數字學習空間在高校工科教學中的應用淺析

王昕 陳劍波 姜昕 呂靜 曲明璐

摘 要 “互聯網+”對高等教育教學管理體制和教育教學理念帶來了革命性的變化，探索在線課程建設路徑與模式，是傳統工程專業人才培養適應新經濟發展的必須反饋。文章以《空調工程》在線課程設計為例，對數字學習空間環境下的高校在線課程模式的構建展開研究，包括課程構架設計、線上線下耦合設計、教學內容網絡體現設計、以及學習過程反饋大數據分析設計。文章以7級程度量表調查278名學生對課程設計和教學效果的評價。結果表明，學生對課程設計給予較高或高的評價，新的課程設計、教學內容和方法提高了學生的學習興趣，促進了學生個性化學習。

關鍵詞 工科專業 在線課程 自主式學習 學習過程評價

1問題的提出

隨著新一輪產業革命的快速發展，云計算、物聯網、大數據等應用迅速擴展，對當前工程領域全鏈條化發展提出了前所未有的需求，從而推動未來工程領域實現重要變革。“改革發展教育先行”，社會的高速發展對傳統工程專業人才培養提出了挑戰。相對于傳統的工科人才，未來新興產業和新經濟需要的是工程實踐能力強、創新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型“新工科”人才，他們不僅在某一學科專業上學業精深，而且還應具有“學科交叉融合”的特征;他們不僅能運用所掌握的知識去解決現有的問題，也有能力學習新知識、新技術去解決未來發展出現的問題，對未來技術和產業起到引領作用。可以說，新經濟對人才培養提出的新的目標定位與需求為“新工科”提供了契機。

在線課程是通過互聯網呈現課程教學內容與教學活動的總和。其中，教學內容是在教學目標的指導下對教材內容的選擇、組織與加工，呈現與傳遞教學思想;教學活動是為了實現教學目標，運用正確的教學方法將教學內容與教學流程進行科學的組織與實施，通過教學活動可以動態地控制整個學習過程。在線課程設計中需要注重課程教育與行業企業現狀掛鉤，補充學生在專業素養、綜合素質與知識結構方面的短板，充分利用在線課程的技術優勢。

2在線課程設計的理論基礎分析

協作式在線課程是當前在線教育的主要形式，注重學習者在協同交互中構建知識體系，主要依靠混合學習理論、交互影響距離理論及在線協作學習理論。

2.1混合學習理論

混合學習（Blended Learning）是充分利用在線學習和面對面教學的優勢，將在線學習和面對面教學混合在一起的新的學習方式。混合學習理論主要包括以下幾個方面：（1）在學習過程中，強調教師的主導作用，兼顧學生的主體地位;（2）教學混合，如線上和線下學習、自定頻率和實時協作學習等;（3）注重在線平臺的選擇，以達到低投入、高效率的目標。

依據混合學習理論，在進行在線課程設計時，首先建立混合學習環境，合理設計線上線下學習時間，充分發揮網絡資源多樣性，利用課堂教學中的真實互動，彌補在線學習的孤獨感;其次，利用在線學習平臺，支持學生自定學習步調方式，鼓勵個性化學習;最后，為學習者提供實踐指導。與完全在線課程相比，同樣的學習課程，混合學習理論指導下的在線課程設計，更加鼓勵教師對學生學習需求的關注，對于提高學習效果的助力作用很明顯。

2.2交互影響距離理論

交互影響距離理論，是遠程教育領域具有代表性的理論之一，并提出遠程教育的結構有兩個維度、三個變量。兩個維度是交互距離和自主學習，指學習者與教師之間的心理與交往的距離及學習者積極主動控制調節自己的學習。三個變量是對話、結構和自主性。“對話”是指教師與學生之間通過互動與交流，解決疑惑;“結構”是指教學設計在允許的范圍內可改變可調整的程度，包括教學目標、教學方法、教學評價等;“自主性”是學生對學習進程的自我控制程度，即學生在確定學習目標、學習方法之后，對學習進展的自我調整和把控。提倡師生間的交流互動，特別是針對學生學習需求的對話，同時也鼓勵學生自主學習的獨立性。

2.3在線協作學習理論

在線協作學習理論是以社會建構主義、協作和知識建構為理論基礎的在線課程設計理論。在線協作學習理論主張立足于社會交互和協作的教學法，是優質教育、知識的建構、知識分享和社會進步的關鍵，強調教師或支持人員幫助學習者開展討論和協作的重要性，其核心是同伴討論。在線協作學習理論的關注點是學生的學習觀點，以及在觀點交互基礎上產生的新觀點。在線課程平臺應該是一個觀點交流互動的平臺，一個新觀點產生的沃土，但顯著很多在線課程只是簡單地把課堂教學知識點放到在線平臺上，學生協同合作交流的學習環境還需要更多教學設計的研究與探討。

3構建數字學習空間環境下在線課程模式

為了在網絡平臺上體現教學內容與教學活動，借課程教學過程，實現“新工科”人才培養目標，文章以《空調工程》為例，闡述《空調工程》作為建筑環境與能源應用工程專業主干專業課程，其在線課程設計與實施的具體過程，探討工科人才培養過程中在線課程設計與創建的模式與路徑。

3.1以學生為中心

堅持以學生為中心，是“新工科”教學設計、實施和評價必須遵循的一個核心理念，體現了“新工科”人才培養理念的核心價值，即教學內容主要取決于學什么，教學方法主要取決于怎么學，教學評價主要取決于學得怎么樣。需要在《空調工程》課程建設中實現以教師為中心的教學向以學生為中心的教學轉變。

3.2反向設計

反向設計是“新工科”教學設計必須遵循的一個核心理念。以《空調工程》為例而言，反向設計是從需求開始，由需求決定培養目標。這時“需求”既是起點又是終點，從而最大程度上保證教育目標與結果的一致性。從職場人的視角切入，尋找課程知識點與行業關注熱點焦點的關聯，注重課程教育與行業企業現狀掛鉤，補充高校學生在專業素養、綜合素質與知識結構方面的短板。好的課程需要兼顧知識傳承、學生素質和能力培養兩方面，適當地從通識課程的視角設置課程內容，吸引更多土木類、機械類學生選學課程。

3.3基于在線課程的學習反饋評價過程

持續改進是“新工科”教學評價必須遵循的另一個核心理念。《空調工程》的教學評價是形成性的，是一個動態的評價過程，是在課程、教學和學習過程中使用的系統評價活動，要求評價者把教學過程看作是一個整體系統，而這個整體系統包括許多子系統，每個子系統之間相互聯系和影響，彼此之間通過形成性測驗為對方提供信息。課程借助在線平臺強大的記錄數據的功能，用數據描述學生平時的學習軌跡，解決了傳統課堂期末考核中平時成績難以準確評估的難題。

目前，中國已成為名副其實的工程教育大國，但工程教育人才培養模式較為傳統。工程教育改革必須要跟得上未來產業發展需求，及時推進新工科的發展，對接新興產業，培養新工科人才，以滿足新經濟發展對人才的需求。

構建新工科人才培養新模式，是中國工程教育緊密對接國家、產業和科技領域重大需求，面向未來因勢而動的必然趨勢。只有大力推進當前工程人才培養模式改革，才能支撐未來工程新業態、新產業的需求。借助新工科建設契機，構筑工程人才培養新模式的先發優勢，培養大批高素質新興工科人才，才能實現中國從工程教育大國向工程教育強國的歷史性轉變。

參考文獻

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