地方應用型高校工科課程混合教學設計

匡江紅， 馮修猛

（1.上海工程技術大學飛行學院，上海201620；2.上海市教育評估院高教所，上海200031）

0 引 言

地方高校占全國高校總數的90%以上，是我國高等教育的主力軍，是地方經濟社會發展重要的智力、技術和文化支撐［1-2］。地方高校其辦學定位大多是順應地方經濟發展需求，培養應用型人才。

長期以來，大學的課程體系是按照學科專業的要求進行組織和設計的，地方應用型大學課程體系的組織也不例外，選擇的依然是同質化的專業課程體系，未能有效地將應用型人才的培養目標具體化到課程體系之中，結果是培養的人才雖然具有一定理論知識，卻和實踐脫節，缺乏實踐和創新能力［3］。因此有必要針對地方應用型高校人才培養特點開展課程體系和課程教學設計。

1 地方應用型高校人才培養目標及實現路徑

1.1 人才培養目標

我校作為一所地方應用型高校，堅持“依托現代產業辦學，服務經濟社會發展”的辦學宗旨，以現代產業發展需求為導向，對接國家“長三角區域經濟一體化”的發展戰略，學科群、專業群對接產業鏈和技術鏈，形成以工程技術專業為主，經濟管理和藝術設計專業協調發展、特色鮮明的專業結構與布局。學校堅持立德樹人、以育人為根本、以教學為中心，培養具有分析問題和解決問題的能力，具有國際視野、創新意識和奉獻精神的高素質應用型人才。

學校結合新工科建設、一流本科專業建設、高水平應用型高校建設和應用型本科試點專業建設，推進教學改革，提升高素質工程應用型人才培養的水平和能力。

1.2 專業人才培養目標實現路徑

2015年學校委托上海市教育評估院對全校所有本科專業開展專業評估。專家提出，為了更好地服務現代產業發展需求，提升專業教育的成效，建議學校開展工程教育專業認證。為此學校開展了以工程教育認證理念為引領的系列教學改革，按照目標導向原則［4-5］（OBE）開展課程體系和課程教學設計。各專業依據行業企業對人才的能力需求制定培養目標與畢業要求，在校教育過程以實現“畢業要求”為基本目標。

各專業在制定培養目標前，先進行調研，通過企業走訪、行業專家訪談等多種形式，了解區域經濟發展需求，掌握行業發展最新動向，了解企業對各類人才的能力需求，并對國內外其他高校類似專業培養目標設定情況進行詳細分析，在此基礎上，結合本校該專業依托學科的情況和學校人才培養總目標，確定專業培養目標。

通過對專業培養目標進行分解和細化，制定出各專業的畢業要求，明確學生在畢業時應具有的專業素質和能力。畢業要求能夠有力支撐培養目標的實現，涵蓋教育部本科專業類教學質量國家標準要求，工科專業還需涵蓋工程教育專業認證通用標準與專業補充標準要求，并凸顯本校專業特色。

依據畢業要求，完成課程體系、課程內容和教學方式的設計，開展課程教學活動，最終保證畢業生在畢業5年左右能夠達成該專業所提出的培養目標，其基本程序如圖1所示。

圖1 基于認證理念的專業人才培養程序

其中，課程教學是確保培養目標達成最關鍵的一步，而傳統課堂已難以適應教與學的需求。課程教學作為人才培養的主要陣地，教師充分利用當前教學資源和科學技術，緊跟時代發展，及時調整教學目標、改革教學方法、創新教學模式是永恒的主題［3］。

2 地方應用型高校工科課程教學改革需求

2.1 工科課程教學要求

根據工程教育認證要求，要以目標為導向開展課程教學，通過專業課程體系中各門課程的教學，最終達成專業畢業要求。

根據中國工程教育認證通用標準，工科專業制定的畢業要求應完全覆蓋以下內容：工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習，這里面包含了對畢業生應具備的知識、能力和素養的具體要求。

通過對畢業要求指標點進行合理分解，形成畢業要求的二級指標點，建立各門課程與畢業要求二級指標點之間的對應矩陣。在此基礎上，編寫課程教學大綱，明確課程教學目標與課程所支撐的畢業要求之間的對應關系，以及課程教學內容與課程教學目標之間的對應關系。教師根據這兩個對應關系，設計教案，組織教學內容，設計教學方法，力求達成課程教學目標。

2.2 課程教學改革需求

為了達成課程教學目標，僅靠傳統課堂的滿堂灌教學方式不能滿足需求，必須進行教學改革，靈活應用各種教學手段和方法，才能最終促成教學目標的達成。

吳巖［6］在“中國大學教學論壇”上強調課程是人才培養的核心要素，是教育的微觀問題，解決的卻是戰略大問題。打造金課，要充分重視課堂教學這一主陣地，努力營造課堂教學熱烈氛圍，要合理運用現代信息技術手段，積極推進MOOC建設與應用，開展基于MOOC的線上線下混合式教學。

2.3 線上線下混合式教學的意義

在線教學作為一種教學方式改革的全新模式，受到越來越多的關注。在線教學是指通過網絡進行知識的傳遞、人與人之間的互動或者導學的形式［7］，它以學生為中心，有助于培養學生自主學習能力，可滿足不同層次學生的個性化需求。大規模在線開放課程（MOOC）對高等教育產生了巨大影響［8］，但從教學實踐看，在線學習效果并沒有得到實質性提高。

疫情期間，全國上下開啟了大規模在線教學。為了更好地做好此項工作，對學校在線教學情況進行了問卷調研。

2.3.1 學生在線學習體會

共有1063位學生提交了答卷。學生在線學習的體會如圖2所示。約60.3%的同學認為通過網絡課程回放，知識點可以反復看，能夠對重點、難點內容充分學習，約49%的同學認為在線學習可以自由安排學習時間，學習效率高；約47%的同學認為在線學習可借助豐富的網絡學習資源，學習更深入，學習效果更佳。還有部分學生表示在線學習存在不容易堅持、容易開小差等問題。

圖2 學生在線學習體驗

調研發現，學生對于在線教學比較集中的意見建議主要有：線上教學沒有學習氛圍，容易分心；希望教師加強對學生學習的監管、加強對作業中問題的講解；建議教師在課程平臺上提供更多與課堂教學有關的資料（包括課程錄播視頻等），輔助學習。

可見，學生對于在線教學這種方式還是比較認可的，因為有助于自主學習，但是希望在線課程平臺上能夠提供充足的課程資源，也希望能夠得到老師的學習幫助和監管，可以維持持續學習的動力。

2.3.2 教師在線教學體會

共有110位在線教學授課教師提交了有效答卷，圖3所示為教師在線教學體會。

圖3 教師在線教學體會統計

由圖3（a）可知，教師通過教學實踐發現，在線教學存在學生注意力不容易集中，教學氛圍不足、師生溝通不便等問題，影響了在線教學效果。同時教師認為通過做好在線課程設計有望改善這種情況。

對于“開展在線教學中的最大困惑”這個問題，由圖3（b）可知，對教師而言，由于實施在線教學時，教師和學生不在同一個空間，不能面對面交流，讓習慣了傳統課堂教學的教師無法及時了解學生對學習內容的掌握情況，有點不知所措，教師還沒有適應身份的轉換，沒有從傳統教學的主導者轉變為在線教學的組織者和引導者。

2.3.3 線上線下混合式教學優勢

由上述調研情況可見，與傳統課堂教學相比，在線教學確實存在一定優勢，但也存在一些問題，例如缺少學習氛圍、不便于教師了解學生學習狀態，影響了教學效果。線上線下混合式教學則可結合兩者優勢［9-11］，已成為當前我國高等教育的熱點話題［12］。

所謂混合式教學，是指將在線教學和傳統教學的優勢結合起來的一種“線上”＋“線下”的教學，通過兩種教學組織形式的有機結合，可以把學習者的學習由淺到深地引向深度學習［13］。混合式教學通過改變傳統課堂的固有形態，使得學生能夠有效參與到網絡課程和實體課堂中，并且更容易與討論式、啟發式等教學方式進行深入結合［14］，提高了學生線上線下課堂的參與度，可激發學生的學習熱情與課堂活力，提升學生學習積極性和活躍度［15］。

3 工科課程線上線下混合式教學設計

在混合式教學中，現代信息技術與教育教學兩者不是簡單相加，而是要在教學理念、教學環境、教學資源、教學內容、課堂組織形式、教學方法和學習方式等方面相互融合，使其產生根本性變革［16］。

因此，為了確保能夠有效達成課程教學目標，有必要根據工科課程特性，結合地方應用型高校人才培養要求，做好線上線下混合式教學方案設計。

3.1 混合式教學擬解決的問題

根據工程教育認證理念，要以目標為導向開展教學設計。每一門課程都有明確的教學目標，包括知識、能力和素養培養目標，需要通過教學活動設計，最終達成教學目標。

線上線下混合式教學設計擬解決的關鍵問題有兩個：一是學生能力培養，二是不同層次學生教學目標的達成。

（1）學生專業能力和職業素養培養。傳統課堂教學往往采用了滿堂灌的教學模式，主要著重知識的傳授，沒有關注學生能力和素養的培養，導致學生學習過程中主要是被動接受知識，缺乏主動思考的動力，學生淺層思維占多，高階思維匱乏，并且會出現學生只顧學習，不重視個人修養的現象。

（2）不同層次學生教學目標達成。同一個教學班學生的知識基礎以及理解接受能力存在差距，傳統課堂教學往往更多關注的是處于中間的部分同學，對于基礎好，學習能力強的學生，會感覺課程進度偏慢，無法滿足學習需求；而另一方面，對于知識基礎和學習能力較弱的同學，又常常會跟不上進度，最終甚至可能放棄學習。

3.2 線上線下混合式教學設計

首先要梳理線上和線下教學各自的優勢，以便混合式教學設計時可以充分發揮二者優勢。根據線上線下教學實踐，以及師生調研情況，線上和線下兩種教學方式的優勢如表1所示。

表1 線上教學和線下教學優勢對比

根據線上線下教學特點，設計工科課程混合式教學方案，將知識傳授、素質養成和能力培養滲透到各個教學環節，確保達成課程教學目標，如表2所示。

表2 工科課程線上線下混合式教學設計

線上教學中，利用虛擬仿真技術制作教學視頻，直觀展示系統結構和原理，促進學生對課程內容的理解；課程平臺提供的錄播教學視頻，學生可以反復觀看學習，有利于學生鞏固掌握所學知識；平臺上提供的教材、教輔資料和拓展學習資料等教學資源，可滿足學習能力較強學生的學習需求，確保不同層次學生達成教學目標。此外，線上教學有助于調動學生學習積極性和主動性，培養學生終身學習的能力。

而線下教學中，由教師引導學生完成與線上內容相異的、具有互補性的學習任務，發揮組織、引導、點評、講授、釋惑、指點等作用，例如通過案例分析、實驗實習、小組討論、重點難點釋疑、課后大作業等教學活動設計，開展啟發式、討論式教學，有助于培養學生的專業素養和高階思維。

3.3 工科課程線上線下混合式教學設計示例

以飛行技術專業基礎課飛行力學為例，對線上線下混合式教學進行了設計。

3.3.1 課程教學目標

按照工程教育專業認證成果導向理念，根據飛行力學課程在專業課程體系中的定位，明確課程教學目標，與畢業要求的分解指標一一對應（見表3），然后擬定課程教學目標與教學內容的對應關系；選取適當的教學方式和方法，開展課程教學，從而達成教學目標。

表3 飛行力學課程教學目標和畢業要求對照表

課程教學秉承OBE教學理念，使學生在系統掌握飛行力學基本概念、性能計算方法的基礎上，通過線上線下混合式教學，進一步培養學生的高階思維能力，掌握分析問題的方法，并輔以案例分析、理論聯系實際訓練，培養學生分析和解決實際問題的能力。

3.3.2 線上線下混合式教學設計

（1）線上教學內容設計。根據線上教學特點，對教學內容進行重構。將課程重點內容以知識點的形式在線展示，利用虛擬仿真技術逼真顯示飛機平衡和操縱原理，使學生通過在線反復觀看學習進而掌握。課程內容分解為飛機運動方程、平飛性能、上升性能、下降性能、盤旋等20余個知識點，突出課程重點。教學視頻中主要進行知識點推演、原理展示和應用示例，教學目標主要是使學生掌握飛行力學基本原理，能夠對飛行性能和飛機操穩性影響因素進行分析，同時培養學生自主學習能力。

（2）線下教學設計。教學中采用啟發式教學、分組討論等多種教學形式，同時緊密聯系飛行模擬器實習等實踐類課程，培養學生理論聯系實際以及分析解決問題的能力。同時，收集、匯總飛行事故及事故癥候案例，結合課程內容開展案例教學，通過案例解剖進一步培養學生特情處置的能力和職業素養。

以飛機縱向平衡這個知識點為例。通過線上教學視頻，動畫仿真演示飛機縱向平衡原理，分析縱向平衡影響因素，并以飛機配載作為應用示例。

線下教學中，結合“2.24”溫州空難，組織學生開展討論，針對事件中飛機失事前各個時刻的飛行狀態和飛行員的應對操作，引導學生剖析事故原因，并在飛行模擬器上進行場景模擬，進而提出正確的處置措施，培養學生高階思維能力，使學生能夠理論聯系實際，運用所學知識分析解決實際問題；同時通過反思該事件折射出的飛行員職業素養上的問題，強化飛行學員的規章意識。

通過這樣線上線下混合式教學設計，利用線上課程平臺，引導學生進行探究式與個性化學習，不僅使學生掌握飛行力學相關知識，而且提升自主學習能力；通過案例分析、小組研討、模擬飛行訓練等環節，培養學生深度分析、理論聯系實際、解決復雜問題的綜合能力和高階思維以及職業素養，從而達成課程教學目標。

4 結 語

地方應用型高校服務于地方經濟發展，培養應用型人才。按照工程教育認證理念，通過逆向設計、正向實施人才培養方案，滿足現代產業發展對應用型人才的需求。

課程教學中，基于認證理念，以目標為導向，對應用型高校工科課程進行線上線下混合式教學設計，充分利用線上線下教學優勢，引導學生由淺到深，引向深度學習，使學生在獲取知識的同時，掌握知識的應用，培養學生的高階思維能力和職業素養，確保不同層次學生達成教學目標。