摘 要：為落實(shí)國(guó)家新工科高等教育改革要求，順應(yīng)加快數(shù)字人才培育支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展行動(dòng)的國(guó)家戰(zhàn)略需求，改善水利工程專業(yè)基礎(chǔ)課程理論內(nèi)容抽象和教學(xué)形式相對(duì)單一的現(xiàn)狀，該研究提出利用美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（ABET標(biāo)準(zhǔn)）指引線上線下混合式的智慧課堂教學(xué)模式，以水力學(xué)為例，對(duì)教改方案的設(shè)計(jì)、執(zhí)行與效果進(jìn)行介紹。基于學(xué)生參與率、互動(dòng)率、完成率的客觀評(píng)分發(fā)現(xiàn)，該教學(xué)模式可顯著提高學(xué)生對(duì)于專業(yè)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果，連續(xù)兩年課程期末成績(jī)平均分相對(duì)提高14%、20%，優(yōu)秀率較往年增長(zhǎng)63%、92%。該模式可為更多相關(guān)工程專業(yè)課程的智慧課堂教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：新工科；數(shù)字經(jīng)濟(jì)；美國(guó)工程技術(shù)委員會(huì)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)；智慧課堂；水力學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2024）23-0013-06

Abstract： In order to implement the requirements of the national New Engineering higher education reform， comply with the national strategic needs for accelerating the cultivation of digital talents to support the development of the digital economy， and improve the current situation where the theoretical content of basic courses in hydraulic engineering is abstract and the teaching methods are relatively simple， this study proposes the use of the American Board for Engineering and Technology（ABET） standards to guide an online-offline hybrid smart classroom teaching model. Using Hydraulics as an example， the design， implementation， and effects of the teaching reform plan are introduced. Based on objective scores of student participation rate， interaction rate， and completion rate， it was found that this teaching model significantly improved students' learning outcomes for professional content. The average final course scores over two consecutive years consistently increased by 14% and 20% respectively， and the excellence rate increased by 63% and 92% compared to previous years. This model can provide a reference for smart classroom teaching in more related engineering courses.

Keywords： New Engineering; digital economy; ABET standards; smart classroom; Hydraulics

隨著全球化和科技革命的深入，人類社會(huì)正迎來(lái)數(shù)智化時(shí)代的新篇章。這一時(shí)代背景下，工程技術(shù)人才的培養(yǎng)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。中國(guó)自2016年加入《華盛頓協(xié)議》以來(lái)，工程教育的國(guó)際化進(jìn)程加速，同時(shí)數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展也要求高校工程教育必須緊跟時(shí)代步伐，不斷創(chuàng)新。特別是在《加快數(shù)字人才培育支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展行動(dòng)方案（2024—2026年）》的指引下，數(shù)字人才的培養(yǎng)成為國(guó)家發(fā)展的重要戰(zhàn)略。智慧課堂的興起，為高校工程教育提供了新思路和新途徑。本文以此為背景，剖析新工科教育教學(xué)改革的時(shí)代要求和面臨的挑戰(zhàn)，借鑒美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（ABET標(biāo)準(zhǔn)）的相關(guān)要求和準(zhǔn)則，通過(guò)線上線下混合式教學(xué)呈現(xiàn)的智慧課堂，以水力學(xué)本科教學(xué)為例，探索在數(shù)智化時(shí)代下的教學(xué)改革路徑，旨在為我國(guó)新工科人才培養(yǎng)提供借鑒和參考。

一 我國(guó)高校工科教育教學(xué)現(xiàn)狀

（一） 時(shí)代變革和國(guó)家政策需求推動(dòng)新工科高等教育改革

習(xí)近平總書(shū)記2021年4月在清華大學(xué)考察時(shí)強(qiáng)調(diào)指出要“推進(jìn)新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè)”。這一重要講話指明，推進(jìn)“四新”建設(shè)，需要在構(gòu)建一流大學(xué)體系的前提下，充分利用好學(xué)科交叉融合的“催化劑”，對(duì)現(xiàn)有學(xué)科專業(yè)體系調(diào)整升級(jí)，瞄準(zhǔn)科技前沿和關(guān)鍵領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)加快培養(yǎng)緊缺人才。習(xí)近平總書(shū)記的講話體現(xiàn)了新時(shí)代對(duì)新工科人才培養(yǎng)提出了更高的要求：“四新”不僅要從數(shù)字上增加高校畢業(yè)生的數(shù)量，更要實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，從質(zhì)量上培養(yǎng)真正占領(lǐng)國(guó)際科技產(chǎn)業(yè)前沿的高端人才。作為“四新”之首的新工科人才培養(yǎng)方案[1]，首當(dāng)其沖成為引領(lǐng)中國(guó)高等教育改革創(chuàng)新的重要示范基地。新工科的建設(shè)，與學(xué)科專業(yè)優(yōu)化、創(chuàng)新能力提高、產(chǎn)學(xué)研用融合和時(shí)代新人培養(yǎng)有著緊密的聯(lián)系；高校培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，為我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)提供智力和人才支撐，既是當(dāng)務(wù)之急，也是長(zhǎng)遠(yuǎn)之策[2]。

（二） 高校智慧課堂建構(gòu)符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求

隨著全球化進(jìn)程的加速與科技革命的深入，人類社會(huì)正在步入數(shù)智化時(shí)代，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整和經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)工程技術(shù)人才提出了更高、更復(fù)雜的要求。2016年，中國(guó)正式簽約加入《華盛頓協(xié)議》，成為我國(guó)工程教育走向國(guó)際化的重要里程碑，也標(biāo)志著高校工程教育必須在全球視野下進(jìn)行自我革新，以培養(yǎng)能夠適應(yīng)國(guó)際發(fā)展需求的工程技術(shù)精英。與此同時(shí)，數(shù)字技術(shù)已成為引領(lǐng)社會(huì)全面變革的核心力量。2024年4月，人力資源社會(huì)保障部、中共中央組織部、中央網(wǎng)信辦、國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、科技部、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、國(guó)家數(shù)據(jù)局九部門發(fā)布了《加快數(shù)字人才培育支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展行動(dòng)方案（2024—2026年）》。該行動(dòng)方案要求緊貼數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展需求，各部門在三年內(nèi)開(kāi)展專項(xiàng)行動(dòng)，增加數(shù)字人才有效供給，形成數(shù)字人才集聚效應(yīng)。這項(xiàng)多部門聯(lián)合行動(dòng)的舉措，與黨的二十大報(bào)告中提出的“推進(jìn)教育數(shù)字化，建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會(huì)、學(xué)習(xí)型大國(guó)”的戰(zhàn)略部署相契合。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型在全球范圍內(nèi)已形成共識(shí)，聯(lián)合國(guó)教育變革峰會(huì)將其納入五大行動(dòng)領(lǐng)域之一。近年來(lái)，為順應(yīng)國(guó)家政策和時(shí)代需求，智慧教育發(fā)展快速，其中智慧課堂成為實(shí)施智慧教育的核心力量和重要落腳點(diǎn)，通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)模式轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)從培養(yǎng)“知識(shí)人”向培養(yǎng)具有高階思維能力和創(chuàng)新能力的“智慧人”轉(zhuǎn)變[3]。

（三） 高校智慧課堂建設(shè)的客觀條件已具備

得益于云計(jì)算、虛擬技術(shù)、人工智能等技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及三年新型冠狀病毒感染疫情的考驗(yàn)，全國(guó)高校均通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索，對(duì)高校日常教學(xué)實(shí)現(xiàn)了課堂面授到線上教學(xué)的轉(zhuǎn)化。在后疫情時(shí)代，前期的基礎(chǔ)建設(shè)投入大部分得到了有效的保留，為高校智慧課堂實(shí)現(xiàn)線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)提供了良好的基礎(chǔ)[4]。本文中采用的雨課堂由清華大學(xué)與學(xué)堂在線于2016年共同研發(fā)并推出，將幻燈片、慕課、微信有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)—教學(xué)資源—移動(dòng)終端的實(shí)時(shí)連接[5-8]，實(shí)現(xiàn)以教師向?qū)W生為中心的轉(zhuǎn)變[9-11]，極大提升了教學(xué)效率和自主學(xué)習(xí)效果[12-17]，可作為一款支持線上線下混合式教學(xué)的智慧課堂平臺(tái)[18]。

（四） 傳統(tǒng)的水力學(xué)教學(xué)方式亟待改革

作為“兩新一重”建設(shè)中的“一重”，國(guó)家加強(qiáng)水利工程建設(shè)的宏觀調(diào)控是對(duì)工程科技人才培養(yǎng)提出的新的要求。水力學(xué)是水利工程相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。筆者在前期的教學(xué)實(shí)踐和走訪調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)方式存在諸多亟待改革的問(wèn)題：首先，教學(xué)目標(biāo)不明確。學(xué)生難以將相對(duì)抽象的理論內(nèi)容與實(shí)際工程應(yīng)用相聯(lián)系，對(duì)水力學(xué)的實(shí)踐應(yīng)用及相關(guān)知識(shí)積累缺乏興趣。這些問(wèn)題沒(méi)有在教學(xué)過(guò)程中得到良好的解決，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。其次，課堂互動(dòng)性較差。由于大量枯燥的公式推導(dǎo)和例題計(jì)算難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，形成了“教師單調(diào)講授，學(xué)生被動(dòng)接受”的課堂氛圍，沒(méi)有建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。再次，學(xué)生實(shí)踐能力缺乏。由于理論教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)未能有效結(jié)合，學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題和運(yùn)用創(chuàng)新思維的能力未能夠得到充分的鍛煉。最后，單一的期末評(píng)價(jià)機(jī)制難以全面衡量教學(xué)成果和學(xué)習(xí)成效。傳統(tǒng)以考試成績(jī)?yōu)榛鶞?zhǔn)的考核方式，未能全面精準(zhǔn)地檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，不利于培養(yǎng)真正全方面發(fā)展、具有工程實(shí)踐能力的工科人才。

二 智慧課堂混合式教學(xué)建構(gòu)理論背景

（一） 智慧課堂建構(gòu)提升教學(xué)質(zhì)量

高校著力打造智慧課堂，不僅為智慧學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效實(shí)施提供了基礎(chǔ)，更是智慧教育建設(shè)的核心內(nèi)容。通過(guò)運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，可以在高校課堂中創(chuàng)造一個(gè)智能化、高效率的課堂教學(xué)環(huán)境。教師在智慧教育理念的指導(dǎo)下，推動(dòng)傳統(tǒng)的“知識(shí)課堂”向以學(xué)生為中心的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，進(jìn)而形成一個(gè)旨在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者高級(jí)思維和創(chuàng)新能力的“智慧課堂”[19]。

在高校實(shí)施智慧課堂的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①教學(xué)資源豐富。高校智慧課堂可通過(guò)整合線上豐富的教學(xué)資源，將不同形式傳遞的專業(yè)知識(shí)引入課堂，擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。②教學(xué)策略多元。智慧課堂利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段構(gòu)建出一個(gè)智能的教學(xué)環(huán)境，通過(guò)大數(shù)據(jù)演算智能方法調(diào)整教學(xué)資源、優(yōu)化教學(xué)策略。③師生互動(dòng)高效。通過(guò)智慧課堂教學(xué)平臺(tái)提供的各種互動(dòng)手段，如在線答題、分組討論等，教師可以實(shí)時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，第一時(shí)間給予學(xué)生積極的反饋。④教學(xué)成效評(píng)估全面。通過(guò)多維度的教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)，可以從日?；?dòng)、思維方法、實(shí)踐能力等多方面評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)成效，有助于教師及時(shí)進(jìn)行教學(xué)調(diào)整[20]。

（二） 借鑒美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建課程體系

美國(guó)工程技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)（ABET）是美國(guó)權(quán)威的工程教育專業(yè)認(rèn)證鑒定機(jī)構(gòu)，其發(fā)布的美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)受到了美國(guó)乃至世界各國(guó)高等教育界和工程界的認(rèn)可。截至2024年5月，全球40余個(gè)國(guó)家的920所高校工程相關(guān)本科專業(yè)獲得了美國(guó)工程技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)認(rèn)證。在美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，各國(guó)高校建立并完善其工程相關(guān)專業(yè)課程系統(tǒng)，實(shí)施課程改革，源源不斷輸出優(yōu)質(zhì)工科人才。

分析和借鑒美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可為提升我國(guó)工科教育的質(zhì)量提供新思路和新途徑，為國(guó)內(nèi)工程專業(yè)的課程改革提供思想指南和行動(dòng)指導(dǎo)。其核心理念是，課程體系圍繞學(xué)生畢業(yè)需達(dá)成的學(xué)習(xí)成效為中心開(kāi)展建設(shè)，以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)能力為導(dǎo)向，重視課程體系與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的結(jié)合，鼓勵(lì)持續(xù)改進(jìn)課程體系，實(shí)現(xiàn)其對(duì)達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)的支撐作用。

美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)下的本科工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)能力（2023—2024）中規(guī)定了以下七項(xiàng)要求：①具備運(yùn)用工程、科學(xué)、數(shù)學(xué)原理識(shí)別、構(gòu)建、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；②能夠運(yùn)用工程設(shè)計(jì)為特定需求提出解決方案的能力，同時(shí)能兼顧公共衛(wèi)生、安全、社會(huì)福利，以及全球、文化、社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等影響因素；③具有與大眾進(jìn)行有效溝通的能力；④能夠在工程環(huán)境中認(rèn)識(shí)到職業(yè)倫理和責(zé)任，始終考慮到工程解決方案在全球、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)環(huán)境中的影響，從而作出明智的判斷；⑤能夠在團(tuán)隊(duì)中有效工作，與團(tuán)隊(duì)成員共同發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，創(chuàng)建協(xié)作和包容的環(huán)境，確立目標(biāo)，策劃任務(wù)，并實(shí)現(xiàn)目標(biāo)；⑥能夠開(kāi)發(fā)和開(kāi)展適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)，分析和解讀數(shù)據(jù)，并利用工程判斷得出結(jié)論；⑦能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)策略，根據(jù)需求獲取和應(yīng)用新知識(shí)。

美國(guó)工程技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)通過(guò)以上七項(xiàng)要求明確定義了工程專業(yè)本科畢業(yè)生應(yīng)具備的能力。高等教育機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)該七項(xiàng)目標(biāo)能力為導(dǎo)向，設(shè)置和構(gòu)建與之對(duì)應(yīng)的課程體系，培養(yǎng)出滿足該系列標(biāo)準(zhǔn)的工程專業(yè)高質(zhì)量畢業(yè)生。

通過(guò)對(duì)上文引用的學(xué)生畢業(yè)要求分析得知，其核心教育理念包括：①培養(yǎng)學(xué)生自主探究、尋找工具解決問(wèn)題的能力；②培養(yǎng)學(xué)生多維度思考解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；③培養(yǎng)學(xué)生溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)助、組織領(lǐng)導(dǎo)等能力和素養(yǎng)；④塑造學(xué)生良好的職業(yè)道德。

三 智慧課堂教學(xué)改革方案設(shè)計(jì)思路

高校智慧課堂的構(gòu)建需要將數(shù)字技術(shù)和大學(xué)課堂“育人”的目標(biāo)進(jìn)行深度的融合。本文旨在新工科建設(shè)背景下，以吉林大學(xué)新能源與環(huán)境學(xué)院水力學(xué)課程作為教學(xué)改革的范例，將智慧課堂教學(xué)模式引入新時(shí)代新工科教育課堂，在美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證學(xué)生畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)這一教育理念的指導(dǎo)下，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的大學(xué)課堂進(jìn)行系統(tǒng)性的變革。在課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，既要兼顧美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)提出的才人培養(yǎng)準(zhǔn)則，又要科學(xué)地運(yùn)用相關(guān)教學(xué)平臺(tái)提供的技術(shù)，從而構(gòu)建一套能實(shí)現(xiàn)教學(xué)決策的數(shù)據(jù)化和精準(zhǔn)化、評(píng)價(jià)過(guò)程的多元化和智能化、交流互動(dòng)的立體化和資源推送的個(gè)性化智能化，為學(xué)生提供更加高效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為社會(huì)產(chǎn)出更加優(yōu)質(zhì)的人才。

在改革后的智慧課堂教學(xué)過(guò)程中，以美國(guó)工程技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)認(rèn)證的具體工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)能力要求作為課程建設(shè)綱領(lǐng)，指導(dǎo)教學(xué)模式的改進(jìn)和教學(xué)內(nèi)容的安排，將教學(xué)過(guò)程中各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)對(duì)標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，筆者力求做到以下幾個(gè)方面：①以學(xué)生為中心，注重基礎(chǔ)知識(shí)鞏固的同時(shí)，融入實(shí)踐實(shí)訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐深度結(jié)合；②打破傳統(tǒng)教學(xué)、考核、評(píng)價(jià)模式，通過(guò)多元方式（如互動(dòng)教學(xué)、個(gè)人作業(yè)、案例分析、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和閉卷考核等）鍛煉學(xué)生的綜合能力；③運(yùn)用智慧課堂（雨課堂）平臺(tái)記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程和教育數(shù)據(jù)（互動(dòng)頻次、回答問(wèn)題準(zhǔn)確率、考試合格率等），根據(jù)實(shí)際情況對(duì)學(xué)習(xí)成效及時(shí)分析，隨時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)程。通過(guò)一系列設(shè)計(jì)，以期在課程結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、競(jìng)爭(zhēng)力的提升，達(dá)到新工科人才培養(yǎng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)成效要求。水力學(xué)智慧課堂教學(xué)方式的具體實(shí)施過(guò)程如圖1所示。

四 智慧課堂教學(xué)改革創(chuàng)新措施

（一） 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，明確教學(xué)目標(biāo)

水力學(xué)是水利工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其基本理論廣泛應(yīng)用于水利水電工程、石油化工、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。為順應(yīng)國(guó)家對(duì)新工科水利人才培養(yǎng)提出的新要求，相關(guān)課程的教學(xué)理念急需更新，結(jié)合美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證的學(xué)生畢業(yè)能力的標(biāo)準(zhǔn)，將“以教學(xué)為中心、以老師為中心”的傳統(tǒng)教育思路，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心、教學(xué)相長(zhǎng)、教學(xué)共生”的新理念。

在傳統(tǒng)課堂引入大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等形式，通過(guò)線上線下混合的智慧課堂教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)多種在線教學(xué)互動(dòng)，拉近師生在課堂上的距離，讓學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，夯實(shí)理論知識(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)獨(dú)立思考和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，促進(jìn)理論與實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，最終成為符合國(guó)家建設(shè)需求的高端人才。

（二） 改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)模式多元化

傳統(tǒng)的水力學(xué)等相關(guān)理論課程的教學(xué)模式多為課前學(xué)生預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，課中教師講授預(yù)制課件，課后學(xué)生完成相關(guān)習(xí)題，輔以程式化的實(shí)驗(yàn)作業(yè)，最終通過(guò)期末的閉卷考試，套用計(jì)分公式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)估。課程設(shè)計(jì)千篇一律，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情低靡，學(xué)習(xí)成效不盡如人意。

通過(guò)引入美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證的人才培養(yǎng)理念，結(jié)合線上教學(xué)模式，從學(xué)生視角重新構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容和實(shí)施辦法，利用線上多元化的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主吸收理解課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、多維度思考能力、解決復(fù)雜問(wèn)題能力、溝通交流能力及領(lǐng)導(dǎo)能力。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)：利用智慧課堂教學(xué)平臺(tái)，課前發(fā)布前沿?zé)狳c(diǎn)話題供學(xué)生選擇，鼓勵(lì)學(xué)生在課前利用互聯(lián)網(wǎng)等工具，自主搜尋整理課題相關(guān)內(nèi)容，在課堂簡(jiǎn)要匯報(bào)結(jié)果，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考、自學(xué)研究方法、探尋結(jié)果，以及在公共場(chǎng)合闡述個(gè)人觀點(diǎn)的能力。

案例分析式教學(xué)：通過(guò)課堂現(xiàn)場(chǎng)在線發(fā)布案例，適度引入英文文獻(xiàn)閱讀材料，組織學(xué)生分組研討分析、共同建立模型，最后進(jìn)行集中匯報(bào)，除教師點(diǎn)評(píng)外，還安排學(xué)生提問(wèn)評(píng)分環(huán)節(jié)。在分析解決案例問(wèn)題的過(guò)程中，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，解決復(fù)雜問(wèn)題能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、語(yǔ)言表達(dá)和有效交流的能力。

趣味互動(dòng)教學(xué)：借助智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的在線搶答、匿名投票、匿名提問(wèn)、發(fā)送彈幕和表情包，以及隨機(jī)分組討論等功能，在增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的趣味性和娛樂(lè)性的同時(shí)，將學(xué)生的平時(shí)成績(jī)細(xì)化在每一次的教學(xué)互動(dòng)中，既能提高學(xué)生參與度，又能鞏固學(xué)生對(duì)枯燥理論知識(shí)的理解和掌握程度。將“填鴨式”“誦經(jīng)式”的以教師為主的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主的自主參與式授課模式。

（三） 綜合全面評(píng)估，革新考核評(píng)價(jià)系統(tǒng)

相較于傳統(tǒng)的線下教學(xué)對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)給出單一分?jǐn)?shù)，借鑒了相關(guān)教育理念的智慧課堂教學(xué)模式可實(shí)現(xiàn)從多個(gè)維度評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。通過(guò)智慧課堂保留的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)課堂表現(xiàn)、隨堂測(cè)驗(yàn)、案例分析、結(jié)課成果展示，以及期末線上考試等多元的測(cè)評(píng)方式進(jìn)行融合，綜合考察學(xué)生發(fā)現(xiàn)工程問(wèn)題、解決問(wèn)題、借助輔助工具，以及表達(dá)交流、協(xié)作溝通等方面的能力。

在混合式教學(xué)課堂里，學(xué)生的綜合能力測(cè)試細(xì)化為出勤、互動(dòng)、答題和討論等多個(gè)項(xiàng)目，極大豐富了教師對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)進(jìn)度的評(píng)價(jià)手段，線上授課平臺(tái)自動(dòng)收集課堂教學(xué)數(shù)據(jù)，如學(xué)生互動(dòng)情況、隨堂測(cè)驗(yàn)成績(jī)等，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)生可實(shí)時(shí)查看分?jǐn)?shù)以了解自身學(xué)習(xí)效果，各項(xiàng)評(píng)分又可用于期末準(zhǔn)確分析教學(xué)成果，實(shí)現(xiàn)多維度教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，線上授課形式還提供了在線教學(xué)督導(dǎo)、觀摩的機(jī)會(huì)，學(xué)校院系的管理層面隨時(shí)進(jìn)入課堂，掌握教學(xué)進(jìn)度和督導(dǎo)教學(xué)質(zhì)量和成效。

五 教學(xué)改革成效

自2022年起，筆者將以上諸多教學(xué)改革措施試行于所在高校水文與水資源工程專業(yè)水力學(xué)教學(xué)過(guò)程中。通過(guò)連續(xù)兩年的教學(xué)實(shí)踐，該課程教學(xué)效果提升顯著。

（一） 學(xué)生參與率顯著提升

相較于傳統(tǒng)課堂的單向授課模式，在混合式智慧課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生參與率顯著提高。

在2022學(xué)年，該課程上課學(xué)生共42人，線上線下混合式課堂開(kāi)課11次，學(xué)生到課率為96.97%（受當(dāng)?shù)匦鹿诟腥疽咔橛绊懀?。根?jù)在線課堂后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，教師共計(jì)發(fā)布教學(xué)活動(dòng)33次，習(xí)題44個(gè)。即每次135分鐘的線上課堂教學(xué)過(guò)程中，平均每45分鐘（1課時(shí)）就發(fā)布一次教學(xué)活動(dòng)。每堂課教師發(fā)布的4個(gè)習(xí)題中，學(xué)生應(yīng)答提交習(xí)題數(shù)為3.58個(gè)，學(xué)生作答率為89.86%。

在2023學(xué)年，參與課程學(xué)生數(shù)43人，開(kāi)課12次，學(xué)生到課率100%，課堂發(fā)表教學(xué)活動(dòng)48次，學(xué)生做答率95%。

（二） 師生互動(dòng)率直線攀升

在2022年、2023年2個(gè)學(xué)年的課程教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)設(shè)置多個(gè)互動(dòng)環(huán)節(jié)，包括隨堂投票測(cè)驗(yàn)、分組討論、快速搶答等。根據(jù)在線課堂后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，師生互動(dòng)人次高達(dá)1 218人次，即每堂課師生互動(dòng)達(dá)110人次，人均互動(dòng)頻率為2.6次。在每堂課的教學(xué)過(guò)程中，教師與班級(jí)每位同學(xué)的互動(dòng)達(dá)到2次有余，突破了以“聽(tīng)”為主的傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，盡可能地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（三） 課程完成率效果顯著

相較傳統(tǒng)單一以期末考試成績(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)的考核方法，本課程考核方案共包含4個(gè)模塊：平時(shí)成績(jī)（占比10%），實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占比10%），在線課堂活動(dòng)成績(jī)（占比10%），期末考試成績(jī)（占比70%）。

經(jīng)與教學(xué)改革前該校水力學(xué)2021年教學(xué)情況進(jìn)行對(duì)比，改革后的智慧課堂教學(xué)（2022年、2023年）平時(shí)成績(jī)分布圖（圖2）更為客觀合理，能夠更為科學(xué)地反映學(xué)生學(xué)習(xí)課程的實(shí)際情況，有助于教師因材施教，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，安排教學(xué)進(jìn)度。由于線上教學(xué)的課堂作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰€批改留存，且在線學(xué)習(xí)平臺(tái)具備教學(xué)過(guò)程回放功能，學(xué)生對(duì)上課未深入理解的內(nèi)容，可以在課后通過(guò)反復(fù)觀看課件內(nèi)容，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。

相較于傳統(tǒng)平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，新增的課堂活動(dòng)成績(jī)主要考核學(xué)生在課堂活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)新教授課程內(nèi)容的理解程度，有助于教師實(shí)時(shí)了解教學(xué)成效，調(diào)整授課方式或內(nèi)容側(cè)重點(diǎn)等。本課程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明各項(xiàng)在線課堂活動(dòng)中學(xué)生得分率達(dá)90.91%，說(shuō)明學(xué)生隨堂能理解九成以上授課內(nèi)容。

相較于2021年期末考試成績(jī)，教改方案實(shí)施后，2022年、2023年期末考試成績(jī)80分以上較2021年增長(zhǎng)48%、49%，優(yōu)秀率（85分以上）增長(zhǎng)63%、92%，體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容理解程度的顯著提升（圖3）。值得注意的是，2022年由于新冠感染疫情影響，期末考試采用了雨課堂線上考試和騰訊會(huì)議雙機(jī)位實(shí)時(shí)監(jiān)控的形式，學(xué)生在首次面對(duì)線上監(jiān)考的陌生考場(chǎng)環(huán)境和考試內(nèi)容難度不減，且包括大量計(jì)算的情況下，依然表現(xiàn)出了對(duì)于教學(xué)內(nèi)容的良好掌握，學(xué)生的期末成績(jī)平均分整體相對(duì)提高14%。

六 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)新時(shí)代新工科建設(shè)發(fā)展背景下的人才培養(yǎng)要求，同時(shí)為響應(yīng)國(guó)家關(guān)于加快數(shù)字人才培育支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，參考美國(guó)工程技術(shù)教育認(rèn)證的工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)，并將其作為教學(xué)改革的綱領(lǐng)和指導(dǎo)思想，引進(jìn)智慧課堂等教學(xué)平臺(tái)的多樣、先進(jìn)的教學(xué)手段，對(duì)水利工程專業(yè)的水力學(xué)課程進(jìn)行了重新建構(gòu)，通過(guò)教學(xué)實(shí)踐證明教學(xué)效果良好。通過(guò)以學(xué)生為中心開(kāi)展教學(xué)任務(wù)、更新教學(xué)模式、創(chuàng)新教學(xué)手段和優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系等教學(xué)改革，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)水力學(xué)線下課堂教學(xué)模式內(nèi)容抽象、形式單一的不足之處，有助于學(xué)生夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)、提高綜合素質(zhì)、增強(qiáng)解決復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的能力，切實(shí)提升高校培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型新工科人才成效。

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基金項(xiàng)目：吉林省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“基于高精度動(dòng)態(tài)下滲過(guò)程的寒區(qū)城市雨雪洪澇產(chǎn)流機(jī)理與調(diào)控研究”（JJKH20231179KJ）；吉林大學(xué)研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“智慧水利建設(shè)與核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化時(shí)期的水利教學(xué)體系更新與資源共享研究”（2022JGY009）；吉林大學(xué)虛擬仿真創(chuàng)新示范實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程項(xiàng)目“水面曲線虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”（無(wú)編號(hào)）

第一作者簡(jiǎn)介：馮右驂（1986-），男，漢族，北京人，博士，副教授，系副主任，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)樗乃畡?dòng)力模擬。

*通信作者：黃肖慶（1985-），女，漢族，湖南常德人，碩士，助教。研究方向?yàn)楦叩冉虒W(xué)改革與管理。