新工科背景下“線上-線下”混合教學(xué)框架設(shè)計(jì)與實(shí)踐

2018-11-19 10:59:04武婷婷唐加山

軟件導(dǎo)刊 2018年11期

武婷婷,唐加山

(南京郵電大學(xué) 理學(xué)院，江蘇南京 210023)

0 引言

自“復(fù)旦共識(shí)”與“天大行動(dòng)”以來(lái)，“新工科”作為工程教育的新理念、新模式已經(jīng)引起教育界的廣泛重視[1]。吳愛(ài)華等[2]主要考慮新經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)工程技術(shù)人才知識(shí)、能力和職業(yè)素質(zhì)的新要求，結(jié)合國(guó)際工程教育發(fā)展構(gòu)建了本土化模型。鐘登華[3]、林健[4]、汪福俊[5]、夏建國(guó)等[6]也從不同角度，就新工科建設(shè)提出了相應(yīng)的建設(shè)思路：在“新工科”理念下，工程教育教學(xué)改革的基點(diǎn)是課程體系重構(gòu)，關(guān)鍵是課程開(kāi)發(fā)，其中也包括課程教學(xué)方式方法探索。

大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放課程[7,8](Massive Open Online Courses,MOOC)作為一種新興的教育形式，使得世界各地的學(xué)習(xí)者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程，并且可以與老師及同學(xué)進(jìn)行討論和交流。2012年，斯坦福大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工大學(xué)相繼推出了e-Learning學(xué)習(xí)平臺(tái)：Udacity、Coursera 和 edX[9]。緊接著，亞洲地區(qū)也開(kāi)始聯(lián)合發(fā)展線上-線下課程，根據(jù)學(xué)生的不同偏好，為其提供更多可靈活選擇的課程以及更便捷的學(xué)習(xí)場(chǎng)景。從2012年起，我國(guó)使用在線課程人數(shù)漲幅為20%，人們必須充分思考e-Learning學(xué)習(xí)的未來(lái)發(fā)展方向，更好地滿足當(dāng)今學(xué)生的各種學(xué)習(xí)需求。

“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-操作 (Conceive - Design - Implement - Operate,CDIO )”一體化教學(xué)模式,打破了以授課為中心的課程限制，使得工科體系得以整合與重組[10]。同時(shí)，將專業(yè)實(shí)踐與主干課程、教學(xué)質(zhì)量評(píng)估相結(jié)合，突破了傳統(tǒng)的課堂、課后限制，注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。通過(guò)該教學(xué)體系的培養(yǎng)，學(xué)生畢業(yè)后在掌握相應(yīng)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也具有相應(yīng)的專業(yè)前瞻性等綜合素質(zhì)，這正是新工科培養(yǎng)的目標(biāo)所在。

綜上所述，新工科的強(qiáng)大應(yīng)用前景亟需與信息化教育手段相融合，此即為目前文獻(xiàn)中欠缺的部分。從教育者角度看，在線教育平臺(tái)的引入，給教育管理者帶來(lái)全方位機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要人們思考如何綜合利用現(xiàn)有技術(shù)支持以及空間平臺(tái)，設(shè)計(jì)主導(dǎo)課程，合理分配物理空間，構(gòu)建新工科背景下“線上線下”混合教學(xué)框架，將在線課程規(guī)范化[11,12]。針對(duì)新工科背景，本文提出一套基于CDIO的MOOC教學(xué)框架和教育體系，該體系呈多樣性，具有跨學(xué)科課程、綜合類課程、自主學(xué)習(xí)課程、綜合素質(zhì)類課程等特點(diǎn)。

1 教學(xué)框架設(shè)計(jì)

“新工科”建設(shè)，其實(shí)質(zhì)是要改革傳統(tǒng)的工科教育模式，基點(diǎn)是按照工程師職業(yè)要求對(duì)傳統(tǒng)的學(xué)科導(dǎo)向課程進(jìn)行重新架構(gòu)，形成滿足當(dāng)前和未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求、面向未來(lái)新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“新工科”課程體系與新型教學(xué)框架。

基于翻轉(zhuǎn)課堂的MOOC教學(xué)體系，改變以往傳統(tǒng)的教師傳授模式，教師不再占用課堂時(shí)間講授信息，而是學(xué)生在課前通過(guò)e-Learning學(xué)習(xí)平臺(tái)完成自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，在互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)終端技術(shù)蓬勃發(fā)展的支持下，在線學(xué)習(xí)可以大范圍普及。本文結(jié)合e-Learning與CDIO課程框架體系，兩者相互促進(jìn)，在課程設(shè)計(jì)中發(fā)揮學(xué)生的積極作用。

1.1 模型建立

“新工科”背景下課程開(kāi)發(fā)不是傳統(tǒng)工科課程的簡(jiǎn)單調(diào)整或擴(kuò)容，而是遵循應(yīng)用型人才應(yīng)具備的知識(shí)、能力、素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)適應(yīng)“新工科” 教育特質(zhì)。基于翻轉(zhuǎn)教室的“線上線下”混合教學(xué)框架分為3個(gè)模塊：課前模塊、課堂模塊、課后模塊[13,14]。

(1)課前模塊。顧名思義，該模塊是指學(xué)生在課前階段，在線利用MOOC平臺(tái)對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)習(xí)。通常，MOOC在線課程由來(lái)自不同高校的教師主講，課程內(nèi)容經(jīng)過(guò)精心制作，是統(tǒng)一培養(yǎng)目標(biāo)的多課程組合。一方面，學(xué)生可以從不同視角學(xué)習(xí)專業(yè)課程的發(fā)展歷史、核心知識(shí)點(diǎn)以及未來(lái)應(yīng)用等多方面內(nèi)容，還可以在線與老師、不同高校的同學(xué)進(jìn)行討論。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)提問(wèn)和討論等環(huán)節(jié)，可以有效防止學(xué)生因?yàn)閷I(yè)課抽象與復(fù)雜而產(chǎn)生畏難心理。另一方面，在課前階段，學(xué)生通過(guò)MOOC平臺(tái)，有充分時(shí)間進(jìn)行大量專業(yè)訓(xùn)練。與此同時(shí)，教師也可以“在線”掌握學(xué)生的課前學(xué)習(xí)與訓(xùn)練狀態(tài)，以便調(diào)整下一個(gè)階段的教學(xué)方案。

圖1 “新工科”背景下e-Learning-CDIO框架體系

(2)課堂模塊。該模塊是知識(shí)內(nèi)化的過(guò)程，是通過(guò)知識(shí)梳理和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等教學(xué)手段提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的綜合教學(xué)模式。在“新工科”背景下，該環(huán)節(jié)以翻轉(zhuǎn)教室為主要教學(xué)手段，同時(shí)各專業(yè)課程之間相互整合。從具體形式上看，可以對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行交叉學(xué)習(xí)，對(duì)不同課程的相同方向進(jìn)行統(tǒng)一訓(xùn)練。以軟件工程專業(yè)為例，將項(xiàng)目程序、人員、質(zhì)量管理放在“軟件工程管理課程”中培養(yǎng)；將項(xiàng)目分析與設(shè)計(jì)放在“軟件工程綜合發(fā)展和訓(xùn)練課程”中培養(yǎng)；將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)放在“軟件工程Web工程發(fā)展課程”中訓(xùn)練和培養(yǎng)；將移動(dòng)終端技術(shù)放在“終端技術(shù)課程”中培養(yǎng)。不同方向的培養(yǎng)最終完成軟件工程專業(yè)的整體培養(yǎng)目標(biāo)。

(3)課后模塊。該模塊是一個(gè)專業(yè)擴(kuò)展和應(yīng)用的模塊。學(xué)生通過(guò)專業(yè)研究和學(xué)習(xí)對(duì)前兩個(gè)模塊專業(yè)知識(shí)與技能已經(jīng)基本掌握。在該階段，學(xué)生將繼續(xù)通過(guò)MOOC平臺(tái)參加專業(yè)研討。“新工科”背景下，專業(yè)擴(kuò)展的主要思想是利用評(píng)分、評(píng)論和應(yīng)用的整體現(xiàn)代化教育框架，在MOOC綜合教育平臺(tái)下，結(jié)合應(yīng)用實(shí)體，進(jìn)行專業(yè)知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)的再次整合，凸顯“新工科”特色。

2 教學(xué)體系評(píng)價(jià)

針對(duì)“線上-線下”教學(xué)框架，本文建立一個(gè)適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)體系[15,16]。在具體開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，要注重以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：一是要圍繞 “新工科” 理念，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，通過(guò)分解人才培養(yǎng)目標(biāo)，架構(gòu)能力素質(zhì)結(jié)構(gòu)圖，并按照結(jié)構(gòu)圖建立課程體系拓?fù)鋱D；二是要根據(jù)課程體系拓?fù)鋱D，系統(tǒng)分析和架構(gòu)所需要開(kāi)發(fā)的e-Learning課程，選擇符合實(shí)際的課程形式以及相應(yīng)的教學(xué)模式; 三是要注重課程與原有課程之間的前后承啟與內(nèi)在邏輯關(guān)系。

首先，MOOC平臺(tái)的教學(xué)方式始終以學(xué)生為中心，目的是為了引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度轉(zhuǎn)向積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，確保學(xué)生是學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的中心，教師起到輔助作用,從而解決教與學(xué)之間的錯(cuò)位問(wèn)題。

其次，基于 MOOC 的翻轉(zhuǎn)課堂,學(xué)生得到更多的專業(yè)實(shí)踐，從而推動(dòng)理論向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化,不僅提高了學(xué)生的專業(yè)技能,同時(shí)也加深了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的真正理解,從而解決學(xué)習(xí)與應(yīng)用之間的錯(cuò)位問(wèn)題。

第三，部分專業(yè)課程實(shí)行分級(jí)綜合教學(xué)模式，即許多課程完成一個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)的不同部分,使每門子課程扮演自己的角色。與此同時(shí)，每個(gè)子課程又是獨(dú)立的,該體系的“獨(dú)立-統(tǒng)一”模式解決了課程之間的錯(cuò)位和斷檔問(wèn)題。

最后，學(xué)生在課前學(xué)習(xí)、課中訓(xùn)練,參加MOOC平臺(tái)的課后交流與研討,合理利用“課前-課堂-課后”3個(gè)環(huán)節(jié)，有機(jī)結(jié)合成“線上-線下”教學(xué)整體，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)學(xué)習(xí)教育與素質(zhì)培養(yǎng)的“新工科”培養(yǎng)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

“新工科”與傳統(tǒng)工科的區(qū)別主要體現(xiàn)在對(duì)“新”的理解上。“新”就是構(gòu)建“面向當(dāng)前急需和未來(lái)發(fā)展”的高等工程教育“新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系”。近年來(lái)，在線課程在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展，今后單一地使用傳統(tǒng)教學(xué)方式將不是一個(gè)明智的選擇。“新工科”課程開(kāi)發(fā)的主旨是圍繞現(xiàn)代工程對(duì)人才知識(shí)、能力和素質(zhì)要求，通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論課程，強(qiáng)調(diào)文、理、工科課程的相互滲透，增設(shè)實(shí)踐性、綜合性、選修性課程，以逐步完善滿足“新工科”要求的課程體系。