理工融合視域下數理專業混合式教學體系構建與創新

崔麗玲 何 軍 張 丹 肖 金

（湖南工業大學 湖南·株洲 412000）

隨著互聯網信息技術的快速發展，基于線上與線下融合的混合式教學模式在全球迅速興起。“新時代高教40條”中明確提出積極推廣混合式教學，構建線上線下相結合的教學模式，這為推行混合教學模式提供了政策保障。教學實踐者們開始嘗試采用混合教學模式，諸如對數理課程構建“在線學習+課堂討論+實踐環節”的“互聯網+教學”的混合教育模式，提出了“以能力培養為主的教學、知識傳授型教學、以提高素養為主的教學”等三種教學定位；設計了大班教學的線上線下混合教學方案，并且采用思維導圖引導學生對所學知識進行歸納總結，有效鍛煉了學生自主學習、科學探索、團隊協作等多方面的能力；借力智慧校園，利用數據挖掘技術獲取在線教學數據與課堂教學數據，采用相關分析、因子分析與聚類分析方法對學生的學習效果進行形成性評價，為教師實施個性教育與精準教學干預提供了一種有效思路等。

數理專業混合式教學體系的構建與創新，一方面對于數理專業來說具有推動教學模式的改革，完善人才培養體系的理論指導意義，另一方面對于其他專業在構建和改革人才培養模式時，具有理論借鑒和參考意義。

1 滲透理工融合理念，圍繞優化教學體系、重構教學環節為主要目標

貫徹“理工融合”理念，重構教學環節，精心設計教學內容需要從“金課”標準與融入課程思政兩方面進行考慮。將數理專業教學內容與工程教育和學生專業需求相結合，培養學生運用數理規律分析、解決實際問題的綜合能力。在教學內容的設計中，深入挖掘典型問題的潛在功能，設計探索型、開放型和研究型題目，拔高課程難度，滲透教學思維方法，拓展學生的數理思維。數理課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，對學生進行價值塑造和課程思政教育。數理課程教學內容優化體系如圖1所示。

圖1：數理課程優化體系

2 構建基于在線課程的混合式教學模式，優化教學體系

理工融合，最原始最本質的概念源于基礎科學與工程技術的緊密結合與有機交融。理學與工學相互區別，又相互關聯，不能簡單將其二者隨意割裂開來。理工互動、理工融合成為新工科教育改革的新探索。混合式教學模式中大力倡導基于在線課程并且采用適當的數字化教學工具、與線下面授有機結合的線上線下混合式教學，著力打造在線課程與線下課堂教學相融合的混合式教學，以提升人才培養質量。預計未來十年，混合式教學模式將是主要教改形式。

本研究旨在從數理專業教學環節和教學效果等核心層面，引入“理工融合”教育理念，優化教學體系，采用線上慕課與線下教學有機融合的混合式教學，最大化發揮數字化教學與傳統教學兩種模式的優勢，建立跨界、創新人才培養的基礎課教學新模式。

（1）以“金課”評價標準和課程思政建設為出發點，滲透“理工融合”教育理念，優化教學體系；（2）建立智慧教學模式——線上慕課、線下面授的混合式教學模式，構建“二維一體化”教學環節，以點帶面，形成閉環效應；（3）注重學習過程考核與監督，形成多元化、多維度的評價體系。

具體實現如圖2所示。

圖2：混合式教學具體實現過程

混合式教學具體實現過程須結合線上、線下教學模式，將教學內容與工程教育以及專業發展需求緊密貼合，按照不同層次、不同專業將理工融合理念貫穿教學全過程，以問題和任務引導學生的全部學習過程；并采取切實有效的方法將線上學習與線下面授有機融合，促進教學模式從關注教轉變為關注學；同時要在教學過程中，探索、建立適應校情、院情、學情的多元化、多維度綜合評價體系。

3 改進教學手段，構建新型混合式教學模式

本研究以學生為主體，強調學生主動參與。在線上課程里開辟交流互動區，線下課程創建有班級學習交流QQ群，并積極籌建學生微課大賽平臺，再加課堂交流，這樣可以保證不同個體及群體間多維互動。

線上教育橫向拓展：將數理課程教學內容進行知識點的細化與分割，制作在線微課。構建數理課程線上慕課資源庫，為后續教學模式改革提供基礎支撐。

線下翻轉縱向深入：線上資源知識點彼此獨立，知識體系的系統性與完整性依賴于線下教學縱向連接。

線上與線下教學策略的有效整合：以線上效果為契機與引子，與線下溝通進行完美無縫銜接。

推行線上評價與線下評價相結合的多元化評價方式：線上線下有機融合的教學模式迫切需要構建線上網絡評價與線下課堂評價相結合的多元評價體系。

實施考試與考核相融合的多維度評定機制：包含階段性考核和過程性考核，延伸時間維度，換取空間維度，真正實現有效評價。

4 結束語

在新工科背景下，對“數理支撐”“理工融合”“混合式教學理論”“多學科交叉滲透”和“復合人才培養”等方面的研究剛剛起步，我們把這方面理論應用于數理專業人才培養研究之中，屬于比較超前的研究。混合是教學體系構建與創新，重點在課程，課程實施遵循“傳統與在線并聯，課前與課后串通”的原則，這樣在體現學生主體的前提下，更方便學科知識與課堂結構的化整為零、串零為整。同時，開發集設計、發布、應用、管理、點播、交流、研討、共享等功能于一體的多媒體課件和網絡教學平臺，顯得尤為重要。