舒慶+許小村+邵俊鵬

摘要：本文針對(duì)21世紀(jì)和工程教育認(rèn)證對(duì)工程技術(shù)人才的要求，分析工程教育面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，運(yùn)用現(xiàn)代教育理論，踐行以“學(xué)生全面發(fā)展為中心”“回歸工程”的工程教育理念，探討運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)改革“工程材料與熱成形技術(shù)”課程，結(jié)合我校實(shí)際，提出了把“O2O”（線上線下融合）引入課堂的教學(xué)方法，對(duì)“工程材料與熱成形技術(shù)”課程進(jìn)行了全方位的教學(xué)設(shè)計(jì)，并對(duì)一些教育教學(xué)問題進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞：O2O；工程教育；教學(xué)設(shè)計(jì)；PBL；翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)

以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的MOOC和翻轉(zhuǎn)課堂作為教學(xué)新技術(shù)的代表在教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，能夠解決課程的及時(shí)教學(xué)和交流互動(dòng)，并且將要完成大學(xué)教學(xué)的信息化過程，這場(chǎng)變革對(duì)傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的沖擊將是巨大而深刻的。但另一方面，如果我們僅限于引進(jìn)新技術(shù)手段，就技術(shù)而技術(shù)，在教學(xué)思想和觀念上沒有大的轉(zhuǎn)變的話，在現(xiàn)行大學(xué)的文化土壤中，也難以有效解決棘手的教學(xué)問題。因此，需要對(duì)知識(shí)與實(shí)踐并存的這樣一門課程進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計(jì)，不但涉及課中教學(xué)，還要延伸到課前和課后教學(xué)，不但涉及理論教學(xué)，還要涉及到技能訓(xùn)練以及品行的養(yǎng)成，從而解決多年困擾師生的教學(xué)難題。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)前

1.實(shí)習(xí)前教學(xué)。工程是人類社會(huì)為滿足自身需要而改造客觀世界的實(shí)踐活動(dòng)。工程材料與熱成形技術(shù)是學(xué)生在大學(xué)階段首先接觸到的工程類課程，具有工程類課程的典型特點(diǎn)，充分體現(xiàn)了工藝技術(shù)教育的特點(diǎn)，即從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去。開課之前要經(jīng)過工程訓(xùn)練，工程訓(xùn)練的效果對(duì)課程的教學(xué)有直接的影響。說明實(shí)習(xí)與課程的聯(lián)系及重要性和實(shí)習(xí)中須要掌握的知識(shí)和技能，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高實(shí)習(xí)成效。

2.教學(xué)焦點(diǎn)訪談。教學(xué)忽視學(xué)習(xí)的主體——學(xué)生而盲目地進(jìn)行，其學(xué)習(xí)成效也就可想而知了。我校學(xué)生大多數(shù)是家庭或家族的第一代大學(xué)生，雖然現(xiàn)代資訊十分發(fā)達(dá)，但其對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)生活的了解卻大多來(lái)自于中小學(xué)老師、同學(xué)，認(rèn)識(shí)往往十分片面。這就造成學(xué)生對(duì)學(xué)校、對(duì)專業(yè)、對(duì)課程的各種錯(cuò)誤認(rèn)知。個(gè)別學(xué)生在前一年的學(xué)習(xí)中由于各種原因造成學(xué)業(yè)失敗從而形成“習(xí)得性無(wú)助”，希望教師在學(xué)習(xí)中提供幫助。此外，隨著社會(huì)的發(fā)展，多元文化的因素也對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)產(chǎn)生一定的影響，現(xiàn)階段的學(xué)生群體遠(yuǎn)不同于20世紀(jì)八九十年代的同質(zhì)學(xué)生群體，同學(xué)間存在著巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、家庭環(huán)境以及健康狀況的差異，學(xué)習(xí)的認(rèn)知觀必然存在差異。因此，在開課之前對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)焦點(diǎn)訪談，了解學(xué)生的認(rèn)知情況、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好、想學(xué)什么、能學(xué)什么等就顯得十分必要。

3.開課作業(yè)。（1）考核實(shí)習(xí)中獲得的工藝知識(shí)與實(shí)踐技能，總結(jié)“我學(xué)到了什么？”（2）基于問題的學(xué)習(xí)PBL（Program Based Learning）題目：?jiǎn)栴}呈現(xiàn)“上屆學(xué)生的成績(jī)單分析”，歸納分析問題，提出假設(shè)，調(diào)研得出數(shù)據(jù)支持假設(shè)，尋找解決問題的方法，最終評(píng)價(jià)所得到的結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。（3）教師講解、學(xué)生記錄、教學(xué)目標(biāo)、課程規(guī)則、教室紀(jì)律、考核方式等重要的教學(xué)要求，課后上交。使每個(gè)同學(xué)明確課程的目標(biāo)、規(guī)則、考核方式，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。（4）要求同學(xué)做學(xué)習(xí)筆記，給學(xué)生介紹的筆記模板是著名的“康奈爾筆記”模板，由美國(guó)Cornell大學(xué)教授Walter Pauk在1949年設(shè)計(jì)，被證明簡(jiǎn)單高效，得到廣泛使用。

“康奈爾筆記”是將一張紙分成三部分。右列記筆記，一般是按照時(shí)間序記錄講課過程。 左列寫要點(diǎn)，比如：條目（例1，術(shù)語(yǔ)，等），人名、術(shù)語(yǔ)，以及因聽課或閱讀而聯(lián)想產(chǎn)生的問題。左列也可以在下課后馬上整理，作為對(duì)右列課堂筆記的總結(jié)。

最下方的“總結(jié)”部分可以在下課后馬上寫，作為對(duì)這堂課學(xué)到了什么的總結(jié)，也可以在完成了對(duì)左列所提出的問題的解答后再寫，是對(duì)整個(gè)過程的總結(jié)，濃縮到2～3句話。

（二）教學(xué)中

1.確定教學(xué)任務(wù)，準(zhǔn)備教學(xué)資源。鎖定翻轉(zhuǎn)目標(biāo)，分解課程內(nèi)容，即把知識(shí)單元化、碎片化。整門課程由若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)組成。碎片化課程內(nèi)容，把傳統(tǒng)的教學(xué)轉(zhuǎn)化為翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)。

教學(xué)資源主要有結(jié)構(gòu)化的課件、教學(xué)視頻、圍繞知識(shí)點(diǎn)的閱讀文檔以及測(cè)試練習(xí)題等。

2.設(shè)計(jì)課前任務(wù)。首先是制訂教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)是整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)非常重要的環(huán)節(jié)，教學(xué)目標(biāo)的深淺、結(jié)構(gòu)與層次直接關(guān)系到教學(xué)設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)效果。

第二，要了解學(xué)生的情況，這是確定課前任務(wù)難易程度時(shí)要考慮的。學(xué)生對(duì)什么感興趣，想學(xué)什么，能學(xué)什么 以及學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的過程。

第三，要激發(fā)學(xué)生們的興趣，興趣是最好的老師。這里可以用到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的ARCS模型，ARCS 模型由美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的約翰·凱勒教授在1983 年提出。A（attention）為注意，即引起學(xué)生的注意；R（relevance）為關(guān)聯(lián)，即引發(fā)學(xué)生的聯(lián)想；C（confidence）為信心，幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)信心；S（satisfy）為滿足，是通過學(xué)習(xí)使學(xué)生體會(huì)到滿足、成就感。

第四，翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的課前任務(wù)要聯(lián)系課上教學(xué)內(nèi)容。課前任務(wù)的完成情況，應(yīng)該成為課上教學(xué)的依據(jù)。帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，這正是翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的課前任務(wù)與傳統(tǒng)預(yù)習(xí)的重要區(qū)別。學(xué)生存在的問題暴露出來(lái)，課上可以進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)。

3.教學(xué)視頻的制作與發(fā)布。教學(xué)視頻也就是微課，微課的長(zhǎng)度以10分鐘左右為宜，最好不超過15分鐘，時(shí)間過長(zhǎng)學(xué)生的注意力會(huì)分散。教學(xué)視頻的制作發(fā)布過程大致分為五個(gè)階段：分析、整理、制作、發(fā)布和反饋。

4.課堂活動(dòng)。課上問題的解決可以采用KWL策略：

K（know） 關(guān)于這個(gè)科目，我已經(jīng)知道了什么？

W（want）我想知道什么？

L（learned）我學(xué)到了什么？

課堂教學(xué)的主要內(nèi)容體現(xiàn)在內(nèi)化知識(shí)和拓展能力上，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到發(fā)展。

根據(jù)“基于問題的學(xué)習(xí)”模式（PBL），設(shè)計(jì)兩個(gè)綜合性的大作業(yè)，向?qū)W生們展現(xiàn)真實(shí)的工程場(chǎng)景，讓同學(xué)們通過以下步驟解決開放式的問題：（1）識(shí)別問題；（2）發(fā)掘已有知識(shí)；（3）分析問題尋找解決方案；（4）自我學(xué)習(xí)；（5）學(xué)習(xí)利用新知識(shí)解決問題；（6）評(píng)估反饋。這六個(gè)步驟呈現(xiàn)出一個(gè)閉環(huán)循環(huán)系統(tǒng)，學(xué)生以自我探索、自我學(xué)習(xí)為主，問題沒有標(biāo)準(zhǔn)答案。正如《荀子·儒效》中所言：“不聞不若聞之，聞之不若見之，見之不若知之，知之不若行之；學(xué)至于行之而止矣；行之，明也”。

5.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)更多采用形成性評(píng)價(jià)，平時(shí)成績(jī)占50%，期末占50%。平時(shí)成績(jī)考查學(xué)生課前學(xué)習(xí)和課中的參與質(zhì)量，期末集中考試。

（1）課前學(xué)習(xí)的評(píng)分通過評(píng)價(jià)完成課前任務(wù)情況和回答問題來(lái)進(jìn)行?？疾閷W(xué)生的參與度和回答過程性問題情況。利用課程網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)跟蹤學(xué)生課前課后的學(xué)習(xí)、測(cè)試及交流互動(dòng)情況，統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)。比如學(xué)生觀看教學(xué)視頻情況、提問次數(shù)及自主測(cè)試的成績(jī)等。

（2）課中主要考查學(xué)生的態(tài)度、呈現(xiàn)、合作互助精神、討論發(fā)言的質(zhì)量及創(chuàng)造性，與課中教學(xué)的五個(gè)環(huán)節(jié)（合作探究、釋疑拓展、練習(xí)鞏固、自主糾錯(cuò)、反思總結(jié)）結(jié)合，每項(xiàng)設(shè)定合適的分?jǐn)?shù)，包括小組互評(píng)、小組內(nèi)學(xué)生的互評(píng)和教師的評(píng)價(jià)。過程性評(píng)價(jià)也包括以小組為單位呈現(xiàn)開課時(shí)和課程中布置的PBL學(xué)習(xí)成果。

（三）教學(xué)后

按照程序教學(xué)原則，要使考試真正發(fā)揮教與學(xué)的相互促進(jìn)作用，考試結(jié)束后，教師要認(rèn)真分析學(xué)生答卷情況，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)自己在教學(xué)工作中的優(yōu)點(diǎn)和不足?？偨Y(jié)學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的程度、靈活應(yīng)用知識(shí)的情況以及創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)情況，對(duì)考試內(nèi)容及情況與學(xué)生進(jìn)行交流、討論，并進(jìn)行全面總結(jié)。讓學(xué)生提出該門課程的授課與考核的建議與意見，這樣才能實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)，也提高了學(xué)生的元認(rèn)知能力。

二、教學(xué)反思

（一）什么是工程教育認(rèn)證的基本問題

我們須要在教育思想上發(fā)生改變。從重評(píng)教轉(zhuǎn)變到評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，重新思考什么是好的教師，從而改革教師評(píng)聘的人事制度，對(duì)教學(xué)與科研的評(píng)價(jià)進(jìn)行再平衡。很難想象，在學(xué)?，F(xiàn)有的考核體系下教師們會(huì)在教學(xué)上有大的實(shí)質(zhì)性的投入，更何談?dòng)眯呐囵B(yǎng)學(xué)生的思想、情感、品德、意志和鑄造靈魂。由于倡導(dǎo)的科教融合在實(shí)際教學(xué)中難以落到實(shí)處，在招生宣傳中被某些學(xué)校作為賣點(diǎn)的、引以為傲的擁有院士的數(shù)量恐怕更多的是在學(xué)科評(píng)審和申請(qǐng)項(xiàng)目上的噱頭而已。至多對(duì)學(xué)科建設(shè)和研究生教育上可以憑借其虛名獲得更多的經(jīng)費(fèi)，似乎與本科生教學(xué)沒有太大的關(guān)系，因?yàn)榻^大多數(shù)的本科生在四年中根本就難睹尊容。從工程教育質(zhì)量認(rèn)證的角度看，用考研率來(lái)衡量教學(xué)質(zhì)量更是荒唐的。

（二）參與學(xué)習(xí)是學(xué)業(yè)成功的前提，合作學(xué)習(xí)是提高學(xué)習(xí)效率的方法

工程高等教育在一定時(shí)期內(nèi)還必然是專業(yè)教育，因此在專業(yè)教育中貫徹通識(shí)教育的理念，如：人文知識(shí)、道德、能力、情感、合作、品格等也應(yīng)該是我們課程的目標(biāo)。在教育體系尚不能完全滿足社會(huì)發(fā)展的需要，也不能完全滿足學(xué)生發(fā)展需要的情況下，要想達(dá)到我們的培養(yǎng)目標(biāo)，必須提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度。

參與學(xué)習(xí)包括行為、情緒與認(rèn)知。行為包括諸如注意、效力、堅(jiān)持和抗拒誘惑等；情緒涉及熱情、自豪、興趣和投入。學(xué)生積極參與可能是受朋友、老師的影響，也可能是因?yàn)楣餐瑓⒓幽骋粓F(tuán)隊(duì)，也或者是受一起參加校外課程同伴的影響。因此，參與學(xué)習(xí)是受其社會(huì)交往的制約，即“近朱者赤，近墨者黑”。

成功的合作學(xué)習(xí)所具有的關(guān)鍵特征，分別為積極的相互依賴、促進(jìn)性的互動(dòng)、個(gè)體責(zé)任、合作社交技能、小組過程反思。研究發(fā)現(xiàn)，合作學(xué)習(xí)會(huì)通過以下的方式來(lái)提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成就。首先，合作學(xué)習(xí)情境下的同伴反饋可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)與糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。其次，成員之間的相互討論與解釋能夠幫助學(xué)生反復(fù)地練習(xí)與回顧所學(xué)的知識(shí)，促進(jìn)信息的記憶與提取，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。