新工科背景下智能建造專業線上線下混合式教學模式構建與實證分析

張家銘 彭子茂

文章以裝配式建筑施工技術課程為案例，探討了新工科背景下智能建造專業中的線上線下混合式教學模式的構建與實證分析。通過問卷調查、教學實踐觀察和學生成績與反饋分析等研究方法，對混合式教學模式的教學效果進行了評估。研究發現，混合式教學模式能夠有效提升學生的學習成果和滿意度，提供靈活和多樣化的教學方式，并能夠通過線上校企雙元制評價和線下實踐項目相結合的考核模式全面評估學生的綜合能力。未來應進一步優化教學設計和資源配置，加強學生與企業的合作與交流，不斷更新實訓平臺，定期評估和調整教學模式，以適應智能建造專業的發展需求。本研究對于推進智能建造專業的教學改革和人才培養具有重要的理論和實踐意義。

2015年5月，國務院正式發布了《中國制造2025》文件，標志著中國正式啟動以制造業為支柱產業的強國戰略。為與之相配合，2017年2月，教育部啟動了以“新理念、新質量、新方法、新內容”為主題思想的新工科學科建設，旨在逐步實現制造強國戰略。智能建造專業則是在這一背景下發展起來的現代交叉學科專業，將傳統工科專業與信息化、數字化相結合。其目標是培養掌握傳統土木建筑知識、計算機科學、人工智能和互聯網知識的雙料專業人才，能夠運用互聯網、大數據和人工智能理論解決建設問題，為建筑設計與建造過程提供全方位的智慧化解決方案。然而，傳統工科學校中的知識結構單一，缺乏跨專業跨學科的教學內容，導致課程體系和培養方案無法滿足學生畢業所需的知識技能，從而無法滿足智能建造行業的需求。因此，培養方案和課程體系需要不斷更新以適應時代的發展。

線上線下混合式教學模式是指將傳統的面對面授課和在線教育相結合的一種教學模式。隨著信息技術的發展和網絡環境的普及，混合式教學模式在教育領域逐漸興起，并取得了顯著效果。尤其是在2020年，新冠病毒的暴發導致教育部要求各級學校通過網絡技術實現線上教學，確保學生在疫情期間的教學任務能夠穩定推進。國家也強調要靈活運用網絡媒體技術，推動教學工作與網絡技術合理結合，滿足學生學習過程中的需求。在當今時代，將網絡技術與教學任務相結合的授課手段得到越來越多教師的信賴，線上線下混合式教學模式也成為未來授課的必然趨勢。

因此本文以新時代新工科背景下智能建造專業線上線下混合式教學模式構建為題，探討了智能建造作為新興領域在新工科發展中的重要地位。考慮到智能建造專業對學生跨學科能力和實踐能力的高要求，傳統的教學方法已不再適用。因此，研究如何構建適應智能建造專業教學的線上線下混合式教學模式具有重要意義。

1 相關理論梳理與研究

新工科背景下線上線下混合式教學模式的理論基礎可以從教育技術理論、建構主義學習理論、社會認知理論、自主學習理論、倒置課堂理論幾個方面進行探討。混合式教學模式的發展得益于網絡技術的快速發展與教育技術的創新，強調了包括在線學習平臺、多媒體教學工具、虛擬實驗室等技術在教育中的應用，這些技術為線上線下混合式教學提供了技術支持和實現基礎?，F代教育需充分調動學生的主動參與能力與合作能力，混合式教學模式為學生提供了更多的學習機會和資源，鼓勵學生通過自主學習和合作探究來建構知識。社會認知理論強調了學習的社會性和環境因素的重要性，在線學習平臺和社交媒體等工具為學生提供了與教師和同學互動的機會，促進了知識的交流和共享，增強了學習的社會性。自主學習理論認為學生應該成為自主、主動的學習者，具備自我管理和自我評價的能力。倒置課堂理論提倡將傳統的課堂教學與在線學習相結合，使課堂更多地用于學生的互動和實踐，使學生能在課堂中體驗工程環境，激發學生的學習興趣、提高學生的主動性。上述理論基礎為新工科背景下線上線下混合式教學模式的構建提供了指導和支持，幫助教育者更好地設計和實施教學活動，提高學生的學習效果和培養學生的實踐能力。

智能建造專業是應對現代建筑行業技術革新和智能化發展的需求而設立的，旨在培養具備相關知識和技能的專業人才，畢業生應該具備扎實的技術基礎和廣泛的技術應用能力。智能建造項目通常需要多學科、多部門的協作。故智能建造專業人才應具備良好的團隊合作能力，能與不同專業人員有效溝通和協作，共同完成項目任務，在項目過程中清晰傳達自己的想法和觀點。合格的智能建造專業畢業生，應該熟練掌握傳統土木建筑專業課以及計算機類的核心課程，可在現場中結合智能設計與機械制造等知識，利用信息數據熟練地解決工程現場中產生的問題。但是在實際的教學任務中無法滿足以上的任務要求，學生在校期間多為理論教學課程，無法深入一線施工現場，導致學生的實踐能力較差且交流溝通較少，在團隊任務中配合情況較差。根據當前課程中存在的問題，需要制訂一種更為有效的培養方案，以解決學生實踐少、配合差的問題。

線上線下混合式雙元制教學模式為解決傳統培養體系中存在的問題提供了一定的可行性，教師通過混合式教學模式為學生在校內提供一種現場實踐環境。為此，筆者提出兩種評價手段，用于評價學生對于核心能力的掌握程度。

線上校企雙元制評價。通過在線學習平臺和虛擬實訓環境，學生可參與企業合作項目，完成相應的任務和作業。這些任務和作業可以根據實際項目需求和職業要求進行設計，涉及實際工程的各個環節和技術要求。學生的表現可以通過在線評價和反饋系統進行評估。

線下構建校企雙元制評價。線下實踐環節中，學生參與真實的項目實施和現場操作，與企業的工程師和技術人員進行合作和指導。在實踐過程中，學生的工作表現、職業素養、團隊合作能力等可以由企業導師和教師共同進行評價和考核，全面評估學生在實際工作中的綜合能力和職業素養。

通過兩種評價制度的同時進行，可實現對學生在智能建造專業中的能力和素養進行全面評估。線上評價主要評估學生的理論知識和技術操作能力，線下評價則注重學生在實際項目中的實踐表現和與企業合作的能力。兩者相結合，可以更全面地了解學生在不同環境下的學習和工作表現，幫助學生發現自身的優勢和不足，并針對性地進行個性化指導和提升。以促使智能建造專業的學生更好地適應行業需求，培養出具備實踐能力和職業素養的人才。

2 課程分析與模式構建

2.1 教學現狀

智能建造專業傳統模式教學通常采用面對面授課和實驗實踐相結合的方式。傳統教育模式下，教師通過課堂講授的方式向學生傳授理論知識和專業技能。教師講解相關概念、原理和方法，與學生進行互動和討論，解答學生的疑問。學生通過聽課、做筆記和參與課堂討論來學習和理解知識。在實訓中為學生提供實際操作和實踐的機會，學生在實訓場所進行實驗操作、模擬工程項目或參與實際工地實踐。通過實踐活動，學生可以鞏固理論知識，掌握相關技能，并體驗實際工作環境和項目流程。除了實驗室中的實踐操作，課程通常要求學生提交課程設計或者綜合實踐報告，與設計或報告相關的項目實訓通常由教師或教育機構與相關企業合作，學生以小組形式進行實際項目的規劃、設計和實施。在傳統教學模式下，教師為了解學生對課程內容的掌握程度，要求學生完成相應的課后作業和參加定期的考試。

盡管傳統教學模式在智能建造專業中有一定的效果，但也存在一些問題。比如面對面授課模式受到時間和地點的限制，無法滿足學生的個性化學習需求；實驗實踐設備和場地有限，難以滿足學生的實際操作需求；項目實訓的合作機會和資源有限，難以貼近真實工程項目。針對這些挑戰，智能建造專業可以探索和引入線上線下混合式教學模式，以豐富教學手段和資源，提高教學效果和學生的綜合能力。

2.2 線上教學內容與平臺建設

（1）線上階梯式成長培養教學模式的策劃與制作

基于上述要求，提出一種線上教學內容與平臺建設方案，旨在構建線上階梯式成長培養教學模式，以滿足學生對課程核心內容的學習需求。方案的策劃與制作可按以下步驟進行，通過漸進式的方式提升職業技能，以適應學生從初級到高級的成長過程。

首先，設定學習目標，明確每個階段的目標，并根據學生的職業發展路徑和能力水平確定所需的技能和知識要求。其次，將整個培養過程劃分為不同的階段，每個階段代表一定的學習內容和難度級別。確保每個階段的內容相對獨立，能夠逐步構建技能和知識的層次結構。最后，設計具體的任務形式，包括案例分析、實際項目模擬、問題解決等，以促進學生的實踐能力和問題解決能力。任務應具有一定的挑戰性和實踐性，鼓勵學生運用所學知識和技能進行實際操作和解決問題。

在每個階段內采用漸進式的方式提升任務的難度，從易到難，以幫助學生建立基礎理論和技能，并逐漸增加任務的復雜度，激發學生的思考和創新能力。同時，提供豐富的學習資源，包括教材、教學視頻、在線課程等，以支持學生的學習。這些資源與任務內容相結合，幫助學生理解概念、掌握技能，并提供進一步學習的支持。在學習過程中，教師需要及時給予學生指導和反饋，通過在線討論、個人輔導和作業評價等方式，引導學生思考和交流，幫助學生解決問題和改進學習方法。每個階段結束時，對學生的職業技能進行評估和對接，根據學生的學習成果和能力表現，為他們提供相應的職業發展建議和進階方向，確保學生能夠順利過渡到下一個階段。

（2）線上“產教融合”的雙元制實訓平臺構建

為了配合新教學模式與課程體系下的授課，學校和企業可合作共同開發虛擬實踐平臺，通過模擬施工過程和工程操作等環節，讓學生在虛擬環境中進行實踐訓練。該平臺應包含豐富的實踐場景和模擬工程項目，能模擬真實的施工情況。在虛擬實踐平臺上，學生可參與模擬的實踐項目進行虛擬施工操作和項目管理。學習并應用相關的技能和知識了解工程流程和操作要求，通過實踐鞏固和提升自己的能力。考核方式方面，虛擬實踐平臺不僅是學生實踐訓練的場所，也是考核平臺?？己丝梢圆捎秒p元制，即學校和企業共同參與評價。學校可以評估學生的理論基礎、實踐操作技能和綜合能力，企業可以評價學生在實踐項目中的表現和應用能力。

虛擬實踐平臺的建設可有效降低實操過程中的安全風險。學生在虛擬環境中進行實踐操作，不會面臨實際施工中的危險和風險，并減少實操過程中可能引發的意外事故。該平臺的構建需要學校和企業密切合作，共同參與項目的開發和管理。學?？梢越梃b企業的實際項目，確保虛擬實踐內容貼近實際工程操作。同時，企業也可以參與評價和提供專業指導，確保學生所學的技能符合實際需求。

（3）線上教學評估與反饋機制

線上教學評估與反饋機制在線上教學環境中起著重要作用，特別是針對模擬實踐的虛擬實踐平臺。線上教學與評價平臺采用多元評估方式對學生進行全面評估，結合在線測試、作業提交、項目報告、在線討論等方式，評估學生的理論知識掌握、實踐能力和團隊合作能力。同時利用虛擬實踐平臺的數據分析功能，收集學生在模擬施工過程中的操作數據，用于評估學生的實際操作水平。平臺內需建立及時的反饋機制，使學生能及時了解自己的學習成績和表現。通過虛擬實踐平臺提供的成績查詢功能或在線評價系統，學生可以查看評估結果和教師的評語。教師也應及時給予學生針對性的反饋和建議，幫助他們改進學習和提升能力。

學校與企業應共同參與虛擬實踐平臺的評估。學校評估學生的理論基礎、實踐操作技能和綜合能力，企業評價學生在實踐項目中的表現和應用能力。建立評估標準和評分體系，確保評價的客觀性和準確性。并根據評估結果和反饋意見，及時改進教學策略和平臺設計。

2.3 線下教學活動設計與實施

在智能建造專業的線下教學活動中，應該將理論教學與實踐教學相結合。在講授基礎理論知識的同時，注重實踐操作的訓練。實踐可采用校企共建模式，共建教學實踐項目，以更好地對接企業實際需求，提升學生的實踐能力和職業素養。學校和企業可以共同合作，建設實訓硬件設施，提供適合實踐教學的場地和設備。同時，學校與企業可以合作開展實際項目，讓學生參與其中，通過實踐培養學生的技能和解決問題的能力。

針對智能建造領域的不同崗位需求，可以采用崗位定向培養模式，根據不同崗位的工作要求，進行有針對性的培養。學?？梢耘c企業合作，明確不同崗位的職業能力要求，并針對性地組織教學活動和實踐訓練，培養學生在特定崗位上的專業技能和團隊合作能力。這樣可以使學生畢業后能夠順利適應實際工作崗位的需求，提高就業競爭力。

2.4 混合式教學模式的評價考核體系與優化

在智能建造專業的混合式教學模式中，評價考核體系的設計和優化極其重要，它可以促進學生的學習效果和能力提升。特別是在線上教學環節，可以按照單元階段的升級方式設置考核模式，以確保學生的學習進程和成果能夠得到有效評估?？稍诃h節中設置多樣化的考核方式。通過不同形式的考核，可以全面評估學生對知識的掌握程度、思維能力和團隊合作能力等方面的表現。

根據課程設置和學習進度，可以將整個學習過程劃分為多個單元階段，每個階段結束后進行考核。在每個單元階段的考核中，可以根據學生的學習進展和掌握情況，逐步提升考核難度和要求。這種升級方式能夠激發學生的學習動力，同時也能夠幫助學生逐步鞏固和提高所學知識。

評價考核體系應設立有效的反饋與改進機制。學生在參加考核后應及時獲得反饋，了解自己的優勢和不足之處。學校和企業可以共同參與評價過程，提供專業指導和建議，幫助學生改進學習方法和提升能力。同時，教師也應根據學生的表現和反饋結果，對教學內容和方法進行調整和優化，以提高教學效果。

3 以裝配式建筑施工技術課程為例進行實證分析

為了驗證線上線下混合式教學模式在智能建造專業中的優勢，筆者選擇了裝配式建筑施工技術課程進行實證分析，并將分班級進行試點。其中一個班級按照線上線下混合式教學模式展開教學改革，另一個班級則按照傳統模式進行教學，以比較兩種模式的效果。

3.1 研究方法與數據收集

為詳細了解不同授課模式對學生的影響，筆者通過問卷調查、教學實踐觀察及學生成績與反饋分析幾個方面共同分析學生對授課內容的接受程度。

問卷調查。通過向學生和教師發放問卷，收集他們對教學模式的看法和意見，了解他們對學習效果、教學質量、滿意度等方面的評價。

教學實踐觀察。通過實地觀察兩個班級的教學過程，記錄教師的教學方式和學生的學習情況，以獲取直觀的觀察數據。

學生成績與反饋分析。收集學生的學習成績和反饋，比較兩個班級在知識掌握、技能運用等方面的差異。

3.2 教學效果分析

在3.1節中收集得到的學生反饋數據通過整理分析，可以得到以下結果。比較兩個班級的學生在知識掌握、技能運用、創新能力等方面的表現，以及他們對教學模式的滿意度可以發現?；旌鲜浇虒W模式班級中的學生，其學習成果與滿意度高于傳統授課班級中的學生。教師對新模式下教學質量的評價也較高，相對于傳統教學模式，新模式下學生對于知識技能的掌握有了一定的提升，學生對于實踐過程也不再抵觸，比較積極地參與到團體實踐過程中。但是部分教師由于是第一次接觸此類教學模式，對于課程進度的掌握以及課程大綱的編寫還存在些許缺陷，不能完美實現教學目標，在教學安排上還需要改進。

3.3 影響因素與策略探討

分析學生的特點和需求，學生對線上線下混合式教學模式的接受程度和適應能力較強，能夠較好地完成教師安排的教學任務。部分學生認為實踐活動的安排較少且活動內容脫離實際工程，在實踐方面的安排還需要進一步改進，使活動內容更加貼近現實工程應用。也有學生認為企業導師無存在感，僅為了完成教學任務而安排實踐及上課內容，此方面問題的解決需要進一步加強與企業導師的溝通，進而制訂相應的教學策略。

混合式教學模式下教師的角色不再是傳統授課模式下的授課者，而是新模式下的引領者，教師需要逐步走出自己傳統的定位，需要在課堂和實踐中引導學生去學習去運用基礎知識解決項目中的問題，通過調查新模式下教師和學生的評價，部分教師需要盡快改正此問題。并且現有教學設備無法支撐完整的教學內容，需要購置或研發新型的設備。

通過以上實證分析，我們可以比較線上線下混合式教學模式和傳統模式在裝配式建筑施工技術課程中的效果差異，并深入探討影響因素和相應的策略。這將為智能建造專業的教學改革提供有力的理論和實踐依據，促進教學質量的提升和學生能力的培養。

4 結論與展望

通過對裝配式建筑施工技術課程在新工科背景下智能建造專業中的線上線下混合式教學模式的構建與實證分析，我們得出以下結論：

（1）線上線下混合式教學模式能夠有效提升學生的學習成果和滿意度。與傳統模式相比，混合式教學模式能夠更好地融合理論學習和實踐操作，使學生在虛擬實踐平臺上進行模擬施工過程，降低實操的安全風險，同時提升學生從理論到實踐的認知和技能水平。混合式教學模式為智能建造專業的人才培養提供了更為靈活和多樣化的教學方式。學生可以在任何時間、任何地點通過線上學習平臺進行學習，并通過線下實踐活動與企業實踐項目相結合，深化對實際工程項目的了解和應用能力。線上校企雙元制評價和線下構建校企雙元制評價相結合的考核模式能夠全面評估學生的學習成果。學校和企業共同參與評價，能夠更好地反映學生在理論知識和實踐能力方面的綜合水平，為學生提供更準確的評價和反饋。

（2）進一步優化線上線下混合式教學模式的教學設計和教學資源配置，提高教學效果和學生的學習體驗。可以引入更多的多媒體教學資源、虛擬實境技術等創新手段，提升教學的互動性和趣味性。同時不斷更新和完善線上實訓平臺，豐富實踐項目資源，提供更多真實場景的模擬施工環境，以增強學生的實踐操作能力和創新思維能力。加強學生與企業的合作與交流，進一步深化校企合作模式，提供更多實際項目和實踐機會，增強學生的實際工程項目經驗和解決問題的能力。定期對混合式教學模式進行評估和反饋，了解學生和教師對教學模式的滿意度和改進建議，及時進行優化和調整，以適應不斷變化的教學需求和技術發展。

通過對裝配式建筑施工技術課程在智能建造專業中的線上線下混合式教學模式的實證分析，我們可以看到其在人才培養、教學效果和教學質量方面的優勢和潛力。未來，應繼續深化研究和實踐，不斷優化和創新教學模式，以適應新工科背景下智能建造專業的發展需求，培養更加符合行業要求的高素質人才。

本文系2022年度湖南省教育廳科學研究項目“新工科背景下智能建造專業線上線下混合式教學模式研究”的研究成果（課題編號：22C0953）。

（作者單位：湖南交通職業技術學院）