基于交互式網(wǎng)絡平臺的工程教育課程改革研究與實踐

寧姍+曲芳+王婷婷+馬鶴瑤+盧同剛

[摘要]

隨著高等教育改革不斷深入，傳統(tǒng)課堂教學方式已難以滿足大學課程的教學目標。將傳統(tǒng)教學模式與信息技術(shù)相結(jié)合，以工程教育課程為例，設計了交互式網(wǎng)絡平臺。并詳細介紹了傳統(tǒng)教學模式與交互式網(wǎng)絡平臺之間優(yōu)勢互補的實現(xiàn)過程。這種多元化的教學模式能夠通過網(wǎng)絡教學資源共享，提升學生的文化自覺意識，加強網(wǎng)絡教學的交互性，即通過網(wǎng)絡實現(xiàn)全方位的師生交流，并提高學生的自主學習能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

[關鍵詞]

交互式網(wǎng)絡平臺;工程教育;教學改革

[中圖分類號]G712[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634（2015）02-0091-04

0引言

隨著計算機網(wǎng)絡信息技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體網(wǎng)絡技術(shù)涌入大學教育，傳統(tǒng)意義上的高等教育教學模式面臨極大的沖擊。本文以工程教育課程教學改革為基礎，建立交互式網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)信息化教學。工程教育既是通識性教育也是通才教育，越來越受到高等教育的青睞。其教學目的是培育高素質(zhì)創(chuàng)新人才的精神人格，塑造完美心靈。工程教育課程改革應順應外部環(huán)境變化與時俱進，并尋找到符合教學目標的多元化教學模式[1]。

本文設計的交互式網(wǎng)絡平臺不僅為教師提供多元化教學手段，同時也為學生提供有針對性的自主學習環(huán)境，它所體現(xiàn)的優(yōu)勢遠遠超過單一的傳統(tǒng)教學模式。該平臺建立在傳統(tǒng)教學方式的基礎上，保留傳統(tǒng)教學的精髓并融入新的教學手段，即在網(wǎng)絡環(huán)境下將傳統(tǒng)教學與網(wǎng)絡教學有機結(jié)合、優(yōu)勢互補，實現(xiàn)教師課堂導學與學生網(wǎng)絡自主學習相結(jié)合的教學模式。

1建立基于交互式網(wǎng)絡平臺的教學模式

工程教育的教學目標是注重加強對歷史、社會和環(huán)境的認知與責任教育，培養(yǎng)學生誠信、道德、特別是職業(yè)道德，摒棄個人利益至上、團隊意識匱乏等不良品德，強調(diào)做人與做事結(jié)合，做人通過做事來體現(xiàn)，做事依靠做人來保證，在培養(yǎng)過程中注重人文精神的熏陶，使之具備良好職業(yè)道德、誠實正直、富有責任感，圍繞這一教學目標制訂教學方案建立基于交互式網(wǎng)絡平臺的教學模型[2，3]。

在傳統(tǒng)課堂教學部分，教師在完成基本教學任務外，還要引導和鼓勵學生主動利用網(wǎng)絡平臺進行深入學習，并將課堂上難以通過講授完成的實踐性強的教學內(nèi)容放到網(wǎng)絡平臺上讓學生自主學習完成相應任務，同時這部分內(nèi)容應作為學生期末考核成績的一部分，檢驗學生上網(wǎng)學習的成效[4，5]。

依據(jù)上述的教學目標，為使學生能夠更有效的自主學習，本文的交互式網(wǎng)絡平臺包括六大模塊：教學內(nèi)容、工程文化基礎、專題討論區(qū)、交流互動區(qū)、頭腦風暴區(qū)、相關鏈接，其六部分的網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)為平行結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2教學內(nèi)容、工程文化基礎、相關鏈接三大模塊的設計方法工程教育課程的教學內(nèi)容包括教學目標、教學計劃和課程知識結(jié)構(gòu)三部分，旨在使學生初步掌握課程內(nèi)容，加強后期學習基礎。

工程文化基礎旨在提升學生的文化自覺意識。

文化自覺意識是反映文化主體的人的自我覺醒和自我創(chuàng)造，體現(xiàn)出一種廣闊的文化境界、深刻的文化反思、充分的人文關懷和高度的社會責任感。費孝通先生曾說：“獲得‘文化自覺能力的途徑離不開對中華文化、歷史及世界背景的認識”。工程文化基礎模塊以傳統(tǒng)文化、現(xiàn)代文化和工程文化背景為載體，學生在瀏覽網(wǎng)頁的過程中加強自身的文化自覺意識。其網(wǎng)頁內(nèi)容設計主要針對當代人學生對中華民族文化以及世界文化背景掌握相對薄弱的現(xiàn)狀，通過用與中華民族和世界文化歷史有關的文字、畫片及視頻等信息刺激學生的視覺神經(jīng)，使學生能夠?qū)崿F(xiàn)快速瀏覽信息，提高學習效率，并從瀏覽信息中真正達到教育學生正確認識國際國內(nèi)形勢與政策，增強學生對外來文化的辯證取舍能力的目的。

相關鏈接模塊為學生提供與工程教育相關的其它網(wǎng)站的超級鏈接，可以擴展該網(wǎng)絡平臺提供給學生的知識量。

由于以上三大模塊的網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)簡單，不需要建立交互網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)。所以使用樹形結(jié)構(gòu)的動態(tài)網(wǎng)頁設計就可以實現(xiàn)，運用動態(tài)網(wǎng)頁設計可以實現(xiàn)頁面內(nèi)容的及時更新。樹形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)頁已在圖1中體現(xiàn)，本文不再贅述。

3基于交互式的網(wǎng)絡設計結(jié)構(gòu)

3.1為提升學生對文化的判斷能力的專題討論區(qū)專題討論包括四個階段，每一個階段由不同的基于數(shù)據(jù)庫的動態(tài)網(wǎng)頁實現(xiàn)，網(wǎng)頁組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。

第一階段：建立專題討論區(qū)的首頁面，該頁面由n（n>1）個專題組成，每個專題內(nèi)容均根據(jù)課程內(nèi)容要求設計且每個內(nèi)容都具有相關性，專題的組織與編寫由任課教師在網(wǎng)頁的編輯頁面中編輯提交，本階段是專題討論區(qū)的核心部分。

圖2專題討論區(qū)結(jié)構(gòu)圖

第二階段：是以學生為主體的教育理念設計的網(wǎng)頁結(jié)構(gòu)，學生點擊進入專題討論區(qū)的首頁面，以自己的觀點理解網(wǎng)頁中的n個專題，選取自己感興趣的專題進行歸納總結(jié)并在網(wǎng)頁上提交自己的觀點，形成m（m>1，m為參與專題討論的學生人數(shù)）個觀點，生成專題討論區(qū)的二級頁面。

第三階段：所有學生觀點提交完成后，關閉提交窗口，系統(tǒng)自動將學生觀點進行匯總整理，生成三級頁面，學生在三級頁面中對每個觀點進行投票，投票分為：支持、反對、中立。

最后一個階段：投票結(jié)束后，系統(tǒng)自動生成四級頁面，四級頁面能夠提供論文上傳功能，這個階段是將學生的討論內(nèi)容進行升華，并以學生提交論文的形式體現(xiàn)。這種方法不但能夠提高學生的工程文化的認知，同時加強了學生對工程文化的自我判斷能力。

3.2提升學生創(chuàng)新意識的頭腦風暴區(qū)

頭腦風暴區(qū)的設計理念是以問題情境為基礎開展問題研究，提高學生的創(chuàng)新意識。在問題情景中，強調(diào)學生是認知主體，是意義的主動建構(gòu)者。教師設計問題情境時，要使問題具有一定難度、需要學生結(jié)合課程內(nèi)容做出一定努力才能完成任務，使學生處于急切想要解決所面臨的疑難問題的心理困境中。學生要擺脫這種處境，就必須進行創(chuàng)造性的活動，運用以前未曾使用過的方法解決所遇到的問題。

下面舉例說明頭腦風暴區(qū)的設計理念，其結(jié)構(gòu)如圖3所示：埃及神話故事中會飛的魔毯曾經(jīng)引人無限遐想，那么教師可以在頭腦風暴區(qū)的首頁面中的素材區(qū)提供一個素材是會飛的魔毯，學生點擊該素材進入二級頁面;在二級頁面中提供給學生一些可選材料項，如毯子、空氣、繩子、火等，同時學生也可以自己組織添加或減少材料項，選取多個材料項后點擊確定，進入三級頁面;在三級頁面中通過學生的擴展性思維將看似不相關的要素進行重組，實現(xiàn)素材中的要求，搭建創(chuàng)新作品。學生解決此例問題的方法可能是多樣化的。例如，現(xiàn)實生活中雖然有毯子，但毯子不會飛，原因是由于地球引力，毯子具有重量，而毯子比空氣重。那么在什么條件下毯子可以飛翔？可以施加向上的力，或者讓毯子的重量小于空氣的重量，或者希望來自地球的重力不存在。如果分析一下毯子及其周圍的環(huán)境，會發(fā)現(xiàn)這樣一些可以利用的資源，如空氣中的中微子流、空氣流、地球磁場、地球重力場、陽光等，而毯子本身也包括其纖維材料、形狀、質(zhì)量等。那么利用這些資源可以找到一些讓毯子飛起來的辦法，比如毯子的纖維與中微子相互作用可使毯子飛翔，在毯子上安裝提供反向作用力的發(fā)動機，毯子在沒有來自地球重力的宇宙空間，毯子由于下面的壓力增加而懸在空中（氣墊毯），利用磁懸浮原理，或者毯子比空氣輕。學生可以用自己的方法將看似不可能的問題帶來一種現(xiàn)實的解決方案，這就是一種創(chuàng)新體驗。

圖3頭腦風暴區(qū)結(jié)構(gòu)圖

3.3利用交流互動區(qū)提高師生互動性通過交流互動區(qū)實現(xiàn)雙主體教育理念即在教學過程中，教師和學生都是主體，教師是教的主體，學生是學的主體，引入“學導互動”的教育理念，其結(jié)構(gòu)包括五個環(huán)節(jié)，如圖4所示。

圖4交流互動區(qū)結(jié)構(gòu)圖

第一環(huán)節(jié)：教師在課堂上布置給學生一些課后作業(yè)，這些課后作業(yè)必須在一定時間內(nèi)完成，如果學生在做作業(yè)的過程中遇到困惑可以登陸網(wǎng)絡平臺，點擊交流互動區(qū)進入該區(qū)的首頁面并提交問題，這里的主體是學生。

第二環(huán)節(jié)：教師選取學生問題點市確認進入二級頁面，在答復區(qū)中對問題進行歸類再分類并有針對性的進行答復，這里的主體是教師。

第三環(huán)節(jié)：學生選取教師答復點擊確認進入三級頁面，將答復進行分類并反問，環(huán)節(jié)主體是學生。

第四環(huán)節(jié)：以上環(huán)節(jié)都完成后，教師和學生可以進入四級頁面進行在線討論，這里的主體即包括教師也包括學生。

第五環(huán)節(jié)：教師在五級頁面對學生作業(yè)的完成情況進行歸納總結(jié)。

4結(jié)束語

引入現(xiàn)代信息技術(shù)是對工程教育課程的有益補充，同時也是對工程教育實踐環(huán)節(jié)的探索和拓展。基于交互式網(wǎng)絡平臺的實踐教學在一定程度上能夠彌補工程教育課程在實踐教學中的不足，通過教師在課堂上對學生的引導和鼓勵，使學生充分利用網(wǎng)絡實踐教學平臺提高實踐能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題的能力。另外，引導學生學會自主學習，自主利用網(wǎng)絡教學平臺，培養(yǎng)其自主學習的能力。隨著工程技術(shù)的日益復雜化，涉及的專業(yè)領域越來越多，在教學過程中還要鼓勵學生相互學習和協(xié)作，鼓勵跨學科、跨專業(yè)的共同實踐，培養(yǎng)其團隊協(xié)作能力。培養(yǎng)學生的工程文化素養(yǎng)，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，為我國培養(yǎng)更多高素質(zhì)的創(chuàng)新型應用人才，滿足國家經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

參考文獻

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[2] 程劭薇.淺析信息化時代的網(wǎng)絡教育[J].教育與職業(yè)，2014，（21）：165-166.

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[5] Li Fachun.Research on the Development and Application of Intelligent Network Teaching System [J].Intelligence Computation and Evolutionary Computation Advances in Intelligent Systems and Computing Volume，2013，180：881-885.

Research of Engineering Education curriculum reform based on in?teractive network platform

NING Shan，QU Fang，WANG Ting-ting，MA He-yao，LU Tong-gang

（Center of Engineering Training and Basis Experiment，Heilongjiang University of Science and Technology，

Harbin，Heilongjiang150027，China）

Abstract

With the deepening of the reform of higher education，the traditional classroom teaching mode has been difficult to

meet the university curriculum teaching goal.In this paper，it is the design of the course of engineering education curriculum reform base on the interactive network platform.And it introduces that is the traditional teaching mode combined with interactive network platform.The diversified teaching mode can be shared through the network teaching resources and enhance the cultural consciousness of students.And it can improve the students′ autonomous learning ability，innovation ability and the team cooperation ability.

Key words

interactive network platform;engineering education;curriculum reform