提高实践创新能力的在线案例教学模式探析

董金梅 高洪梅 徐洪钟 李智彬

摘  要：案例教學是本科生实践创新能力培养的一种重要形式，对提高学生的实践创新能力意义重大。文章在信息技术不断发展的教育环境下，分析在线案例教学的特点，改进在线案例教学的不足，即发挥师生互动的启发作用、开展良好的教学设计、改进平台使用等;从提高学生实践创新能力及案例教学效果出发，论述在线案例教学平台的建设、在线案例教学方式的改进、在线案例教学内容的优化和在线案例教学效果的评价， 提出在线案例教学模式的改进措施和实施途径。

关键词：在线案例教学;教学模式;创新实践能力

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）04-0043-05

Abstract： Case teaching method， with great significance to cultivate students' ability to practice innovation， is an important form of civil and hydraulic engineering courses. In the education context of information technology continuously developing，the paper analyzes the characteristics and shortcomings of online case teaching， including that the interaction between teachers and studentsis under expectation; teaching design is not good， and platform use are not smooth. It also proposes the ways to solve the problems that are to play the enlightening role of teacher-student interaction， to develop good teaching design， to improve the use of the platform. This paper discusses the construction of online case teaching platform， the improvement of online case teaching method， the optimization of online case teaching content and the evaluation of online case teaching effect， and puts forward the improvement measures and implementation approaches of online case teaching mode.

Keywords： online case teaching; teaching mode; innovative and practical ability

案例教学是一种理论与实践相结合的互动式、探究式教学模式，通过提供一个或多个真实、复杂的问题情境引导学生开展问题求解、反思讨论、评估解析等学习活动，强化学生对理论知识的学习，提升学生的实践创新能力[1]。案例教学法源于20世纪初美国哈佛大学的商学院，后期经过长期的教学实践，逐渐形成了独具特色的教学方法。我国的案例教学法开展较晚，开始于20世纪80年代初，到90年代末，“案例教学法”才开始被越来越多的人认定为一种先进的、科学的教学方法[2-3]。

近年来案例教学已逐渐规范和成熟，被理工科及其他学科采用，对高校教学改革和发展起到了较大的促进作用。不同学科领域对教学案例的理解不尽相同，土木与水利学科的案例通常是指工程施工与设计的实例，将工程概况、工程施工设计中出现的问题及工程方案解决策略等引入课程教学，通过师生互动对问题进行分析，加强学生工程实践能力的培养。随着时代的发展，信息技术的进步，智能化程度的提高，多媒体化、网络化教学对高校教育教学的影响也越来越广泛和深入，很多高校教师逐步地将案例教学同互联网与信息化技术相结合，开展在线案例教学已成为高校教育教学改革发展的必然趋势，这对学生自主学习的引导和工程实践创新思维的提升具有重要作用[4]。基于信息化教学的理念，如何提升网络环境下在线案例的学习效果已成为在线教育领域关注的热点话题，案例教学从文本的描述逐步转换为多媒体的呈现，如何通过视频、图片、动画等多媒体形式为案例描述提供更多情境细节，增进案例的沉浸感和真实感，增加案例学习的趣味性，激发学生的创新思维已经成为提高在线案例教学效果的必经之路[5]。

本文拟对在线案例教学的开展模式进行探究，将现代信息技术与案例教学过程深度融合，提出适合当前教育环境下适合学生自主学习的在线案例教学模式，扩大师生的实时交流机会，加强师生之间的讨论和互动，为高校教育教学改革和发展开辟一条新路径。

一、在线案例教学的特点

在线案例教学借助先进的信息技术、丰富的网络教育资源、多样的教学方法和灵活的学习时间，通过网络链接把案例相关信息联系起来，在不断地交流中逐步丰富和完善;通过发帖和回帖的方式在论坛空间进行案例分析和讨论，激发学生的创新思维，使教学时空变得开放自如，真正践行“以学生为中心”的教育理念，提升在线学习质量[6]。

（一）增强在线案例学习的引导功能

Ertmer等通过实验研究证实在线案例学习需要一定的引导，无引导的自由学习会导致案例学习缺乏广度和深度。在线案例教学通过交互技术，如超链接、嵌入问题和自动反馈等方式为案例教学提供必要的教学支架[7-8]，使得案例教学的设计与实施成为可能，引导学生制定适合自己的在线学习顺序和步调。如通过多样化的导航引导学生制定学习计划，选择工程案例类型，从了解工程案例背景开始，分析工程实例出现的问题，引导学生针对工程案例的解决方案发表个人见解和改进措施;通过超链接方式引导师生之间就工程问题讨论交流、互动等，提升学生的自学能力与合作能力，促进学生创新实践思维的发展。

（二）發挥在线教学的共享性

教育资源共享是现代教育技术带来的必然结果。在线案例教学借助便携式电脑或者智能手机，发挥在线案例教学的优势，互联互通，方便、快捷、随时随地开展个性化学习，突破课堂的固定性和封闭性，实现教学资源共享。教育资源从大学天之骄子的“专享”变成了大众均可获取的“共享”，解决了因师资和时空资源不足而出现的案例教学资源不足的问题[9]。根据疫情期间各个高校线上教学的调研结果，无论从一线教师、学生还是教学管理人员的反馈，大规模开放土木与水利学科案例教学视频课程，构建共创共享共用的新机制在线教学模式已成为当前认可度最高的线上教学优点之一[10-11]。学生通过资源共享，学习线上优质案例教学资源，拓展自己的思维见解。教师通过筛选、研究优秀案例，形成土木与水利学科的优质案例教学资源，逐步完善土木与水利学科的在线教学视频库，升级在线学习平台，放大人群沟通渠道和空间，形成自上而下与自下而上的融合共享。

（三）利用网络教学的直观性

高校组织教师充分利用优质教学案例视频，结合自己的教学案例设计，通过虚拟三维模型生成模拟土木与水利学科工程实施过程的视频，为学生提供直观、形象、富有启发性的学习资源，使学生直观了解工程案例的发生过程，加深对土木工程实践的认识。

在线案例教学手段灵活、便捷，通过布置的教学任务，引导学生参与工程实例的真实情境探究，促发学生的主观体验。在线案例教学设置作业评价系统，可及时反馈学生的在线作业和考核结果，帮助学生根据反馈结果快速调整学习进度和方向，提高学习效率，巩固学习效果，直观有效地引导学生的在线案例学习[11]。

（四）实现在线案例教学的个性化

在线案例教学能够反复观看，根据自身需要随时选择回看，这样可加深学生对相关教学内容的理解、巩固和复习，体现了在线案例教学个性化学习的优势。根据学生个性化学习差异，在线教学能够实现学生自主制定学习计划，选择学习内容、学习方式和学习进程，提高学生参与度，尤其是学习进度和学习方式的自主选择，突出学生的个性化学习，体现因材施教，这也是高校教学改革的重要目标。基于教学过程的大数据与知识图谱进行个性化分析与诊断，有目的地设计教学引导路径，帮助学生个性化思维发展，实现个性化授导，启发学生的创新思维，不断发现学习中的规律，实现过程性学习评价和个性化反馈[12]。

二、在线案例教学模式的不足

高校教育教学改革相对于教育技术发展总是显得保守和落后，因此高校教育教学改革经常依赖于教育技术的发展。从我国高校的发展情况来看，土木与水利学科在线案例教学开展起步较晚，教学方法的引入不够深入和细致，没有超越线下案例教学的本质，某些方面依然沿袭了传统的教学模式，有的甚至是将线下直接搬到网上的传统教学。在线案例教学存在如下的现实问题。

（一）在线案例教学设计简单

我国高校土木与水利学科案例教学内容的搜集、整理与研究分析相对滞后，在线课程教学所需的案例资源贫乏，工程案例素材不足，针对性和目的性较差，所以很难有明确的设计目标。其次，土木与水利学科课程案例教学内容选取随意性大，教学形式单一，缺乏协作探究式学习案例内容的设计，在线案例教学实效性低。第三，案例的收集、整理、加工、更新、设计需要耗费大量的脑力劳动，需要足够的财力支持，我国教学案例受渠道、精力、财力等的局限，使在线教学案例的数量和质量大打折扣，案例内容极少考虑“如何教”的问题，尤其是“教授的展示设计”，如何激发学生的探索钻研精神和学习内在动机，需要认真探讨虚拟空间环境中在线案例教学内容的设计[13]。目前在线案例教学过程中没有为师生之间开展深度交互进行设计，学生的自主学习难以开展，简单地将在线教学等同于网上直播或把线下课堂搬到线上，没有很好为学生搭建分享展示、交流讨论、评价反馈的技术环境，影响学生在线学习的深度体验。

（二）在线案例教学互动性差

由于教育管理部门对各级各类的在线教育平台和在线教学资源库监管不到位，平台和资源库各自封闭、互不连通，缺乏协同与共享机制，使得在线教育技术与教学案例深度融合十分有限，这些问题成为制约我国在线案例教学从新技术走向新形态的瓶颈。在线案例教学师生的亲身接触和交流不足，由于时间和空间的异步，弱化了师生之间的互动，影响了教学效果;再加上传输媒介不能提供具有生动性、丰富性的工程现场模拟情境，师生之间缺乏协作性的学习环境，因而使学生对知识经验建构发生困难，无法提高分析问题和解决问题的能力[14]。再者，线上教学因师生时空分离，教师缺少有效的监管和互动，学生各种因素的影响难以保持学习的自觉性和持续性，注意力分散，不能进入深度学习状态，严重影响在线案例教学效果。

（三）在线教学平台使用不流畅

目前高满意度的在线教学平台并不多，总体上处于参差不齐的状态。疫情期间在线教学平台在使用人数比较庞大的情况下，网络访问量多，容易造成网络拥堵、服务器崩溃、加载速度慢、APP卡顿、直播课登录不进去、网络教学平台资源不易下载、无法发弹幕等问题，难以承受大量学生同时上课的问题相当突出，另外教师对在线教学平台及其案例资源库的满意度也不高。在线教学平台缺乏与教材配套的土木与水利学科案例教学资料，不能及时提取与教学内容和教学任务相匹配的案例教学资源。案例教学资源建设缺乏土木与水利学科专家队伍支持，使得案例教学资源建设不能按照循序渐进、由浅入深、由简单到复杂的顺序进行，教学过程缺乏对案例内容的通盘考虑，案例之间连贯性不强。国内新开发教学系统大多存在“重开发，轻维护”的现象，缺乏有效的审核和监管，开发阶段的内容后续更新存在困难，界面样式也无法改进[15]，教师对信息技术的掌握相对缺乏，研究信息技术的人员对课程与教学理论的关注不够，加剧了在线教学平台的使用不流畅。

（四）缺乏对在线案例教学效果的反思

土木与水利学科案例教学以解决工程问题为主体，但不应以此为目的。案例只是起点，是深入理解基础知识和工程实质的起点。因此，教学不能停留在只为案例提出解决方案的层面，而应当在此基础上深入剖析案例的工程应用，反思工程应用前景[16]。有的在线教学案例只是在演示工程案例的教学内容，案例教学结束后，没有对教学效果、学生的工程应用能力、实践创新能力甚至课堂讨论的积极程度进行反思，学习资源开发与应用实践的覆盖面不高，影响在线案例教学效果。由于受各种因素的影响，限制了在线案例教学的运用和实施。

三、在线案例教学模式探析

提升在线案例教学质量，促进学生深度学习，已经成为在线教学改革的重要目标。通过师生互动、相互启发、问题延伸、创新思维等发挥在线案例教学核心理念，是当前在线案例教学不能回避的问题[17]。为了提高学生在线学习的兴趣，对在线案例教学模式进行探析，通过师生共同努力，改善在线教学平台，提高在线教学效果。

（一）案例教学平台的建设

大力升级、改造和整合现有教学平台，不仅利用高校在线教学平台，同时引进市场化教学平台在在线案例教学的運用，如钉钉、微信、抖音等。调查发现，除个别高校外，大部分高校很难完全依靠自身的教学平台支撑全面在线案例教学的需要。因此需要引进市场上成熟的、稳定的视频直播、录播服务和各种APP与校内教学平台对接，方便土木与水利学科工程案例的动画、视频制作与切入，尽早实现在校内教学平台完成全部学习行为。慕课、SPOC以及超星学习通的相继出现，为在线教学提供了实践平台。为实现在线教学平台与教学内容深度融合，首先是建设与整合高校教学平台，引导、鼓励社会企业参与到高校教学平台建设中，为高校提供稳定强大的在线教学平台;其次统筹规划各大教学平台，分析各种教学平台的服务功能、优势和缺点，通过优胜劣汰为教师提供更加便捷、顺畅、功能齐全的在线教学服务平台[18]。将案例教学内容管理系统分为前台页面与后台管理系统，有效管理案例资源的实现。通过花费大量人力和时间进行信息更新维护，建立教学案例资源及个性化学习环境设计，包括小组讨论室、多功能会议室、虚拟实验室及大跨度开放学习空间，有助于师生汇聚、思想交流、火花碰撞，实现案例教学平台建设的可持续性。在大数据、云计算、5G、人工智能等新技术应用的背景下，建设中西部与东部高校资源共享的数字化平台，对接东西部地区的优质教学资源，提升教学平台的稳定性和易用性。有了可靠的网络教学平台，教师才能专心地选择或者自建案例教学资源，充分利用好校内教学与网络课程资源，提供更为全面、优质的土木与水利学科案例教学资源。

（二）在线案例教学的主要方式

在线案例教学主要采取直播、点播、录播、互动等方式呈现教学内容，多媒体教学资源较为丰富。通过教师课前在网上发布学习任务，学生依照学习任务，预习在线案例库网页的知识点，通过阅读案例库网页的课件以及课程微视频、文字、图片、动画，利用互动媒体等多种方式对案例内容的重难点进行初步掌握。课中通过在线平台建立工程案例问题引导，点击链接，查看相关知识点，同时在在线学习活动中建立奖惩制度、竞争机制等，激发学生的学习兴趣，鼓励学生在问题的引导下完成全部的案例学习内容。课后通过在线评论交流的方式，围绕讨论主题进行同步或异步问答交流，解决学生的疑问，师生之间互相表达观点，提出疑问，不断探讨、解答疑问;通过思想碰撞产生新的疑惑，不断深入探究，直到问题解决[19]。在教师与学生互动的基础上，教师鼓励学生积极探索，形成观察土木与水利学科工程问题的视角，提供分析工程问题的方法，培养批判性思维与创新能力。互动方式有语音弹幕、问题留言、疑惑解答、语音交流、拍照上传等，系统会自动将互动情况实时反馈给授课教师。对于学生的表现，教师在线给予总结和适当点评，这种点评往往能起到拨云见日的作用，加深学生对理论知识的理解，找到在线案例学习中的自我价值感和归属感，提升学生的情感和行为参与度。通过教师的组织和指导，在组建的虚拟学习空间中，让学生全身心参与解决实际工程问题，获得全面发展的学习能力。

（三）在线案例教学内容的改进与优化

为了推广实施在线案例教学，优化案例教学内容，将案例教学内容中的工程问题通过视频、动画、图片等信息技术让其方式现实化、故事化、情境化，激发学生的求知欲;同时以土木与水利工程学科为例，多角度分析工程问题的解决方案，充分调动学生的主观能动性，在问题的探究中寻找适当的解决方法，促进学生实践创新能力发展，同时能够使学生实现知识的转化，促进知识的应用与迁移。

在线案例学习过程中加入案例库拓展功能，如案例内容搜索功能、师生交流互动功能、教学成果的在线检测功能等。设置专门的机构和人员进行在线案例教学管理，制定相关的规章制度，建立教师案例库建设、激励与使用机制，推进在线案例教学有序开展。通过在线案例教学的共享性，组织教师积极参与由不同等级机构开展的案例规划、征集、评审与入库工作，促进教师之间对案例教学内容的相互学习，改进案例教学内容的编排和呈现方式，在每个小单元设计高潮，为学生自主学习创造条件。吸引具有丰富工程经验和教学经验的教师共同参与教学案例的编写，使教学案例既能结合工程实际，也能符合教育教学规律。选取土木与水利学科案例进行模拟，标准基本按照工程简介、内容设计、计算、施工以及科学研究几大方面开展，让学生融入角色，成为工程决策者，在特定的情境下，面临决策难题，通过在线参与，学会解决方法，将教学过程中得到的经验与不足在案例教学内容中得到持续改进。通过对在线平台上师生互动数据的收集和分析，不断完善和优化案例资源库，保持案例教学资源的新鲜度，已经入库的案例资源要定期进行鉴定、修改和淘汰。在教学过程中，通过对学生搜集的案例素材的点击量及反馈意见，对案例进行筛选，做到知识点明确，情景描述简洁，内在逻辑清晰。

（四）在线案例教学效果的评价

如何合理准确地衡量学生在在线案例教学中的学习表现，是对案例教学进行量化研究的一大难点。高校教师可选择网上布置练习，包括考察基础知识的选择题，考验思维能力的设计题等，通过学生回答问题所给予的反馈信息，初步检验学生的自学效果。通过分析学生在线案例教学平台上的学习投入时间、学习活动频度、学习资源浏览等表现，分析学生的自主学习路径。通过学生成立小组共同完成工程案例进展过程中相关知识的运用程度和小组成员之间的分工合作，工程案例设计的过程、实施成果及最终成果的答辩等，评价学生的创新实践能力。在完成案例教学内容学习后，要求学生提交在线案例分析报告，总结和反思案例学习内容，考核学生分析问题和解决问题的思路和方法。教师根据学生讨论时所运用的方法、思路及解决问题的途径是否合理，评价学生案例学习过程中的表现，指出讨论的成功之处、不足之处及需要改进之处，为在线案例教学方法的改进提供参考。其次，出台在线案例教学效果评估办法，为案例教学效果的监督与评价提供基本依据，达到在线案例教学预期效果。第三，建立校内课程在线案例库共享机制，探讨相同或者相近专业课程的教师共享、学生共享方式，通过共享来讨论反思教学效果。

（五）提高在线案例教学的主动性

未来在线教育的发展，不能依靠现在正在流行的在线签到、指纹打卡、在线浏览时间长短等先进技术来强制学生听课，而应该依靠提高在线课案例教学质量的趣味性，利用教学背景、设计风格、声音设置、新奇趣味、参与互动等感性的内容吸引学生的注意力，把案例教学内容与学生个人需求相结合，合理调整学习的难度与进度，增强学生在学习中的自信心，通过获得点赞、意外奖励、强化计划等使学生获得满足，体现学生的高级内在需求。尤其是作为当前社会佼佼者的大学生，提高他们所特有的意志、毅力、反思与韧性等，改变学生对在线教育的态度，使其乐于参与在线案例学习，乐于参加案例讨论，才能使学生学有所获，学有所成，从而让在线教育得到发展。建立在线教学模型，提高在线案例教学的主动性，要求学生在观看教学案例视频时做笔记，將相关的在线教学内容储存到外部媒介上，减轻工作记忆和信息加工的负担。在线案例教学对教师和课程具有选择权，既可以是学校任课教师，也可以是来自他校的教师，还可以是互联网上的教师，总之选择适合自己的教师，发挥学生在学习过程中的主动性。此外，各种学习平台融通（超星、中国大学MOOC），为学生案例学习提供记录、反思、交流的工具，激发学生的学习积极性，主动参与探索发现和认知，体验学习的乐趣，让学生感受到自己成了学习的“主人翁”。

四、结束语

在线案例教学对教师的素质提出了极大的挑战，要求教师能够掌握学术界的理论前沿，并掌握最新的科研动态，同时要具备一定的工程实践能力，不断地改进教学方法和优化教学内容。总之，教师具有很高的理论学术素养才是在线案例教学提高教育质量的根本。其次要改进网络交互系统和虚拟仿真等新技术，提高虚拟课堂的真实感和现场感，这是在线教学质量的重要保障手段。在线案例教学顺应了互联网时代大众学习方式转变的潮流，能够个性化拓展学生的实践创新能力，将线上与线下教育相融合，满足当今的社会需求，这是教育改革的最大福音，但是如何扬长补短将互联网与信息技术应用于在线案例教学，提高教育的质量，也是在线案例教学的另类启示。

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