基于新工科时代特征的课堂教学模式创新研究

PAGEPAGE5基于新工科时代特征的课堂教学模式创新研究摘要;新工科等核心概念及其界定，研究目标和内容、思路和方法，智能手机和云平台在课堂辅助教学中的应用拓展，新工科课堂教学跨界整合，新工科课堂教学的人文关怀，研究绩效小结。关键词：新工科智能手机云平台人文情怀新工科的时代是数字经济产业的时代，新工科的时代特征是跨界整合、创新驱动、多样性和个性化[1]。本研究始于2013年5月立项的福建省教育科学“十二五”规划重点课题《高质量的高职商科课堂教学模式研究》，后续研究融合于省教育科学“十三五”规划重点课题《基于云平台和移动终端的商科课堂教学模式创新研究》。2018年以后，研究开始根据新工科时代特征做拓展。六年来，共有泉州信息工程学院、泉州理工职业学院两所大学多个专业班级，多位专业教师参与课题研究和实践，皆取得一定的成效。1新工科等核心概念及其界定（1）新工科。是指以数字经济产业为背景，运用新兴技术建设和发展新兴工科，或者升级改造传统工科，包括数字产业化与产业数字化，对应人工智能、智能制造、机器人、云计算、物联网等新专业。新工科具有跨界整合、创新驱动、多样性和个性化等时代特征。新工科拟培养的人才，不仅要在某一学科专业上学业精深，而且还能够融合交叉学科；不仅在专业技术上要很优秀，还要懂得经济和管理，兼具良好的人文素养。（2）云平台。又称云计算平台，广义的云平台，一般是泛指以数据处理为主的计算型云平台以及计算和数据存储处理兼顾的综合云计算平台。本课题指的云平台，是自定义的狭义概念，系指学校自主开发的基于互联网的可用于辅助教学的多媒体信息共享平台，即能够提供云服务的校园多媒体云终端虚拟桌面环境，包括硬件和软件系统。（3）移动终端。移动终端又称移动通信终端，一般是指可以在移动中使用的计算机设备，包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑、POS机、车载电脑等。本课题如没有特别指出，系指自带操作系统、可以安装各种APP应用软件的的智能手机。（4）教学模式。又称教学结构，是指在一定的教育思想指导下建立的比较典型的、稳定的教学程序或方式。教学模式不同主要源于教学方法不同，而教学方法不同则源于教育思想（教育理念）、教学对象和教学目标的不同。不同的教育理念和教学方法必将产生不同的教学模式。本课题研究的教学模式，是指基于高校云平台，即学校自主开发的基于互联网的可用于辅助教学的多媒体信息共享平台，和移动终端的新工科课堂教学的新模式。

2基于新工科时代特征的课堂教学模式创新研究2.1研究的目标和内容（1）研究目标。根据新工科的典型特征和人才培养目标，通过对学校云平台+移动终端用于课堂辅助教学方法的研究，总结出适合辅助教学的项目内容和操作方法，并由此系统地提出云平台+移动终端用于高校新工科课堂辅助教学的新理论及其方法论。（2）内容与重点。研究包括基于学校云平台的新工科课堂辅助教学研究，移动终端在新工科专业课程课堂辅助教学中的应用研究，基于云平台+移动终端应用的新工科专业课程改革研究，基于云平台+移动终端应用的新工科专业课程标准建设研究等。课题重点是基于学校云平台的高校新工科专业课程课堂辅助教学方法研究，云平台+移动终端协同作用于新工科专业课堂辅助教学模式的创新研究。2.2.研究的思路和方法研究的思路。根据教育部《关于开展新工科研究与实践的通知》精神，主动适应数字经济发展新常态和数字科技工程人才培养需要，在正确把握应用型本科教学质量“适用性”内涵，借助数字化和信息化的科学手段，以学生喜闻乐见互动教学形式，以比较低的教育成本获得学生和社会认可的“适用质量”。根据皮亚杰学习结构主义的基本理论及其教学方法论[2]，认真对接行业标准和岗位规范，紧贴岗位实际工作过程，优化课程结构，调整课程内容。在借鉴国内教育云平台建设和移动终端辅助教学研究成果的基础上，利用学校自主开发的基于互联网的校园云终端虚拟桌面环境，以及云平台+移动终端的互动融合作用，探索新工科专业课堂教学新模式。通过有计划、有组织、有评价、可持续的系列研究改进活动，总结提炼出一套行之有效的新工科专业课堂教学新模式，提炼新模式的理论表述及其操作方法标准。（2）研究的方法。①借鉴国内基于云平台的教育平台构建和移动终端辅助课堂教学研究成果的过程，采用文献法和比较研究分析法。②云平台+移动终端的互动作用研究过程，包括在线精品课程和教学资源库共享，慕课翻转课堂，微博和微信公共平台等研究，采用实验法和戴明环循环优化方法。③云平台+移动终端的辅助教学项目设计过程，对接行业标准和岗位规范，课程结构调整，课程内容更新，采用优选法和案例分析法。④基于云平台+移动终端的新工科课堂教学模式新理论提炼过程，采用系统架构优化方法和辨证归纳法。3智能手机和云平台在课堂辅助教学中的应用拓展3.1智能手机在课堂辅助教学中的应用拓展我们在前几年研究和实践手机版办公软件应用，以及各种APP在课堂专业教学中应用的基础上[3]，进一步拓展智能手机在课堂辅助教学的应用范围，包括手机百度搜索、手机版学习通、手机知网、手机QQ和微信、手机微博等。（1）手机百度即时在线搜索。在教案设计时事先安排在重要知识点讲授过程中，选择合适的时间点，让学生用自己的手机，对知识点做网上关联搜索。例如，在讲授电子商务的盈利模式时，让学生搜索“盈利模式”，并进一步搜索学生爱玩的游戏“绝地求生（吃鸡）的盈利模式”，要求学生在一定的时间之内浏览相关网页，然后做课堂研讨。（2）手机版“超星学习通”的应用。“超星学习通”是国内知名的知识传播与管理分享平台，其拥有海量图书、期刊、视频等资源，为读者提供一站式学习环境。通过手机可以方便地借阅该平台的各种图书和期刊、下载电子版资源。根据课程教学需要，可设计在合适的时间点，安排学生上网查阅资料，并进行小组讨论。（3）手机知网的应用。手机知网是国内领先的移动知识服务平台，可提供全国各种期刊、报纸等内容个性订阅，以及各类专题知识定制和文档阅读管理等服务。可选择合适的时间点，结合课程内容拓展要求，让学生上手机知网，查阅期刊或报纸相关内容。（4）手机QQ和微信。根据需要由教师或教学班级学习委员，建设QQ群或微信群。每次的教学PPT可先上传到QQ群或微信群，方便学生预习，或课后复习。学生有学习心得体会，或问题和建议，可以留短信或语音，或经过教师同意聊视频。电子版作业可以通过QQ或微信提交。（5）手机版微博。由于微博有字数的限制（140字），编发微博对学生的读写技巧会有一定的锻炼。要帮助学生体验“多一字显肥，少一字变瘦”的修炼。教师可在教案设计时，设计合适的时间点，在师生互动时让学生即时拍照并在线编辑发布。教师也可对学生发布的作业做及时点评。图1.学生利用新浪微博客空间编发的微博软文3.2云平台在课堂辅助教学中的应用拓展这里所指的云平台，是由学校信息中心部署到每一个多媒体室，能够提供无线上网条件的云终端虚拟桌面环境。利用这个云平台，可以不断拓展网络资源的应用，建立健全虚拟教学资源库，建立健全DIY公众平台，拓展网络新媒体课堂辅助教学等[4]。（1）建立健全虚拟教学资源库。专业教师可在业余时间，利用新浪博客或腾讯微博提供的免费存储空间，创建各专业课程教学资源库和题库，编写并上传各种课程标准、教学大纲、教学计划、教案和试题集。在各专业的课程教学过程中，根据教案设计，在合适的时间点，利用教室云平台，即时在线调用教学资源库各类资源。（2）建立健全教学DIY公众平台。教师可利用腾讯微信公众平台提供的文档模板和免费虚拟存储空间，注册某一教学DIY订阅号，订阅号可以某一专业名称命名，也可以教师个人名字命名，例如张冲杰教学DIY。教学DIY订阅号适合做重要专业知识点课堂发布，可选择合适的时间点，直接发到学生手机。拟发布的学习资料以手机版公众平台订阅号文档形式，由教师在课余时间预先编制。图2.教师利用新浪博客空间编发的教学资源库图3.教师利用微信公众平台订阅号模板创建的手机版教学文件（3）拓展网络新媒体课堂辅助教学。利用新浪微博和腾讯微信等新网络媒体提供的虚拟存储空间，以及教室云平台上网和显示大屏条件，根据教案设计，在合适的时间点，教师与学生互动，一起或先后拍摄互动场景，即时在线编发微博微信，即时教室大屏幕同步显示。这种形式教学，学生无不为之触动。图4.利用网络新媒体和教室云平台的课堂互动4课堂教学跨界整合和人文因素融合根据新工科跨界整合、创新驱动、多样性、个性化和人文关怀等时代特征，课题组成员在2018-2019学年软件工程、物联网工程等专业的班级的课堂教学中也做了如下有益的尝试。4.1新工科课堂教学跨界整合案例1。几乎每一门课程每一章节对第一次出现的专业名称都要先做解释，解释比较严谨的就是“定义”。传统的教法基本上是照本宣科，按照教材内容讲述，讲完就完了。如果按照新工科的特征内涵，不能讲完就完了，要做跨界整合。笔者就将给专业名称术语下定义与工作岗位主管的培养练习起来。图5.课外素质拓展：为什么要学定义这是笔者发布在新浪博客上的文字：“为什么要学习定义？这好像是个简单的问题，其实是一个复杂的问题。每一门专业课程，都是一个复杂的知识体系。每一个知识体系都会包含重要知识点、其内涵的拓展（理论），以及解析的方式方法等要素。而每一个重要的知识点，都会包含复杂的基本概念。例如，笔者这学期讲授的《RFID原理与应用》中，对RFID天线这一复杂概念，其定义为：天线是一种用金属导线、金属面或者其他材料构成一定形状，架设在一定空间，以电磁波式发射或接收射频信号的装置。这个定义包含五个意思：天线是什么材料，有一定的形状，架设于空间，以什么形式发射接收什么信号，是一种装置。RFID的天线本来就是一个很复杂的概念，随便说可能说不清楚。编教材的老师为了能够清楚地向同学们讲述，预先做了一些处理。首先，将这个概念的复杂内涵做了梳理，化复杂为简单，将一个复杂的大概念分解为若干个小概念；其次，根据各个小概念的内涵属性和逻辑关系，分出轻重缓急和排出表述的顺序；最后，根据受众可能的接受程度，以合适的通俗并且专业的语言和盘托出。老师给复杂的概念下定义，大凡就用这三斧头。如果将时空坐标转移，同学们毕业以后到企业上班，都会希望能够早日做主管当经理。其实，企业的主管或部门经理，都要带领团队，处理复杂的工作任务。他们处理复杂的工作任务，基本也是下定义的套路：首先，化复杂为简单，将复杂的大任务分解为若干个小任务；其次，根据各个小任务的具体要求以及团队成员的个性能力特点，合理匹配对接；最后，根据团队成员的具体情况，以合适的语言下达任务指令。所以，我会说，在学校定义学得好，以后很容易做主管经理。用海子的话说，面朝大海，就会春暖花开。当然，在职场想要一马平川，还会涉及到专业水平和厚德载物等问题，在学校时就要注意修炼积累。”4.2新工科课堂教学的人文关怀案例2。专业教师在传道授业中，一言一行都会影响学生。按照新工科的时代特征内涵，教师的一言一行必须充满人文情怀。例如，在每学期的第一次课，笔者都会提前到教室，利用多媒体设备，播放如下PPT。图6.每学期第一次课课前最美好的祝愿那红色亮丽的背景，加上金黄色的大号楷书，无不散发着教师的诚挚和热情。若加上老师端庄的仪容仪表，儒雅的形体语言，学生的惬意可想而知。案例3。专业教师既要传道授业，还需要有人文情怀。按照新工科的时代特征内涵，人文关怀应该落实到课堂教学的实处。例如，在寒冷的冬季，经常有学生感冒，笔者会在课间播放如下PPT。5朵杭菊，两片甘草，专治感冒咳嗽初起。多数感冒的学生，都会拿出手机拍照。笔者曾经了解过，就有学生看了这PPT，治好了感冒咳嗽。5研究绩效小结（1）云平台+智能手机辅助课堂教学效果确实显著。由于学生课堂上玩手机已经不能逆转，我们只能因势利导顺势而为。如果教师在教案设计时，能够设计在重要知识点讲授过程中，选择合适的时间点，让学生用自己的手机，对知识点做网上关联搜索，学生一般都愿意。如果能够引导学生朝向知识点，用手机在课堂上随意抓拍，即兴编发微博微信，学生都会欲罢不能。有时很枯燥的专业教学活动，突然会变得生动活泼。（2）云平台+智能手机辅助课堂教学性价比显著。利用网络免费虚拟存储空间创建各种教学资源库，成本几乎为零。利用新浪、腾讯、百度等虚拟空间存储调用教学文件的可靠性和稳定性，高于学校自己建设的服务器集群。利用云平台和智能手机，教师可以随时随地编发各类教学资源文件，包括课程标准、教学大纲、教案、试题等，随时随地与学生互动。（3）教室云平台+智能手机端辅助教学将颠覆传统课堂教学模式。随着5G网络和移动通讯的不断提速，互联网云平台服务和大数据技术的普遍应用，传统的纸质版加PPT教学方式将会逐渐消亡，能够取而代之的必将是各种无纸化的网络教学方式，包括可加载各种教学资源的免费网络虚拟存储空间的应用，各种大屏智能手机和移动平板电脑的应用。（4）课堂教学跨界整合和人文因素融合是新工科发展的重要特征。新工科培养的学生，不仅要在某一学科专业上学业精深，而且还能够融合交叉学科；不仅在专业技术上要很优秀，还要懂得经济和管理，兼具良好的人文素养。“打铁还需自身硬”，一个优秀的专业教师，应该努力做到本专业学术水平、跨专业知识水平、人文知识及其情怀，三位一体总体提升。教育大师皮亚杰很早就指出，一个教育结构包括了三个特性：整体性、转换性和自身调整性[2]。在任何一个教学体系中，专业教师是关键因素。如何巧妙地将专业知识转化为学生的工程技能，如何巧妙地化解云平台和移动终端对传统教学方式的冲击，如何巧妙地跨界融合不同专业知识和人文情怀，万千宠爱专注