“新工科”背景下現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)線上線下混合教學(xué)與實(shí)踐研究*

余佳佳，陳雄飛，黎 靜，劉俊安，劉兆朋，劉木華

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江西 南昌 330045）

0 引言

隨著全球科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，一體化進(jìn)程加快，智能制造技術(shù)不斷滲透每個(gè)領(lǐng)域，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、3D打印、智能機(jī)器人、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等高新技術(shù)的涌現(xiàn)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也得到了較快發(fā)展。新技術(shù)重構(gòu)了全球經(jīng)濟(jì)版圖，促使人們更重視科學(xué)技術(shù)所帶來(lái)的紅利和機(jī)遇，因此，新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用得到了人們的空前關(guān)注，且高等院校和科研院所作為高新技術(shù)知識(shí)的前沿哨站，人們也寄予了較大期望。我國(guó)發(fā)布了“互聯(lián)網(wǎng)+”“智能制造2025”“人工智能2.0”等國(guó)家重大策略，改變了傳統(tǒng)工科專業(yè)的布局，迎來(lái)新的變革和挑戰(zhàn)[1-3]。2017年，教育部高教司推行“新工科”計(jì)劃，打破了全國(guó)理工高校學(xué)科發(fā)展的困局[4-6]，提出了加快培養(yǎng)優(yōu)秀工程技術(shù)人才，重視創(chuàng)新思維，探索工科發(fā)展的新體系和模式。

針對(duì)“新工科”優(yōu)秀人才培養(yǎng)模式和體系建設(shè)，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)是“江西省卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”“雙一流”建設(shè)學(xué)科和江西農(nóng)業(yè)大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，學(xué)院教師一直致力于教學(xué)改革研究，不斷進(jìn)行探索實(shí)踐和理論研究[7-9]。因此，筆者針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的本科生，以“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”課程為研究對(duì)象，根據(jù)“新工科”建設(shè)目標(biāo)，開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)，通過(guò)對(duì)比研究探索出課程教學(xué)改革的新模式，為高等院校學(xué)科發(fā)展提供參考。

1 本科生課程學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

2020年受新型冠狀肺炎疫情影響，基于超星學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展了“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”課程的線上線下混合教學(xué)活動(dòng)，該課程是本科三年級(jí)24學(xué)時(shí)的專業(yè)選修課，本次研究以農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本科生為授課對(duì)象，教學(xué)任務(wù)包含緒論、信號(hào)分析基礎(chǔ)、測(cè)試裝置的靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性、工程中常用傳感器的轉(zhuǎn)換原理及應(yīng)用、信號(hào)調(diào)理方法等章節(jié)內(nèi)容?！艾F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”是一門理論和實(shí)踐結(jié)合較強(qiáng)的專業(yè)選修課，信號(hào)分析基礎(chǔ)側(cè)重理論分析，包含傅里葉變換、拉普拉斯變換、隨機(jī)過(guò)程等，學(xué)習(xí)難度較大，涵蓋知識(shí)內(nèi)容繁雜；測(cè)試裝置的響應(yīng)特性、常用傳感器的轉(zhuǎn)換原理和應(yīng)用及信號(hào)調(diào)理方法均為理論結(jié)合實(shí)踐，與電工電子技術(shù)、控制工程技術(shù)和虛擬儀器等相關(guān)聯(lián)。

通過(guò)開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查混合式教學(xué)，分析了其教學(xué)效果。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析可知：45.90%的學(xué)生對(duì)于信號(hào)分析基礎(chǔ)更感興趣，43.70%的學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)集中在常用傳感器的轉(zhuǎn)換原理和應(yīng)用；68.10%的本科生在此次教學(xué)活動(dòng)中采用手機(jī)開(kāi)展課程學(xué)習(xí)，31.90%選擇電腦端，但仍有41.10%的學(xué)生受到網(wǎng)絡(luò)或流量影響學(xué)習(xí)效果。由于是線上錄播教學(xué)方式，21.90%學(xué)生選擇上午學(xué)習(xí)，24.70%學(xué)生選擇下午，53.40%學(xué)生選擇晚上，表明學(xué)生學(xué)習(xí)行為受到環(huán)境影響較大，尤其是家庭作息規(guī)律。其中喜歡線上線下混合教學(xué)的學(xué)生為28.80%，表明存在很大一部分學(xué)生仍無(wú)法適應(yīng)這種混合式教學(xué)模式，53.40%的學(xué)生更傾向于線下教學(xué)方式，表明學(xué)生仍傾向于被動(dòng)學(xué)習(xí)現(xiàn)象，希望在學(xué)時(shí)內(nèi)，任課教師詳細(xì)講授知識(shí)點(diǎn)。

本課程的混合教學(xué)仍存在以下不足：1）線上課堂師生分離感強(qiáng)烈，互動(dòng)有難度。尤其是習(xí)慣線下教學(xué)的師生，對(duì)于線上教學(xué)或混合式教學(xué)模式，需要師生共同準(zhǔn)備，從學(xué)生預(yù)習(xí)、線上學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，教師對(duì)于知識(shí)內(nèi)容的理解和擴(kuò)展，都需要提前準(zhǔn)備，否則會(huì)影響上課效率。當(dāng)然。線上教學(xué)靈活和易管理優(yōu)點(diǎn)，有簽到點(diǎn)名、隨堂測(cè)驗(yàn)和問(wèn)卷調(diào)查等多種方式。2）線上實(shí)驗(yàn)課程缺乏，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有待加強(qiáng)。本課程包含實(shí)驗(yàn)課程，疫情影響下，開(kāi)展線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)更靈活便利，但缺乏建設(shè)基礎(chǔ)和配套設(shè)施，無(wú)法滿足線上實(shí)驗(yàn)課程需求，有待進(jìn)一步提高。3）線上教學(xué)平臺(tái)操作界面不友好，師生參與度低。對(duì)教師而言，線上教學(xué)模式精準(zhǔn)掌控教學(xué)節(jié)奏和學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，尤其是統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)情況、追蹤學(xué)習(xí)進(jìn)度和管理學(xué)生等功能，有利于教師調(diào)整進(jìn)度；對(duì)學(xué)生而言，基于線上平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，可提高學(xué)習(xí)效率和追蹤反饋，有利于自我管理。但無(wú)論是電腦端還是手機(jī)端，功能龐雜，對(duì)于不適應(yīng)線上教學(xué)模式的師生都有無(wú)法一一實(shí)現(xiàn)的難題，因此，教師和學(xué)生都需要提高對(duì)平臺(tái)課程功能的參與度。

2 “新工科”背景下線上線下混合式教學(xué)改革

“新工科”建設(shè)背景下，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院的本科生專業(yè)課程不斷深入改革和實(shí)踐探索，尤其是“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”課程，是一門理論結(jié)合實(shí)踐的綜合課程，對(duì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐要求較高，保證學(xué)生掌握課本知識(shí)，以項(xiàng)目教學(xué)方法，擴(kuò)展課外知識(shí)，提高學(xué)生實(shí)踐能力。面對(duì)2020年新型冠狀肺炎疫情，“停學(xué)不停課”，國(guó)內(nèi)外高校的教學(xué)活動(dòng)均在線上開(kāi)展，而線上線下混合教學(xué)模式也成為高校教學(xué)活動(dòng)的一種模式，在初期已經(jīng)凸顯了教師和學(xué)生的矛盾，因此，對(duì)于“新工科”建設(shè)背景下，線下線下混合教學(xué)模式也要開(kāi)始一系列改革。

2.1 線上教學(xué)改變學(xué)生學(xué)習(xí)模式，從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)

我國(guó)高等教育發(fā)展迅猛，人才培養(yǎng)模式也逐漸進(jìn)入完熟階段，但高校師生仍以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，教師線下課堂教授知識(shí)，學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)和缺乏獨(dú)立思考能力，碎片化學(xué)習(xí)和泛娛樂(lè)生活方式使得學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，突擊學(xué)習(xí)和考試忽略了邏輯推導(dǎo)，缺乏對(duì)問(wèn)題追根究底的勇氣，學(xué)習(xí)成為副業(yè)，線上教學(xué)無(wú)論是在學(xué)習(xí)難度還是進(jìn)度上，對(duì)于學(xué)習(xí)能力有要求，否則會(huì)無(wú)法理解。因此，“新工科”優(yōu)秀工程人才的培養(yǎng)目標(biāo)是轉(zhuǎn)變思想態(tài)度和學(xué)習(xí)邏輯，要求掌握課程理論知識(shí)和工程實(shí)踐能力，與企業(yè)要求相符合，滿足培養(yǎng)人才的終極目標(biāo)。

2.2 積極推動(dòng)教學(xué)和科研活動(dòng)，提高師生的實(shí)踐能力

高校教師承擔(dān)教書(shū)育人的責(zé)任，授課是基本職責(zé)，但傳統(tǒng)線下教學(xué)模式已無(wú)法滿足現(xiàn)代學(xué)生的實(shí)際需求，大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和智能化是未來(lái)社會(huì)和企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，學(xué)生急切需求最新前沿的專業(yè)知識(shí)，那么教師作為高新科技的先驅(qū)者，要掌控引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，搭建厚實(shí)的知識(shí)架構(gòu)。教師在實(shí)際工作中，要積極主動(dòng)承擔(dān)教研活動(dòng)，厚積薄發(fā)，從理論走到實(shí)踐，從線下走到線上，積極引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)。

2.3 學(xué)校角色轉(zhuǎn)變，改善教學(xué)環(huán)境和條件，從校園管理到服務(wù)師生

無(wú)論是線上教學(xué)、線下教學(xué)，還是混合式教學(xué)模式，其核心都是圍繞教與學(xué)開(kāi)展。未來(lái)高等教育模式也會(huì)從單一的線下教學(xué)逐漸走到多種教學(xué)模式平衡發(fā)展的地步，因此，線上教學(xué)和混合式教學(xué)模式對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)授課教學(xué)模式都有較高的環(huán)境要求，凸顯出互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)和便利，但現(xiàn)代化的高校教學(xué)環(huán)境是核心，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，教師課堂行為也要可重復(fù)和嚴(yán)謹(jǐn)，助力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。其中混合式教學(xué)要求穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)硬件環(huán)境，同時(shí)配備虛擬仿真的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)員，有利于加深知識(shí)理解和融會(huì)貫通，因此，學(xué)校角色要從校園管理變成服務(wù)師生，為線上教學(xué)提供便利和支持，合理利用線上教學(xué)資源和硬件設(shè)施，將成為學(xué)校發(fā)展的新難題，也是限制線上教學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。

3 結(jié)論

基于“新工科”建設(shè)和高校“雙一流”發(fā)展背景下，加上受2020年新型冠狀肺炎疫情影響，地方高校的人才培養(yǎng)模式和專業(yè)課程教學(xué)均處于變革發(fā)展階段，顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)模式，促進(jìn)了線上教學(xué)和混合式教學(xué)模式的發(fā)展。因此，筆者針對(duì)“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)”課程的混合式教學(xué)模式，開(kāi)展了本科生的學(xué)習(xí)狀況分析，明確了線上教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了學(xué)校管理和師生角色的變化，分別從學(xué)校線上資源和硬件設(shè)施改善、教師教研活動(dòng)和教學(xué)職責(zé)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自我管理上提出需求，以滿足“新工科”發(fā)展目標(biāo)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的優(yōu)秀工程技術(shù)人才。