高校“互联网+工科专业课”的教学改革

成晓倩，王双亭，刘 培

(河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454003)

2015年3月5日，李克强总理在第十二届全国人民代表大会的政府工作报告中首次提出制定“互联网+”行动计划，自此在全国掀起了“互联网+”的行动热潮，各行各业纷纷打破行业常规，引入“互联网+”思想实现创新。“互联网+”不是简单的相加，而是跨界，将互联网与各行各业产生理念火花的碰撞。教育行业也不例外，在时代发展中，将互联网引入到传统教育行业中也是必然趋势，如何让互联网思想与传统教育理念在碰撞中实现契合，是广大教育工作者值得深思和研究的重点。

传统的教育模式就是一所学校、一间教室、一位老师、一群学生，学生的所有知识均来源于所处学校的老师。互联网的普及打破了这种模式，一张网、一个移动终端，几百万学生，学生可以任意挑选学校和老师进行网上学习，这就是“互联网+教育”的模式[1]。这种新颖的模式将来是否会取代传统模式呢？互联网与教育如何有机结合在一起？互联网如何进入传统课堂？教师在“互联网+教育”中扮演何种角色？广大教育工作者围绕上述问题进行了探索，如中山大学王竹立指出“互联网+教育”不是简单的相加，其本质是知识的碎片化与重构化，应采用包容性思维利用互联网对知识进行碎片化学习，然后对知识重构复原，实现“零存整取”，其教学团队还在如何开展“互联网+课堂”方面进行了探索[2-4]。王勇民从课堂教学方式、课程设置、教学手段和教学管理4个方面分析了“互联网+”对高校教学的影响[5]。李鹂对“互联网+”背景下高校课堂教学模式的变与不变进行了论证[6]，黄锴借助“微平台”对高校思政课程教学模式进行了改革探索[7]。郑娟等从“互联网+教育”的核心理念出发提出了“智慧教育”理念，并分析了智慧教育模式的特点及所面临的挑战[8]。但大多研究并未结合高校工科专业课程特点进行分析，大多是从教育模式、教育理念等角度进行分析。本文首先分析高校工科专业课课程特点，然后阐述当下“互联网+教育”的弊端，最后以“摄影测量学”课程教学为例，举例说明如何将互联网引入工科专业课程教学中，为高校工科专业课教育工作者提供参考。

1 工科专业课课程特点

高校专业课与基础课相比有很大的不同，而工科专业课又具有鲜明的特色，充分认识高校工科专业课课程特点,有利于教学方法的正确运用。归纳总结,当下工科专业课具有以下显著特点：

1.1 内容与学时不匹配

新时期的本科人才培养模式是以“加强基础，淡化专业”为指导思想的“宽口径、厚基础、复合型”模式[9]。这种培养模式在促进学生全面发展的同时也给专业课的教授带来不小的冲击。在“宽基础、淡专业”的教学改革思想指导下，高校在加强通识教育的同时大大缩短了专业课的课时数和学分数，专业课课程比重明显降低。如何在有限的课时内讲授较多的内容，且融入不断更新的专业前沿信息是困扰当下每位专业课老师的一个问题。

此外，大多数专业课不仅包含理论知识授课，同时还有一定比例的课堂实验。但由于实验设备数量与学生人数不匹配或学生基础知识的限制，课堂实验学时数往往不够用，如何有效地解决上述问题值得专业教师思考。

1.2 课程实践性强

工科专业课是专业基础理论在实践中的综合应用，其课程目标就是培养学生解决实际工程问题的能力，因此要求专业课教师在知识教授中理论联系实际，尽量围绕实际工程案例进行展开，培养学生的基本工程素质。

1.3 专业知识更新快

现代工业技术的飞速发展使得专业内容变化很快，远远超出教材内容。作为一名工科专业教师，必须随时关注本专业的发展动态，掌握最新的技术发展资料，及时在课程教学中给予补充，让学生实时掌握专业最新动向，拓宽学生专业视野。

1.4 学科交叉性强

专业课是基础知识的综合应用，学科交叉性强，涉及众多基础课程，如笔者教授的摄影测量学涉及高等数学、测量平差、摄影与空中摄影、数字图像处理、数字测图与原理、程序设计等众多课程的部分内容，知识面广且衔接紧密[10]。尤其是大多工科专业课与数学联系紧密，逻辑性强，学生往往一见公式心先怯，如何增强学科趣味性，提高学生学习主动性值得教师研究。

2 “互联网+工科专业课”下的课程教学改革

2.1 “互联网+教育”对教学带来的影响

“互联网+教育”是把双刃剑，它给高校教育改革带来机遇的同时也带来了冲击与挑战。王竹立曾指出，“互联网+教育”的本质就是碎片化学习，这种学习方式使得教育不再局限于课堂，学生可以随时随地通过网络获得知识，打破了以往教学模式时空的限制。且这种学习方式往往是针对某个知识点展开的，内容短小、简单，学生易吸收。但随着网络碎片化信息的泛滥，碎片化学习的弊端日益突显：①它破坏了学科知识体系的完整性，弱化了知识之间的联系性。学生虽然学了很多，但知识链不连贯，知识深入不够。②网络上碎片化信息五花八门，甚至有大量的虚假、不正确的信息存在，海量信息降低了学生学习的专注度和学习深度，同时对学习者辨别信息真伪的能力提出了巨大的考验。③碎片化学习使得许多学生越来越依赖网络、依赖手机，同学之间流行着“有困难，找度娘”的俗语，遇到问题不是积极思考，而是第一时间在网络上寻找答案，颠覆了学习的本质。大多同学知识的学习不是理解性掌握，而是被动接收，流于表面。④碎片化学习给课堂教学带来极大的困扰，课堂上低头看手机的现象屡禁不止。微课、网络公开课、线上课堂的出现使得学生厌烦教室，课堂教学的重要性和吸引力大大被减弱。⑤碎片化学习减少了师生间的互动、交流，教师不能通过学生的微表情掌握实际教学情况，不宜实现“因人而异，因材施教”。

2.2 教学改革实例

“慕课”“翻转课堂”是教育界在“互联网+”时代下的产物，但对于工科专业课而言，完全采用线上课程方式代替传统课堂并不现实。如何将互联网跨界引入工科专业课课堂是笔者极力在思考的一个问题。笔者和笔者所在团队尝试将互联网引入到遥感专业课“摄影测量学”课程教学中，在课堂教学、过程考核、实践教学等方面进行改革探索，并取得了较好的效果，具体措施如图1所示。

图1 “互联网+工科专业课”课程教学

2.2.1 “互联网+”下的课堂教学

将基于网络的学习平台Sakai引入摄影测量学课堂教学中，将传统课堂教学发展为“课前+课中+课后”形式。课前教师准备的资源(PPT、小知识点视频)和问题通过平台提前发布，学生在课前通过Sakai平台查阅资源完成预习，带着疑问参与课堂；课中教师采用讨论式和设问式教学方式与学生积极互动，提高学生课堂参与度；课后针对课堂表现以作业或测验形式巩固课堂效果。PPT制作应简洁，多图片、动画、公式，少文字，无公式推导。每节的准备知识以视频形式出现，视频长度不超过30 min，视频末部通过设问引出新知识，让学生掌握知识的用处，做到前后相连，增强知识体系完整性。如在教授共线条件方程章节时，课前将该章PPT、准备知识视频(坐标系)发布，设置问题“坐标系间如何转换？如何将像点坐标与物点坐标相连？”。课中教学首先让学生讨论公式推导思路，然后教师补充说明，引导学生自我总结，明白共线条件方程推导思想即为“两点两系”问题，其中以“点的旋转变换”为桥梁，从而完成最后的推导。学生的高度参与，教师的层层设问引导，极大地提高了学习的效率，此方法得到了学生的认可和好评。

除此之外，为了增强课堂趣味性，有些知识点可在课中通过游戏环节进行完成。如在立体观察和立体成像章节中，课前设问：单眼观察和双眼观察的区别是什么？单眼能判断物体远近吗？生活中有无实例？课中通过“画地为牢”的小游戏完成解答。“画地为牢”即请每位同学准备好笔、纸，在纸张上画一个直径为1 cm的圆，在明视距离下判断，让笔垂直落入圆内，请学生在单眼和双眼不同条件下进行判断，最后通过统计落入圈内的点数让学生自己感受两者的区别，真正做到边学边玩。

2.2.2 “互联网+”下的实践教学

为了在有限的学时条件下将实践教学最大化，可将任务逐步分解，通过网络提前发放，在有限的学时里进行任务的整合。如摄影测量学中的“单像空间后方交会”涉及文件的读与存、矩阵的运算及最小二乘解算等，而多数同学对程序语言的掌握并不熟练，每次实习在语言回顾方面耗时较长，导致实习时间不够用。针对上述情况，团队将任务分解为3步：文件的读与存、矩阵乘与逆矩阵函数编写、迭代求解。其中前两步通过Sakai平台作为作业进行发布，让学生在实习前完成。而迭代运算是“单像空间后方交会”的核心思想，在实习时将此步与前两步整合，既能节省时间，还能让学生对知识点系统化理解。

2.2.3 “互联网+”下的过程考核

任何课程的学习离不开考核，将互联网引入考核机制中是种趋势。为了全面地考查学生对知识的掌握程度，团队将课程考核分为两部分：过程考核(40%)和期末考核(60%)。如图2所示，其中过程考核分为三部分：日常考勤(30%)、课程表现(60%)、素质拓展(10%)。日常考勤不再使用点名方式，而是通过二维码扫码形式进行统计，既节省了时间又提高了效率。课程表现包括线下活跃度和线上活跃度。线下活跃度是指课中讨论的参与程度、实习表现及作业；线上活跃度是指课前资源查阅度、话题准备程度和课前测验。素质拓展为自由环节，学生通过网络“慧平台”或其他平台信息，自由选择主题，个人或小组以PPT或实验形式完成一个主题的探索，期间通过QQ或微信形式与相关教师交流，并通过线上形式提交成果。这种考核机制大大提高了学生的参与度，考核更人性化、更合理。

图2 课程考核形式

3 结 语

本文分析了工科专业课的课程特点和“互联网+教育”的不足，同时以摄影测量学课程为例，阐述了在课堂教学、实践教学和过程考核3个环节中引入互联网的具体操作，完成互联网到工科课程的跨界。综合教学评价表明，本文的改革取得了较好的效果，为广大教育工作者提供了实例参考。但每门专业课的课程特点是不一样的，互联网与课程的契合是一个十分复杂的过程，如何根据课程特点将互联网最大化引入到课程教学中仍值得广大高校教育工作者深入探讨。