“新工科”背景下現代測試技術線上線下混合教學與實踐研究*

余佳佳，陳雄飛，黎 靜，劉俊安，劉兆朋，劉木華

（江西農業大學工學院，江西 南昌 330045）

0 引言

隨著全球科學技術高速發展，一體化進程加快，智能制造技術不斷滲透每個領域，尤其是物聯網、3D打印、智能機器人、大數據和云計算等高新技術的涌現，農業領域也得到了較快發展。新技術重構了全球經濟版圖，促使人們更重視科學技術所帶來的紅利和機遇，因此，新技術的發展和應用得到了人們的空前關注，且高等院校和科研院所作為高新技術知識的前沿哨站，人們也寄予了較大期望。我國發布了“互聯網+”“智能制造2025”“人工智能2.0”等國家重大策略，改變了傳統工科專業的布局，迎來新的變革和挑戰[1-3]。2017年，教育部高教司推行“新工科”計劃，打破了全國理工高校學科發展的困局[4-6]，提出了加快培養優秀工程技術人才，重視創新思維，探索工科發展的新體系和模式。

針對“新工科”優秀人才培養模式和體系建設，江西農業大學工學院農業機械化及其自動化專業是“江西省卓越工程師培養計劃”“雙一流”建設學科和江西農業大學重點建設專業，學院教師一直致力于教學改革研究，不斷進行探索實踐和理論研究[7-9]。因此，筆者針對農業機械化及其自動化專業和機械設計制造及其自動化專業的本科生，以“現代測試技術”課程為研究對象，根據“新工科”建設目標，開展線上線下混合式教學，通過對比研究探索出課程教學改革的新模式，為高等院校學科發展提供參考。

1 本科生課程學習現狀

2020年受新型冠狀肺炎疫情影響，基于超星學習通網絡平臺開展了“現代測試技術”課程的線上線下混合教學活動，該課程是本科三年級24學時的專業選修課，本次研究以農業機械化及其自動化專業和機械設計制造及其自動化本科生為授課對象，教學任務包含緒論、信號分析基礎、測試裝置的靜動態響應特性、工程中常用傳感器的轉換原理及應用、信號調理方法等章節內容。“現代測試技術”是一門理論和實踐結合較強的專業選修課，信號分析基礎側重理論分析，包含傅里葉變換、拉普拉斯變換、隨機過程等，學習難度較大，涵蓋知識內容繁雜；測試裝置的響應特性、常用傳感器的轉換原理和應用及信號調理方法均為理論結合實踐，與電工電子技術、控制工程技術和虛擬儀器等相關聯。

通過開展問卷調查混合式教學，分析了其教學效果。根據調查結果分析可知：45.90%的學生對于信號分析基礎更感興趣，43.70%的學生對于實驗教學應集中在常用傳感器的轉換原理和應用；68.10%的本科生在此次教學活動中采用手機開展課程學習，31.90%選擇電腦端，但仍有41.10%的學生受到網絡或流量影響學習效果。由于是線上錄播教學方式，21.90%學生選擇上午學習，24.70%學生選擇下午，53.40%學生選擇晚上，表明學生學習行為受到環境影響較大，尤其是家庭作息規律。其中喜歡線上線下混合教學的學生為28.80%，表明存在很大一部分學生仍無法適應這種混合式教學模式，53.40%的學生更傾向于線下教學方式，表明學生仍傾向于被動學習現象，希望在學時內，任課教師詳細講授知識點。

本課程的混合教學仍存在以下不足：1）線上課堂師生分離感強烈，互動有難度。尤其是習慣線下教學的師生，對于線上教學或混合式教學模式，需要師生共同準備，從學生預習、線上學習和復習，教師對于知識內容的理解和擴展，都需要提前準備，否則會影響上課效率。當然。線上教學靈活和易管理優點，有簽到點名、隨堂測驗和問卷調查等多種方式。2）線上實驗課程缺乏，虛擬仿真實驗有待加強。本課程包含實驗課程，疫情影響下，開展線上虛擬仿真實驗教學更靈活便利，但缺乏建設基礎和配套設施，無法滿足線上實驗課程需求，有待進一步提高。3）線上教學平臺操作界面不友好，師生參與度低。對教師而言，線上教學模式精準掌控教學節奏和學生學習狀況，尤其是統計學習情況、追蹤學習進度和管理學生等功能，有利于教師調整進度；對學生而言，基于線上平臺自主學習，可提高學習效率和追蹤反饋，有利于自我管理。但無論是電腦端還是手機端，功能龐雜，對于不適應線上教學模式的師生都有無法一一實現的難題，因此，教師和學生都需要提高對平臺課程功能的參與度。

2 “新工科”背景下線上線下混合式教學改革

“新工科”建設背景下，江西農業大學工學院的本科生專業課程不斷深入改革和實踐探索，尤其是“現代測試技術”課程，是一門理論結合實踐的綜合課程，對實驗和實踐要求較高，保證學生掌握課本知識，以項目教學方法，擴展課外知識，提高學生實踐能力。面對2020年新型冠狀肺炎疫情，“停學不停課”，國內外高校的教學活動均在線上開展，而線上線下混合教學模式也成為高校教學活動的一種模式，在初期已經凸顯了教師和學生的矛盾，因此，對于“新工科”建設背景下，線下線下混合教學模式也要開始一系列改革。

2.1 線上教學改變學生學習模式，從被動學習到主動學習

我國高等教育發展迅猛，人才培養模式也逐漸進入完熟階段，但高校師生仍以傳統教學模式為主，教師線下課堂教授知識，學生被動學習和缺乏獨立思考能力，碎片化學習和泛娛樂生活方式使得學生逐漸失去學習興趣，突擊學習和考試忽略了邏輯推導，缺乏對問題追根究底的勇氣，學習成為副業，線上教學無論是在學習難度還是進度上，對于學習能力有要求，否則會無法理解。因此，“新工科”優秀工程人才的培養目標是轉變思想態度和學習邏輯，要求掌握課程理論知識和工程實踐能力，與企業要求相符合，滿足培養人才的終極目標。

2.2 積極推動教學和科研活動，提高師生的實踐能力

高校教師承擔教書育人的責任，授課是基本職責，但傳統線下教學模式已無法滿足現代學生的實際需求，大數據、互聯網和智能化是未來社會和企業發展的趨勢，學生急切需求最新前沿的專業知識，那么教師作為高新科技的先驅者，要掌控引導學生，培養學生的工程實踐能力，搭建厚實的知識架構。教師在實際工作中，要積極主動承擔教研活動，厚積薄發，從理論走到實踐，從線下走到線上，積極引導學生開展實踐活動。

2.3 學校角色轉變，改善教學環境和條件，從校園管理到服務師生

無論是線上教學、線下教學，還是混合式教學模式，其核心都是圍繞教與學開展。未來高等教育模式也會從單一的線下教學逐漸走到多種教學模式平衡發展的地步，因此，線上教學和混合式教學模式對于互聯網授課教學模式都有較高的環境要求，凸顯出互聯網的優勢和便利，但現代化的高校教學環境是核心，改變學生的學習習慣，教師課堂行為也要可重復和嚴謹，助力培養學生的自主學習能力。其中混合式教學要求穩定的互聯網硬件環境，同時配備虛擬仿真的實驗設備和實驗員，有利于加深知識理解和融會貫通，因此，學校角色要從校園管理變成服務師生，為線上教學提供便利和支持，合理利用線上教學資源和硬件設施，將成為學校發展的新難題，也是限制線上教學發展的關鍵。

3 結論

基于“新工科”建設和高校“雙一流”發展背景下，加上受2020年新型冠狀肺炎疫情影響，地方高校的人才培養模式和專業課程教學均處于變革發展階段，顛覆了傳統教學模式，促進了線上教學和混合式教學模式的發展。因此，筆者針對“現代測試技術”課程的混合式教學模式，開展了本科生的學習狀況分析，明確了線上教學的優缺點，提出了學校管理和師生角色的變化，分別從學校線上資源和硬件設施改善、教師教研活動和教學職責、學生自主學習和自我管理上提出需求，以滿足“新工科”發展目標，培養具有創新思維的優秀工程技術人才。