“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)背景下環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)與復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究

（西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西楊凌712100）

提升教學(xué)質(zhì)量是全世界高等教育機構(gòu)面臨的共同基本問題，也是所有高等學(xué)院校發(fā)展的基本生命線[1-2]。2018年10月17日，為加快建設(shè)高水平本科教育，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，教育部決定實施“六卓越一拔尖”計劃2.0，這標(biāo)志著我國高等教育已進入以提升質(zhì)量為核心的快速發(fā)展階段，同時要求高校必須從更廣闊的角度來思考大學(xué)的人才培養(yǎng)質(zhì)量問題[3]。“互聯(lián)網(wǎng)+”是新一代信息技術(shù)與知識創(chuàng)新2.0相互作用下互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)[4]。大數(shù)據(jù)不可避免地對現(xiàn)有教育體系的價值觀、教育方式、評價方式、人才培養(yǎng)模式產(chǎn)生巨大影響[5]。早在2012年3月，國家教育部發(fā)布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2010—2020）》，明確要求“以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，破解制約我國教育發(fā)展的難題，促進教育的創(chuàng)新與變革”[6]。新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的出現(xiàn)，為中國高等工程教育的改革與發(fā)展提出了新的課題，對工程教育的質(zhì)量與水平提出了更高的要求[7]。因此，在“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”時代背景下探索大學(xué)課堂教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計方法，對教學(xué)過程中存在的不足進行糾偏，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建和諧開放、靈活多元、重基礎(chǔ)、寬口徑的課堂教學(xué)新模式是新時代高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。

一、“互聯(lián)網(wǎng)＋”時代對大學(xué)課程教學(xué)的啟示

任何一種教育信息技術(shù)和應(yīng)用都是動態(tài)發(fā)展并逐步完善的[8]。“互聯(lián)網(wǎng)＋”并不是一種單純的技術(shù)和或是新興技術(shù)的代名詞，而是一種新興的行為方式與思維方式。“互聯(lián)網(wǎng)+高等教育”是一種全新的教育形態(tài)，必將對教育觀念、體制、方式、人才培養(yǎng)過程等方面產(chǎn)生深遠影響[9]。

1.在線教育提供了一種全新的知識傳播模式和學(xué)習(xí)方式，引發(fā)了全球高等教育在信息化技術(shù)下的重大變革[10]。比如，2012年興起的大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程慕課（MOOC，Massive Open Online Courses）為學(xué)生網(wǎng)絡(luò)在線系統(tǒng)學(xué)習(xí)提供了極大便利。2014年5月，我國由高教社“愛課程網(wǎng)”與網(wǎng)易公司合作推出的“中國大學(xué)MOOC”，已有眾多高校和教育機構(gòu)參與，選課人數(shù)大量增加。通過建設(shè)移動端應(yīng)用，豐富產(chǎn)品內(nèi)容，來激發(fā)用戶的學(xué)習(xí)興趣。

2.基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)是推動教育深層變革的主要動力[11]。教學(xué)“大數(shù)據(jù)”可以實現(xiàn)對教學(xué)質(zhì)量評價體系由“個人或單位”填寫轉(zhuǎn)向“大數(shù)據(jù)系統(tǒng)”自動跟蹤評價，使得評價更加科學(xué)合理。畢業(yè)生在單位工作的表現(xiàn)與學(xué)習(xí)知識的相關(guān)程度可以通過“大數(shù)據(jù)”清晰可見，并能直接反映出哪些知識較為陳舊、哪些教學(xué)方式存在不足、哪些能力需要學(xué)校亟待培養(yǎng)、哪些知識是需要補充[12]。“大數(shù)據(jù)”時代的信息化克服了用人單位由于廣泛性和分散性帶來的評價困難，使高校對畢業(yè)生入職后的跟蹤評價途徑更為廣泛，反饋的信息更加全面真實，可指導(dǎo)高校及時調(diào)整人才培養(yǎng)方案以適應(yīng)社會需求。

3.互聯(lián)網(wǎng)時代環(huán)保類APP（Application）層出不窮。比如，2015年公眾環(huán)境研究中心在北京正式發(fā)布的“蔚藍地圖”APP，可以匯總各地空氣質(zhì)量信息，并首次提供了手機查詢河流湖泊水質(zhì)信息服務(wù)，滿足公眾知情權(quán)并參與空氣和水污染治理[13]。“蔚藍地圖”是政府部門、民間環(huán)保組織、企業(yè)、公眾等多方參與構(gòu)建的數(shù)據(jù)平臺，旨在更好地推動公眾參與環(huán)保，推動環(huán)境信息公開，用戶可通過手機和互聯(lián)網(wǎng)互推互動，實時查詢監(jiān)督身邊的污染源。

4.在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，通過學(xué)情分析，教師不斷補充新知識和新技能，完善課程內(nèi)容與講授技巧，促使學(xué)生不斷在網(wǎng)上學(xué)習(xí)[14]。通過教學(xué)成效分析，教師可實時精準(zhǔn)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進而快速調(diào)整授課進度和教學(xué)方法，更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力與實踐能力[15]。學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺和手機客戶端進行網(wǎng)上測試，通過測試數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時了解自己哪些知識已經(jīng)掌握，哪些需要加強，更好地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識，提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

5.當(dāng)前高等教育存在課程設(shè)置不合理、部分課程教材內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法老套、實踐環(huán)節(jié)薄弱、畢業(yè)生與用人單位信息反饋緩慢等突出問題，造成人才培養(yǎng)與經(jīng)濟社會發(fā)展脫節(jié)、與創(chuàng)新實踐脫節(jié)的弊病[16]。比如，我國水利工程建設(shè)取得了舉世矚目的成就，但水利工程建設(shè)所帶來的諸如水體自凈能力減弱、水流連通性下降、水土流失嚴(yán)重、農(nóng)業(yè)面源污染等生態(tài)環(huán)境問題日益突出，水利工程正在從傳統(tǒng)的以灌溉、防洪、發(fā)電為主的工程水利，轉(zhuǎn)變?yōu)樗Y源科學(xué)開發(fā)利用及合理配置的資源水利和促進水環(huán)境良性循環(huán)的生態(tài)水利[17]。因此，為適應(yīng)新形勢下水利工程建設(shè)向資源水利、生態(tài)水利轉(zhuǎn)型，以及“人水協(xié)調(diào)”與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實需要，水利學(xué)科環(huán)境生態(tài)類專業(yè)課程應(yīng)運而生。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)下環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)與復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建

基于以上論述，擬采用理論與實踐相結(jié)合的方法，探索以“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用為背景的水利類課堂教學(xué)與高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式（圖1）。具體方法如下。

1.采用問卷調(diào)查、文獻查閱、資料搜集、統(tǒng)計分析的方式總結(jié)與評估現(xiàn)有環(huán)境生態(tài)類課程的設(shè)置與課程教學(xué)等方面存在的關(guān)鍵問題。

2.在教學(xué)內(nèi)容上符合新形勢下學(xué)生個人發(fā)展與社會經(jīng)濟需要的前提下，將水利類環(huán)境生態(tài)課程體系系統(tǒng)化，完善課程教學(xué)內(nèi)容，消除同類課程的低級重復(fù)行為。

3.在環(huán)境生態(tài)類課程現(xiàn)用教材的基礎(chǔ)上，完善課程簡介、課程導(dǎo)學(xué)、教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻、試題庫、自我測試等環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮其在教學(xué)中的引領(lǐng)與補充作用。

4.通過整合教學(xué)資源（開發(fā)工程案例、增加部分視頻、動畫資源、環(huán)保APP等），加強多媒體課件優(yōu)化設(shè)計及課程網(wǎng)站建設(shè)，使教學(xué)課件更加直觀清晰、具有條理性好、便于學(xué)習(xí)，把將課程網(wǎng)站打造成學(xué)生課下學(xué)習(xí)的重要平臺。

5.采用學(xué)術(shù)研究型、創(chuàng)新探索型、實踐應(yīng)用型分類培養(yǎng)的教學(xué)模式，把有限的課程學(xué)時應(yīng)用到最廣泛的深化基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、拓寬專業(yè)知識廣度的和人才培養(yǎng)上來，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。

6.在進行開放式課程網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)鏈接“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，實現(xiàn)信息資訊、學(xué)習(xí)教育、學(xué)情分析、教學(xué)成效分析、線上活動、觀點交流、考核監(jiān)督等七項核心功能，把知識建在網(wǎng)上、學(xué)生連在線上，推動課程教學(xué)線上線下相互融合。

7.將課程知識、環(huán)保APP、實驗內(nèi)容、課程內(nèi)Project、課程組項目、多學(xué)科交叉項目、科研實踐項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、畢業(yè)設(shè)計研發(fā)項目形成一條緊密關(guān)聯(lián)的整體鏈，開啟“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)背景下“教—研—學(xué)”交叉融合的課堂教學(xué)新模式。

8.引入最新水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)以及應(yīng)用廣泛的水環(huán)境模擬方法，提高學(xué)生環(huán)保意識、動手實踐能力及學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力，強調(diào)學(xué)以致用，強調(diào)創(chuàng)新與實踐，在學(xué)情與教學(xué)成效分析并行且持續(xù)改進的基礎(chǔ)上，初步形成“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用背景下強基礎(chǔ)、寬專業(yè)面的高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

在創(chuàng)新“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用背景下環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)與人才培養(yǎng)模式的過程中，需堅持以下幾個要點：（1）將以學(xué)生為主體的教育理念貫穿到教學(xué)過程中去，提倡和鼓勵學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)開展自主性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)。（2）在完善課程內(nèi)容和教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，汲取國內(nèi)中外同類課程精華，完善課程網(wǎng)絡(luò)平臺、授課方式以及考核方式，使學(xué)生在科學(xué)思維結(jié)構(gòu)、知識體系上與國際前沿接軌。（3）適當(dāng)增加課程實驗與設(shè)計，強化實踐性教學(xué)，注重思想性、科學(xué)性、啟發(fā)性的引導(dǎo)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，實現(xiàn)全程育人和全方位育人。（4）通過線上線下相結(jié)合的混合式學(xué)習(xí)模式，增強學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。培養(yǎng)學(xué)生品格、思維、知識、能力，促進信息技術(shù)與高等教育的深度融合，創(chuàng)新“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)背景下課程教學(xué)與高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。（5）始終堅持“資源共享”這一信息化時代下高等教育改革的基本原則。緊跟時代潮流，推動教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法的現(xiàn)代化，對教學(xué)模式不斷創(chuàng)新完善，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析問題解決問題的能力和合作交流的能力，實現(xiàn)教學(xué)信息化、學(xué)習(xí)個性化、管理精細化、決策科學(xué)化的目標(biāo)。

圖1 “互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”應(yīng)用背景下新工科課程教學(xué)與高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

三、“互聯(lián)網(wǎng)+”下環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的特色及功能

以“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用為背景的環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)與高素質(zhì)復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式具有廣泛的推廣及應(yīng)用價值。該模式圍繞環(huán)境生態(tài)課程教學(xué)質(zhì)量提升的內(nèi)在需求，涵蓋有兩大主要特色：（1）豐富了教學(xué)科研資源。在充分利用學(xué)校實驗資源的基礎(chǔ)上，堅持問題導(dǎo)向，補充完善與環(huán)境生態(tài)類科研實踐緊密結(jié)合、有挑戰(zhàn)性的課程項目，鍛煉學(xué)生的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力，保證教學(xué)過程更加突出“教—研—學(xué)”交叉融合的優(yōu)勢和特色。（2）完善了學(xué)情與教學(xué)效果分析反饋機制。建立全周期、全方位、全角度的學(xué)情評價機制，強調(diào)學(xué)生對授課內(nèi)容、授課方式、PPT質(zhì)量、課程項目、考核方式等方面進行及時的信息反饋，持續(xù)改進教育教學(xué)方法，為提升教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了實踐保障。

教育信息化的最高目標(biāo)是實現(xiàn)信息技術(shù)與教育的深度融合，從而促進教育的進一步發(fā)展和人的全面發(fā)展。本文提出以“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用背景下的環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)模式與復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式就是充分利用信息技術(shù)對高等教育支撐作用的樣本，可實現(xiàn)以下七個方面的核心功能。

1.信息資訊功能。建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用與課堂、課本教學(xué)相融合的網(wǎng)絡(luò)在線教育與手機客戶端平臺。實現(xiàn)課程簡介、課程導(dǎo)學(xué)、教學(xué)日歷、教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻、音頻、互動教學(xué)、隨堂作業(yè)等資訊直達每一位學(xué)生，使其成為傳遞課程信息的新渠道。

2.學(xué)習(xí)教育功能。匯聚權(quán)威學(xué)習(xí)資源與試題庫，構(gòu)建自我在線測試功能，打造24小時在線課堂，有效利用碎片時間，實現(xiàn)學(xué)習(xí)自主化，使其成為新時代學(xué)習(xí)教育的新途徑。

3.教學(xué)管理功能。平臺設(shè)有單獨的教學(xué)管理制度、課堂紀(jì)律、考勤考核要求等板塊，學(xué)生可及時查看相關(guān)信息，能實現(xiàn)教學(xué)工作線上線下有機結(jié)合、緊密銜接，使其成為提升課堂教學(xué)質(zhì)量的新助手。

4.線上答疑功能。通過創(chuàng)建課程網(wǎng)上答疑活動，豐富課程教學(xué)形式、突破時空限制、增強參與感、擴大覆蓋面、鞏固教學(xué)效果、提升環(huán)境保護參與意識，使其成為學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣的新載體。

5.交流服務(wù)功能。借助“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)背景下的課程網(wǎng)絡(luò)平臺，設(shè)計多種在線互動方式。教師和學(xué)生可以自由瀏覽、點擊、下載和評價，能增強學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的交流與溝通、推動和諧師生關(guān)系與在線服務(wù)功能建設(shè)，使其成為專業(yè)課程教學(xué)交流和服務(wù)的新方式。

6.學(xué)情與教學(xué)成效分析功能。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)情進行過程式、全方位評價，利用可視化圖表分析教學(xué)成效，使教師能及時調(diào)整教學(xué)、因材施教，通過混合式學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得最大學(xué)習(xí)收益，保證教學(xué)活動靈活、準(zhǔn)確、高效，保證教學(xué)方法能夠持續(xù)改進。

7.考核監(jiān)督功能。記錄學(xué)生在線活動“積分”，查看學(xué)生對課程平臺的在線使用情況，強化課程學(xué)習(xí)過程的在線監(jiān)督，使考核更加公開透明、及時高效、客觀準(zhǔn)確，使其成為科學(xué)檢驗與評價學(xué)生學(xué)習(xí)效果與實踐創(chuàng)新能力的新工具。

創(chuàng)新人才的培養(yǎng)關(guān)系到我國能否應(yīng)對新工業(yè)革命的挑戰(zhàn)。借助信息化時代大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)強化知識傳授、創(chuàng)新能力培養(yǎng)及科學(xué)人文素養(yǎng)提升融為一體的綜合改革思路，突出新工科環(huán)境生態(tài)類課程教學(xué)過程與科學(xué)、技術(shù)、工程、應(yīng)用的相互作用，始終堅持改革創(chuàng)新、開拓進取，不斷完善教學(xué)設(shè)計與課堂教學(xué)實踐，建立“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)應(yīng)用與課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺相互融合的課堂教學(xué)新模式。教育、引導(dǎo)學(xué)生成長為崇尚科學(xué)、德才兼?zhèn)洹⒂掠趽?dān)當(dāng)、具有環(huán)保意識和創(chuàng)新能力的治學(xué)、治業(yè)、治國英才，實現(xiàn)新工科課程教學(xué)與復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)型升級，促進教育教學(xué)的創(chuàng)新和高等教育改革的發(fā)展。通過不斷創(chuàng)新教育教學(xué)方法、適當(dāng)開設(shè)新的專業(yè)課程方向、完善培養(yǎng)內(nèi)容、優(yōu)化人才培養(yǎng)體系等措施，以期在更大范圍內(nèi)服務(wù)于大學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量提升以及行業(yè)發(fā)展對人才培養(yǎng)的現(xiàn)實需求。