高等教育信息化教學促教師專業發展
——以《材料表面工程》課程為例

李慧珺，王丁，楊光智，李生娟

（上海理工大學 材料與化學學院，上海）

一 引言

2020年初，新冠肺炎疫情肆虐，促使一場全球范圍內的信息技術支撐式教學模式革命的發生。自媒體、泛媒體、慕課等線上學習平臺的發展使得學生隨時隨地學習變成了現實，智能助教等服務甚至可為學生提供24小時在線答疑輔導[1]。AI、5G等技術革新在為高等教育智慧化發展提供創新活力的同時，也帶來了不少新的挑戰。比如，教師及學生如何適應新教學場景中的教－學關系變化？提升教師在技術時代的信息能力，也成為培養教師類人才的重要時代課題。信息素養已然成為未來教師培養繞不過的時代素養。

在信息技術發展的不同階段，教育信息化具有不同特征。在大數據、人工智能等新興信息技術的推動下，“互聯網+”“人工智能+”教育則成為本輪智能時代信息化教育的新特征。教育信息化對教師角色、素養和能力均提出了新要求，我們需要推動培養對象在踐行“四有”好老師過程中主動適應新信息技術變革，提高自身的信息素質及專業化教學能力，在具有較高信息素養技能和扎實學科專業知識的同時，不斷更新教育觀念。學校層面，在大力推進信息技術與教育深度融合的前提下，也需循序漸進組織建設并整合數字化本科、研究生教育教師的資源，推進數字化資源的全面深度應用，進一步推動翻轉課堂、混合課堂等教學方式改革，培養教師將信息技術應用于學科教學的能力以及信息技術與學科教學的深度融合能力。

二 高等教育信息化教學

高等院校是當今社會發展中培養人才的重要陣地。智能時代對多領域交叉人才、創新人才、尖端人才等的需求，以及智能技術對教與學方式的變革影響，都要求高等教育必須提煉出新的教育理念和教學模式以培養智能時代的新人才。

信息技術與教師教育的深度融合是信息時代背景下教育模式的顯著特征和必然趨勢。信息化教學實踐中必將產生信息化了的教學理論，而信息化教學理論反過來又能夠指導信息化的教學實踐。經過信息化教學模式——信息化教學策略——信息化教學方法等一系列具體過程，教學模式得以進一步更新和完善。在該過程中，應注意以下兩個前提：

1. 師生角色須轉變。傳統線下教學過程中，全教學過程包括課堂傳授、課堂實踐、課后作業論文指導批復等等。教師們承擔了知識技能“傳授者”的角色，學生們承擔了知識技能“被動接收者”的角色。在信息化時代，兩者的角色屬性均有所變化，因為高等院校的教師和學生均擁有了觸手可及的人機協作環境以及相關的信息操作能力，教師們的信息素養也相比90年代、00年代有了顯著提高。師生之間可以充分利用人工智能顯著提高工作效率的優勢，進而進行更加開放或更具有探索性的交流討論互動。對教齡較久的教師們來說，角色轉變不僅意味著教學習慣和思維觀念的轉變，也會帶來知識結構的變化。為了適應信息化教學，高等院校的教師個體必須學會借助人工智能來實踐課程教學，否則將會被能夠使用人工智能教學手段的教師群體們所取代。當然，教師須思考哪些教學工作是人工智能可以做的，哪些是教師個人要發揮完成的，這樣才能證明個體教學價值的無可替代性；對學生來說，角色轉變主要意味著學習觀念和學習方式轉變。學生們要能夠在教師指導和人工智能的協助下，以人機協作的智能方式，實現個性化和選擇性的發展[2]。

2. 課程評價方式須改變。人才培養評價體系全面、科學且有效，才能夠為人才培養的質量評估提供有力保障及持續監督。傳統課程一般會采用“宏觀群體”“單一評價”等評價手段方式，但就智能時代而言，這些傳統方式必須有所轉變，以適應信息化教學過程中人才培養觀念和教學模式的變化。信息化時代中，社會及學校對學生培養及期待將更加注重個體獨特性的發展及全方位素質的提升，且智能化、個性化、開放性的信息化教學方式本身也會促使學生們在學習過程中會不自覺融入更多的個性化元素，傳統“一刀切”評價方式難以兼顧甚至會遏制大學生個性化發展訴求，掐斷創新苗頭。值得注意的是，信息化時代的學生們更傾向在教師及人工智能手段的雙重協助下，能夠自主、自由、隨時隨地獲取知識，因此如若采用傳統的“經驗主義”對其學習效果做出評價，比如，出勤率等，并不能對大學生學習過程數據及效果達成有效、正確的動態追蹤和評估。

三 《材料表面工程》信息化教學改革建議

《材料表面工程》是材料科學與工程類的專業選修課。課程較為全面系統地介紹了材料表面工程的基本概念、基本理論與常用應用技術。材料表面工程技術通過對產品或材料表面涂敷改性，賦予了材料表面諸多特殊功能。此外，課程重點突出了材料表面工程技術在加快新材料研究開發、工程化應用方面的重要意義，及在先進制造、軌道交通、新能源、紡織輕工、生物醫學、石油化工、鋼鐵冶金、交通運輸等各行業中發揮出的重要作用。該課程具有“綜合、復合、交叉、系統”等特色，需注重知識在復雜工程問題中的靈活應用。針對此課程覆蓋面較寬、知識點分散等問題，基于教育信息時代對于教師素養能力的新要求，提倡采用虛擬教學平臺及智慧教室多渠道信息化輔助教學手段，培養教師將信息技術應用于學科教學的能力。基于此，針對該類課程的信息化教學具體實踐思路可分解為：

1.信息化教學能力培訓。培訓是提升教師教學能力及素養的重要和有效途徑之一。教師及校方均可通過整合線上、線下資源，積極探索各類國家級、市級及校級的培訓項目與教師培養的融合銜接，采取研修、培訓、觀摩、實踐、互動等多途徑相結合模式，促進教師團隊智能信息素養能力的提升。具體比如，參加各類培訓項目認識了解信息化教學的核心內涵和實現手段，學習觀摩優秀教學案例和專家講解視頻，并在日常實踐中有意識結合信息手段來綜合提升自己的信息能力和素養，從而形成本專業課程的教學理念。此外，各級別教學能力比賽也為教師團體教學能力展示提供了舞臺，在比賽過程中，使用信息化手段進行課程教學可列為考查教師教學能力的一個重要指標。教師們在能力展示過程中，也將發現自身教學優勢，并發掘如何利用信息化手段最大程度地發揮出來。在各類培訓比賽過程中，教師應當注重吸納各方經驗，積極提升自身的信息化教學水平，發現不足，查缺補漏，改進提升[3]。

2.教學內容和方式改革。教師在教學過程中，要學會利用先進信息化手段，將信息化教學理念融入課程中，進而更有效落實信息化教學目標，推動信息化教學改革及課程建設發展。教師們可以結合自身課程特色，凝練出具有專業教學特色的信息化教學方案。比如，主動探索并適應慕課等平臺上提供的一些學生學習全過程記錄分析工具，打造課程專屬的智慧教學系統，實現課程全過程實時監測，老師的課程過程包括課前的備課動作、課中的教學過程、課后的反思總結，學生的課程過程則包括課前預習、課中學習及課后復習。如此，全方位采集分析數據，最終促進智能教學模式的快速發展與持續進步。采用智慧教室進行多媒體及小班化討論式教學，有效調動學生的學習熱情和專注力，提升理論課學習效果。針對材料學院特有的團隊包干制、學士導師全覆蓋和創新課題豐富等優勢，采用課程前期分組方式，把材料表面工程技術有效融入創新課題內，使學生能夠做到自主學習，并能持續性學以致用，針對工藝設備受限的問題，采用虛擬教學平臺輔助實驗教學，增加同學對儀器構造及原理的深入理解。

3.學校端給予更多技術支持。高校如火如荼地建設智慧課堂，也確保信息化教學改革獲得了更多技術支持。智慧教室一般會有多個觸控顯示屏環繞內墻四周，確保教師在教學過程中根據課程需要、學生座位，隨時切換，或多屏幕切換顯示內容，進而提高學生在課程中的參與度，并給予展示更多教學資源。比如，在使用多屏同步顯示教學內容時，無論學生是正面坐，還是圍坐討論，都可以方便且近距離觀看教學內容，更不拘束，教學氛圍也將更加活潑。此外，多屏分別顯示不同內容時，可優化知識傳遞方式，將多個前后關聯有邏輯關系的教學內容在不同屏幕上同時展示，能讓學生對專業知識的學習感受變得更形象直觀且有邏輯，學生經多資源比較中，也能快速聯系、理解，進而構建自己的知識框架體系。智慧課堂的使用一方面可以豐富教學手段增加學生對課程的學習興趣，另一方面可以把抽象的概念和描述具體化和形象化，對其充分利用將有助于教學質量的大幅度提升[4]。

四 結語

互聯網下的《材料表面工程》教學還處于探索、實踐、優化階段。“以實踐能力養成和社會主義核心價值觀為核心，培養創新性人才” 是《材料表面工程》課程教學改革的終極目標。本課程的教改手段將結合多種方式，綜合提升教師核心素養能力，幫助完善智能化時代高等院校教師的培養機制，重點鍛造信息化教學方法。

青年教師應以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，強化課堂教學中的問題導向，利用先進的信息化教學模式，結合傳統教學理念和方法，協同提高學生的課程參與度。青年教師們要堅持知識傳授與價值引領相結合，培養學生獨立思考的能力和習慣，磨礪堅強的意志、勇于擔當的責任意識；對于工科類型的青年教師們，在教學過程中要始終貫徹提升學生工程應用能力和創新意識這樣的理念，善于結合自身的背景和專業優勢，多角度多維度創新教學的載體和模式，多分析國家級優秀精品課程的內容設置、知識梳理方法、信息化教學途徑，多吸納國內外優秀名師大家的授課方法，同時要學會反思，多思考結合學生們的反饋，也要不斷優化整合網絡信息資源能力，最終提升信息化教學能力。當然，還需勇于破除傳統教學思維模式，在不斷加強信息化教學能力的基礎上，充分挖掘課程蘊涵的育人元素，引導學生建立正確的思維模式、批判性的思維方式以及明辨是非的能力，摸索出一條適合新時代中國高校網絡教學的發展道路，也讓“新工科”人才培養所提倡的產學研協同育人落到實處。