工科开展混合式教学的思考

• 摘  要：信息技术发展引起高等教育的巨大变革，随着技术与教育融合的深入，工科教师面临了很大的挑战。针对工科混合教学开展中存在的实际问题，项目组合理运用技术手段，以特色资源开发为切入点，探索出一条切实可行的工科混合教学改革行动方案。通过技术的创新应用，构建立体化教学资源环境，顺利开展了混合教学，相关建设经验获得国内专家好评。
  关键词：资源开发  技术创新  混合教学
         
  
  近几年MOOCs对高等教育产生了强烈的冲击，引发全球高等教育领域的“海啸”。MOOCs作为一种世界范围大学课程改革潮流的涌现，应该看作是高等教育信息化在大学课程教学这一细胞层面的质变，其影响将是全方位的[1]。而其本质是开放式平台配合优质资源，并通过网络途径传播，网络化学习催生了教学方式、学习方式以及观念的转变。已有研究者指出：精品资源共享课与MOOCs建设的根本目标是极为相似的，都是为了建设优质的、具备完善教学环节的在线课程，以促进高等教育传统教学方法的变革，使知识成为人类的共同财产，服务于终身学习[2]。借鉴MOOCs的成功经验，可促进高等教育改革，提高教学及人才培养质量，服务学习型社会的建设。
  一、工科教学资源建设困境
  国内自动控制原理的一线教师对教学软件的开发展开了大量研究，现将所采用的平台及技术特点逐一介绍。国内工科在线学习资源建设水平较为落后，而传统的课堂讲授在学生知识获取中仍然占据较大比例。在精品课程还未转型为精品资源共享课之前，很多工科精品课程网站提供的学习资源多为单一的授课课件、电子教案、授课视频和一些参考资料。基本上是把纸质的资料，转化为电子资料。这对学生学习的帮助有限，在线交互仿真功能几乎没有。而在工科课程在线学习中，学生最需要的恰恰就是交互性强的虚拟教学系统或仿真教学资源。
  本文所提教学资源开发，特指拓展的特色资源，不含课程基本资源。国内工科教学资源开发主要存在以下问题：1. 通用性和技术实现成本难以兼顾；2. 交互式功能欠缺3. 教学和实际应用融合度低。
  以上三个问题不能很好解决，教学资源质量就难以保证。不只是工科教学，其他学科教学资源生态环境也不容乐观。混合学习面临的挑战包括硬件资源建设、学习支持平台软件建设和课程资源开发三方面，特别是课程资源的力量是分散、不均衡的，配套政策跟不上等问题突出[3]。
  二、工科教学资源开发原则
  教学资源建设必须遵循开放教育资源发展规律，兼顾先进性、通用性和跨平台性能。从2000年开始，信息技术在教育领域的应用也愈加广泛，从资源组织和管理、教学形式变革深入到了资源建设本身。工科教学内容大多和工程应用密切相关，内容带有鲜明的学科特点。就资源开发平台来说，能够选择的余地不大，选择时应遵循以下原则：1．通用性好；2．具有可扩展性；3．免费开源。
  专业软件平台一般用于研究性学习，功能最强因而开发成本最低，主要使用对象为教师、研究生和科研人员。微软.NET和Java等通用软件开发平台，功能强大、专业性强，非计算机专业教师开发具有较高难度。Office属于中小型软件，且已经成了电脑软件标准软件之一，通用性非常好，寄生的二次开发语言VB具有简单易上手的特点，若所开发教学软件没有在移动端使用的需求，则VBA技术是一个非常好的选择。Web前端技术主要用来开发基于浏览器的应用，容易实现操作系统及设备无关性，在开发成本允许下，是最佳的平台。
  • 立体化教学资源开发体系
  在教学实践中，我们发现没有那个平台可以满足所有教学需求。以《自动控制原理》课程资源建设为例：时域分析法主要涉及指标计算和响应曲线可视化，该部分交互式仿真资源完全可以采用轻量化的Web技术来实现，且难度不高；深一点的比如高阶系统稳定性分析、频域分析法等内容，利用Web技术则难度很大，而使用VBA技术则可以接受；更深一点的比如非线性系统分析、控制系统校正等内容，脱离专业软件平台去实现，工作量大到无法接受。因此我们根据内容特点，构建了包括Web仿真、VBA单机仿真和专用仿真软件在内的立体化的资源开发体系。
  四、资源建设成效
  我们选择了《自动控制原理》《电梯控制技术》《智能建筑环境学》和《建筑智能化系统集成技术》等课程进行了特色资源开发的实践。经过多年的应用实践，目前申请计算机软件著作权登记16项，申请发明专利2项。相关研究得到了广东省精品资源共享课建设项目、广东省高等教育教学改革项目、广东省“英课”计划等项目的支持。
  为保证资源开发质量，所开发作品积极参与同行交流和相关教学资源竞赛，表3是项目组开发的特色资源获奖情况。在交互设计和软件体验方面，直接邀请学生参与设计并积极收集使用建议，做到了及时更新。学生参与过程中，指导其开拓创新思维，积极申报各级大学生创新项目，项目组指导的获得省级以上大学生创新项目10多项。
  混合教学的开展离不开大量优质教学资源，通过技术创新应用，以特色教学资源开发为抓手能够显著加深信息技术与教学的融合程度。在资源开发过程中，合理运用技术可以将科研成果和工程应用经验融合教学，提高学生学习效率。
   
发布日期：2020-08-19 10:43:02 浏览：