以工程项目为导向工科院校混合式教学的探索

崔祚 李青

摘要：工科院校承担着培养应用型工程技术人才的任务，而基于信息技术的混合式教学为当前课堂改革实践模式提供了一种新思路。该研究将课程分解为多个工程项目，详细阐释了混合式教学的课程设计体系，并对教学过程中实施新课程标准、教学内容改革、教学课程实践和课程课后评价四个方面的教学活动进行了说明，初步探索了以工程项目为导向的混合式教学模式，为后续教学改革提供了有益的探索。

关键词：工程项目;混合式教学;工科院校

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）51-0150-03

一、混合式教学的启蒙与发展

目前，工科院校的教育教学采用标准化的教材、统一的教学方式、统一的教学媒体以及标准化的考核评价方式来实现教学过程。该过程类似于工厂的标准化生产，也是目前较为典型的教学模式。在该过程中，教师被迫以中等水平的学生群体作为主体来开展教学活动，其结果必然会导致学习差异和成绩分化的现象。此外，该过程中学生成绩的正态分布曲线会继续强化教师的教学，并最终形成一种恶性循环。该现象也被布鲁姆所认可，并进一步提出了“掌握学习理论”，即只要有足够的时间，几乎所有的学生可通过适当的教学手段掌握所学的教学内容[1]。但是，该理论及其后续研究并未彻底解决统一教学与个别学生学习需求之间的矛盾，这也是使该理论的发展处于停滞状态的重要原因之一。

美国犹他州立大学Merrill提出了“首要教学原理”理论，该理论认为只有当学生解决实际问题时，其学习才会得到促进;而那些没有针对性的多媒体教学（远程教学）无益于学生学习[2]。其核心思想是：只有教师设计的问题能够面向真实世界，并且给予学生相应的指导，学生才能实现有效的学习，教师才能提升教学效能。这一理论的提出将教学推向了更复杂的真实世界，不仅强调要关注具体问题的教学设计，而且要求教师转变讲授式教学理念，成为协助学生解决问题的指导者。

根据布鲁姆对认知过程的研究，当前教师的大部分教学活动仍停留在如何帮助学生实现对知识的记忆或复述，即浅层学习活动[3]。但在教学活动中，知识的综合应用和问题的创造性解决等高阶思维活动才是学生最需要学习的内容，而这些内容并未在当前的课堂教学中得到足够重视。后来，教学研究者提出了“教师应该将高阶思维能力的发展作为教学目标”的观点[4]。在当前课堂教学中，学生得到了较多的浅层学习活动，并未进行知识迁移或解决问题等其他深度学习的训练。鉴于此，目前出现了以混合式教学（Blending Learning）为代表的教学改革[5]，这些教学改革将浅层学习和深度学习分离，使学生在课前完成浅层学习，而深度知识的学习则由指导教师在课堂中讲授。

此外，在目前的课堂中，学生被动地接受教师教学中传递的知识和经验，记忆时间短，学习效率低。相比较，主动参与的学习活动能够以生动具体的形象直接反映外部世界，记忆时间长。这也表明了主动学习是促进知识由短期记忆转化为长期记忆的最佳方式，与教育家陈鹤琴先生“做中教，做中学，做中求进步”的教学方法论[6]相类似。正由于此，混合式教学通过学生自主学习和合作探究的学习方式，以提高学生的记忆时间，并掌握问题解决的思路与方法。

现在信息技术的迅猛发展和丰富的互联网资源为学生的主动学习提供了有效的解决手段，也为混合式教学的课程改革提供了实现手段。目前，研究者已开始对混合式教学内容与要素、混合式教学设计和混合式教学方法与考核做了大量的研究，其对学生的学习模式和学习影响因素的研究较多[6，7]。将课堂教学与在线学习相结合，教学实践者又提出了多种教学方式，如MOOC（大规模开放在线课程）[7，8]、SPOC（小规模限制性在线课程）[9]等。虽然工科院校建立了越来越多的信息化教学场地，并配有多种信息化教学设备，但这些设备通常作为上课的辅助手段，很少能够充分应用到混合式教学中。另外，在教学过程中，工科知识关联性强，课程内容本身涉及的知识点多，具有独特的知识体系。所以，本文以项目设计与开发为主，将混合式课程内容作为课程资源引用到课堂教学中，为当前高校课堂教学改革与创新的实践提供了一种方式。

二、以项目为导向混合式教学的构建

在工科院校中，工程专业的课程体系通常涉及基础知识、工业基础技术和先进设计技术等，其主要任务是使学生初步了解工科的基础知识，培养学生综合运用理论知识对工程实际问题的分析能力，以及接受和适应深层次设计技术发展的能力;强调理论知识综合运用能力的培养，加强主动学习，利用现代技术使学生了解工科课程的技术和前沿学科的發展，使学生掌握工科课程的先进理论和技术。对于混合式教学的课程设计而言，教学系统要有明确的目的，课程体系要有整体性、要与学生有明确的相关性，并与教学环境相适应。在工科院校教学中，合理应用混合式教学模式，能够使教学结构得到优化与整合，提高学生的学习自主性和终身学习能力。以项目为导向的混合式教学需要重点设计系统化的教学设计模型，该模型是教学设计理论的抽象化图形描述，具有精简化、可视化、操作性强的特点。本文以工程项目为导向，将课程设计为多个教学模型，并通过项目划分、分析、设计、开发、实施和评价五个步骤实现混合式教学改革，具体流程如图1所示。该模型涵盖了教学设计过程的一系列核心步骤，以保证高效地进行课程设计与实施。

1.项目分解阶段。对于以项目为导向的混合式教学，首先需要依据课程类型梳理知识点，并根据知识点来设计项目内容，然后将模块化后的知识点均衡地分配到每个教学项目中，使学生在完成项目任务过程中获得知识与能力的提升。以项目为导向的混合式教学不仅能够综合解决工程中的实际需求，而且在已有理论、仿真结果和综合分析的基础上进行了深度学习。

2.设计阶段。传统教学以课堂讲授为主，学生自主学习和创新的能力均无法得到培养，同时单纯的教室集体学习也限制了协作学习的开展。在混合式教学中，教学过程设计不再仅仅局限于传统的课堂教学这一个环节，而是围绕教学内容改革、教学课程实践和课程课后评价进行整体的课程设计。混合式教学模式的设计阶段主要包括教学目标与重难点设计、教学媒体选择和教学策略设计、教学过程与教学资源设计、学习评价设计等四个方面。其中，混合式教学的核心内容关键在于教学媒体选择和教学策略设计，偏重于学生多媒体资源的自主学习。为了激发学生主动学习的动机并促进其深度学习，混合式教学策略设计需要考虑教学组织形式，如采用小组合作学习、自主探究学习、辩论式讨论以及课下真实任务驱动的研究性学习等，将混合式教学中“学生为主体”具体落实在教学过程中。

3.设计开发阶段。在教学开发阶段，重在选择合适的教材资源，同时制作、开发各种辅助学习资源，以生成具体的教学单元内容。在混合式教学模式中，教学形式采用传统面对面教学与网络教学相结合的方式。在课前，学生需要完成与自主学习相关的配套资源，主要包括以微视频为核心的在线配套课程资源的建设，可包括视频、音频、文本、图形、动画等多种多媒体资源。因此，以微视频为核心的在线配套课程资源的开发活动应该是基于自主学习的任务设计的。同时，要明确自主学习的核心是将教学内容的重难点转换为面向真实情境的问题解决，以此培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

4.实施和评价阶段。实施阶段旨在通过借助合适的教学媒体，将虚拟环境的优势和现实环境的优势相结合，开展教学和研讨活动，实现人才培养目标。混合式教学的实施过程最重要的一部分就是教学评价，该评价可分为过程性评价和总结性评价两部分。过程性评价贯穿于整个混合式教学阶段，可通过调查问卷、课后谈话等方式收集反馈信息，并在后期不断完善;总结性评估则在教学实施完成后进行，主要就学生的学习成效、知识掌握、能力养成、价值观完善等进行全面的考查和评鉴，形成混合式教学的最佳教学方案。

三、混合式教学的实施过程

当前依据工科院校的课程需求，构建以实际工程能力培养为主线、“工学结合”紧密的课程体系和实践教学训练体系是课程建设的大方向。为了满足工科行业的需要，本文以培养对应用型工科人才的综合能力为主线，构建基于项目为导向的混合式教学模式，按照任务驱动、项目导向等方式改革教学内容，精心设计教学方案，形成教、学、做合一的教学模式。在借鉴混合式教学模式[10]的基础上，本文按照课程难点提炼、教学内容改革、教学课程实践和课程课后评价四个阶段来说明混合式教学的实施过程，具体内容包括：

1.课程重点提炼。在原有课程的基础上，结合工科专业人才培养要求，深入相关企业调研，了解行业的技术现状，并根据课程内容提炼课程重点。课程内容要求融入企业所需要的能力，对课程内容做有效整合，突出专业理论知识和综合实践能力。在此基础上，尝试混合式教学的理论指导+工程项目相结合的方式，按照任务驱动、项目导向等方式实现教学改革，形成教—学—做合一的教学模式。

2.教学内容改革。工科院校的项目化课程往往需要打破传统的知识体系，将教材内容按照项目模块化，依据项目任务设计知识点。基于项目化课程的教学模式中需要为学生创建混合式学习平台，使学生能够选择恰当的时间点，借助网络技术利用平台上的学习资源，以达到最佳的学习效果。这就要求教师要根据课程项目要求和混合式教学模式的特点，制作或完善整合现有的课程教学资源。为了让学生能够更好地利用网络资源学习，往往需要创建混合式教学和学习平台，使用后有利于理论教学和实践教学、课堂学习和课外学习交替进行，很大程度上提高了学生的学习主动性，同时也实现了个性化学习。

与传统教学模式不一样，以项目为导向的混合式教学需要学生根据自己的情况在课外时间借助网络资源提前自主学习相关知识点和概念，而教师在课堂上针对学生在学习中遇到的难点和重点进行交流、解惑，实现在有限的课堂教学时间内完成知识的最大化，大大提高了课堂教学效率。在混合式教学模式中，学生不仅能够在课内和课外进行自主学习，接受个性化指导，而且以项目为导向的混合式教学可以选取一些项目任务，实现学生对知识点的探索。

3.教学过程强调“教—学—实践”。根据专业人才培养目标，分析针对工科专业特殊人才的能力要求，以项目为导向的课程教学模式，对课程教学内容做相应改革，实现“教—学—实践”的模式。在课堂教学中，引用典型的工程实例，增加理论教学与项目实践相结合的教学模式。以校内实训基地和校企共建的实训基地为依托，在课程实施过程中实行理论与实践结合的教学模式，强化专业技能的训练。教学按照真实项目的步骤、方法及标准要求进行，由老师以及企业导师共同指导学生的项目导向。

4.课程评价改革。合理的考核体系能够激发学生的学习热情，同时也能够促进和完善教师的教学方法。常用的考核方式是考试，较难客观地评价学生的学习能力。对于以项目为导向的混合式教学，可由多个工程子项目组成，其学习过程从课堂延伸至课外。因此，过程化考核学生在项目完成过程中的表现是非常重要的，可大大提高学生参与教学活动的积极性，充分体现学生的主体地位。为实现考核的客观性，过程化考核可采取教学评价、小组互评和个人自评等多种评价方式。

在考核方式上，采取理论知识、创新项目和综合项目能力考核相结合的考核办法，建立了完整具体的考核标准。这种考核强调理论知识的同时，要求学生有实际问题的处理能力。其形式灵活多样，包含理论考试与实践考试结合、面试与笔试结合等，以调动学生的学习积极性，全面真实地考核教学。总体上，建立宽松的考试机制，以项目设计等为主，培养学生的创新实践能力;以学生学习成果为导向，优化评价方式并培养学生的创新意识。

四、结语

混合式教学作为课堂教学的一种延续性创新，可为学生提供更加良好的教育教学服务，也可为教师教学学术的发展提供更为广阔的空间。以项目为导向的混合式教學课程以项目为支撑，结合了传统面对面教学和网络教学的优势，不仅保留了传统工科教学的基本内容，而且增加了工程实践中总结的一些理论和经验。结合现代工业的最新技术，引入更多现代工业技术，并通过大量视频等多媒体内容来改善不同学生之间的学习需求，有利于提高学生的学习自主性和分析、解决问题的能力，培养学生的创新意识和综合职业能力。总体上，以项目为导向的混合式教学建立了立体化课程架构和完整的课程教学体系，形成了一体化构思、设计、实现、运作的人才培养模式，有助于提升应用型工科专业人才的培养质量。

参考文献：

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[9]康叶钦.在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析[J].清华大学教育研究，2014，（1）：85-93.

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