新工科建設背景下地方應用型高校教學模式創新淺探

關小果 韓曉虎 劉文靜

摘 要：在新工科建設背景下，本研究以測繪工程專業的測量學課程為例，創新沉浸式情境案例教學模式。通過優化教學目標、重構教學內容、創新教學過程與方法、豐富教學評價等，對既有的教學模式進行改革創新。創新的教學模式，取得了較好的應用效果，也具有較強的示范性與推廣價值。

關鍵詞：新工科;地方應用型高校;測繪工程;沉浸式情境案例教學模式

在國家實施創新驅動發展、“中國制造2025”等重點戰略的形勢下，新技術、新產業不斷涌現，人才市場新需求、新期望不斷變化。具有“引領性、發展性、交融性、創新性、跨界性”等鮮明特征的新工科在新經濟、新產業的背景下應運而生。建設發展新工科需要高等教育的助力與支撐，高等教育也正處于內涵式發展、質量提升、改革攻堅的關鍵時期，高等教育的人才培養模式改革的需求愈發迫切。

一、研究現狀及背景

羅靜在深入理解新工科內涵的基礎上，在理論層面從理念、專業結構、培養模式、培養質量評價以及培養體系等方面分析了新工科人才培養的方法和途徑。李松田結合化工專業轉型發展的探索與實踐，建立從理論學習、動手實踐再到探究學習的教學鏈條，實踐EIP-CDIO模式和OBE-CDIO模式。吳愛華等提出以市場為導向，培養行業實用、適用的專業人才，構建協同育人新模式，共建實踐育人新平臺，引入課堂育人新策略，建立人才培養新機制。魯金金結合自身學校特點與新工科內涵，立足市場，重新定位專業地位，以創新能力為著力點，明確創新創業人才培養目標，優化創新創業教育理念，加強專業互補、學科交融，構建深度融合的創新創業人才培養體系。

2018年公布的首批新工科研究和實踐項目名單，測繪類也名列其中。隨著北斗衛星導航定位系統、大數據、云計算、人工智能、無人機遙感等新技術的發展，測繪工程專業被時代賦予更強的應用價值和更廣泛的領域，社會經濟發展迫切需要具有創新能力的高水平應用型測繪工程專業人才。

測繪工程專業的人才培養模式應與時俱進，主動適應新工科的發展形勢，將新工科的建設理念融入人才培養中。周呂等在新工科背景下，立足“大課程”理念，對測量學、測量學實習等課程進行了深入探討與研究，改革創新構建了測繪課程群。修春華等針對測繪工程專業人才培養中存在的產學脫節、育人師資單一等問題，提出了產學融合多方協同育人模式，為測繪新工科建設提供了有益參考。趙志根等基于新工科理念，修訂人才培養方案。苗則朗以測繪基礎理論課程為依托，強化學科交叉意識，著力培養具備多學科交叉融合能力的新工科人才。以上研究從具體課程建設、培養方案、學校行業特色等多個層面探究了測繪工程專業人才培養模式，但是目前測繪工程專業教學模式的研究很少有針對地方應用型高校特點開展的。

許昌學院作為河南省首批示范性應用技術類型本科院校，將“地方性、應用型、服務性、國際化”作為學校的人才培養定位。許昌學院城市與環境學院開設的測繪工程專業是一門工程特色突出、應用功能明顯的工科專業，可以為區域經濟發展及產業轉型升級提供服務。該專業與許昌學院的辦學定位、發展理念非常契合，2019年被評為許昌學院重點建設專業。課題組以測繪工程專業為例來探究新工科背景下地方應用型高校教學模式，具有一定的代表性。

當前社會對測繪工程專業的人才培養目標提出了更高的要求。如何提高學生的理論與實踐能力，將學生培養成適應經濟社會發展的測繪復合型專業人才是當前亟待解決的問題。測量學是測繪工程專業本科生的必修課程，課題組以測量學課程為例，在新工科建設背景下，探索創新符合地方應用型高校特點的測繪工程專業教學模式。

二、存在問題

測量學課程在大一年級的第二學期開設，該課程是一門核心專業課，為后續的數字測圖原理與方法、變形監測數據處理、地籍測量等課程提供理論基礎。課題組基于長期的一線實踐教學經驗，通過采集、分析學生課堂表現、課程評價、課程反饋、課程考核等環節的數據，發現在教學活動中普遍存在學生對理論性較強的知識缺乏興趣、眼高手低、考過即忘、學過卻不會用等現象。結合各個教學環節數據，綜合分析發現出現上述情況的原因主要有兩個，一是學生自主探究學習的積極性不高，二是課程教學中理論知識講授比重過大，而實踐動手操作所占比重較小。同時，測繪工程專業對測量實踐技能要求較高，提高學生自主學習能力和實踐動手能力成為問題解決的關鍵。基于問題導向的理念，課題組對測量學的教學環節進行深入全面剖析，發現主要問題包括以下幾個方面。

（一）教學目標模糊

當前測量學課程的教學目標較為低階，偏重知識目標，而未能凸顯能力和情感目標，未能充分反映社會發展、測繪產業改革以及學生自身發展的需求。現有課程教學的能力目標要求泛泛而且滯后，教學的情感目標則較為籠統。例如，測量學的教學目標要求學生熟練掌握各種測繪儀器的操作、掌握測量工作的原理和方法。而在測量工作中，由于工作的特殊性，完成一項測量任務需要團隊合作，個人無法單獨完成，因此對學生的團隊協作能力、溝通能力有較高的要求，但相應的情感目標在傳統課程中體現較為籠統。

（二）教學內容陳舊

教學內容缺乏前沿性與產業性，與學生生活經驗缺乏共通性，難以引起學生共鳴，不能激發學生學習興趣;教學內容中的思政元素融入過于生硬，缺乏與學生的關聯性;教學內容碎片化，偏重知識的記憶，忽視知識的綜合應用，在引導學生將知識躍遷為能力時，傾向于簡單的碎片化知識的遷移，缺乏對學生深層次能力、情感等的探究，導致學生思維不活躍。

（三）教學過程與方法落后

教學活動組織中，重視課堂、輕視課外，重視課上環節、輕視課前與課后環節;缺乏對學生主動學習的引導，學生課程參與度與興趣度不高。例如，在測量學傳統教學過程中，大多側重于理論教學，而實踐教學所占的比例較小。

（四）教學評價單一

教學評價階段重視終結性成果的評價，輕視過程性成果的評價;評價內容重視知識等低階目標的評價，輕視能力、思維等高階目標的評價;評價主體重視教師評價作用，輕視學生評價作用。例如，在測量學傳統教學評價中，多采用期末閉卷考試的形式，而對課程教學過程性成果缺乏評價。

三、創新教學模式

針對測量學課程教學過程中存在的問題，結合實際的教情和學情，基于以學生為中心、OBE等育人理念，在以下方面進行創新。

（一）優化教學目標

教學目標不能僅限于低階知識目標的達成，如某個具體知識點的掌握，也應注重能力目標、情感目標的達成。在優化測量學教學目標時，立足新工科背景，切實提高學生解決實際問題的能力。例如，在水準測量章節中，將知識目標優化為通過線上線下學習，掌握水準測量的基本原理和基本方法;能力目標優化為結合案例情境，完成具體的水準測量任務，有效提高學生的水準測量方案設計、外業測量以及內業數據處理能力;情感目標優化為通過理論實踐等教學環節，培養學生團隊協助意識，增強專業認同感和責任感。

（二）重構教學內容

教學內容應與時俱進，及時更新，體現時代性與前沿性。例如，在GNSS控制測量章節，摒棄以往只講授美國GPS系統的情況，補充中國自主設計的北斗衛星導航定位系統的相關知識。這樣不僅可以完善課程的知識體系，而且可以培養學生的愛國情懷和民族自豪感。

在教學內容方面，選擇具有專業適切性的社會熱點問題作為切入點，將專業理論課與思想政治課巧妙融合，有機地將教學中的知識、能力、情感、態度、價值觀五位凝成一體。例如，在高程測量章節引入2020年5月27日珠穆朗瑪峰高程測量案例，該案例既可以很好地展現高程測量原理與方法等理論知識，又可以很好地激發學生的愛國情懷和社會責任感。

教學內容應避免對知識的碎片化理解和記憶，注重知識的綜合掌握與應用，引導學生將知識轉化為解決復雜問題的能力，將教學內容以情境案例的形式進行重構。例如，將傳統的教學內容重構為“量許院高度”“測許院方圓”“丈許院距離”三個情境案例。重構后的教學內容可以有效避免以知識傳遞為中心的導向，凸顯以能力發展為中心的教學理念。

（三）創新教學過程與方法

在教學過程中，為避免重視課堂而輕視課外、重視課上而輕視課前與課后的情況，創建課前、課中、課后一體化模式，利用慕課、在線精品課程等網絡資源，借助學習通等網上學習平臺打造課前課后、線上線下混合式學習體系。在這個學習體系中，教師不能只簡單完成資料堆砌工作，而應承擔起教學資源制造者、篩選者、分享者等多種角色，在課后也應有意識地引導學生對所學知識進行深入思考。

基于專業和課程屬性，測量任務通常需要小組合作完成，故在理論教學和實踐教學環節均采用小組合作學習模式。在測量學課程的理論部分，根據具體的測量情境案例，采用小組自主合作探究模式，即分組討論、設計測量方案，同時采用翻轉課堂形式，各組分享測量方案;在測量學課程實踐部分，小組內部協作完成相應的測量任務，通過沉浸式的課程體驗，提升學生的課堂參與度，激發學生興趣。測繪任務的完成對團隊協作能力要求較高，為避免出現少數組員干、多數組員看，或者組員間不會合作、不想合作的情況，實行小組組長輪流負責制，通過構建學習共同體切實提高每個組員的參與度與責任心，從而實現全員全過程育人。

（四）豐富教學評價

教學評價是教師評估學生學習效果的重要手段，也是學生自我評價的重要指標。教學評價應該覆蓋學生學習的各個環節，不僅要包含期末考試成績等終結性成果，也要包含學習環節中的形成性成果。教學評價內容除了包含基礎理論知識等低階目標，更需要側重專業能力、專業思維等高階目標。此外，基于以學生為中心的理念，教學評價主體不僅包含教師，也應包含學生。

在測量學課程中，依托具體情境案例，學生分組討論設計測量方案，并以翻轉課堂形式分享各組的測量方案，采用教師評價、生生互評、自我評價等多種方式對測量方案的設計思路、測量組織、測量成果質量等進行評價。同時，在課程期末考核中，以項目實踐考核的方式取代傳統的試卷考核。多元化的教學評價體系不僅可以反映理論知識等低階目標的達成度，而且可以反映知識遷移、解決問題等能力以及團隊合作等高階目標的達成度。

基于新工科的背景以及地方應用型高校的特點，以許昌學院測繪工程專業測量學課程為例，課題組創新了基于沉浸式情境案例的全程自主合作教學模式。這一模式受到學生的一致好評，課程評價中的學生評教成績均為優秀。創新的教學模式，將傳統的課堂教學演變為學生自我探索、自己動手解決實際問題的過程，有效激發了學生學習的興趣，充分調動了學生的學習主動性，提高了學生利用理論知識解決實際問題的專業技術能力，為學生就業及科研深造奠定堅實的基礎。課題組的研究具有一定的創新性、實用性以及示范性，可以為后續相關的教學模式改革提供思路和借鑒。

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責編：應 圖