齊振超 田威 王珉

摘? 要：疫情之下的在線教學(xué)要求給高校航空航天制造專業(yè)教學(xué)帶來了挑戰(zhàn)和機遇。文章剖析了特殊形勢下航空航天制造專業(yè)課程教學(xué)特點，分析了在線教學(xué)環(huán)境對“教與學(xué)”從理念、習(xí)慣、工具等多方面的影響，總結(jié)了教學(xué)模式選擇的原因。列舉了強化學(xué)習(xí)動機的導(dǎo)論課、依托智慧教學(xué)工具的知識點自學(xué)、工程連線、辯論賽、詞匯競猜、課程答辯等教學(xué)措施，詳述了具體實施方式和效果，最終總結(jié)在線教學(xué)實踐的反思與心得。

關(guān)鍵詞：智慧教學(xué);混合式教學(xué);“新工科”專業(yè)課程;在線教學(xué);航空航天制造

中圖分類號： G642? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）27-0001-05

Abstract： The online teaching requirements under the epidemic situation have brought challenges and opportunities to the teaching of aerospace manufacturing majors in colleges and universities. This paper analyzes the teaching characteristics of aerospace manufacturing courses under special circumstances， analyzes the influence of online teaching environment on "teaching and learning" from the aspects of concepts， habits and tools， and summarizes the reasons for the choice of teaching mode. This paper lists the teaching measures such as the introduction course to strengthen learning motivation， self-study of knowledge points based on intelligent teaching tools， engineering connection， debate contest， vocabulary quiz， course defense， etc.， and elaborates the specific implementation methods and effects， and finally summarizes the reflection and experience of online teaching practice.

Keywords： intelligent education; blended instruction; emerging engineering education; online teaching; aeronautics and astronautics manufacturing

從二十世紀(jì)九十年代開始我國高等學(xué)校教學(xué)方法和學(xué)習(xí)資源改革就進入新的階段，教學(xué)方法的改革、教學(xué)資源的開發(fā)與研究逐漸引起業(yè)界的重視。從2000年起，我國開始實施新一輪的教育課程改革，本次課程改革將改變“課程內(nèi)容”、“課程結(jié)構(gòu)”、“課程實施”作為重要內(nèi)容，其核心是要求加強對課程資源的開發(fā)和研究[1]。北京大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等學(xué)校利用網(wǎng)絡(luò)平臺和信息化技術(shù)，探索教學(xué)方法改革、大力開發(fā)數(shù)字化教學(xué)資源，取得了顯著成果。

1802年，德國教育家赫爾巴特第一演講教育相關(guān)內(nèi)容時，指出教學(xué)智慧的重要性。隨后，國外學(xué)者逐漸從信息化角度展開對智慧課堂的研究，主要包括以下三個方面：學(xué)習(xí)方式的個性化、自主化和多元化;學(xué)習(xí)活動本身的學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建;信息技術(shù)手段對學(xué)習(xí)的促進。2014年，美國在高等教育地平線報告中將翻轉(zhuǎn)課堂和學(xué)習(xí)分析技術(shù)作為主流應(yīng)用到教育中，讓翻轉(zhuǎn)課堂再次成為人們關(guān)注和研究的焦點[4]。國內(nèi)對于信息化視角下智慧課堂的研究始于2011年，并呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。2012年，黃榮懷從多媒體與網(wǎng)絡(luò)教室的困境到智慧教室的提出，分析當(dāng)前數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境的六個不足方面，并提出智慧教室的“SMART”概念模型以及三種典型智慧教室的分析[5]。2016年，祝智庭等指出翻轉(zhuǎn)課堂的“效果天花板”和“認(rèn)知天花板”的不足，并提出向智慧課堂的轉(zhuǎn)變的使用方法[6]。2016年，清華大學(xué)推出一項智慧教學(xué)工具-雨課堂，讓學(xué)生隨時隨地學(xué)習(xí)老師推送的學(xué)習(xí)資源，并可對整個教學(xué)過程進行跟蹤監(jiān)測和實施評估[7]。2017年，龐敬文等分析了智慧課堂支持深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用特點，構(gòu)建了信息化教學(xué)評價維度，并利用專家評判對評價維度進行了修訂和完善，設(shè)計了深度學(xué)習(xí)視角下的智慧課堂評價指標(biāo)[8]。隨著2015年“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃納入國家戰(zhàn)略，在知識社會創(chuàng)新2.0推動下，互聯(lián)網(wǎng)與教育的互動與演進必將打造出更加開放的教學(xué)環(huán)境，催生出教學(xué)共同體的嶄新樣態(tài)，在數(shù)字化、信息化、智能化的教育環(huán)境下促進學(xué)生全面自由的個性發(fā)展。因此，在線教學(xué)的演進與發(fā)展值得進行持續(xù)的關(guān)注和反思。

通過對領(lǐng)域現(xiàn)狀的分析可以看出，在線教學(xué)單點技術(shù)的成熟度已經(jīng)達到了應(yīng)用的等級，國內(nèi)外高校也嘗試了將其在教育領(lǐng)域進行應(yīng)用，取得了一定的效果。新型工科專業(yè)課程的教學(xué)中，在線教學(xué)的新技術(shù)并不能直接強行替換原有的教學(xué)步驟，這會對整個教學(xué)模式產(chǎn)生強烈的沖擊，需要我們系統(tǒng)的考慮教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、手段，將教學(xué)與科研打通，將虛擬實驗與實操實驗打通，以智慧教學(xué)和混合式教學(xué)為標(biāo)志，建立科研、教學(xué)、實操實驗、虛擬實驗之間的關(guān)聯(lián)，形成有“新工科”新型專業(yè)特色的培養(yǎng)模式，從而為新時代航空航天人才的培養(yǎng)做出貢獻。

一、特殊形勢下航空航天制造專業(yè)課程教學(xué)模式選擇

我國工程教育改革發(fā)展面臨的外部環(huán)境正在發(fā)生快速的變化，新工科是國家為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革而推行的戰(zhàn)略，為工程教育的理論和實踐探索提供了一個全新的視角[1]。新工科可分為新型、新生、新興三類，其中新型工科專業(yè)，是針對傳統(tǒng)的、現(xiàn)有的工科專業(yè)這些“存量”，面向產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展需要，通過信息化、智能化或其他學(xué)科的滲透而轉(zhuǎn)型、改造和升級即“更新”成的[2]。新型工科專業(yè)的“新”可以體現(xiàn)在人才培養(yǎng)全過程中的主要環(huán)節(jié)的改革、變化和發(fā)展。

以航空宇航制造工程為代表的航空制造類專業(yè)是典型新型工科專業(yè)。由于航空航天產(chǎn)品的科技含量高、體系復(fù)雜、功能繁多、性能要求嚴(yán)格的特性，其制造自然而然成為一個包羅萬象的復(fù)雜系統(tǒng)工程，航空航天制造業(yè)朝著智能化、高端化、綜合化方向發(fā)展，相應(yīng)的專業(yè)課程也繼承這些特點，體現(xiàn)出顯著的專業(yè)性、綜合性和復(fù)雜性。因此，該類型新工科專業(yè)的教學(xué)體系，包括教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)工具等均有著顯著的特點和不同的需求。

目前，我國進入了小康社會的沖刺階段，經(jīng)濟發(fā)展達到一定水平，人民物質(zhì)生活水平普遍提高。各行各業(yè)的發(fā)展由外延式逐漸向內(nèi)涵式轉(zhuǎn)變。反應(yīng)到教育領(lǐng)域的顯著表現(xiàn)就是人均教育資源增多，教育體系的各環(huán)節(jié)成員素質(zhì)顯著提高，對于過去由于教育資源限制等原因形成的教育體系，有必要也有能力去改變。

然而，新型工科專業(yè)直接繼承于有著幾十年歷史的傳統(tǒng)工科專業(yè)，早已形成了復(fù)雜且相對穩(wěn)定的教學(xué)體系。所謂牽一發(fā)動全身，如果切入點不對，難免會事倍功半，甚至對教學(xué)效果產(chǎn)生不良影響。

一線教師作為教學(xué)活動的軸心和教育理念的直接施行者，肩負著重要的責(zé)任。教師在課堂上傳授的內(nèi)容，能否落地，沉淀為學(xué)生的能力？國家、學(xué)校等上層鼓勵的教改，能否真正落地，推行到新工科的教學(xué)活動中？教學(xué)與教改的最后一公里，直接取決于一線教師。本文將針對新型工科專業(yè)，從一線教師的視角，以課堂教學(xué)方法為切入點，以期帶動教學(xué)體系系統(tǒng)化的變革。

古語云，質(zhì)勝文則野，文勝質(zhì)則史，強調(diào)的便是形式和實質(zhì)的關(guān)系，二者需要平衡，需要“文質(zhì)彬彬”。教學(xué)當(dāng)然不能死氣沉沉，一味填鴨、灌輸，但是如果過于追求形式、花樣、新鮮，會不會走向另一個極端？

疫情突然到來，這種特殊形式下，最優(yōu)的教學(xué)方法是什么？當(dāng)然不同環(huán)境下，可能有不同的最優(yōu)解。比如在師資很少、教學(xué)資源有限、學(xué)生很多、側(cè)重通識教育的環(huán)境下，填鴨式授課反而是最優(yōu)的選擇。那么在我們師資力量、教學(xué)工具、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)習(xí)慣都有了翻天覆地變化的今天，最優(yōu)的教學(xué)方法是什么？

混合式教學(xué)在一般意義上指的是“線上自學(xué)+線下教學(xué)活動”的混合式。本次課程教學(xué)選擇混合式教學(xué)的原因有三個：

第一，只論知識點講述，錄制課程比真人現(xiàn)場講得好?？梢圆捎酶咚浇處煹恼n程資源，也可以自己錄制，都比臨場發(fā)揮效果要好。教師也沒有必要每年做重復(fù)工作。

第二，講授的教學(xué)方法，是知識存留率很小的低效方法，學(xué)生自學(xué)效果不比課堂聽課差多少。每個人的學(xué)習(xí)進度不一樣，關(guān)注的重點也不一樣;而且學(xué)生需要鍛煉自學(xué)能力，在知識大爆炸的今天，這是比知識更重要的生存技能。

第三，學(xué)生的能力培養(yǎng)，不僅限于知識點的傳輸。在之前匯報過，我把學(xué)生的能力分為三個層面，我們的課程不能僅僅承擔(dān)知識層面的作用。這些能力要求，決定了我們課堂教學(xué)不能僅僅是知識點的傳授。

二、具體的混合式教學(xué)措施

相信這個模式已經(jīng)被大多數(shù)的老師們接受和認(rèn)可，只不過在實施的時候，遇到些具體的問題。比如，線上線下的時間如何平衡？課堂上是否可以播放教學(xué)視頻讓學(xué)生自學(xué)？選用別人的教材還是自己錄制？課堂教學(xué)是否只需要給學(xué)生答疑就可以了？課堂上是否要重復(fù)講一下知識點？教學(xué)活動如何提升知識效率？

我詳細介紹一下本次課程嘗試的方案，供參考。雖然本次授課因為疫情影響有些不同，連課堂面對面的部分都在線化了，但本質(zhì)上并不影響。這也說明，混合式教學(xué)的本質(zhì)其實并不是“線上線下”的混合，而應(yīng)該是知識點自學(xué)與能力拓展的混合。

（一）重要的導(dǎo)論課，強化學(xué)生課程學(xué)習(xí)動機

教學(xué)，是老師和學(xué)生協(xié)作的一個工作，必須要做好各方面的準(zhǔn)備，讓學(xué)生領(lǐng)會并認(rèn)可教師的理念、方法。從劉慈欣的科幻故事“鄉(xiāng)村教師”講起，從大宇宙宏觀角度，聊聊“教學(xué)”的意義;把目前的教學(xué)形態(tài)，從時間跨度上和孔子立私學(xué)，南渡北歸對比，幫同學(xué)們樹立當(dāng)前教學(xué)形式變革的信心。然后簡單溝通了學(xué)生三個層次的培養(yǎng)目標(biāo)，讓他們理解為什么要混合式教學(xué)。

之后重點給同學(xué)們聊聊這門課要學(xué)什么，為什么要學(xué)這門課，這門課要怎么學(xué)，重點溝通了教學(xué)工具的互動方式、課程考核方式。關(guān)于考核方式必須要強調(diào)，影響到學(xué)生的積極性。自學(xué)過程和課題知識點測試占50分，這是硬知識點的考核;小組活動、課堂表現(xiàn)，占50分，由小組長分配，而每個小組的總分?jǐn)?shù)由課堂活動表現(xiàn)確定。

因為每個人能調(diào)動的人數(shù)極限在6-10人，把全班分若干個小組，小組長單獨建群，稱為課代委，增強老師的掌控力。讓每個小組課下進行團隊文化建設(shè)，創(chuàng)作組名、旗幟和口號，增強團隊凝聚力，如圖1所示。這些細節(jié)都是基于組織心理學(xué)理論展開，保障了后續(xù)課程活動中小組成員的積極性，為教學(xué)活動的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

（二）知識點課下自學(xué)，充分發(fā)揮智慧教學(xué)工具的優(yōu)勢

拆分知識點，創(chuàng)建知識地圖，為地圖每個坐標(biāo)配置相應(yīng)的視頻微課資料，用于學(xué)生的復(fù)習(xí)，哪里不會點哪里，提高復(fù)習(xí)效率。

雨課堂配音錄播，學(xué)生課下自學(xué)。使用雨課堂配音的原因是相比視頻，它更方便學(xué)生定位到某個具體知識點，可以根據(jù)自己情況把控學(xué)習(xí)進度，并且具有非常到位的學(xué)習(xí)情況記錄功能，每頁PPT學(xué)生是否閱讀都清晰顯示。

學(xué)生自學(xué)最大的問題不是老師講不好，而是學(xué)生的聽課狀態(tài)。為了保證學(xué)生的自學(xué)效果，梳理知識點，修改課件，加密知識點測試，保證能夠吸引注意力，并且形成評價結(jié)果。

每個學(xué)生進度相差很大。但基本上都花費了相當(dāng)多的時間課下自學(xué)，如果每門課都這么做，然后還正常上課，學(xué)生肯定吃不消。我曾經(jīng)嘗試讓學(xué)生在課上看課件學(xué)習(xí)，但是由于每個人進度不一樣的問題，導(dǎo)致之后的教學(xué)活動很難按時展開，效果不好。后來采取折中辦法，學(xué)生還是課下自學(xué)，課上教學(xué)活動結(jié)束后，可以選擇早下課休息，當(dāng)然也可以選擇繼續(xù)在課堂上與老師進行互動。

針對學(xué)生錯題、標(biāo)記的PPT，或者提出的問題，進行針對性的統(tǒng)一講解，重復(fù)強調(diào)課程重點知識點。這個答疑很重要，我們基本上完成了知識點的傳授，傳統(tǒng)課堂的任務(wù)已經(jīng)結(jié)束，可能有人認(rèn)為這就是混合式教學(xué)了，畢竟我們有“線上”，也有“線下”，而且教學(xué)大綱執(zhí)行完畢了。

但真正的混合式教學(xué)到這遠遠沒有結(jié)束，我們還需要對學(xué)生興趣的培養(yǎng)，能力的培養(yǎng)。為此，我們設(shè)計并實施了工程連線，辯論賽，詞匯競猜，課程答辯大作業(yè)等教學(xué)活動。

（三）最受歡迎的工程連線，科研與教學(xué)的結(jié)合

平時在科研過程中，在工程領(lǐng)域積累了不少人脈資源，工程中存在大量教學(xué)素材，對于提高學(xué)生的工程認(rèn)知能力和興趣有著顯著意義。我們在課程進行到相關(guān)知識點的時候，通過視頻連線商飛、成飛、中車的技術(shù)骨干，由他們講解知識點在工程中的應(yīng)用情況，回答學(xué)生的問題，如果條件允許（沒有涉密問題），還通過視頻帶我們參觀他們的現(xiàn)場和實驗室，學(xué)生們在家里就能看到工程現(xiàn)場，大呼過癮。

（四）全民參與的辯論賽，主動出沒人類知識前沿

對抗能夠激發(fā)同學(xué)們的斗志，主動去調(diào)研搜查資料。我設(shè)置課程相關(guān)的專業(yè)題目，讓每個小組選出一名代表，組成四個辯論隊，每隊包括一辯陳述，二辯攻辯，三辯結(jié)辯，每個人身后的小組提供技術(shù)支持。同學(xué)們斗志昂揚，準(zhǔn)備詳實，提前預(yù)判對手觀點，搜尋材料進行攻擊，甚至還在陳述中故意漏出破綻，引對方攻擊，再用已準(zhǔn)備的專業(yè)知識回擊。辯手在臺上針鋒相對，幕后的小組成員們實時搜尋資料，提出克敵制勝的觀點，提供給辯手。

辯論結(jié)束后，由全體同學(xué)投票選出表現(xiàn)最好的隊伍和選手，大家還風(fēng)趣地贈予他“很有梗”的榮譽稱號。

整個過程同學(xué)們展現(xiàn)了課程知識的深刻理解和綜合運用能力，展現(xiàn)了自學(xué)能力和自主調(diào)研能力，搜網(wǎng)頁、查文獻、咨詢專家、請教學(xué)長，充分發(fā)揮主觀能動性，將知識點延伸到人類知識最前沿，并進行了獨立自主的思考。

（五）意猶未盡的詞匯競猜，知識學(xué)習(xí)寓教于樂

我們接觸了大量的專業(yè)詞匯，這些詞匯的定義科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，但容易混淆。為了督促同學(xué)們復(fù)習(xí)詞匯，幫助記憶，我們組織了“你說我猜”的詞匯游戲。整個過程非常激烈，同學(xué)們在彈幕區(qū)瘋狂刷屏，大部分迅速準(zhǔn)確猜到指定詞匯，少部分猜錯后，去復(fù)習(xí)相關(guān)詞匯的知識。

（六）儀式感十足的課程答辯，綜合能力的鍛煉

課程答辯，目的是考察學(xué)生對本門課的理解程度和綜合應(yīng)用能力，也鍛煉學(xué)生自學(xué)能力、協(xié)作能力等綜合素質(zhì)。我要求每個小組自選題目，寫一份關(guān)于課程的項目申請書，提出了必要性、創(chuàng)新性、可行性、可讀性四個方面的要求。學(xué)生需要對課程知識有體系的了解，需要對某方面技術(shù)有興趣，需要有調(diào)研能力，需要有分析總結(jié)能力，需要有團隊合作能力，需要有寫作能力，這樣綜合考察了我們混合式教學(xué)的三個層次的培養(yǎng)目標(biāo)。

最后一次課，同學(xué)們進行了精心的準(zhǔn)備。我邀請了六位不同領(lǐng)域的專家全程指導(dǎo)答辯工作，老師們從不同的角度提出專業(yè)的建議，這種跨學(xué)科的教學(xué)活動，學(xué)生們受益匪淺。學(xué)生的水平和態(tài)度獲得了老師們的稱贊。

三、結(jié)束語

用混合式教學(xué)和智慧教學(xué)的方法完整上完一門在線課程，形成了較為完備的教學(xué)體系，簡單總結(jié)如下。

1. 混合式教學(xué)的本質(zhì)并不是“線上”和“線下”的混合，而應(yīng)該是知識點自學(xué)與能力拓展的混合。

2. 混合式教學(xué)的出發(fā)點必須在于培養(yǎng)目標(biāo)。重新定義培養(yǎng)目標(biāo)、強化能力培養(yǎng)、強調(diào)知識內(nèi)化過程，否則混合式教學(xué)是立不住的。

3. 混合式教學(xué)不必執(zhí)著于使用教學(xué)視頻。教學(xué)視頻是學(xué)生自學(xué)最常見的一種素材，但也不是必須的，一些PPT加配音的解決方案也有其優(yōu)勢。

4. 混合式教學(xué)并不輕松。將知識點傳輸改為學(xué)生自學(xué)，這一點看起來對老師一勞永逸，松了松擔(dān)子，但其后以知識內(nèi)化、能力提升、綜合素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)活動，任務(wù)更重、責(zé)任更大、難度也更高。

5. 教學(xué)活動設(shè)計兼顧趣味性與知識效率。即不能光顧著形式熱鬧學(xué)生喜歡，卻缺乏知識內(nèi)核或者知識效率低下。比如曾經(jīng)使用過的“誰是臥底”的相近詞匯辨析的游戲，因為知識效率低被棄用了。

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