互動式教學在高職院校工程教育中的應用探究

□李瑩 閆廣芬

當前，人工智能技術正推動社會形態邁向全新時代，“技術—產業—經濟—社會”發展鏈條的調整對新時代工程創新人才培養提出了新要求。在科技競爭和學科交叉融合趨勢的驅動下，以信息技術和高端制造業為代表的新興產業發展對兼具創新和工程實踐能力的工程人才提出了迫切需求。工程教育在高職院校以工程技術類專業為代表的專業領域也得到了廣泛發展，但與本科高校相比，高職院校工程教育理念、工程教育人才培養模式、教育教學改革等方面還存在一定差距[1]。因此，高職院校要基于新一輪工業革命變革的要求明確工程人才的培養目標，引入多樣化的教學方法，不斷地進行教學模式的創新，培養大批量的專門工程技術人才，以滿足社會的發展需求。互動式教學方法對于培養學生創新能力有重要的優勢與作用，在實際教學過程中，結合互動式教學的優勢不斷地進行課堂環境和教學內容優化，以此來進一步滿足工程教育的需求，為工程教育的高質量發展提供有效保障[2]。

一、高職院校工程教育互動教學的相關理論概況

（一）高等工程教育

工程教育作為高等教育的重要分支之一，其結合了現代化的生產技術、實踐工程技術、科學理論以及自然學科知識等，是基于現代化社會需求和學生發展需求而開展的基本技能訓練和理工科理論知識教學的學科，通過工程教育的系統化、全面化實施，打造具有基本素質和專業技能的現代化的工程師。也有學者表示，工程教育是基于現代科學技術發展，為了進一步滿足現代化社會生產服務的需求，而進行相關工程技術人才培養的教育范式，即能夠有效地基于未來的發展需求，進行相關科學技術發展的應用與創新人才的培養[3]。

（二）互動式教學理論

互動式教學最早起源于哈佛大學的法寶教學法“案例教學”，后期隨著教育理論的不斷發展與創新，互動式教學的內容也得到進一步拓展，有學者將其他的一些教學方法引入其中，比如問題教學法、情境教學法、情景式教學法等，其主要是通過學習環境的營造來有效地帶動學生的學習。本研究主要從實踐操作角度對互動式教學進行相關概念的分析。在實際教學過程中，互動式教學能夠營造一種良好、平等的教學環境，教師通過拋出不同問題來引導學生自主探究、合作學習。比如實驗操作、學生演講、組織辯論、小組討論等，以此為基礎讓學生在不同的教學實踐活動中有效互動，并進行各種觀點的交流與碰撞，進而展現不同教學主體的優勢和作用，讓學生能夠在教與學的探究當中，不斷地進行建構和反思[4]?；邮浇虒W法重點在于相關教學情景營造的平等性，從而能夠讓教學主體在不同的教學情境當中，通過有效的合作和實踐來達到預期的教學目的。同時，互動式教學能夠以學生為主體，通過建立平等的教學環境，讓學生投入到實際的課堂學習當中，激發其學習動力，使其能夠進行有效的知識與能力體系的建構[5]。

（三）工程教育互動式教學

工程教育互動式教學主要是指基于師生之間的有效合作和互動為形式，以學習共同體作為基點，以工程學科知識為依托，以教室為主要實施場所，通過對學生的有效訓練和培養來促進其問題解決能力的提升，幫助其更好地提升并建構工程技術能力。與此同時，在不斷地教學實踐活動實施當中，能夠進一步完善和優化相關的教學方法和教學理念。與其他學科教學相比，工程教育互動式教學具有自身的優勢和獨特性。首先，工程教育互動式教學能夠吸引學生深入、主動性地探究，從而讓學生能夠在不斷地交流互動當中投入到知識與技能的學習當中，最終達到知識和能力的進一步完善和建構。其次，工程教育互動式教學具有實用性和多樣性的特點，在具體實施過程中能夠進一步拓展學生的思維，培養學生的情懷，讓學生加強創新精神的培養，提升解決問題的能力[6]。

二、互動式教學在高職院校工程教育中的應用現狀

（一）教師角度的應用現狀

1.調查問卷的設計。為深入了解互動式教學在高職院校工程教育中的應用情況，我們設計了一個調查問卷，先確定調查的目的和內容，以此為基礎設計觀察表格和問卷樣本選擇。第一，觀察表格的設計。為了系統地記錄教師授課的相關情況，我們設計了一份觀察表格，包括學科、教師、學時和專業等關鍵信息。觀察表格按照學科分類，以便于數據的收集和整理。第二，問卷樣本選擇。根據調查的目的確定調查對象，本次調查選擇了具有代表性的樣本。樣本的選擇采用分層抽樣的方法，根據教師的學科和職稱等指標，將教師分成不同層次，從每一層次中隨機抽取一定數量的樣本。第三，信效度檢驗。為了確保所采集的數據具有可信度和有效性，需要進行信度和效度檢驗。信度是指在一定時間內反復測量，得到的結果是穩定的，通常可以使用內部一致性檢驗，例如Cronbach's alpha 系數等。效度是指測量的工具是否能夠準確地測量所要測量的數據，可以使用面向內容效度和構念效度等方法進行檢驗。第四，訪談樣本選擇。為了深入了解教師授課的具體情況，在問卷調查的基礎上，本研究選擇了一定數量的教師進行訪談，以獲取更為詳細的信息。訪談樣本的選擇可以根據問卷調查的結果，選擇一些典型的代表性的教師進行深入訪談。第五，資料的編碼。為了對數據進行深入分析和整理，需要對調查數據進行編碼和輸入。按照學科、教師和專業等關鍵信息進行分類編碼。在輸入數據時，需要注意數據的準確性和完整性。為了確保數據的質量，可以進行多次核對和校驗[7]。

2.調查問卷的實施。第一，觀察問卷在實施過程中需要依照具體的研究提綱、研究目的來進行，并確定對應的觀察對象，以此來獲取相應的觀察結果。對此，首先將觀察問卷設計為兩個部分：第一部分是針對高職院校工程教育建立學習共同體的情況進行觀察，對此需要針對相關的理論和具體操作步驟來進行相關文獻的搜集，并對教師建構學習共同體的實際表現形式進行有效地觀察，明確教師在開展教學的過程中所引入的教學方式、教學目標、教學理念、教學內容、教學評價、規章制度的實施情況。調查問卷的第二部分主要針對學習性投入來進行觀察，主要引入了成熟的調查問卷模板，對教師的調查問卷進行有效的設置，進行相關問題的轉化，以此來適應本研究調查結果的有效分析，對學生進行鼓勵，引導學生有效地開展提問[8]。第二，要對調查問卷的調查對象進行有效地確定，本研究以某高職院校的教師作為觀察對象，從中抽取了6 名教師，其中包括3 名教授、2 名副教授以及1 名講師，針對教師在工業工程設計課程現場教學情況進行有效觀察，同時針對性地選取了機械制造及自動化、機電一體化等公開課中的錄像進行有效觀察，以此來進行觀察數據的分析（見表1）。

表1 教師授課相關情況

3.研究結果與分析。第一，研究結果。通過觀察的方式來對某高職院校的119 節工程教育課開展互動式教學的實施情況進行收集整理，并得出以下結論：首先，在教學過程中，教師往往會通過長篇的理論講述來進行相關知識的鋪陳，并配合有關PPT來講授，整個過程占據了大量的課堂教學時間，導致在工程教育課堂中互動式教學的實施沒有得到有效的應用，難以在課堂當中充分地展現互動式教學方法的優勢。其次，在教學過程中，教師往往忽視課堂氣氛的和諧性和平等性的營造，導致學生在聽課過程中參與課堂教學的積極性不高。在首次課堂當中，教師會將教學的內容和目標進行相應的告知，但僅僅是對認知目標進行闡述，在能力目標和情感目標方面鮮少提及。與此同時，教師對于教學硬件方面的重視程度不高，缺乏對相關教具的應用，在教學過程中借助教具的應用講述知識培養技能不足，缺少師生互動，往往是以視頻和PPT 的呈現為主。最后，針對互動式教學的開展，教師在課堂當中提問的頻率往往比較高，但是讓學生參與討論不多。比如教師在課堂教學中會對例題和某一課程內容進行解析，當中也會穿插一些表層問題進行提問，但對于后期的追問和提問存在一定的忽視，往往是將問題答案直接書寫出來，整個過程互動性不足，互動時間相對比較短，難以有效激發學生進行互動和提問，尤其缺乏學生個人的展示[9]。第二，結果分析。首先，教師在工程教育教學內容實施過程中，缺乏建立學習共同體的意識。往往在課程的首次教學當中通過告知的方式陳述相關的教學內容和教學目的，整個過程溝通性不足，使得整個課堂始終是以教師作為主導者和支配者，學生的主體地位沒有得到體現。很多教師盡管能夠依照學科的最新發展來開展相關的教學，但往往是通過PPT 的方式來呈現，缺乏相應的現實道具，整個互動式教學過程難以有效吸引學生的注意力，學生缺乏參與的積極性，難以深入地投入到學習當中，學習共同體的建構存在一定的缺失。其次，在實際教學過程中，教師對于學生學習的投入關注存在程度淺、行動少的情況。雖然很多教師在教學當中具有非常飽滿的教學熱情和一定水平的專業素養，但由于與學生之間缺少相應的互動，整體的教學投入形式比較少，重點放在了課堂提問方面，而依照實際的觀察能夠發現，教師在提問過程中往往也是以之前所學過的學習內容為主，或者是將互動的內容放在了一些比較表層的課堂知識，學生通過回憶性問答的方式來進行互動，難以對實際的教學內容進行深入的挖掘和討論。并且，教師在實際的解題過程中，會提醒學生對解題過程進行記錄，這就難以啟迪學生個人思考，導致互動性教學的目的得不到有效保障，缺少相應的評價分析過程[10]。

（二）學生角度的應用現狀

1.調查問卷的實施。針對學生的問卷調查主要涉及以下幾部分：首先，針對學生的背景信息進行問卷調查，其中包括學生的專業、民族、性別、年齡、年級。其次，針對高職院校學生參與互動式教學和學習共同體建構的質量表來進行調查，其中包括學生與教師在教學評價、教學內容、教學方式以及教學目標達成方面的情況，還包括學生與教師在教學目標的了解方面和課堂規章制度的制定方面的實際情況進行問卷調查。最后，針對高職院校學生在工程教育課堂當中的學習性投入情況進行了解，主要針對學生在課堂當中與其他學生之間的交流溝通情況、是否通過相關的電子媒介有效完成學習任務、學生在課堂當中討論參與積極性進行調查和了解。與此同時，還對學生的課堂教學反思情況、學生的技能形成情況、對相關課程內容的掌握情況、對課堂所學內容的理解表達情況進行調查了解。

2.研究結果與分析。調查問卷的相關數據結果呈現出以下幾個特點。首先，學生在參與工程教育課堂互動式教學時，能夠較好地配合學習共同體的建立。很多學生對于課堂的配合程度是比較高的，能夠有效地滿足實際的教學要求，基于教師的相關教學安排給予積極的配合。同時，根據教師的教學要求來準備相應的教學用具。在新型課堂學習規章制度制定以及教學協商方面，學生的整體表現往往不盡如人意，主要是因為教師在相關教學內容方面的組織和引導不足，導致學生的參與積極性不高。其次，學生在學習性投入方面缺乏一定的主動性和深入性。在課堂學習過程中，一些學生能夠主動投入，還有一些學生基于教師的要求被動地投入。調查發現，很多學生在創造性投入和主動性投入方面存在一定的缺失，往往是基于一些簡單的教學問題來進行相應的回應，而在跟進教師的教學思路、同學之間交流溝通、主動提問方面缺乏相應的投入。最后，很多學生在高階知識技能的建構方面存在一定的缺失，主要是因為學生對于自我的認識和評價往往比較高，但是在一些工程技術實際應用和綜合技能應用方面存在自我評價低的情況。比如，很多學生對于課堂知識的學習，往往通過簡單的拼合來進行相應知識體系的建構，對于不同學科之間知識的實踐應用以及整合還存在諸多的問題。這表明學生在一些認知技能方面以及加工融合能力方面存在欠缺，也說明高階知識技能的建構存在一定的缺失，導致學生的實踐能力與理論掌握有差距。

三、互動式教學在高職院校工程教育中應用的影響因素

（一）訪談

1.編制訪談提綱。為進一步了解高職院校工程教育互動式教學在應用過程中會受到哪些因素的影響，本研究通過訪談的方式來收集相應信息。結合課堂觀察和調查問卷的結果編制訪談提綱，在實際的訪談提綱編制過程中，主要設置以下幾項內容：首先，對于對互動式教學的認知情況進行詳細地詢問，然后根據互動式教學在相關課程中應用的現狀對學生進行訪談，從而對前期的觀察和問卷結果進行有效地驗證，通過相關現狀的分析，了解互動式教學在工程教育課堂應用當中的影響因素。

2.確定訪談對象。為進一步了解工程教育課堂互動式教學實施的影響因素，本研究主要以某高職院校工程教育專業的學生作為訪談對象，針對不同專業抽取12 名學生，通過訪談的方式收集相關信息和數據，具體的訪談對象分布情況如表2 所示。

表2 訪談對象分布情況表

（二）研究結果與分析

1.教師方面的影響因素。互動式教學在高職院校工程教育應用過程中，教師對于互動式教學的實施情況有重要影響。首先，從教師的教學能力角度來分析，很多高職院校的青年教師往往是從高校畢業后直接進入工作崗位，對工程方面的知識了解程度不高，尤其是相關的教學方法，更是了解得比較少，缺乏專業性的培訓。同時，教師的課程設計能力不足，導致在實際教學實施過程中出現教學形式單一、教案講稿過于簡單、教學大綱創新不足以及課程教學目標模糊的現象。其次，高職院校很多教師在工程教育課堂互動式教學應用過程中，由于性格、教學能力以及教學理念存在一定的缺失，致使教學的效果受到不同程度的影響。比如部分教師在教學當中由于缺乏一定的教學激情，往往將教學作為一種任務來完成，不明確自己的責任和義務，因而難以認真投入到實際的教學當中[11]。

2.學生方面的影響因素。學生對于互動式教學的應用也會產生不同程度的影響，從學生的學習基礎以及學習理念方面來分析，高職院校的學生其學習能力和學習基礎與普通高等院校學生相比存在一定的差距，這也是課堂互動式教學成果不理想的重要影響因素之一。比如，在教學過程中，很多學生往往對于學習目的認識不清，對于自身的成長與發展方向不明，尤其是在各種技能證書的獲取以及學習成績的提高方面，沒有明確的目標，忽視個人的綜合能力和實踐能力提高，導致在課堂學習過程中難以有效調動自身的學習積極性和主動性，缺乏互動探究的動力，甚至抱著功利的心態來學習，致使互動式課堂教學難以獲得理想的效果。互動式教學從本質上而言，是以人際交往的方式來激發自身思維的有效運轉，并將其轉化為與其他人的交流和互動的能力，進而獲取知識和技能，因此，需要學生不斷提升語言交際能力，培養自信心，但是由于很多學生沒有樹立正確的學習理念，缺乏探究知識的實際行動，加強傳統教學模式的影響，導致學生習慣了聽從教師的講授，積極主動思考的動力不足，這也使得互動式教學的效果受到不同程度的影響。很多學生由于自信心不足，害怕在互動過程中被其他人嘲笑，導致其參與的積極性受到影響。與此同時，由于學生專業基礎比較薄弱，在互動過程中害怕出現錯誤，這也使得其參與互動式教學的積極性不高。訪談中有學生表示，針對一些數理化基礎課和工科課程，由于高中學習基礎比較差，因而在工程教育相關專業的課堂學習中存在一定的難度，這也使得其參與課堂互動的積極性受到不同程度的影響，大大降低了互動式教學方法的應用效果。

3.教學環境方面的影響因素。從教學環境角度來分析，教學環境營造得好與壞，對于互動式教學在工程教育當中的應用效果會產生不同程度的影響，而教學環境的設置往往與教師的教學能力有直接關系。比如有的教師由于缺少相關的實踐技能培訓而直接走上講臺，導致在實際教學過程中，往往是以自我表演的方式進行，學生成為了教學的聽眾和看客，難以在教師和學生之間形成良好的溝通互動。依照教師自身培訓情況來分析，高職院校的教師其教學培訓主要有以下三種方式：第一是學校組織相應的教學咨詢、教學評估、教學交流以及教學培訓活動。第二是國家或省級教育行政部門針對教師開展教學技能和素質提高培訓。第三是基層的教研室通過傳幫帶的方式來開展相應的培訓和教學研討活動。這些培訓活動在實施過程中，由于內容針對性不強、時間短，難以有效提升教師的專業能力和教學水平，尤其是在教學環境的營造方面教師存在能力不足，不利于互動式教學環境的創設。

四、互動式教學在高職院校工程教育中的應用策略

高職院校工程教育培養的是工程技術員，強調培養學生工程領域的實踐技能，高職院校要樹立“以學生為中心”的教育理念，切實轉變教學方式方法，從以知識傳授為中心轉移到以能力培養為中心，確保人才培養質量。

（一）加強教師教學能力的提升

首先，教師要積極加強互動式教學相關基礎知識的學習和理念的革新，尤其是互動式教學技能的提升，需要在實際教學過程中積極地樹立學習共同體意識，其中包括情境的創設、教學方法的組織、相關制度的創建以及共情的尋找。對此，教師在教學過程中要向學生傳遞師生平等的理念，為學生營造平等自由的課堂氛圍。同時，要加強與學生的互動和交流，明確課堂教學目標，與學生積極地進行合作學習，共同創建課堂制度，引導學生自主地進行課堂秩序營造，實現教學方法的有效實施。其次，教師要科學合理地選擇和有效地運用相關的教學方法，以實現教學目標，完成教學任務。對此，教師要基于學生的學習需求來進行相關教學方法的應用，以便于教學內容的實施。最后，教師要加強對學生的了解，結合學生的專業基礎和個體差異，組建學習共同體，以便充分發揮互動式教學的作用和優勢，讓學生能夠積極參與其中，從而有效理解和掌握教學內容，確保讓每一名工程教育專業的學生都能夠學習和實踐對應的知識和技能。

例如，高職院校可組織一系列的教師培訓，邀請專業的互動式教學專家來校為教師授課，教師通過實踐練習，提升互動式教學的技能。在課程實施過程中，教師積極地與學生互動，通過合作共同完成相關的課程設計和課堂制度的創建，有效地營造一個平等自由的課堂氛圍。教師積極地與學生溝通和交流，明確課堂教學目標，組織可行的教學方法。教師根據學生的不同需求，為學生提供不同的教學支持，引導學生基于自身的學習需求來進行相關教學方法的應用。教師與學生協商教學環境的優化和教具的應用，為教學的環境優化提供最為有利的條件。

（二）進一步優化教學環境和教學資源

第一，為進一步提升互動式教學在工程教育課堂中的應用效果，要對班級的規模進行優化。通常情況下，課堂教學中教師的視野覆蓋范圍往往要低于25 人，一旦超過25 人，教師難以對教學效果進行全面的監控，尤其是對于學生的聽課和參與情況難以進行全方位的把控和了解，這也使得互動式教學應用受到一定影響。因此，在工程教育課堂教學中，盡可能地縮小班級人員的規模，這樣有利于工程教育的教學和知識傳遞。第二，要積極加強傳統教室的改造和創新，對此，要積極地引入智能化的教室。教師在實際教學過程中可以通過對教室桌椅的擺放來進行優化，比如可以通過半弧形或U 形的方式來布置課堂的桌椅，讓學生能夠環繞著教師來聽課，拉近師生之間的距離，也便于學生的積極參與。第三，隨著科學技術的不斷創新與發展，互聯網技術廣泛應用于不同行業和領域當中，高職院校工程教育要充分發揮互聯網技術的優勢，積極引入相應的現代化科學技術與教學設備，創新教學的方式與內容，進一步激發學生的參與積極性。比如建設學生論壇、電子課程平臺、教育在線、虛擬校園網站等，基于工程教育的特點來對傳統教室進行改造，從而為學生提供豐富的交流和溝通平臺。學生在實際的教學過程中，通過線上交流互動平臺和線下課堂積極參與，進而獲取相應的工程教育知識。

以工程教育班級規模優化與智能化教室改造為例。第一，班級規模優化。某高職院校的機械制造與自動化專業的學生班級規模普遍較大，每班學生人數達到40 人左右，對于互動式教學的效果存在一定的制約。因此，為提升教學效果，學院決定對該專業的班級規模進行優化。具體實施過程為：首先，學院通過對學生的調查和分析，了解了學生的學習基礎和教學參與情況，并根據學生的反饋建議，制定了班級規模優化的方案，將每班學生人數控制在25 人以下。其次，學院將原本的大班級拆分成兩個小班級，分別安排不同的教師進行授課，以此來保證教學質量和學生的參與度。學院通過對班級規模的優化，教師可以更好地掌握每個學生的學習和參與情況，更加全面地監控課堂教學效果，提高了學生的積極性和參與度。第二，智能化教室改造。傳統教室的布置方式不利于學生的參與和互動，為提高學生的學習效果和課堂互動效率，某高職院校電氣自動化專業決定引入智能化教室改造。首先，學院對傳統教室進行改造，采用了U 形桌椅布置方式，使學生可以更好地圍繞教師上課，促進師生之間的交流和互動。其次，學院安裝了智能化設備，如交互式白板、多媒體教學平臺、無線投影等設備，使教學更加生動、形象。再次，學院建設了虛擬校園網站和電子課程平臺，提供在線教學資源和學生交流平臺，以此來拓展學生的學習空間和渠道。通過對教室的改造和設備的引入，增強了教學的現代感和互動性，提高了學生的學習效果和課堂參與度。

（三）引導學生樹立正確的學習理念和提高學習能力

首先，要培養學生主動學習的意識和端正學習態度。在實際教學過程中，要深入了解學生的學習現狀，對學生的學習動機進行有效地引導，教育學生端正學習態度。作為一名高職院校的學生，要明確學習的核心任務所在，通過課堂的學習真正掌握關于工程教育相關的知識和技能，為今后的發展奠定堅實的基礎。對此，要讓學生樹立正確的學習理念，明確工程教育的特點和要求，結合自身的發展需求，積極參與到互動式教學當中來，通過不斷地與教師有效互動，提升學習效果，并通過不斷參與學習和技能訓練，加強自身專業技能水平的提升。其次，要積極促進學生互動能力和團隊協作能力的提升，并通過互動式學習的投入，加強學生自身學習能力的提升，尤其是在工程教育課堂當中，要主動地參與到小組學習案例的分析當中，并積極地爭做項目的負責人，從而通過不斷地合作、交流、實踐來創造性學習，對于理論知識能夠做到善疑、善問、善學，對于實踐技能敢學、敢試、敢練，并與教師建立良好的溝通機制，從而展現自己的學習主體地位。

（四）進一步優化教學方法和教學模式

在互動式教學方法應用過程中，工程教育教學要基于課程內容的特點來與互動式教學方法進行有效融合。教師要針對工程教育的特點和教學任務來優化互動式教學方法的實施流程和教學內容組織。首先，教師要端正自身教學態度，從而才能夠充分發揮互動式教學方法的優勢與作用，明確自身教書育人的責任感和榮譽感，進而才能夠在相關教學方法實施過程中不斷進行改進和反思，尋找到最優的互動式教學方法及實施流程。其次，教師要針對教學方法的應用結果進行總結分析，不斷地優化和完善方法的應用。對此，教師要積極加強相關理論知識的學習和案例的分析，從而尋找到最為有效的互動式教學方法。比如通過與同行的交流、相關文件的查閱、相關資料的收集，進而對教學方法進行完善與優化。最后，要積極加強教學反思。比如在課堂教學過程中，針對互動式教學方法的應用，對于工程教育教學效果的影響存在哪些問題，要及時地進行反思，并在反思過程中能夠尋找到問題所在，并在后續的教學過程中加以改進和優化。比如，反思自身的理論知識學習以及對工程教育相關實踐技能的掌握情況，不斷完善自身的能力體系和知識儲備，為學生提供高質量的教學內容和豐富的教學方法。