新工科、新文科建設(shè)背景下跨學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程線上線下教學(xué)探究
——以設(shè)計(jì)與材料課程為例

張暉

（浙江科技學(xué)院，浙江杭州 310023）

“以大格局、大視野、大變革滿足國家發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要，為黨和國家事業(yè)發(fā)展培養(yǎng)大批高素質(zhì)人才，是高等教育高質(zhì)量發(fā)展的首要追求。”[1]新工科、新文科建設(shè)，引領(lǐng)了教學(xué)改革的潮流，指明了教育的發(fā)展方向，給教育界帶來諸多思考與挑戰(zhàn)。理、工、文、農(nóng)、藝等學(xué)科深度交叉融合，學(xué)科間相互滲透，反映了科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展方向。重構(gòu)了學(xué)科體系，做到存量更新與適度增量補(bǔ)充。作為學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程，面對(duì)這樣的轉(zhuǎn)型升級(jí)，勢必需要做出更深厚、靈活、融合、創(chuàng)新的改革嘗試。

1 新工科、新文科建設(shè)背景下跨學(xué)科課程的特征

新工科中新型工科概念比較貼合跨學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課的改革方向，區(qū)別于新生或新興工科，它更能體現(xiàn)交叉融合的學(xué)科特色，以及由此帶來的課程教學(xué)內(nèi)容的跨界、繼承與創(chuàng)新。馮果認(rèn)為：“新文科是相對(duì)于傳統(tǒng)文科而言的，是對(duì)傳統(tǒng)文科的提升，其目的在于打破專業(yè)壁壘和學(xué)科障礙，以廣博的學(xué)術(shù)視角、開闊的問題意識(shí)和深厚的學(xué)術(shù)積累為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供更契合現(xiàn)代社會(huì)需求的素養(yǎng)訓(xùn)練，是對(duì)快速變革的社會(huì)生活的主動(dòng)回應(yīng)?！盵2]新工科、新文科建設(shè)背景下跨學(xué)科課程的主要特征是交叉融合、組課靈活、社會(huì)導(dǎo)向。設(shè)計(jì)與材料課程具備跨學(xué)科課程特色，設(shè)計(jì)學(xué)屬于新文科的熱門專業(yè)，材料學(xué)屬于新工科的熱門專業(yè)，兩者融合、提煉，最終形成一門綜合性的，有利于設(shè)計(jì)學(xué)科發(fā)展，有利于設(shè)計(jì)成果產(chǎn)業(yè)化、市場化的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

2 線上線下混合式教學(xué)的特征

課程的建設(shè)要素可以展現(xiàn)出課程的特征。王鈿認(rèn)為“線上線下混合式課程的建設(shè)要素包括生本取向的教學(xué)理念、統(tǒng)整取向的教學(xué)資源、融合取向的教學(xué)設(shè)計(jì)、過程取向的教學(xué)評(píng)價(jià)?！盵3]線上課程不受地理位置的限制，教學(xué)面比較廣，教學(xué)受眾的層次比較多元，教學(xué)內(nèi)容多且層次分明。線上課程的傳播面廣、傳播速度快、傳播形式多樣、更新速度快。在線學(xué)習(xí)也更注重過程性監(jiān)測及評(píng)價(jià)。因此，線上線下混合式教學(xué)的特征包括：（1）“廣”： 既有線上課程內(nèi)容又有線下課程內(nèi)容；（2）“變”：課程內(nèi)容，尤其是線上課程內(nèi)容需及時(shí)更新；（3）“適”：按不同的教學(xué)受眾，設(shè)置不同的教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容；（4）“新”： 利用新科學(xué)新技術(shù)服務(wù)教改的各方面。設(shè)計(jì)與材料課程在以往的教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容一般以文字及靜態(tài)圖片的形式呈現(xiàn)，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，學(xué)生們很難形象地理解某些專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，但隨著現(xiàn)代多媒體手段及視頻技術(shù)的發(fā)展，精彩的視頻呈現(xiàn)將作為有益的教學(xué)補(bǔ)充引入課堂。網(wǎng)課及具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的視頻資源，將助力于課程及學(xué)科建設(shè)。在線上線下混合式教學(xué)模式的授課形式下，課程將有機(jī)會(huì)面向?qū)？粕⒈究粕?、研究生及社?huì)學(xué)習(xí)者。不但可以在校內(nèi)選用，也可在校際共享。

3 設(shè)計(jì)與材料課程教學(xué)實(shí)施方案

3.1 教學(xué)目標(biāo)按對(duì)象分層設(shè)置

劉安然認(rèn)為“慕課的受眾廣泛，具有各種不同的學(xué)習(xí)需求。因此平臺(tái)的知識(shí)內(nèi)容越全面，就越可能吸引更多的用戶。建設(shè)包含不同層次的課程體系是必要的。課程的縱深發(fā)展可以解決MOOC 零散、不成體系的問題?！盵4]設(shè)計(jì)與材料課程針對(duì)不同的教學(xué)受眾，設(shè)置了不同層級(jí)的課程內(nèi)容。主要分為針對(duì)專業(yè)內(nèi)學(xué)生的“專業(yè)級(jí)”、針對(duì)專業(yè)外學(xué)生的“通用級(jí)”、針對(duì)行業(yè)內(nèi)人士的“專業(yè)級(jí)”、針對(duì)青少年及其他社會(huì)人士的“科普級(jí)”，如圖1所示。

圖1 教學(xué)目標(biāo)按對(duì)象分層設(shè)置

3.1.1 學(xué)術(shù)級(jí)——專業(yè)內(nèi)學(xué)生

作為專業(yè)內(nèi)學(xué)生的必修課程，其教學(xué)目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生在系統(tǒng)性設(shè)計(jì)背景下，面對(duì)現(xiàn)實(shí)的材料與工藝限制性條件，解決復(fù)雜設(shè)計(jì)問題，從而使設(shè)計(jì)作品轉(zhuǎn)化為真實(shí)的產(chǎn)品，面向制造業(yè)及消費(fèi)市場，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)及商業(yè)價(jià)值。樹立正確的價(jià)值觀與設(shè)計(jì)觀，正確處理科學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系，培養(yǎng)良好的審美觀，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德與社會(huì)責(zé)任感，可依托SPOC 課程平臺(tái)施教。

3.1.2 通用級(jí)——專業(yè)外學(xué)生

作為通識(shí)性公選課，在教學(xué)過程中，通過對(duì)材料與生活、材料與環(huán)境、發(fā)展中的新材料的系統(tǒng)介紹，揭示設(shè)計(jì)與材料的關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注中華優(yōu)秀傳統(tǒng)工藝文化，了解綠色設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)、低碳設(shè)計(jì)、可持續(xù)性設(shè)計(jì)及環(huán)境親和性設(shè)計(jì)。教育引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)綜合能力、創(chuàng)新思維，增強(qiáng)綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，可依托MOOC 課平臺(tái)施教。

3.1.3 專業(yè)級(jí)——行業(yè)內(nèi)人士

作為面向企業(yè)的專業(yè)課程，施教對(duì)象為行業(yè)內(nèi)人士。通過標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、材料與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化、設(shè)計(jì)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)賦能等，從設(shè)計(jì)與材料的角度，講解提升企業(yè)創(chuàng)新力、降低產(chǎn)品開發(fā)成本、提高產(chǎn)品價(jià)值的方法。教學(xué)內(nèi)容包括材料學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容、通識(shí)性內(nèi)容，以定制課程方式施教。

3.1.4 科普級(jí)——青少年和其他社會(huì)人士

作為公眾課程，通過科普化、趣味化的內(nèi)容介紹，普及材料科學(xué)、藝術(shù)與設(shè)計(jì)、傳統(tǒng)工藝文化，激發(fā)民族自豪感。引導(dǎo)公眾用聯(lián)系與發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)與藝術(shù)、工科與文科、理性與感性，收獲美好幸福生活。同時(shí)，作為團(tuán)隊(duì)或?qū)W校的窗口課程，發(fā)揮宣傳作用，為學(xué)校增加良好的社會(huì)影響力，可依托社會(huì)開放平臺(tái)施教。

3.2 教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)成與模塊化組配

3.2.1 教學(xué)內(nèi)容構(gòu)成

教學(xué)內(nèi)容需根據(jù)學(xué)科或課程發(fā)展背景、發(fā)展特征、施教對(duì)象來確定?！爸悄苤圃煲孕乱淮畔⒓夹g(shù)與制造業(yè)深度融合為主線，具有顯著的多學(xué)科交融特性?！盵5]我國新文科源于新國情，適應(yīng)新國情，新文科的一個(gè)特征是新文科建設(shè)強(qiáng)調(diào)對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的執(zhí)著堅(jiān)守和傳承。新工科、新文科建設(shè)與跨學(xué)科建設(shè)有著內(nèi)在的聯(lián)系，傳統(tǒng)文化、跨學(xué)科融合是新工科新文科建設(shè)的特色，也是素質(zhì)教育的內(nèi)在需求。隸屬于新型工科的材料學(xué)，在傳統(tǒng)材料學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上新增“材料與智造”“材料與信息技術(shù)”“發(fā)展中的新材料”“材料美學(xué)”“傳統(tǒng)工藝”教學(xué)內(nèi)容；隸屬于新文科的設(shè)計(jì)學(xué)，跨學(xué)科交織產(chǎn)生“造型實(shí)現(xiàn)”“CMFP”“材料語義”“材料的適性選擇”；新增通識(shí)性內(nèi)容及課程思政內(nèi)容[6]。

教學(xué)內(nèi)容具體如下：

（1）材料學(xué)內(nèi)容：材料的構(gòu)成、材料的分類、材料的特性、材料與工藝、材料與智造、材料與信息技術(shù)、發(fā)展中的新材料，（2）傳統(tǒng)工藝：非遺與傳統(tǒng)工藝、地域特色與傳統(tǒng)工藝、資源優(yōu)勢與傳統(tǒng)工藝、傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新發(fā)展，（3）設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容：形態(tài)與造型實(shí)現(xiàn)、色彩與CMFP、設(shè)計(jì)意蘊(yùn)與材料語義、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與材料、材料的適性選擇、材料美學(xué)，(4)通識(shí)性內(nèi)容：材料與生活、方法論、審美、可持續(xù)發(fā)展。

3.2.2 模塊化組配

“線上線下混合式教學(xué)的優(yōu)勢既包含優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享，也包括教師對(duì)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的組織利用?！盵7]依據(jù)前述教學(xué)目標(biāo)的分層設(shè)置，針對(duì)不同的授課對(duì)象，靈活組配教學(xué)內(nèi)容。

（1）學(xué)術(shù)級(jí)，施教對(duì)象為專業(yè)內(nèi)學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容包括材料學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容、通識(shí)性內(nèi)容。（2）通用級(jí)，施教對(duì)象為專業(yè)外學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容包括材料學(xué)內(nèi)容、通識(shí)性內(nèi)容。（3）專業(yè)級(jí)，施教對(duì)象為行業(yè)內(nèi)人士。教學(xué)內(nèi)容包括材料學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容、通識(shí)性內(nèi)容。（4）科普級(jí)，施教對(duì)象為對(duì)該門課程或?qū)W科感興趣的社會(huì)人士及青少年。教學(xué)內(nèi)容為部分材料學(xué)內(nèi)容、部分設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容、通識(shí)性內(nèi)容，可參考圖1。

3.3 教學(xué)實(shí)施路徑

3.3.1 教學(xué)資料準(zhǔn)備

根據(jù)線上線下混合式教學(xué)方式，準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容（以學(xué)術(shù)級(jí)知識(shí)模塊為例）。以教學(xué)視頻的拍攝為核心任務(wù)，歸納與精簡教學(xué)前期的基礎(chǔ)內(nèi)容； 搜索國內(nèi)外資料，拍攝剪輯制作紀(jì)錄片視頻，增加直觀易懂的自有版權(quán)視頻資料，補(bǔ)充教學(xué)中期的拓展內(nèi)容，如通識(shí)性內(nèi)容；重點(diǎn)收集與呈現(xiàn)教學(xué)后期的交叉、應(yīng)用、實(shí)踐內(nèi)容，如教學(xué)評(píng)分過程記錄、學(xué)生作業(yè)展示等。

如圖2所示，課程教學(xué)內(nèi)容歸納為不同的知識(shí)類型。不同的知識(shí)類型指向不同的教學(xué)目標(biāo)及考核要求?！熬C合素養(yǎng)”屬于自我認(rèn)知與反省知識(shí)，指向“態(tài)度”；“材料學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)學(xué)內(nèi)容”屬于技能型知識(shí)，指向“能力”；“通識(shí)性內(nèi)容”屬于事實(shí)與概念性知識(shí)，指向“知識(shí)”?！爸R(shí)”作為初級(jí)認(rèn)知，主要是“記憶與理解”，通過預(yù)習(xí)網(wǎng)課視頻掌握；“能力”作為中級(jí)認(rèn)知，主要是“應(yīng)用與分析”，通過線下實(shí)踐掌握；“態(tài)度”作為高級(jí)認(rèn)知，主要是“分析、評(píng)價(jià)與創(chuàng)造”。

圖2 不同知識(shí)類型的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)施路徑

3.3.2 調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，關(guān)注教學(xué)效果

教學(xué)過程中做到三個(gè)結(jié)合：翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下相結(jié)合；學(xué)生預(yù)習(xí)與討論、教師講授、學(xué)生實(shí)踐相結(jié)合；個(gè)人分工與團(tuán)隊(duì)協(xié)作相結(jié)合。調(diào)整線上課程與線下課程的比例（1:1 或2:3）；學(xué)生討論與教師授課的分割比例（4:6 或3:7）；理論學(xué)時(shí)與實(shí)踐學(xué)時(shí)的占比（3:1 或5:3）。關(guān)注影響教學(xué)效果的三個(gè)方面： 課前準(zhǔn)備階段學(xué)習(xí)情況、課堂反應(yīng)、課后實(shí)踐及提升情況。課前準(zhǔn)備階段學(xué)習(xí)情況包括網(wǎng)課視頻觀看率、網(wǎng)上留言、課前建議及提問、學(xué)生通過哪些額外資源獲取課前預(yù)習(xí)內(nèi)容、需要教師提供哪些幫助； 課堂反應(yīng)包括聽課狀態(tài)、提問及回答、課間互動(dòng)、討論形式及效果；課后實(shí)踐及提升情況包括學(xué)習(xí)之后學(xué)生能解決什么問題、產(chǎn)生哪些新問題。此外，線上教學(xué)要密切關(guān)注以下問題：設(shè)置合適的課程助教；適時(shí)設(shè)置與解除靜音；定時(shí)查看群內(nèi)學(xué)生在線狀態(tài)，適時(shí)發(fā)起點(diǎn)名；利用網(wǎng)盤協(xié)同收取批改作業(yè)，在線點(diǎn)評(píng)展示作業(yè)，修改講解等；控制在線教學(xué)時(shí)間，適時(shí)穿插實(shí)物講解、慕課播放、PPT 在線授課等。力求教學(xué)節(jié)奏有規(guī)律而又不失變化，不斷提升教學(xué)效果。

3.3.3 改進(jìn)評(píng)價(jià)方法，保存教學(xué)數(shù)據(jù)

鑒于教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法的改革，教學(xué)評(píng)價(jià)也做出相應(yīng)的改進(jìn)。注重對(duì)創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)、對(duì)項(xiàng)目運(yùn)作能力的評(píng)價(jià)、過程評(píng)價(jià)、對(duì)線上教學(xué)參與度的評(píng)價(jià)。完善課程管理及教學(xué)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。如課程前期、課程進(jìn)行時(shí)、課程后期三個(gè)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的一切文檔，包括教案、教學(xué)大綱、點(diǎn)名冊(cè)、參考教材、教學(xué)日歷、課程進(jìn)度安排、學(xué)生平時(shí)評(píng)語、課程考核說明、課程考核分析、課程小結(jié)等。

4 新工科、新文科建設(shè)背景下對(duì)于跨學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程線上線下教學(xué)的普適性建議

結(jié)合設(shè)計(jì)與材料課程在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)施途徑幾個(gè)方面的教改經(jīng)驗(yàn)，以及線上線下教學(xué)“求廣”“求變”“求適”“求新”的特征，總結(jié)與歸納出以下對(duì)跨學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)有助益的普適性建議。

4.1 課程建設(shè)應(yīng)注重系統(tǒng)化設(shè)計(jì)及團(tuán)隊(duì)合作

在新工科、新文科建設(shè)的背景下，單科目課程內(nèi)容在廣度、深度、融合度上都有不同程度的革新。教學(xué)也不再是單一的課堂講授，加入了網(wǎng)課、翻轉(zhuǎn)課堂、討論、實(shí)踐等多種形式。評(píng)價(jià)方法由原先的單點(diǎn)式、終點(diǎn)式評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程性評(píng)價(jià)，且注重對(duì)創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)。從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方法，再到評(píng)價(jià)方法，需要一個(gè)系統(tǒng)化的課程規(guī)劃及實(shí)施方案，以確保教學(xué)效果。課程的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容較多，如需長效發(fā)展，必須依托課程團(tuán)隊(duì)的齊力建設(shè)。此外，以往對(duì)于課程團(tuán)隊(duì)的理解僅限于教師，但學(xué)生也是教學(xué)團(tuán)隊(duì)的重要成員之一，學(xué)生參與教學(xué)也是課程精進(jìn)的重要環(huán)節(jié)。線上線下教學(xué)在課程計(jì)劃、課程內(nèi)容、課程實(shí)施方面，都有更為系統(tǒng)的要求。課程內(nèi)容需兼顧線上線下的教學(xué)形式，進(jìn)行適度的擴(kuò)充。課程實(shí)施需針對(duì)線上線下交替授課的節(jié)奏，做出合理的布局。這是線上線下教學(xué)“求廣”特征的體現(xiàn)。

4.2 課程建設(shè)應(yīng)構(gòu)建成長型教學(xué)資源

課程建設(shè)與教學(xué)改革不僅需要準(zhǔn)備大量的教學(xué)資料，也需長時(shí)間教學(xué)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)的積累。社會(huì)在進(jìn)步、學(xué)科在發(fā)展，課程在系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上“開放共建”，是健康的課程發(fā)展模式。確保課程始終處于成長狀態(tài)，才能及時(shí)從各個(gè)領(lǐng)域吸收新養(yǎng)分。單純教給學(xué)生知識(shí)不如教會(huì)學(xué)生在該領(lǐng)域內(nèi)擁有獲得知識(shí)、掌握技法的能力，即“授人以魚不如授人以漁”。所以，成長型教學(xué)資源的構(gòu)建，本身也是面向?qū)W生的方法論教學(xué)。互聯(lián)網(wǎng)科技快速發(fā)展，信息更新及傳播的速度也很快，線上課程的開放式授課模式要求其內(nèi)容和展現(xiàn)形式是與時(shí)俱進(jìn)的，也就是我們所講的“成長型”教學(xué)資源的構(gòu)建。這是線上線下教學(xué)“求變”特征的體現(xiàn)。

4.3 教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容應(yīng)按對(duì)象分層設(shè)置

在新工科、新文科建設(shè)背景下，社會(huì)導(dǎo)向型教學(xué)是對(duì)大學(xué)的新要求。一門優(yōu)秀的大學(xué)課程的教學(xué)對(duì)象理應(yīng)全方位地面向?qū)？粕?、本科生、研究生及社?huì)學(xué)習(xí)者，借由網(wǎng)絡(luò)課程的形式，服務(wù)更多的人群，給予各層次學(xué)生更多的知識(shí)獲取機(jī)會(huì)。教學(xué)受眾的多元化，要求教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容也進(jìn)行分層設(shè)計(jì)。文中提及的學(xué)術(shù)級(jí)、通用級(jí)、專業(yè)級(jí)、科普級(jí)的分層方法，可供大家參考。這也是線上線下教學(xué)“求適”特征的體現(xiàn)。

4.4 課程建設(shè)應(yīng)靈活運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)及教育技術(shù)

新科學(xué)、新技術(shù)改變了學(xué)科的研究方法，也革新了人才培養(yǎng)方式與教學(xué)方法。應(yīng)充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代教育技術(shù)，包括信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，為教學(xué)改革提供幫助。關(guān)注依托網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)調(diào)查研究方法、大數(shù)據(jù)、知識(shí)庫、統(tǒng)計(jì)軟件、圖像視頻采集編輯、智能測量測算、虛擬仿真技術(shù)、逆向工程、智能化制造等，把它們?nèi)谌雽W(xué)術(shù)資料收集整理、實(shí)驗(yàn)及過程資料采集、學(xué)術(shù)成果呈現(xiàn)等方面，提高課程建設(shè)與教改的質(zhì)量。這也是線上線下教學(xué)“求新”特征的體現(xiàn)。