新工科建設(shè)背景下地方應(yīng)用型高校教學(xué)模式創(chuàng)新淺探

關(guān)小果 韓曉虎 劉文靜

摘 要：在新工科建設(shè)背景下，本研究以測(cè)繪工程專業(yè)的測(cè)量學(xué)課程為例，創(chuàng)新沉浸式情境案例教學(xué)模式。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)、重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程與方法、豐富教學(xué)評(píng)價(jià)等，對(duì)既有的教學(xué)模式進(jìn)行改革創(chuàng)新。創(chuàng)新的教學(xué)模式，取得了較好的應(yīng)用效果，也具有較強(qiáng)的示范性與推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：新工科;地方應(yīng)用型高校;測(cè)繪工程;沉浸式情境案例教學(xué)模式

在國(guó)家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等重點(diǎn)戰(zhàn)略的形勢(shì)下，新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，人才市場(chǎng)新需求、新期望不斷變化。具有“引領(lǐng)性、發(fā)展性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性”等鮮明特征的新工科在新經(jīng)濟(jì)、新產(chǎn)業(yè)的背景下應(yīng)運(yùn)而生。建設(shè)發(fā)展新工科需要高等教育的助力與支撐，高等教育也正處于內(nèi)涵式發(fā)展、質(zhì)量提升、改革攻堅(jiān)的關(guān)鍵時(shí)期，高等教育的人才培養(yǎng)模式改革的需求愈發(fā)迫切。

一、研究現(xiàn)狀及背景

羅靜在深入理解新工科內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，在理論層面從理念、專業(yè)結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)模式、培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)以及培養(yǎng)體系等方面分析了新工科人才培養(yǎng)的方法和途徑。李松田結(jié)合化工專業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的探索與實(shí)踐，建立從理論學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐再到探究學(xué)習(xí)的教學(xué)鏈條，實(shí)踐EIP-CDIO模式和OBE-CDIO模式。吳愛華等提出以市場(chǎng)為導(dǎo)向，培養(yǎng)行業(yè)實(shí)用、適用的專業(yè)人才，構(gòu)建協(xié)同育人新模式，共建實(shí)踐育人新平臺(tái)，引入課堂育人新策略，建立人才培養(yǎng)新機(jī)制。魯金金結(jié)合自身學(xué)校特點(diǎn)與新工科內(nèi)涵，立足市場(chǎng)，重新定位專業(yè)地位，以創(chuàng)新能力為著力點(diǎn)，明確創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，加強(qiáng)專業(yè)互補(bǔ)、學(xué)科交融，構(gòu)建深度融合的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)體系。

2018年公布的首批新工科研究和實(shí)踐項(xiàng)目名單，測(cè)繪類也名列其中。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、無(wú)人機(jī)遙感等新技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪工程專業(yè)被時(shí)代賦予更強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值和更廣泛的領(lǐng)域，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迫切需要具有創(chuàng)新能力的高水平應(yīng)用型測(cè)繪工程專業(yè)人才。

測(cè)繪工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，主動(dòng)適應(yīng)新工科的發(fā)展形勢(shì)，將新工科的建設(shè)理念融入人才培養(yǎng)中。周呂等在新工科背景下，立足“大課程”理念，對(duì)測(cè)量學(xué)、測(cè)量學(xué)實(shí)習(xí)等課程進(jìn)行了深入探討與研究，改革創(chuàng)新構(gòu)建了測(cè)繪課程群。修春華等針對(duì)測(cè)繪工程專業(yè)人才培養(yǎng)中存在的產(chǎn)學(xué)脫節(jié)、育人師資單一等問(wèn)題，提出了產(chǎn)學(xué)融合多方協(xié)同育人模式，為測(cè)繪新工科建設(shè)提供了有益參考。趙志根等基于新工科理念，修訂人才培養(yǎng)方案。苗則朗以測(cè)繪基礎(chǔ)理論課程為依托，強(qiáng)化學(xué)科交叉意識(shí)，著力培養(yǎng)具備多學(xué)科交叉融合能力的新工科人才。以上研究從具體課程建設(shè)、培養(yǎng)方案、學(xué)校行業(yè)特色等多個(gè)層面探究了測(cè)繪工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式，但是目前測(cè)繪工程專業(yè)教學(xué)模式的研究很少有針對(duì)地方應(yīng)用型高校特點(diǎn)開展的。

許昌學(xué)院作為河南省首批示范性應(yīng)用技術(shù)類型本科院校，將“地方性、應(yīng)用型、服務(wù)性、國(guó)際化”作為學(xué)校的人才培養(yǎng)定位。許昌學(xué)院城市與環(huán)境學(xué)院開設(shè)的測(cè)繪工程專業(yè)是一門工程特色突出、應(yīng)用功能明顯的工科專業(yè)，可以為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供服務(wù)。該專業(yè)與許昌學(xué)院的辦學(xué)定位、發(fā)展理念非常契合，2019年被評(píng)為許昌學(xué)院重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)。課題組以測(cè)繪工程專業(yè)為例來(lái)探究新工科背景下地方應(yīng)用型高校教學(xué)模式，具有一定的代表性。

當(dāng)前社會(huì)對(duì)測(cè)繪工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)提出了更高的要求。如何提高學(xué)生的理論與實(shí)踐能力，將學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的測(cè)繪復(fù)合型專業(yè)人才是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。測(cè)量學(xué)是測(cè)繪工程專業(yè)本科生的必修課程，課題組以測(cè)量學(xué)課程為例，在新工科建設(shè)背景下，探索創(chuàng)新符合地方應(yīng)用型高校特點(diǎn)的測(cè)繪工程專業(yè)教學(xué)模式。

二、存在問(wèn)題

測(cè)量學(xué)課程在大一年級(jí)的第二學(xué)期開設(shè)，該課程是一門核心專業(yè)課，為后續(xù)的數(shù)字測(cè)圖原理與方法、變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理、地籍測(cè)量等課程提供理論基礎(chǔ)。課題組基于長(zhǎng)期的一線實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)采集、分析學(xué)生課堂表現(xiàn)、課程評(píng)價(jià)、課程反饋、課程考核等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在教學(xué)活動(dòng)中普遍存在學(xué)生對(duì)理論性較強(qiáng)的知識(shí)缺乏興趣、眼高手低、考過(guò)即忘、學(xué)過(guò)卻不會(huì)用等現(xiàn)象。結(jié)合各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，綜合分析發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)上述情況的原因主要有兩個(gè)，一是學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的積極性不高，二是課程教學(xué)中理論知識(shí)講授比重過(guò)大，而實(shí)踐動(dòng)手操作所占比重較小。同時(shí)，測(cè)繪工程專業(yè)對(duì)測(cè)量實(shí)踐技能要求較高，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力成為問(wèn)題解決的關(guān)鍵?；趩?wèn)題導(dǎo)向的理念，課題組對(duì)測(cè)量學(xué)的教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入全面剖析，發(fā)現(xiàn)主要問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面。

（一）教學(xué)目標(biāo)模糊

當(dāng)前測(cè)量學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)較為低階，偏重知識(shí)目標(biāo)，而未能凸顯能力和情感目標(biāo)，未能充分反映社會(huì)發(fā)展、測(cè)繪產(chǎn)業(yè)改革以及學(xué)生自身發(fā)展的需求。現(xiàn)有課程教學(xué)的能力目標(biāo)要求泛泛而且滯后，教學(xué)的情感目標(biāo)則較為籠統(tǒng)。例如，測(cè)量學(xué)的教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生熟練掌握各種測(cè)繪儀器的操作、掌握測(cè)量工作的原理和方法。而在測(cè)量工作中，由于工作的特殊性，完成一項(xiàng)測(cè)量任務(wù)需要團(tuán)隊(duì)合作，個(gè)人無(wú)法單獨(dú)完成，因此對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力有較高的要求，但相應(yīng)的情感目標(biāo)在傳統(tǒng)課程中體現(xiàn)較為籠統(tǒng)。

（二）教學(xué)內(nèi)容陳舊

教學(xué)內(nèi)容缺乏前沿性與產(chǎn)業(yè)性，與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)缺乏共通性，難以引起學(xué)生共鳴，不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;教學(xué)內(nèi)容中的思政元素融入過(guò)于生硬，缺乏與學(xué)生的關(guān)聯(lián)性;教學(xué)內(nèi)容碎片化，偏重知識(shí)的記憶，忽視知識(shí)的綜合應(yīng)用，在引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)躍遷為能力時(shí)，傾向于簡(jiǎn)單的碎片化知識(shí)的遷移，缺乏對(duì)學(xué)生深層次能力、情感等的探究，導(dǎo)致學(xué)生思維不活躍。

（三）教學(xué)過(guò)程與方法落后

教學(xué)活動(dòng)組織中，重視課堂、輕視課外，重視課上環(huán)節(jié)、輕視課前與課后環(huán)節(jié);缺乏對(duì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，學(xué)生課程參與度與興趣度不高。例如，在測(cè)量學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，大多側(cè)重于理論教學(xué)，而實(shí)踐教學(xué)所占的比例較小。

（四）教學(xué)評(píng)價(jià)單一

教學(xué)評(píng)價(jià)階段重視終結(jié)性成果的評(píng)價(jià)，輕視過(guò)程性成果的評(píng)價(jià);評(píng)價(jià)內(nèi)容重視知識(shí)等低階目標(biāo)的評(píng)價(jià)，輕視能力、思維等高階目標(biāo)的評(píng)價(jià);評(píng)價(jià)主體重視教師評(píng)價(jià)作用，輕視學(xué)生評(píng)價(jià)作用。例如，在測(cè)量學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)中，多采用期末閉卷考試的形式，而對(duì)課程教學(xué)過(guò)程性成果缺乏評(píng)價(jià)。

三、創(chuàng)新教學(xué)模式

針對(duì)測(cè)量學(xué)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際的教情和學(xué)情，基于以學(xué)生為中心、OBE等育人理念，在以下方面進(jìn)行創(chuàng)新。

（一）優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)不能僅限于低階知識(shí)目標(biāo)的達(dá)成，如某個(gè)具體知識(shí)點(diǎn)的掌握，也應(yīng)注重能力目標(biāo)、情感目標(biāo)的達(dá)成。在優(yōu)化測(cè)量學(xué)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，立足新工科背景，切實(shí)提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。例如，在水準(zhǔn)測(cè)量章節(jié)中，將知識(shí)目標(biāo)優(yōu)化為通過(guò)線上線下學(xué)習(xí)，掌握水準(zhǔn)測(cè)量的基本原理和基本方法;能力目標(biāo)優(yōu)化為結(jié)合案例情境，完成具體的水準(zhǔn)測(cè)量任務(wù)，有效提高學(xué)生的水準(zhǔn)測(cè)量方案設(shè)計(jì)、外業(yè)測(cè)量以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理能力;情感目標(biāo)優(yōu)化為通過(guò)理論實(shí)踐等教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)助意識(shí)，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感和責(zé)任感。

（二）重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)更新，體現(xiàn)時(shí)代性與前沿性。例如，在GNSS控制測(cè)量章節(jié)，摒棄以往只講授美國(guó)GPS系統(tǒng)的情況，補(bǔ)充中國(guó)自主設(shè)計(jì)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)。這樣不僅可以完善課程的知識(shí)體系，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)情懷和民族自豪感。

在教學(xué)內(nèi)容方面，選擇具有專業(yè)適切性的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題作為切入點(diǎn)，將專業(yè)理論課與思想政治課巧妙融合，有機(jī)地將教學(xué)中的知識(shí)、能力、情感、態(tài)度、價(jià)值觀五位凝成一體。例如，在高程測(cè)量章節(jié)引入2020年5月27日珠穆朗瑪峰高程測(cè)量案例，該案例既可以很好地展現(xiàn)高程測(cè)量原理與方法等理論知識(shí)，又可以很好地激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和社會(huì)責(zé)任感。

教學(xué)內(nèi)容應(yīng)避免對(duì)知識(shí)的碎片化理解和記憶，注重知識(shí)的綜合掌握與應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，將教學(xué)內(nèi)容以情境案例的形式進(jìn)行重構(gòu)。例如，將傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)為“量許院高度”“測(cè)許院方圓”“丈許院距離”三個(gè)情境案例。重構(gòu)后的教學(xué)內(nèi)容可以有效避免以知識(shí)傳遞為中心的導(dǎo)向，凸顯以能力發(fā)展為中心的教學(xué)理念。

（三）創(chuàng)新教學(xué)過(guò)程與方法

在教學(xué)過(guò)程中，為避免重視課堂而輕視課外、重視課上而輕視課前與課后的情況，創(chuàng)建課前、課中、課后一體化模式，利用慕課、在線精品課程等網(wǎng)絡(luò)資源，借助學(xué)習(xí)通等網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)打造課前課后、線上線下混合式學(xué)習(xí)體系。在這個(gè)學(xué)習(xí)體系中，教師不能只簡(jiǎn)單完成資料堆砌工作，而應(yīng)承擔(dān)起教學(xué)資源制造者、篩選者、分享者等多種角色，在課后也應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入思考。

基于專業(yè)和課程屬性，測(cè)量任務(wù)通常需要小組合作完成，故在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)均采用小組合作學(xué)習(xí)模式。在測(cè)量學(xué)課程的理論部分，根據(jù)具體的測(cè)量情境案例，采用小組自主合作探究模式，即分組討論、設(shè)計(jì)測(cè)量方案，同時(shí)采用翻轉(zhuǎn)課堂形式，各組分享測(cè)量方案;在測(cè)量學(xué)課程實(shí)踐部分，小組內(nèi)部協(xié)作完成相應(yīng)的測(cè)量任務(wù)，通過(guò)沉浸式的課程體驗(yàn)，提升學(xué)生的課堂參與度，激發(fā)學(xué)生興趣。測(cè)繪任務(wù)的完成對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力要求較高，為避免出現(xiàn)少數(shù)組員干、多數(shù)組員看，或者組員間不會(huì)合作、不想合作的情況，實(shí)行小組組長(zhǎng)輪流負(fù)責(zé)制，通過(guò)構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體切實(shí)提高每個(gè)組員的參與度與責(zé)任心，從而實(shí)現(xiàn)全員全過(guò)程育人。

（四）豐富教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)是教師評(píng)估學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，也是學(xué)生自我評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)該覆蓋學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅要包含期末考試成績(jī)等終結(jié)性成果，也要包含學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中的形成性成果。教學(xué)評(píng)價(jià)內(nèi)容除了包含基礎(chǔ)理論知識(shí)等低階目標(biāo)，更需要側(cè)重專業(yè)能力、專業(yè)思維等高階目標(biāo)。此外，基于以學(xué)生為中心的理念，教學(xué)評(píng)價(jià)主體不僅包含教師，也應(yīng)包含學(xué)生。

在測(cè)量學(xué)課程中，依托具體情境案例，學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)測(cè)量方案，并以翻轉(zhuǎn)課堂形式分享各組的測(cè)量方案，采用教師評(píng)價(jià)、生生互評(píng)、自我評(píng)價(jià)等多種方式對(duì)測(cè)量方案的設(shè)計(jì)思路、測(cè)量組織、測(cè)量成果質(zhì)量等進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，在課程期末考核中，以項(xiàng)目實(shí)踐考核的方式取代傳統(tǒng)的試卷考核。多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)體系不僅可以反映理論知識(shí)等低階目標(biāo)的達(dá)成度，而且可以反映知識(shí)遷移、解決問(wèn)題等能力以及團(tuán)隊(duì)合作等高階目標(biāo)的達(dá)成度。

基于新工科的背景以及地方應(yīng)用型高校的特點(diǎn)，以許昌學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)測(cè)量學(xué)課程為例，課題組創(chuàng)新了基于沉浸式情境案例的全程自主合作教學(xué)模式。這一模式受到學(xué)生的一致好評(píng)，課程評(píng)價(jià)中的學(xué)生評(píng)教成績(jī)均為優(yōu)秀。創(chuàng)新的教學(xué)模式，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)演變?yōu)閷W(xué)生自我探索、自己動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了學(xué)生利用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的專業(yè)技術(shù)能力，為學(xué)生就業(yè)及科研深造奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課題組的研究具有一定的創(chuàng)新性、實(shí)用性以及示范性，可以為后續(xù)相關(guān)的教學(xué)模式改革提供思路和借鑒。

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