工程教育認(rèn)證背景下地方高?；旌鲜綄?shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建

摘 ? ?要：混合式教學(xué)模式能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意愿。文章結(jié)合“以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念，將混合式教學(xué)模式運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅提高了學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生全面參與實(shí)驗(yàn)，而且起到深化學(xué)習(xí)內(nèi)容、拓寬學(xué)習(xí)視野的作用。教師通過線上平臺(tái)的建設(shè)和教學(xué)資源的豐富，實(shí)現(xiàn)重構(gòu)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，重視創(chuàng)新能力培養(yǎng)。并且通過多渠道的師生互動(dòng)和多維度的評(píng)價(jià)體系激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2021）12-0067-03

2016年6月，我國(guó)成為《華盛頓協(xié)議》正式會(huì)員國(guó)，標(biāo)志著我國(guó)工程專業(yè)教育獲得了國(guó)際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可[1]。我國(guó)高等教育引入了工程專業(yè)認(rèn)證理念，有效指導(dǎo)了高校專業(yè)人才培養(yǎng)，成功促進(jìn)了工程教育的發(fā)展[2]。截至2019年，全國(guó)共有227所高校的1170個(gè)專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認(rèn)證。工程教育尤為注重實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。實(shí)踐教學(xué)在整個(gè)高等教育中占重要地位。因?yàn)橐幻细竦墓こ碳夹g(shù)人才只具備理論知識(shí)是不夠的，還要經(jīng)過實(shí)踐教學(xué)和具體操作，將理論知識(shí)生動(dòng)地表現(xiàn)出來。只有將其融會(huì)貫通，舉一反三，才能解決實(shí)際工程中的復(fù)雜問題。

數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)已極大程度地改變了人們的生活和學(xué)習(xí)方式?；旌鲜浇虒W(xué)便是這個(gè)背景下教學(xué)改革的產(chǎn)物，是一種自主便捷又結(jié)合課堂教學(xué)的新模式。2014年混合式教學(xué)開始運(yùn)用微課、慕課等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái);2015年開始在英語、思政等科目中運(yùn)用;2016年以后，向教學(xué)模式和課程改革方面推廣;在2020年年初的新冠疫情背景下，為實(shí)現(xiàn)“停課不停教、停課不停學(xué)”的教學(xué)目標(biāo)，在線教育和慕課平臺(tái)不斷完善，各高校開展網(wǎng)上教學(xué)，嘗試和實(shí)踐網(wǎng)絡(luò)課程共享。雖然疫情緩解后開始復(fù)工復(fù)產(chǎn)復(fù)學(xué)，但在線教學(xué)作為課堂教學(xué)的一種必要補(bǔ)充手段已實(shí)現(xiàn)常態(tài)化應(yīng)用。

一、混合式教學(xué)

混合式教學(xué)是線上線下教學(xué)模式和教學(xué)技術(shù)的結(jié)合，是傳統(tǒng)的面對(duì)面課堂教學(xué)和在線教學(xué)的混合。除此之外，混合式教學(xué)也是教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體地位的混合，是系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和碎片化學(xué)習(xí)的混合，是學(xué)生自主學(xué)習(xí)和師生間、學(xué)生間的合作學(xué)習(xí)的混合，以及多維評(píng)價(jià)方式的混合[3]?；旌鲜浇虒W(xué)能夠做到重視學(xué)生個(gè)體差異，因人施教;學(xué)生可以根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況合理安排學(xué)習(xí)時(shí)間和進(jìn)度;能夠提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意愿，有助于終身學(xué)習(xí)意識(shí)和能力的培養(yǎng);能減少知識(shí)的重復(fù)講解，提高教學(xué)效率;能夠使學(xué)生針對(duì)自身的情況進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率;能夠通過線上交流增加師生感情。更重要的是，混合式教學(xué)是以學(xué)生為中心，使學(xué)生具有更多的表現(xiàn)機(jī)會(huì)，而教師轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)者，只負(fù)責(zé)組織課堂活動(dòng)和答疑解惑。

二、地方高?；旌鲜綄?shí)驗(yàn)教學(xué)改革的必要性

隨著工程認(rèn)證在我國(guó)高校的不斷推進(jìn)和實(shí)施，同時(shí)結(jié)合新工業(yè)革命背景下工業(yè)界的持續(xù)反饋，可以看出現(xiàn)階段工程技術(shù)人才各方面能力還不能滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，尤其是解決復(fù)雜工程問題的能力。而這種能力主要通過實(shí)踐教學(xué)來獲得。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)，是學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能的訓(xùn)練。地方高校工科專業(yè)由于在招生、生源以及辦學(xué)歷史等方面所具有的特點(diǎn)，大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的提升一直是亟待解決的問題。吉林建筑大學(xué)作為吉林省省屬高校也存在這樣的問題。文章以問卷方式分析了吉林建筑大學(xué)材料專業(yè)本科生的學(xué)習(xí)特征（視覺型），即半數(shù)以上學(xué)生更喜歡視頻這樣直觀的教學(xué)方式。同時(shí)，問卷結(jié)果顯示，在實(shí)驗(yàn)課上，43%的學(xué)生喜歡動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，29%的學(xué)生喜歡同學(xué)間的交流討論，只有20%的學(xué)生喜歡聽教師講課。因此，地方高校工科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)勢(shì)必要以學(xué)生需求為導(dǎo)向、以學(xué)生能力培養(yǎng)為目標(biāo)，進(jìn)行本科實(shí)驗(yàn)的混合式教學(xué)模式改革。通過改革，拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的深度和廣度，加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的理解，提升實(shí)踐操作的能力，激發(fā)學(xué)生探索精神和學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能和創(chuàng)新能力的提升。

三、混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的混合模式是傳統(tǒng)課堂教學(xué)和在線教學(xué)優(yōu)勢(shì)的結(jié)合（如圖1所示）。學(xué)生在在線學(xué)習(xí)過程中自學(xué)完成實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)及原理部分，并通過做題檢測(cè)自學(xué)效果。學(xué)習(xí)更加方便、快捷并具有個(gè)性化。在課堂學(xué)習(xí)中，教師只對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，能夠保證有更多的時(shí)間用于具體的實(shí)驗(yàn)操作，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力。同時(shí)，利用在線教學(xué)平臺(tái)，教師可以輕松直觀地了解學(xué)生的預(yù)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、測(cè)驗(yàn)成績(jī)、討論參與度等信息，對(duì)于預(yù)習(xí)的評(píng)價(jià)更具有科學(xué)性和全面性[4]。還可以統(tǒng)計(jì)出易錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)，便于教師抓住重點(diǎn)，查缺補(bǔ)漏。

（一）以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)措施

1.線上學(xué)習(xí)

線上學(xué)習(xí)主要包含三個(gè)部分：課前預(yù)習(xí)、習(xí)題鞏固和課后復(fù)習(xí)。課前預(yù)習(xí)包括實(shí)驗(yàn)原理講解、實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹、實(shí)驗(yàn)步驟以及操作要領(lǐng)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課的課前預(yù)習(xí)多為閱讀實(shí)驗(yàn)手冊(cè)并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。很多學(xué)生感覺枯燥乏味且抓不住重點(diǎn)，或者不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的示意圖真正理解實(shí)驗(yàn)過程。而線上預(yù)習(xí)可以解決上述問題。教師可以錄制實(shí)驗(yàn)短視頻，直觀而生動(dòng)，還可以上傳實(shí)驗(yàn)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)資料，方便學(xué)生查閱，更好地理解實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以對(duì)理解薄弱的地方反復(fù)觀看加深印象。另外，為了檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，教師可以將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)編輯成隨堂小測(cè)。系統(tǒng)會(huì)對(duì)學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻和資料的時(shí)長(zhǎng)綜合隨堂小測(cè)的分?jǐn)?shù)給出學(xué)生線上預(yù)習(xí)的成績(jī)。這種方式可以督促學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，避免走馬觀花。在進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)或者畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生可以通過線上資源復(fù)習(xí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的原理和操作要領(lǐng)，避免遺忘，加深理解。

2.課堂參與

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課，教師占用大量時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)原理、儀器和操作步驟，還要檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。而用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間卻很短，很多學(xué)生“跟大幫，隨大流”，沒有認(rèn)真切實(shí)地完成實(shí)驗(yàn)操作。這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)很難提高學(xué)生的實(shí)踐能力。而混合式實(shí)驗(yàn)課的課堂環(huán)節(jié)，學(xué)生已經(jīng)熟悉實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程，并且掌握了相關(guān)的理論知識(shí)。這份“胸有成竹”激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和探索的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)習(xí)熱情。而且學(xué)生有更充裕的時(shí)間進(jìn)行操作和實(shí)踐。教師也有更多的時(shí)間針對(duì)線上預(yù)習(xí)突出問題重點(diǎn)講解，引導(dǎo)學(xué)生開展分組討論[5]。而這一優(yōu)勢(shì)在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)中尤為重要。學(xué)生在線上預(yù)習(xí)階段查看相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、分組討論并提出實(shí)驗(yàn)方案，在課堂上分工協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)過程并匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師可以提前查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，并給出意見，課堂上可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行指導(dǎo)，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)。

（二）以教師為主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)

在混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，教師的身份由“主角”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲗?dǎo)”，把課堂這個(gè)“舞臺(tái)”讓給學(xué)生，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)操作實(shí)驗(yàn)、提出想法、發(fā)表觀點(diǎn)[6]。教師則是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、把握課堂節(jié)奏、答疑解惑和保障線上線下教學(xué)活動(dòng)的有序開展。

1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

根據(jù)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)程度，實(shí)驗(yàn)課分為三個(gè)層次進(jìn)行：（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，即驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是對(duì)已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，鞏固加深理論知識(shí)，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能的可重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)理論基礎(chǔ)簡(jiǎn)單，可以完全在線上教學(xué)環(huán)節(jié)完成，而課堂教學(xué)環(huán)節(jié)更強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)技能扎實(shí)和操作標(biāo)準(zhǔn)。（2）綜合性實(shí)驗(yàn)，是以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，有一定的復(fù)雜性和難度的實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，分析問題、解決問題的能力。（3）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，是綜合一個(gè)研究方向的知識(shí)點(diǎn)，具有綜合性、創(chuàng)新性和結(jié)果多樣性的實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和解決復(fù)雜工程問題的能力。學(xué)生可以利用線上預(yù)習(xí)和隨堂測(cè)試串聯(lián)多個(gè)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，可以利用文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)等延伸性教學(xué)資源設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，可以利用線上討論環(huán)節(jié)完善、修改實(shí)驗(yàn)方案。

2.構(gòu)建線上教學(xué)平臺(tái)

充分利用各種教學(xué)平臺(tái)，構(gòu)建完善實(shí)驗(yàn)課程網(wǎng)上教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)線上線下互補(bǔ)教學(xué)模式。線上教學(xué)資源可以多樣化，比如實(shí)驗(yàn)操作可以錄制成演示視頻，實(shí)驗(yàn)原理可以制作成Flash動(dòng)畫或者動(dòng)圖，實(shí)驗(yàn)手冊(cè)可以制作成PPT。教學(xué)內(nèi)容的多種方式表達(dá)有助于學(xué)生加深理解。教學(xué)平臺(tái)手機(jī)端APP也方便了學(xué)生預(yù)習(xí)新知識(shí)、鞏固舊知識(shí)、查找相關(guān)的延伸知識(shí)。拓展資源部分主要針對(duì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，設(shè)置了文獻(xiàn)、教學(xué)案例、專題講座、學(xué)科動(dòng)態(tài)等多個(gè)模塊。學(xué)生可以參考教學(xué)案例，查找文獻(xiàn)，自己設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獨(dú)立解決問題的能力。專題講座可以深化學(xué)習(xí)內(nèi)容，拓寬學(xué)習(xí)視野。學(xué)科動(dòng)態(tài)可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注專業(yè)學(xué)科前沿、社會(huì)熱點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生人文情懷、責(zé)任感和使命感。

（三）構(gòu)建多渠道互動(dòng)模式

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課堂中師生間的互動(dòng)少之又少，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足。混合式教學(xué)模式可以通過線上和線下構(gòu)建多種互動(dòng)模式，增加師生之間、學(xué)生之間的溝通交流，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。主要互動(dòng)模式有4種：（1）測(cè)驗(yàn)式互動(dòng)。學(xué)生在完成線上預(yù)習(xí)后完成隨堂小測(cè)，教師根據(jù)學(xué)生答題情況掌握學(xué)生預(yù)習(xí)效果。（2）討論式互動(dòng)。教師在每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后會(huì)設(shè)計(jì)討論話題，學(xué)生根據(jù)自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解發(fā)表看法，教師有針對(duì)性地回復(fù)[7]。（3）課堂互動(dòng)。在學(xué)生完成線上預(yù)習(xí)后，教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況在課堂上針對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行答疑解惑。（4）協(xié)作式互動(dòng)。綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)都需要學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，協(xié)作完成。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)定及實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)施都需要團(tuán)隊(duì)成員相互溝通協(xié)作。

（四）形成多維度過程性考核方法

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)主要參考實(shí)驗(yàn)報(bào)告和出勤率給出成績(jī)。這種方法主觀、片面，不能全面體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)。而混合式教學(xué)模式的考核方式更重視過程性和發(fā)展性。對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、對(duì)知識(shí)的把握程度、實(shí)驗(yàn)操作能力、解決復(fù)雜問題能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素質(zhì)進(jìn)行全過程、多角度的考核。實(shí)驗(yàn)成績(jī)采用了線上評(píng)價(jià)和線下評(píng)價(jià)相結(jié)合，教師評(píng)價(jià)和學(xué)生互評(píng)相結(jié)合，個(gè)人評(píng)價(jià)和團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)相結(jié)合的多維度評(píng)價(jià)方法（如圖2所示）。針對(duì)以團(tuán)隊(duì)為單位完成的綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)內(nèi)容還包括實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示等多個(gè)環(huán)節(jié)，全視角、多角度地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合能力。

混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革遵循以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向的原則，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)到了什么、學(xué)得怎么樣。因此，從教師的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)、學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、師生互動(dòng)、成績(jī)反饋到調(diào)整教學(xué)方案，形成一個(gè)從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的持續(xù)改進(jìn)的封閉循環(huán)，使實(shí)驗(yàn)課程體系具有自我完善和修復(fù)的功能，達(dá)到為高速發(fā)展的社會(huì)培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)人才的目的。

隨著互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，混合式教學(xué)模式已經(jīng)成為高校一種新興而有效的教學(xué)方式。而2020年新冠疫情的暴發(fā)，也使線上教育常態(tài)化成為可能。混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式由于教學(xué)手段多樣化、教學(xué)資源多元化、教學(xué)過程細(xì)致化、教學(xué)理念先進(jìn)化、教學(xué)體系科學(xué)化等眾多優(yōu)勢(shì)取得了更好的教學(xué)效果。結(jié)合地方高校工科專業(yè)本科生學(xué)情分析，推進(jìn)混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革和進(jìn)程勢(shì)在必行。

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編輯∕陳晶

作者簡(jiǎn)介：李祎（1978—），女，吉林樺甸人，吉林建筑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，碩士研究生導(dǎo)師，博士，研究方向：生物降解高分子材料。

基金項(xiàng)目：吉林省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“新工科背景下地方土建類高校跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)建研究”（JLLG948220190719144636）;吉林省教育科學(xué)“十三五”一般規(guī)劃課題“新工業(yè)革命背景下基于工程認(rèn)證的材料學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建”（GH19204）