新工科、新文科建設背景下跨學科專業基礎課程線上線下教學探究
——以設計與材料課程為例

張暉

（浙江科技學院，浙江杭州 310023）

“以大格局、大視野、大變革滿足國家發展和社會進步的需要，為黨和國家事業發展培養大批高素質人才，是高等教育高質量發展的首要追求。”[1]新工科、新文科建設，引領了教學改革的潮流，指明了教育的發展方向，給教育界帶來諸多思考與挑戰。理、工、文、農、藝等學科深度交叉融合，學科間相互滲透，反映了科學技術和社會的發展方向。重構了學科體系，做到存量更新與適度增量補充。作為學科專業基礎課程，面對這樣的轉型升級，勢必需要做出更深厚、靈活、融合、創新的改革嘗試。

1 新工科、新文科建設背景下跨學科課程的特征

新工科中新型工科概念比較貼合跨學科專業基礎課的改革方向，區別于新生或新興工科，它更能體現交叉融合的學科特色，以及由此帶來的課程教學內容的跨界、繼承與創新。馮果認為：“新文科是相對于傳統文科而言的，是對傳統文科的提升，其目的在于打破專業壁壘和學科障礙，以廣博的學術視角、開闊的問題意識和深厚的學術積累為基礎，為學生提供更契合現代社會需求的素養訓練，是對快速變革的社會生活的主動回應。”[2]新工科、新文科建設背景下跨學科課程的主要特征是交叉融合、組課靈活、社會導向。設計與材料課程具備跨學科課程特色，設計學屬于新文科的熱門專業，材料學屬于新工科的熱門專業，兩者融合、提煉，最終形成一門綜合性的，有利于設計學科發展，有利于設計成果產業化、市場化的專業基礎課程。

2 線上線下混合式教學的特征

課程的建設要素可以展現出課程的特征。王鈿認為“線上線下混合式課程的建設要素包括生本取向的教學理念、統整取向的教學資源、融合取向的教學設計、過程取向的教學評價。”[3]線上課程不受地理位置的限制，教學面比較廣，教學受眾的層次比較多元，教學內容多且層次分明。線上課程的傳播面廣、傳播速度快、傳播形式多樣、更新速度快。在線學習也更注重過程性監測及評價。因此，線上線下混合式教學的特征包括：（1）“廣”： 既有線上課程內容又有線下課程內容；（2）“變”：課程內容，尤其是線上課程內容需及時更新；（3）“適”：按不同的教學受眾，設置不同的教學目標及教學內容；（4）“新”： 利用新科學新技術服務教改的各方面。設計與材料課程在以往的教學過程中，教學內容一般以文字及靜態圖片的形式呈現，在有限的學時內，學生們很難形象地理解某些專業知識點，但隨著現代多媒體手段及視頻技術的發展，精彩的視頻呈現將作為有益的教學補充引入課堂。網課及具有自主知識產權的視頻資源，將助力于課程及學科建設。在線上線下混合式教學模式的授課形式下，課程將有機會面向專科生、本科生、研究生及社會學習者。不但可以在校內選用，也可在校際共享。

3 設計與材料課程教學實施方案

3.1 教學目標按對象分層設置

劉安然認為“慕課的受眾廣泛，具有各種不同的學習需求。因此平臺的知識內容越全面，就越可能吸引更多的用戶。建設包含不同層次的課程體系是必要的。課程的縱深發展可以解決MOOC 零散、不成體系的問題。”[4]設計與材料課程針對不同的教學受眾，設置了不同層級的課程內容。主要分為針對專業內學生的“專業級”、針對專業外學生的“通用級”、針對行業內人士的“專業級”、針對青少年及其他社會人士的“科普級”，如圖1所示。

圖1 教學目標按對象分層設置

3.1.1 學術級——專業內學生

作為專業內學生的必修課程，其教學目標為：培養學生在系統性設計背景下，面對現實的材料與工藝限制性條件，解決復雜設計問題，從而使設計作品轉化為真實的產品，面向制造業及消費市場，實現產業及商業價值。樹立正確的價值觀與設計觀，正確處理科學與藝術的關系，培養良好的審美觀，培養良好的職業道德與社會責任感，可依托SPOC 課程平臺施教。

3.1.2 通用級——專業外學生

作為通識性公選課，在教學過程中，通過對材料與生活、材料與環境、發展中的新材料的系統介紹，揭示設計與材料的關系，鼓勵學生關注中華優秀傳統工藝文化，了解綠色設計、生態設計、低碳設計、可持續性設計及環境親和性設計。教育引導學生培養綜合能力、創新思維，增強綜合素質，培養學生的社會責任感，可依托MOOC 課平臺施教。

3.1.3 專業級——行業內人士

作為面向企業的專業課程，施教對象為行業內人士。通過標準化生產、材料與產業優化、設計創新與產業賦能等，從設計與材料的角度，講解提升企業創新力、降低產品開發成本、提高產品價值的方法。教學內容包括材料學內容、設計學內容、通識性內容，以定制課程方式施教。

3.1.4 科普級——青少年和其他社會人士

作為公眾課程，通過科普化、趣味化的內容介紹，普及材料科學、藝術與設計、傳統工藝文化，激發民族自豪感。引導公眾用聯系與發展的觀點看待科學與藝術、工科與文科、理性與感性，收獲美好幸福生活。同時，作為團隊或學校的窗口課程，發揮宣傳作用，為學校增加良好的社會影響力，可依托社會開放平臺施教。

3.2 教學內容的構成與模塊化組配

3.2.1 教學內容構成

教學內容需根據學科或課程發展背景、發展特征、施教對象來確定。“智能制造以新一代信息技術與制造業深度融合為主線，具有顯著的多學科交融特性。”[5]我國新文科源于新國情，適應新國情，新文科的一個特征是新文科建設強調對中華優秀傳統文化的執著堅守和傳承。新工科、新文科建設與跨學科建設有著內在的聯系，傳統文化、跨學科融合是新工科新文科建設的特色，也是素質教育的內在需求。隸屬于新型工科的材料學，在傳統材料學內容的基礎上新增“材料與智造”“材料與信息技術”“發展中的新材料”“材料美學”“傳統工藝”教學內容；隸屬于新文科的設計學，跨學科交織產生“造型實現”“CMFP”“材料語義”“材料的適性選擇”；新增通識性內容及課程思政內容[6]。

教學內容具體如下：

（1）材料學內容：材料的構成、材料的分類、材料的特性、材料與工藝、材料與智造、材料與信息技術、發展中的新材料，（2）傳統工藝：非遺與傳統工藝、地域特色與傳統工藝、資源優勢與傳統工藝、傳統工藝的創新發展，（3）設計學內容：形態與造型實現、色彩與CMFP、設計意蘊與材料語義、系統設計與材料、材料的適性選擇、材料美學，(4)通識性內容：材料與生活、方法論、審美、可持續發展。

3.2.2 模塊化組配

“線上線下混合式教學的優勢既包含優質教學資源的共享，也包括教師對優質教學資源的組織利用。”[7]依據前述教學目標的分層設置，針對不同的授課對象，靈活組配教學內容。

（1）學術級，施教對象為專業內學生。教學內容包括材料學內容、設計學內容、通識性內容。（2）通用級，施教對象為專業外學生。教學內容包括材料學內容、通識性內容。（3）專業級，施教對象為行業內人士。教學內容包括材料學內容、設計學內容、通識性內容。（4）科普級，施教對象為對該門課程或學科感興趣的社會人士及青少年。教學內容為部分材料學內容、部分設計學內容、通識性內容，可參考圖1。

3.3 教學實施路徑

3.3.1 教學資料準備

根據線上線下混合式教學方式，準備教學內容（以學術級知識模塊為例）。以教學視頻的拍攝為核心任務，歸納與精簡教學前期的基礎內容； 搜索國內外資料，拍攝剪輯制作紀錄片視頻，增加直觀易懂的自有版權視頻資料，補充教學中期的拓展內容，如通識性內容；重點收集與呈現教學后期的交叉、應用、實踐內容，如教學評分過程記錄、學生作業展示等。

如圖2所示，課程教學內容歸納為不同的知識類型。不同的知識類型指向不同的教學目標及考核要求。“綜合素養”屬于自我認知與反省知識，指向“態度”；“材料學內容、設計學內容”屬于技能型知識，指向“能力”；“通識性內容”屬于事實與概念性知識，指向“知識”。“知識”作為初級認知，主要是“記憶與理解”，通過預習網課視頻掌握；“能力”作為中級認知，主要是“應用與分析”，通過線下實踐掌握；“態度”作為高級認知，主要是“分析、評價與創造”。

圖2 不同知識類型的教學內容及實施路徑

3.3.2 調整教學進度，關注教學效果

教學過程中做到三個結合：翻轉課堂、線上線下相結合；學生預習與討論、教師講授、學生實踐相結合；個人分工與團隊協作相結合。調整線上課程與線下課程的比例（1:1 或2:3）；學生討論與教師授課的分割比例（4:6 或3:7）；理論學時與實踐學時的占比（3:1 或5:3）。關注影響教學效果的三個方面： 課前準備階段學習情況、課堂反應、課后實踐及提升情況。課前準備階段學習情況包括網課視頻觀看率、網上留言、課前建議及提問、學生通過哪些額外資源獲取課前預習內容、需要教師提供哪些幫助； 課堂反應包括聽課狀態、提問及回答、課間互動、討論形式及效果；課后實踐及提升情況包括學習之后學生能解決什么問題、產生哪些新問題。此外，線上教學要密切關注以下問題：設置合適的課程助教；適時設置與解除靜音；定時查看群內學生在線狀態，適時發起點名；利用網盤協同收取批改作業，在線點評展示作業，修改講解等；控制在線教學時間，適時穿插實物講解、慕課播放、PPT 在線授課等。力求教學節奏有規律而又不失變化，不斷提升教學效果。

3.3.3 改進評價方法，保存教學數據

鑒于教學內容及教學方法的改革，教學評價也做出相應的改進。注重對創新能力的評價、對項目運作能力的評價、過程評價、對線上教學參與度的評價。完善課程管理及教學數據的儲存。如課程前期、課程進行時、課程后期三個環節中產生的一切文檔，包括教案、教學大綱、點名冊、參考教材、教學日歷、課程進度安排、學生平時評語、課程考核說明、課程考核分析、課程小結等。

4 新工科、新文科建設背景下對于跨學科專業基礎課程線上線下教學的普適性建議

結合設計與材料課程在教學目標、教學內容、教學實施途徑幾個方面的教改經驗，以及線上線下教學“求廣”“求變”“求適”“求新”的特征，總結與歸納出以下對跨學科專業基礎課程建設有助益的普適性建議。

4.1 課程建設應注重系統化設計及團隊合作

在新工科、新文科建設的背景下，單科目課程內容在廣度、深度、融合度上都有不同程度的革新。教學也不再是單一的課堂講授，加入了網課、翻轉課堂、討論、實踐等多種形式。評價方法由原先的單點式、終點式評價轉變為過程性評價，且注重對創新能力的評價。從教學內容到教學方法，再到評價方法，需要一個系統化的課程規劃及實施方案，以確保教學效果。課程的系統化設計涉及內容較多，如需長效發展，必須依托課程團隊的齊力建設。此外，以往對于課程團隊的理解僅限于教師，但學生也是教學團隊的重要成員之一，學生參與教學也是課程精進的重要環節。線上線下教學在課程計劃、課程內容、課程實施方面，都有更為系統的要求。課程內容需兼顧線上線下的教學形式，進行適度的擴充。課程實施需針對線上線下交替授課的節奏，做出合理的布局。這是線上線下教學“求廣”特征的體現。

4.2 課程建設應構建成長型教學資源

課程建設與教學改革不僅需要準備大量的教學資料，也需長時間教學實踐及經驗的積累。社會在進步、學科在發展，課程在系統化設計的基礎上“開放共建”，是健康的課程發展模式。確保課程始終處于成長狀態，才能及時從各個領域吸收新養分。單純教給學生知識不如教會學生在該領域內擁有獲得知識、掌握技法的能力，即“授人以魚不如授人以漁”。所以，成長型教學資源的構建，本身也是面向學生的方法論教學。互聯網科技快速發展，信息更新及傳播的速度也很快，線上課程的開放式授課模式要求其內容和展現形式是與時俱進的，也就是我們所講的“成長型”教學資源的構建。這是線上線下教學“求變”特征的體現。

4.3 教學目標及教學內容應按對象分層設置

在新工科、新文科建設背景下，社會導向型教學是對大學的新要求。一門優秀的大學課程的教學對象理應全方位地面向專科生、本科生、研究生及社會學習者，借由網絡課程的形式，服務更多的人群，給予各層次學生更多的知識獲取機會。教學受眾的多元化，要求教學目標及教學內容也進行分層設計。文中提及的學術級、通用級、專業級、科普級的分層方法，可供大家參考。這也是線上線下教學“求適”特征的體現。

4.4 課程建設應靈活運用現代科學及教育技術

新科學、新技術改變了學科的研究方法，也革新了人才培養方式與教學方法。應充分利用現代科學技術、現代教育技術，包括信息技術、互聯網技術等，為教學改革提供幫助。關注依托網絡的各項調查研究方法、大數據、知識庫、統計軟件、圖像視頻采集編輯、智能測量測算、虛擬仿真技術、逆向工程、智能化制造等，把它們融入學術資料收集整理、實驗及過程資料采集、學術成果呈現等方面，提高課程建設與教改的質量。這也是線上線下教學“求新”特征的體現。