應用型高校數字化教學體系建設與實踐

吉林建筑科技學院基礎科學部 陳璐

隨著我國互聯網技術的不斷發展，數字化、信息化技術為高等教育帶來長久而深遠的影響，促使教育模式不斷地進行創新。應用型高校因其培養具有較強社會適應能力和競爭能力人才這一教學目標，對教學過程中數字化技術的改革提出了更高的挑戰。文章研究并構建融入數字化技術的ADDIAI 教學體系，強調在教學全過程中應用數字化技術的優勢，并將這一教學體系運用在課程改革中，取得了一定的成效。

數字化技術的不斷發展與革新，給高等教育教學模式帶來了新的機遇與挑戰。2020 年3 月，教育部辦公廳印發的《2020 年教育信息化和網絡安全工作要點》強調高等教育要圍繞深化教學改革和“互聯網+”發展需求，鼓勵探索課程建設、教材編寫、資源開發、信息技術應用一體化統籌推進。自2012 年清華大學自主構建“學堂在線”教學平臺以來，MOOC、SPOC、翻轉課堂等新型數字化教學模式在我國高等院校迅速發展開來，打破了傳統“填鴨式”教學的理念，推動了智慧課堂的構建與發展。應用型高校以體現社會發展要求的人才觀、質量觀與教育觀為先導，在新的數字化高等教育形勢下，構建滿足“應用型”人才培養的課程體系尤為重要。

盡管數字化、信息化技術為高等教育帶來了長久深遠的變革，但目前關于教學研究基本側重于教學平臺與資源的數字化建設，而對于數字化教學體系的整體性與一致性而言存在一定的局限性，如教學模式缺乏整體規劃、教學過程與數據分析脫節等。基于此種現狀，本文旨在深入研究如何將數字化技術應用于教學的準備、設計、實施、評估等全過程，構建完整的數字化教學體系，對加快應用型高校教育數字化轉型，促進教學改革有一定的實踐指導意義。

1 應用型高校數字化教學現狀

應用型高校數字化教學改革的目的，在于提升學生的使用體驗，使其沉浸在以物聯網為基礎的數字化教學模型以及互聯的生態系統和服務之中，并以多種人工智能使學生體現個性化與差異化[1]。以作者所在高校為例，學生的理論基礎較為薄弱，主動學習的積極性較差。思維活躍，課堂上注意力集中的時間短，對于被動接受理論知識的學習積極度不高，而對于靈活的實踐性、操作性教學項目體現出較大的興趣。數字化教學轉型應聚焦“學生”，如何引導學生利用互聯網進行有效學習，如何提高學生學習自主能力，如何為學生提供精確的評價。因此，對標“用戶”的學習行為特點與目標分析，目前應用型高校數字化教學改革仍然存在一些弊端。

1.1 缺乏數字化教學體系整體設計

目前應用型高校對于數字化教學改革主要集中在教學資源與教學平臺的建設，沒有從教學整體的高度上體現數字化與信息化的優勢。這導致了在教學過程中數字化的應用僅僅成為授課過程中的教學工具，而弱化了其在教學環境、教學設計、價值實現等環節的重要性，實際上是對于數字化資源的浪費。

1.2 “信息孤島”現象的存在

“信息孤島”是制約應用型高校數字化教學體系建設與發展的因素之一，即指缺乏統一的教學管理系統與數據分析模型。作者所在的高校，基本90%以上的課程一定程度上融合了數字化技術，但是在課程的建設與管理程度上、學生學習行為評價標準上缺乏一致性，各自為政，互不相通，導致了無法對學生進行精準的學習評價，沒有體現出數字化技術在數據分析過程中的優勢。

1.3 數字化教學理念有待進一步轉變

在數字化教學模式構建過程中，教師應該明晰教學的主體是“學生”，教學面向用戶是“學生”，教學價值實現的目標是“學生”，因此組織教學活動，融入數字化技術應該以“學生”為第一視角。只有轉變了這一理念，理解了數字化教學轉型的趨勢，才能更好地進行教學活動。

2 數字化教學體系構建

教學體系，是教學過程的知識基本結構、框架、教學內容設計、教學方法設計、教學過程設計和教學結果評價組成的統一整體。其包含教學順序、過程、方式、方法、形式、內容、反饋、評估、總結、比較和推導等一系列教學要素。教學體系能夠為教師提供一個明確的教學框架，使教師能夠更好地把握課堂教學的全過程，從而提高教學質量。

近年來，隨著科學技術的不斷發展，數字化、智能化、信息化給各行各業帶來了巨大的影響與變化，也同樣為應用型高校教學模式改革提供了技術支持與環境包容。數字化技術給教育帶來的最直接地改變就是打破了傳統的教學環境壁壘，MOOC、翻轉課堂、微課等形式將教學組織的地點由線下教室轉移至互聯網與移動設備上，學習時間也由固定的單一變為靈活的、碎片式的。多媒體技術的提高豐富了教材、課件、視頻等教學資源的表現形式，從視覺與聽覺上都豐富了學習者的感受，提高了學生的學習興趣。可以預見，未來的高等教育教學模式的數字化轉型趨勢愈加明顯，不僅僅局限于教學形式與教學資源，數字化技術必然會影響教學全過程的所有環節，因此數字化教學體系的構建是應用型高校數字化教育轉型不可或缺的環節。

數字化教學體系的構建，本質是對傳統的依賴“面對面課堂交流系統”中“教與學行為鏈”的“拆解”以及在網絡空間的“重構”，是跳出“教學方法”“教學資源”等單一教學環節，而著眼于教學全過程。基于此認知，教學團隊通過調研分析應用型高校學生的知識基礎、學習習慣與性格特性，學習研究國內外不同高校的教學體系，參考同類課程的教學模式，構建了如圖1 所示的融入數字化技術的ADDIAI 教學體系，強調在教學全過程中應用數字化、信息化技術的優勢，實現教學主體向學生遷移的理念。

圖1 ADDIAI 數字化教學體系Fig.1 ADDIAI digital teaching system

在ADDIAI 數字化教學體系中包含教學分析（Analysis）、教學設計（Design）、資源開發（Development）、過程實施（Implement）、數據分析（Analysis）、教學改進（Improvement）等六個環節，充分做好教學過程的整體規劃，統籌、分階段與分步實施的流程與步驟，實現教學體系可持續發展的目標，為學生提供優質的學習體驗。

3 ADDIAI 教學體系在《工程制圖與識圖》課程中的實踐研究

《工程制圖與識圖》課程是面向機械相關專業學生的一門必修課程，教學目標是使學生掌握工程圖紙表達所涉及的理論基礎與投影法，培養學生能夠獨立繪制與識讀常見零部件圖紙的能力，提高空間圖形的分析能力與思維能力。本課程以圖形為主，從內容上看比較抽象，有一定的難度；課程除了理論教學外，還包括一部分實踐環節學時，從教學形式上看具有靈活性；開設的時間在大一第一學期，學生的課程基礎主要來自初高中對于空間圖形的認知以及淺顯的對于投影的概念，因此學生基礎參差不齊，差異性較大。此外，通過對近幾年學生的性格比較與分析，發現學生愈來愈體現出較明顯的個性，對高強度集中性的理論內容接受度不高，但對于實踐環節、動手能力的培養較感興趣，且對互聯網比較依賴，信息接受與包容性程度較高。基于以上對課程情況與學情分析，應用ADDIAI 教學體系對《工程制圖與識圖》課程教學過程進行數字化轉型與改革，主要體現在以下幾方面。

3.1 數字化趨勢下轉變教學目標

《工程制圖與識圖》課程傳統教學目標主要以學生對于理論方法的掌握，隨著對應用型人才培養方向的明確，教學目標向理論聯系實際轉變，注重學生實踐能力的培養。近幾年，課程思政概念的提出，提倡在教學中厚植家國情懷，提升工程素養。機械專業由于其行業特點，知識面涉及范圍廣，相關數據、規范內容多，前沿技術持續更新，因此在教學目標地制定中，要充分考慮培養學生利用互聯網、數字化技術對教學內容隨時進行查找、學習與補充的能力。在數字化的大趨勢下，學生在知識體系構建過程中應當能夠充分運用數字化技術，提升自身專業技能與素質。

3.2 數字化技術支撐下調整教學方式

基于課程教學目標、課程內容特點，融入數字化技術，將課程教學方式由線下教學轉變為線上線下混合式教學模式，將部分教學內容由傳統的課堂遷移至數字化網絡平臺，重構課程教學內容體系，再造教學流程，如圖2 所示。

圖2 利用數字化技術構建混合式教學模式Fig.2 Using digital technology to build a hybrid teaching model

《工程制圖與識圖》課程內容包括理論教學與實踐教學，且理論知識較簡單易懂，但是應用在工程實踐中往往會給學生帶來很大的難度與困擾。因此，在教學方式的改變中，將基礎的理論知識調整為線上教學，充分結合數字技術制作豐富的教學資源，引導學生自學；線下課程以討論與實踐為主，側重解題、繪圖、上機操作實踐指導，以綜合例題覆蓋相關知識點，突出知識點的綜合應用。

3.3 利用數字化技術完善教學評價體系

數字化技術的應用能夠充分實現《工程制圖與識圖》課程的過程性考核，構建多樣化、靈活的教學評價體系。首先，利用在線教學平臺反饋的數據分析學生的學習行為，包括學習時長、作業完成、交互頻度、測驗成績等數據，采用縱向與橫向對比兩種方式，分析學生在自我學習過程中的心態變化以及班級內所有學生的整體學習狀態，進而評價本課程線上教學環節中數字化技術的應用效果，是否對提高學生的學習興趣產生了積極的影響。其次，針對學生在理論考試與實踐環節中所獲得的成績作為學生能力分析的依據，包括基礎能力、實踐能力、個人素質、創新能力、合作能力五大方面，用以評價學生是否達成了本課程的綜合教學目標。最后，結合督導專家與同行教師對本門課程的評價，評估ADDIAI 數字化教學體系在本課程中應用的教學效果，用以指導本課程數字化教學模式優化與改進。

3.4 ADDIAI 數字化教學體系實施效果

依照上述教學體系框架，面向我校2021 級與2022級機器人專業《工程制圖與識圖》課程進行教學過程的重構，充分融合數字化技術，引導學生逐漸成為教學活動的主體，提高學習的主觀能動性。依托藍墨云班課平臺、線上線下混合式教學模式、全平臺教學資源分析與課程建設、過程性教學管理、成圖軟件在教學過程中的應用、教學質量評價與數據分析等環節均在教學實踐中得到了較好的驗證，并為課程體系的改進與更新提供了支持。

數字化教學體系將“以學生為中心”這一教學理念始終貫穿于教學的全過程，在教學準備階段，通過對專業教師以及用人單位進行調研，利用互聯網更新教學內容，增加3D 打印，智能制造，機器人技術等前沿科技，力爭使學生能夠將課堂內容與科技發展相銜接，增加學生的使命感，提高學習興趣；各種數字化軟件的應用，豐富了教學方法，提供了更多的教學素材，能夠為學生分類推送不同的教學材料，體現了個性化學習；此外，利用互聯網能夠隨時與學生一對一、一對多進行交互，并進行調查問卷等活動，接收學生的反饋信息，體現學生學習主體地位。

數字化教學體系形成了可視化的評價體系，使學生的學習時長、自測成績、薄弱知識點、互動積極性、自評互評等環節均能夠生成直觀的數據，充分體現學生的主體地位與差異性[2]才能促使教師有針對性地進行教學過程調整。

4 結語

通過近兩年的建設，《工程制圖與識圖》課程ADDIAI數字化教學體系建設取得了一定的成效，數字化、信息化技術是不斷發展的，課程建設也永無止境。然而，數字化技術始終是手段，不能過度依賴，教學的一切宗旨與目標始終應圍繞學生，堅持以學生為中心這一理念，充分考慮學生的訴求，才能最大程度地發揮數字化技術在應用型高校教學體系建設中的優勢。