新工科背景下電子信息類課程線上線下混合教學(xué)研究

李桂梅 譚平 覃業(yè)梅

摘要：針對“新工科”要求，研究了線上線下混合教學(xué)模式的課程體系、教學(xué)資源建設(shè)，探討了靈活多樣的線上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)方法，具有多維性和全程性的線上線下混合教學(xué)的教學(xué)評價體系。通過實(shí)施研究使試點(diǎn)專業(yè)和相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量有明顯好轉(zhuǎn)，學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新思維有了明顯提高，各類競賽獲獎表現(xiàn)突出，考研、就業(yè)競爭力具有明顯優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：新工科;線上線下;混合教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）10-0134-03

為了積極應(yīng)對世界第四次工業(yè)革命，自2017年以來，推動新工科建設(shè)是教育部工作重點(diǎn)，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”[1-2]。創(chuàng)新是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，我國經(jīng)濟(jì)上的發(fā)展依靠“創(chuàng)新驅(qū)動”，這個新的引擎正進(jìn)入新階段。國家急需培育高層次工程應(yīng)用型人才，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級;同時加快發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”，全力推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，對高等工科教育創(chuàng)新型專業(yè)人才培育提出了更高要求[3]。因此，工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)遭遇了新的挑戰(zhàn)，作為朝陽產(chǎn)業(yè)的電子信息類專業(yè)，如何改革發(fā)展以適應(yīng)時代發(fā)展的要求，面對新時代國家對工科人才的新要求，如何培養(yǎng)出符合“新工科”建設(shè)要求的人才，成為各高校研究和探索的焦點(diǎn)。針對這一問題，湖南工商大學(xué)電子信息類專業(yè)針對線上線下混合教學(xué)研究提高學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力進(jìn)行了卓有成效的研究。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題

目前，大多數(shù)高校培養(yǎng)的工科技術(shù)人才與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對人才的需求有一定的差距，對于電子信息類專業(yè)，國內(nèi)絕大多數(shù)大學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式?jīng)]有太大差異，主要還是對基礎(chǔ)課、專業(yè)課的授課，這些專業(yè)課程的開設(shè)在一定程度能滿足國家和企業(yè)對電子信息類專業(yè)人才的要求。但是，由于部分高校的教學(xué)知識面受到約束，各學(xué)科之間的交叉性不太強(qiáng);特別我們這些商科普通本科院校，師資和實(shí)驗(yàn)條件都非常有限，在教學(xué)方式的運(yùn)用上，大多以線下一堂課灌輸式教學(xué)模式為主，少量的線上教學(xué)不過是日常課堂教學(xué)的翻版，依然是教師個人的工具，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng);其次在教學(xué)過程中幾乎很難結(jié)合現(xiàn)階段工程實(shí)踐的實(shí)際問題進(jìn)行操作，許多學(xué)生的專業(yè)知識與實(shí)踐活動嚴(yán)重脫節(jié)，導(dǎo)致其在工作中處于劣勢，從而可能被淘汰。高等學(xué)校的辦學(xué)模式不能僅僅只是停留在過去的短視化，應(yīng)該有更加長遠(yuǎn)新工科意識和格局[4-5]。在高校原有的課程體系、實(shí)踐平臺建設(shè)的基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的便利，試圖探索、改革以及發(fā)展之前嘗試過但是效果不佳的線上教學(xué)模式，從而發(fā)展在新工科背景下獨(dú)有的線上線下混合教學(xué)模式，以適應(yīng)時代發(fā)展的要求。

2 線上線下混合教學(xué)模式的優(yōu)勢

線上線下混合教學(xué)模式是在現(xiàn)存的線下課堂教育教學(xué)模式基礎(chǔ)上，執(zhí)行“以學(xué)生為中心”的方法，通過老師的引導(dǎo)和監(jiān)督的在線視頻學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)的平臺，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性和學(xué)習(xí)興趣。基于中國大學(xué)MOOC或SPOC的在線教學(xué)，將傳統(tǒng)教學(xué)模式中“任課教師課堂上講授新知識，滿堂灌，學(xué)生在課后被動消化吸收”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生上課前通過網(wǎng)絡(luò)視頻在線預(yù)習(xí)新知識，課堂中通過教師組織答疑解惑、學(xué)生相互討論交流完成練習(xí)與實(shí)踐，以加強(qiáng)對知識的理解吸收” [6-7]。通過線上多種多樣學(xué)習(xí)資源激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和不斷創(chuàng)新的潛能。

通過互聯(lián)網(wǎng)在線上將需要學(xué)習(xí)的知識提到課前，學(xué)生能夠充分利用線上國內(nèi)外大學(xué)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源、企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐資源，通過觀看視頻自主學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)并整理出相關(guān)的疑難問題[8];線下通過傳統(tǒng)的課堂，教師針對課程需要掌握的重點(diǎn)、疑難問題給學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)地講解或?qū)嵨镎故荆ㄟ^與學(xué)生互動討論，深化學(xué)生自學(xué)的理論知識;在課堂后，學(xué)生還能通過線上視頻的學(xué)習(xí)進(jìn)行復(fù)習(xí)并作為實(shí)踐的指導(dǎo)。這種線上線下混合的教學(xué)模式，由傳統(tǒng)被動地“聽”變成主動地“學(xué)”和“講”，把學(xué)習(xí)的自主權(quán)和決定權(quán)還給學(xué)生，學(xué)生變成了學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，不僅讓學(xué)生充分體會到學(xué)習(xí)自由，而且也不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其自主學(xué)習(xí)的能力。廣大教師則由知識的講授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)活動的組織者和指導(dǎo)者，不斷進(jìn)行教學(xué)方法研究和教學(xué)內(nèi)容的更新、及時跟蹤前沿技術(shù)、關(guān)注每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，保證教學(xué)高效有序地進(jìn)行[9-10]。

3 線上線下混合教學(xué)研究與探索

3.1 樹立“新工科”理念

2017年教育部發(fā)布的《關(guān)于開展“新工科”研究與實(shí)踐的通知》，將“新工科”的主要特征總結(jié)為5個“新”，即工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系。“新工科”的基本特征是“新”和“工科”。 “新工科”至少應(yīng)具備“新的理念”“新的模式”和“新的技術(shù)”三個特征。“新的理念”指在“新工科”教育中全面貫徹落實(shí)工程教育的理念，培養(yǎng)大學(xué)生解決具體工程實(shí)際問題的技術(shù)能力，培養(yǎng)學(xué)生的人文關(guān)懷精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，具備應(yīng)對未來變化的能力。“新的模式”指構(gòu)建“新工科”課程教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)體系，使二者相輔相成，培養(yǎng)和提升學(xué)生的實(shí)踐動手能力，以適應(yīng)當(dāng)今時代對工科人才的新要求。“新工科”提出的新要求，要求人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)多元化，具備創(chuàng)新能力，能夠分析和解決實(shí)際問題。“新的技術(shù)”指結(jié)合大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)科深度融合的“新工科”人才[11-12]。“新工科”人才培養(yǎng)要在繼承“老”工科優(yōu)秀培養(yǎng)模式的同時注重創(chuàng)新，注重學(xué)科交叉和產(chǎn)教融合，高校、政府、行業(yè)和企業(yè)多方協(xié)同育人，探索人才培養(yǎng)的新途徑。

3.2 研究并建立線上線下混合教學(xué)模式的課程體系

課程改革要充分體現(xiàn)出國家和社會對人才的新要求，順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，深入剖析現(xiàn)有的課程設(shè)置中存在的問題和缺陷，系統(tǒng)地打造出滿足新時代產(chǎn)業(yè)需求、緊跟新的技術(shù)發(fā)展方向、適合不同學(xué)生實(shí)際的新課程體系[13]。對于課程的設(shè)置需要進(jìn)行綜合考慮，線下課堂教學(xué)將原有的教學(xué)體系進(jìn)行梳理，關(guān)注要點(diǎn)、突出綜合、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，同時教師上課與學(xué)生的互動環(huán)節(jié)也應(yīng)該有所加強(qiáng)。線上視頻課設(shè)置本專業(yè)知識的純理論課、對于考研升學(xué)學(xué)生的考試課程、與產(chǎn)業(yè)需求密切的校外導(dǎo)師課程以及本專業(yè)綜合實(shí)踐或者實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生對課程有興趣，能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動能，對于面向就業(yè)的課程內(nèi)容盡量與電子信息技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的緊密結(jié)合，在學(xué)習(xí)時間的安排上，應(yīng)具有更大的自由度、較大的機(jī)動性。“線上線下”有機(jī)融合、有機(jī)統(tǒng)一能有效地幫助學(xué)生們踏平學(xué)習(xí)障礙掃除知識盲區(qū)，極大地提高教育教學(xué)成效[14]。

3.3 線上教學(xué)資源和線下教學(xué)資源建設(shè)

在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，線上教學(xué)平臺多、教學(xué)資源豐富，要做好廣泛調(diào)研，通過查閱了近5～6個平臺，20多門在線課程的建設(shè)，根據(jù)本校電子信息工程專業(yè)特色深入分析，選擇合適的平臺。通過選擇國內(nèi)一些985大學(xué)的《模擬電子技術(shù)》《數(shù)字電子技術(shù)》《信號與系統(tǒng)》《通信原理》《單片機(jī)原理與應(yīng)用》等MOOC資源，采用異步SPOC建設(shè)自己學(xué)校常規(guī)的教學(xué)資源，如課程的教學(xué)要求、特點(diǎn)，每章的教學(xué)要求、重點(diǎn)難點(diǎn)、思政內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計、評價考核、教材內(nèi)容，各節(jié)教學(xué)課件、習(xí)題作業(yè)、教學(xué)錄像、新技術(shù)演示，由于電子信息技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)品、新平臺層出不窮，而學(xué)校由于經(jīng)費(fèi)和條件受限，借助線上名校資源、相關(guān)電子企業(yè)資源素材，拓展了考研、競賽等資源，除此之外，還研發(fā)了虛擬實(shí)驗(yàn)平臺。線下資源建設(shè)首先要做好師資隊(duì)伍建設(shè)，高校教師一般理論知識扎實(shí)，但工程實(shí)踐欠缺，建議教師要利用50%的時間去企業(yè)實(shí)踐，把企業(yè)需求和教學(xué)緊密結(jié)合，其次要做好課程思政建設(shè)，大學(xué)生活時期正是成長高峰期，也是人生觀、價值觀、世界觀形成時期，從健全角度幫助廣大青年學(xué)子形成良好的人生觀、價值觀、世界觀，通過深入挖掘?qū)I(yè)知識蘊(yùn)藏的思政內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新習(xí)慣，切實(shí)提高工科人才的培育質(zhì)量[15]。研究典型教學(xué)案例、綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、實(shí)際工程問題解決等利用課堂教學(xué)主渠道，培養(yǎng)并激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維與能力，讓師生互動和合作更順利。

3.4 探討靈活、多樣的線上線下混合教學(xué)模式的教學(xué)方法

探討改變了傳統(tǒng)的線下課程教學(xué)由主講教師單向知識傳授的“一言堂”課程教學(xué)，盡可能增加與學(xué)生的互動，同時設(shè)置線上課程教學(xué)的課程內(nèi)容，把握線上線下混合的教學(xué)組織形式，使學(xué)生真正成為自主學(xué)習(xí)的能人。挖掘?qū)W生對專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣，興趣是最好的老師，有了興趣，專業(yè)學(xué)得也更扎實(shí)。通過教師指導(dǎo)，班級學(xué)生自由組合團(tuán)隊(duì)，從線上課程中選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，按教學(xué)進(jìn)度安排合適的時間進(jìn)行小組自主學(xué)習(xí)，經(jīng)過小組研討，整合每個同學(xué)的報告材料和演講材料，定期組織各小組進(jìn)行交流探討，交流的內(nèi)容包括專業(yè)課、實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)、對于本行業(yè)的了解、發(fā)展熱點(diǎn)、技術(shù)瓶頸以及現(xiàn)階段面臨的困境、未來規(guī)劃等問題。同時，還可以邀請其他學(xué)校的專家、企業(yè)的技術(shù)人員參與實(shí)踐或者就業(yè)課程，可以是線下的專題研討課，也可以是線上視頻課程錄制形式。運(yùn)用多種多樣的教學(xué)方式，全面培養(yǎng)并激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)同合作能力、口頭表達(dá)和瞬時應(yīng)變的能力、查找問題和解決問題的能力等，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神[16]。

3.5 具有多維性和全程性的、線上線下混合教學(xué)的教學(xué)評價體系

將傳統(tǒng)的一張考試卷判定最終成績的考試形式，革新為對學(xué)生的知識和能力進(jìn)行更全面、多視角評價的形式，側(cè)重學(xué)生對學(xué)習(xí)方法的把握和綜合能力的增強(qiáng)，而不只是獲取知識的多少[17]。線上線下混合教學(xué)模式的課程對學(xué)生成績的評價可以通過學(xué)生的自我評價、學(xué)習(xí)小組評價、同學(xué)相互評價和指導(dǎo)教師綜合評價等多維度的評價方式[18]，同時結(jié)合學(xué)生的線上學(xué)習(xí)內(nèi)容、線上學(xué)習(xí)進(jìn)度、線上思考題回答、線下課堂學(xué)習(xí)情況、卷面考試成績、學(xué)術(shù)研究論文產(chǎn)出、競賽成績、綜合設(shè)計等綜合考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況、履行團(tuán)隊(duì)職責(zé)情況、團(tuán)隊(duì)協(xié)作情況、課堂中的表現(xiàn)和知識融會貫通情況、文字與口頭表達(dá)情況等。

4 線上線下混合教學(xué)實(shí)施效果

通過線上線下混合教學(xué)的本科專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)與人才的培養(yǎng)模式研究，有效地挖掘了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)了學(xué)生們的協(xié)同合作能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。在2020年湖南省主辦的電子設(shè)計大賽中，榮獲一等獎2項(xiàng)、二等獎1項(xiàng)、三等獎1項(xiàng)。2020年中國人工智能學(xué)會主辦的第22屆中國機(jī)器人及人工智能大賽中，榮獲全國一等獎1項(xiàng)、二等獎2項(xiàng)、三等獎1項(xiàng)。在2021年第十二屆“藍(lán)橋杯”全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽，共獲得全國總決賽嵌入式設(shè)計與開發(fā)大學(xué)組二等獎1項(xiàng)、湖南省一等獎1項(xiàng)，二等獎2項(xiàng)，三等獎1項(xiàng)。考研率達(dá)22.5%，就業(yè)率達(dá)98%。通過實(shí)施研究使試點(diǎn)專業(yè)和相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提高，使學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力有了更加突出的表現(xiàn)，在考研、就業(yè)等方面競爭力有明顯優(yōu)勢。研究實(shí)施范圍從電子信息工程專業(yè)逐漸推廣到其他信息類專業(yè)，受益學(xué)生將從一個專業(yè)擴(kuò)展到整個學(xué)院2000多名學(xué)生。

5 結(jié)束語

研究“新工科”背景下電子信息類課程線上線下混合教學(xué)模式，優(yōu)化傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)加線上平臺學(xué)習(xí)的方式，激發(fā)了學(xué)生對所學(xué)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣，提高了自主學(xué)習(xí)的能力，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的能人，變“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，提高了學(xué)生綜合素質(zhì)和工程創(chuàng)新能力，從而保障了卓越人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，使高校培養(yǎng)的人才滿足社會發(fā)展需求。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】

收稿日期：2021-12-15

基金項(xiàng)目：湖南省普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新工科背景下電子信息類課程線上線下混合教學(xué)研究”（湘教通〔2020〕232 號，項(xiàng)目編號：HNJG-2020-0618） ;湖南省普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目“新工科背景下《信號與系統(tǒng)》課程建設(shè)路徑研究與實(shí)踐”（湘教通〔2020〕232 號，項(xiàng)目編號：HNJG-2020-0630） ;湖南省普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通〔2019〕291 號）

作者簡介：李桂梅 （1965—） ，女，湖南漣源人，碩士，教授，研究方向?yàn)橹悄苄畔⑻幚?譚平（1982—） ，男，湖南漣源人，博士，副教授，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄?覃業(yè)梅（1979—） ，女，湖南安鄉(xiāng)人，博士，副教授，研究方向?yàn)橹悄芩惴ā?/p>