程實踐能力不足等問題，將最終為培養(yǎng)符合社會要求的工科專業(yè)創(chuàng)新型人才奠定基礎。

2.創(chuàng)新教學反思

在教學實踐中我們體會到，新工科專業(yè)的教學創(chuàng)新至少要持續(xù)保持以下兩個反思：一是能否圍繞“德”做文章，在強化學生知識獲取和能力提升的同時較好地影響學生思想品德，提升課程思政的實效性；二是能否圍繞“新”做文章，將教學創(chuàng)新常態(tài)化，隨時將新的教學內容與新的教學手段及時地應用于教學之中。同時，教學創(chuàng)新是牽一發(fā)而動全身的事，需要各項管理制度的支撐，我們需要持續(xù)思考提升教師創(chuàng)新教學積極性的制度性問題。