新工科背景下電子信息類課程線上線下混合教學研究

李桂梅 譚平 覃業梅

摘要：針對“新工科”要求，研究了線上線下混合教學模式的課程體系、教學資源建設，探討了靈活多樣的線上線下混合教學模式的教學方法，具有多維性和全程性的線上線下混合教學的教學評價體系。通過實施研究使試點專業和相關課程的教學質量有明顯好轉，學生的綜合素養和創新思維有了明顯提高，各類競賽獲獎表現突出，考研、就業競爭力具有明顯優勢。

關鍵詞：新工科;線上線下;混合教學

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）10-0134-03

為了積極應對世界第四次工業革命，自2017年以來，推動新工科建設是教育部工作重點，先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”[1-2]。創新是一個國家興旺發達的不竭動力，我國經濟上的發展依靠“創新驅動”，這個新的引擎正進入新階段。國家急需培育高層次工程應用型人才，實現產業結構的轉型升級;同時加快發展“互聯網+”，全力推動供給側結構性改革，對高等工科教育創新型專業人才培育提出了更高要求[3]。因此，工程應用型人才的培養遭遇了新的挑戰，作為朝陽產業的電子信息類專業，如何改革發展以適應時代發展的要求，面對新時代國家對工科人才的新要求，如何培養出符合“新工科”建設要求的人才，成為各高校研究和探索的焦點。針對這一問題，湖南工商大學電子信息類專業針對線上線下混合教學研究提高學生綜合素質和創新能力進行了卓有成效的研究。

1 傳統教學模式存在的問題

目前，大多數高校培養的工科技術人才與經濟發展對人才的需求有一定的差距，對于電子信息類專業，國內絕大多數大學對學生創新能力的培養模式沒有太大差異，主要還是對基礎課、專業課的授課，這些專業課程的開設在一定程度能滿足國家和企業對電子信息類專業人才的要求。但是，由于部分高校的教學知識面受到約束，各學科之間的交叉性不太強;特別我們這些商科普通本科院校，師資和實驗條件都非常有限，在教學方式的運用上，大多以線下一堂課灌輸式教學模式為主，少量的線上教學不過是日常課堂教學的翻版，依然是教師個人的工具，學生的學習興趣不強;其次在教學過程中幾乎很難結合現階段工程實踐的實際問題進行操作，許多學生的專業知識與實踐活動嚴重脫節，導致其在工作中處于劣勢，從而可能被淘汰。高等學校的辦學模式不能僅僅只是停留在過去的短視化，應該有更加長遠新工科意識和格局[4-5]。在高校原有的課程體系、實踐平臺建設的基礎上，利用互聯網發展帶來的便利，試圖探索、改革以及發展之前嘗試過但是效果不佳的線上教學模式，從而發展在新工科背景下獨有的線上線下混合教學模式，以適應時代發展的要求。

2 線上線下混合教學模式的優勢

線上線下混合教學模式是在現存的線下課堂教育教學模式基礎上，執行“以學生為中心”的方法，通過老師的引導和監督的在線視頻學習的教學方式，提供學生自主學習的平臺，提高學生的學習主觀能動性和學習興趣。基于中國大學MOOC或SPOC的在線教學，將傳統教學模式中“任課教師課堂上講授新知識，滿堂灌，學生在課后被動消化吸收”，轉變為“學生上課前通過網絡視頻在線預習新知識，課堂中通過教師組織答疑解惑、學生相互討論交流完成練習與實踐，以加強對知識的理解吸收” [6-7]。通過線上多種多樣學習資源激發學生自主學習和不斷創新的潛能。

通過互聯網在線上將需要學習的知識提到課前，學生能夠充分利用線上國內外大學優質的教學資源、企業的創新實踐資源，通過觀看視頻自主學習，發現并整理出相關的疑難問題[8];線下通過傳統的課堂，教師針對課程需要掌握的重點、疑難問題給學生進行詳細地講解或實物展示，通過與學生互動討論，深化學生自學的理論知識;在課堂后，學生還能通過線上視頻的學習進行復習并作為實踐的指導。這種線上線下混合的教學模式，由傳統被動地“聽”變成主動地“學”和“講”，把學習的自主權和決定權還給學生，學生變成了學習的主導者，不僅讓學生充分體會到學習自由，而且也不斷激發學生的學習興趣，提高其自主學習的能力。廣大教師則由知識的講授者轉變為學習活動的組織者和指導者，不斷進行教學方法研究和教學內容的更新、及時跟蹤前沿技術、關注每一個學生的學習情況，保證教學高效有序地進行[9-10]。

3 線上線下混合教學研究與探索

3.1 樹立“新工科”理念

2017年教育部發布的《關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，將“新工科”的主要特征總結為5個“新”，即工程教育的新理念、學科專業的新結構、人才培養的新模式、教育教學的新質量、分類發展的新體系。“新工科”的基本特征是“新”和“工科”。 “新工科”至少應具備“新的理念”“新的模式”和“新的技術”三個特征。“新的理念”指在“新工科”教育中全面貫徹落實工程教育的理念，培養大學生解決具體工程實際問題的技術能力，培養學生的人文關懷精神和創新創業精神，具備應對未來變化的能力。“新的模式”指構建“新工科”課程教學體系和實踐教學體系，使二者相輔相成，培養和提升學生的實踐動手能力，以適應當今時代對工科人才的新要求。“新工科”提出的新要求，要求人才培養結構多元化，具備創新能力，能夠分析和解決實際問題。“新的技術”指結合大數據、“互聯網+”、人工智能、區塊鏈等技術，培養學科深度融合的“新工科”人才[11-12]。“新工科”人才培養要在繼承“老”工科優秀培養模式的同時注重創新，注重學科交叉和產教融合，高校、政府、行業和企業多方協同育人，探索人才培養的新途徑。

3.2 研究并建立線上線下混合教學模式的課程體系

課程改革要充分體現出國家和社會對人才的新要求，順應時代發展趨勢，深入剖析現有的課程設置中存在的問題和缺陷，系統地打造出滿足新時代產業需求、緊跟新的技術發展方向、適合不同學生實際的新課程體系[13]。對于課程的設置需要進行綜合考慮，線下課堂教學將原有的教學體系進行梳理，關注要點、突出綜合、創新實驗，同時教師上課與學生的互動環節也應該有所加強。線上視頻課設置本專業知識的純理論課、對于考研升學學生的考試課程、與產業需求密切的校外導師課程以及本專業綜合實踐或者實驗課程，學生對課程有興趣，能夠激發他們的學習動能，對于面向就業的課程內容盡量與電子信息技術發展狀況的緊密結合，在學習時間的安排上，應具有更大的自由度、較大的機動性。“線上線下”有機融合、有機統一能有效地幫助學生們踏平學習障礙掃除知識盲區，極大地提高教育教學成效[14]。

3.3 線上教學資源和線下教學資源建設

在“互聯網+”背景下，線上教學平臺多、教學資源豐富，要做好廣泛調研，通過查閱了近5～6個平臺，20多門在線課程的建設，根據本校電子信息工程專業特色深入分析，選擇合適的平臺。通過選擇國內一些985大學的《模擬電子技術》《數字電子技術》《信號與系統》《通信原理》《單片機原理與應用》等MOOC資源，采用異步SPOC建設自己學校常規的教學資源，如課程的教學要求、特點，每章的教學要求、重點難點、思政內容、教學設計、評價考核、教材內容，各節教學課件、習題作業、教學錄像、新技術演示，由于電子信息技術飛速發展，新技術、新產品、新平臺層出不窮，而學校由于經費和條件受限，借助線上名校資源、相關電子企業資源素材，拓展了考研、競賽等資源，除此之外，還研發了虛擬實驗平臺。線下資源建設首先要做好師資隊伍建設，高校教師一般理論知識扎實，但工程實踐欠缺，建議教師要利用50%的時間去企業實踐，把企業需求和教學緊密結合，其次要做好課程思政建設，大學生活時期正是成長高峰期，也是人生觀、價值觀、世界觀形成時期，從健全角度幫助廣大青年學子形成良好的人生觀、價值觀、世界觀，通過深入挖掘專業知識蘊藏的思政內容，培養學生的科學思維和創新習慣，切實提高工科人才的培育質量[15]。研究典型教學案例、綜合創新實驗、實際工程問題解決等利用課堂教學主渠道，培養并激發學生創新思維與能力，讓師生互動和合作更順利。

3.4 探討靈活、多樣的線上線下混合教學模式的教學方法

探討改變了傳統的線下課程教學由主講教師單向知識傳授的“一言堂”課程教學，盡可能增加與學生的互動，同時設置線上課程教學的課程內容，把握線上線下混合的教學組織形式，使學生真正成為自主學習的能人。挖掘學生對專業課程學習的興趣，興趣是最好的老師，有了興趣，專業學得也更扎實。通過教師指導，班級學生自由組合團隊，從線上課程中選擇適當的內容，按教學進度安排合適的時間進行小組自主學習，經過小組研討，整合每個同學的報告材料和演講材料，定期組織各小組進行交流探討，交流的內容包括專業課、實驗課的學習、對于本行業的了解、發展熱點、技術瓶頸以及現階段面臨的困境、未來規劃等問題。同時，還可以邀請其他學校的專家、企業的技術人員參與實踐或者就業課程，可以是線下的專題研討課，也可以是線上視頻課程錄制形式。運用多種多樣的教學方式，全面培養并激發學生的自主學習能力、協同合作能力、口頭表達和瞬時應變的能力、查找問題和解決問題的能力等，切實增強學生的綜合素質和創新精神[16]。

3.5 具有多維性和全程性的、線上線下混合教學的教學評價體系

將傳統的一張考試卷判定最終成績的考試形式，革新為對學生的知識和能力進行更全面、多視角評價的形式，側重學生對學習方法的把握和綜合能力的增強，而不只是獲取知識的多少[17]。線上線下混合教學模式的課程對學生成績的評價可以通過學生的自我評價、學習小組評價、同學相互評價和指導教師綜合評價等多維度的評價方式[18]，同時結合學生的線上學習內容、線上學習進度、線上思考題回答、線下課堂學習情況、卷面考試成績、學術研究論文產出、競賽成績、綜合設計等綜合考查學生自主學習的情況、履行團隊職責情況、團隊協作情況、課堂中的表現和知識融會貫通情況、文字與口頭表達情況等。

4 線上線下混合教學實施效果

通過線上線下混合教學的本科專業基礎課程教學與人才的培養模式研究，有效地挖掘了學生的自主學習能力，激發了學生們的協同合作能力，提高了學生的綜合素質和創新能力。在2020年湖南省主辦的電子設計大賽中，榮獲一等獎2項、二等獎1項、三等獎1項。2020年中國人工智能學會主辦的第22屆中國機器人及人工智能大賽中，榮獲全國一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項。在2021年第十二屆“藍橋杯”全國軟件和信息技術專業人才大賽，共獲得全國總決賽嵌入式設計與開發大學組二等獎1項、湖南省一等獎1項，二等獎2項，三等獎1項。考研率達22.5%，就業率達98%。通過實施研究使試點專業和相關課程的教學質量得到了顯著提高，使學生的綜合素質和創新能力有了更加突出的表現，在考研、就業等方面競爭力有明顯優勢。研究實施范圍從電子信息工程專業逐漸推廣到其他信息類專業，受益學生將從一個專業擴展到整個學院2000多名學生。

5 結束語

研究“新工科”背景下電子信息類課程線上線下混合教學模式，優化傳統的線下課堂教學加線上平臺學習的方式，激發了學生對所學專業課程的學習興趣，提高了自主學習的能力，讓學生成為學習的能人，變“要我學”為“我要學”，提高了學生綜合素質和工程創新能力，從而保障了卓越人才培養目標的實現，使高校培養的人才滿足社會發展需求。

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【通聯編輯：唐一東】

收稿日期：2021-12-15

基金項目：湖南省普通高校教學改革研究項目“新工科背景下電子信息類課程線上線下混合教學研究”（湘教通〔2020〕232 號，項目編號：HNJG-2020-0618） ;湖南省普通高校教學改革研究項目“新工科背景下《信號與系統》課程建設路徑研究與實踐”（湘教通〔2020〕232 號，項目編號：HNJG-2020-0630） ;湖南省普通高校教學改革研究項目（湘教通〔2019〕291 號）

作者簡介：李桂梅 （1965—） ，女，湖南漣源人，碩士，教授，研究方向為智能信息處理;譚平（1982—） ，男，湖南漣源人，博士，副教授，研究方向為人工智能;覃業梅（1979—） ，女，湖南安鄉人，博士，副教授，研究方向為智能算法。