模块化教学改革下的智慧课堂初探——以“基础工程”为视角

徐亚利，袁家德

(1.合肥学院 城市建设与交通学院，合肥 230022；2.安徽建筑大学 法政学院，合肥 230601)

教育的本质是使人区别于动物而成为人的活动，其核心在于能力的实现和人才的培养，是双向的交流互动，而不是单向的知识传递和灌输。对于学生而言，由于每个个体在生物遗传因素和社会环境因素存在一定的差异，使得个体在参与教育活动时体现出不同的个性、认知风格、学习方式，对教育活动的开展提出了个性化的学习要求。所以，在开展教学活动时，如何既能综合考虑学生的共性化，又能充分考虑每个学生的个性化，做到因人施教，这也是在教学中一直困扰教师的难题。然而，当今科技的飞速发展，尤其是现代化教学手段和多媒体技术的不断提高，使得在教学活动中，教师可以充分借助移动互联技术，这势必推动了新一轮课堂教学的创新与变革，传统课堂向数字化、智能化课堂发展。同时，自2017年以来，教育部对教育信息化工作中提出了推动数字校园和智慧校园的建设，目前全国各大中小学均在开展这方面的实践和研究工作。以技术为中介的智慧教育,因其智慧的导向性成为教育信息化未来发展的新境界、新诉求，未来的学习更注重对学习环境和学习方法的设计与运用，为学生实现个性化学习创设更智能和多元化的环境。因此，对智慧学习环境进行科学研究，构建并实施智慧课堂，利用全新的教育理念、先进的技术和移动终端设备进行智慧课堂的教学研究，激发学生主动性和自发性，真正实现以学生为中心，才能真正实现将知识内化为能力。

随着智慧教育理念的提出及发展，信息技术环境下智慧课堂的构建成为教育技术界越来越关注的研究热点。利用“互联网 +”时代的大数据、移动互联、云计算等新技术构建信息化、智慧化、高效互动的课堂。它应用“云 + 端”服务方式，通过智能推送、动态学习数据采集和即时分析，实现基于数据的教学决策、实时全面的教学评价、全过程的交流互动、个性化的资源推送，从而变革和改进课堂教学的结构和模式。智慧课堂是信息技术和教育教学深度融合的产物，也是翻转课堂发展的新体现、新趋势。

目前，合肥学院模块化教学改革的理念在各个专业中已经深入开展多年，土木工程专业也已经实施模块化教学多届学生，而且不同专业模块所采用的方法以及实施效果也各具特色。基础工程作为土木工程专业和交通工程专业的核心课程，在模块化教学中也因其内容多而分散，课时少等问题，教学课时与教学内容的矛盾日益显著。同时，传统教学理念中重学科知识与以能力为导向的教学理念和个性化教学之间的矛盾也越加显著。如何利用现代技术和科技手段有效进行能力提升的个性化教育，这不仅是对教师也是对教育的挑战。

1 传统教学中的困境

理论教学往往是传统教学中的重中之重，所以传统教学中以教师为中心的“独角戏”教学模式一直沿用了多年，学生和教师也墨守成规地遵循着这种模式。因此，这种课堂上无法发挥学生的能力，更忽略了学生是课堂的主角，没有学生参与的课堂而是以教师为主导、学生为辅的众人皆醉我独醒的场面是不难想象的。作为理论教学的有效补充和延伸的实践教学，是培养和锻炼学生实践能力的关键环节。然而，传统课程设计往往一味强调计算和设计，却脱离了实际工程，导致设计任务与实际工程不符。同时，限于课程设计的固定模式，设计类型的单一化和固定化，设计题型的陈旧化，无法满足日新月异的当代科技和工程技术的发展，更不能满足应用型人才培养的要求。另外，传统的考核方式多数是单一指标定成绩，即卷面分数定胜负。学生成绩成为考察学生掌握课程情况和掌握程度的唯一标准，不能体现学生在学习过程中的情况和表现。

综上所述，传统的基础工程教学过程中存在的种种困境限制了教学达不到预期效果，如何解决日益増长的能力需求和传统教学的矛盾？科技是发展的动力，随着时代的发展和科技的进步，接受教育的对象也在潜移默化地发生变化，学生对新事物、新技术和新科技的接受能力在与时俱进，如何顺应当下科技和时代的发展，由教师为主导转变为学生为中心，培养学生自主学习能力和工程实践能力成为当下教师亟需深思的问题；与此同时，如何利用互联网技术和信息技术的发展，因材施教，因人施教，这也是当下一线教师更亟待解决的问题。

2 基础工程模块化教学

教学过程其本质是人与人的交流与互动的过程，更是双向信息传递的过程。2009年，合肥学院率先突破了传统学科的定势，开展了以学生为中心的能力导向的模块化教学改革。模块化教学的思路是将社会和行业对人才能力的定性需求具体到培养方案和培养目标的量化指标，进一步细化到知识体系的构建和内容的重组。再结合自身学校的定位和办学的特色，突出各专业具体的能力培养，弱化学科体系的条框，从而形成了新的模块。

结合教育部鼓励高校打造金课，去除水课的指导精神。针对该课程的特点及传统教学的困境，基于自身多年的教学和实践经验，利用智慧课堂，有效解决内容多而课时少的问题，真正全程以学生为中心，以能力输出为导向进行教学，在教学理念、教学方法和教学过程的控制上大胆地进行尝试和探索，从而激发学生主动性、积极性和开创性，使学生具有独立思考问题和探究能力；大胆探索科研问题并积极尝试利用专业知识解决实际工程问题的能力，最终为工程单位输送基本素质高、专业水平高和综合能力高的工程技术人员，给社会配置更多的、合格的工程技术人才。

3 基础工程智慧课堂

3.1 智慧课堂的构建

课堂教学是教学的重要形式，但不应该是所有和全部。课堂教学只是教学环节中的一个重要环节，要提高教学效果和教学质量，仅仅依靠和严抓课堂教学还是远远不够的。教学过程是一个由课前、课中和课后三个环节组成的空间体系，每一个环节都是教学过程的不可缺少的部分。为此，每一个环节都需要教师根据教学内容和教学对象进行精心设计，并实时根据教学过程中的实际情况进行相应的调整。资源是智慧课堂的构建和实施不可或缺的必要条件，学习资源的建设和管理工具的支撑也是智慧课堂的保障。为了有效解决课程内容多课时少的问题，教师可以根据知识点的重要程度和理解难易程度有选择地进行讲解和自主学习，为此，需要储备大量的学习资料，配套不同类型的资源供学生课余自主学习。教学课件PPT和配套习题资料是基础的学习资料，同时拍摄大量的现场视频资料帮助学生理解课件中不易理解且较为抽象的施工工艺，这也是智慧课堂实现理论联系实际的有效手段之一。针对有些限于时间、场地和施工工艺的视频资料可以制作flash动画帮助学生消化理解，既摆脱了单一枯燥的理论讲解，又解决了实拍视频资料中准备过程太长、重点不够突出的缺点。同时教师可以根据资源的不同进行分类管理，便于学生根据自身实际需要有选择地进行下载，并利用课余时间反复学习。

3.2 智慧课堂的管理和实施效果

(1)课前管理。《基础工程》模块理论性和实践性强，其中的重难点知识有时很难在课堂中短时间内较好地理解和掌握，这就需要学生课前做一些预习和查阅资料，为此在智慧课堂的学习平台中提前推送一些相关资料和问题，限定学生在规定的时间内查阅和回答，这样可以督促学生由被动学习转变为主动学习，同时学生在预习过程中遇到的问题，教师可以根据学生课前预习的反馈，整理汇总后在课堂中有重点地进行讲解。这样一方面了解自主预习过程中的难点，另一方面在课前也有效地与学生进行互动和交流。

(2)课堂管理。教学其实质是教和学的过程，每一个过程都需要师生齐心协力、相互配合才能有效完成并达到期望的效果。学生到课堂中来是完成学这一过程的首要前提，为此教师点名抽查也是传统课堂中一项常规工作。而在智慧课堂中教师可以通过不同签到形式考察学生到课率，及时统计学生到课和未到课学生名单，如位置签到、自拍签到和手势签到等多种形式，这样既节约了课堂宝贵的时间，又有效地杜绝了代签和代课的现象发生。课堂教学管理是教学一线教师基本技能的体现，如何把控好课堂中的45分钟，充分调动学生的积极性，激发学生的求知欲，让学生在有限的时间内集中注意力听懂、学会并消化吸收教师所教的内容，这却是考验教师教学能力的关键。智慧课堂的多样化恰恰解决了传统课堂的单一模式，课堂中教师通过随机选人的模式确定学生回答某一个问题，还可以通过投票选择的形式考察学生对容易混淆的知识点的掌握情况。课前教师将重难点问题提前在平台推送并进行主题讨论，通过后台管理查阅学生回答情况，统计学生回答人数和没有参与学生名单，及时点对点询问学生原因，跟踪学生后续学习掌握状况，真正实现个性化教学和辅导。

(3)课后管理。教师根据教学进度和教学难易程度，通过平台发布课后作业，根据学生整体掌握情况和课堂反映情况设置完成作业的时长。要求学生将完成的作业以拍照或电子文档的方式上传，既节约了纸张又严格控制了提交作业截止时间。教师在平台中批改作业后，学生能够及时查阅自己作业中的批改反馈，了解自己掌握知识的薄弱环节，后续在哪些方面还需加强，同时也节约了传统作业本上交和下发等环节的时间。学生可以利用碎片化的时间有效复习巩固知识点的内容，同时教师也可以利用碎片化的时间进行督学，实时监控学生自主学习。教师定期查阅学生下载学习资料的时间和学习时长，有效地监督学生课下自主学习课时的完成，以便及时发布后续的任务和作业。

(4)智慧课堂的实施效果。为了检验模块化下基础工程智慧课堂的实施效果，结合近三年的教学经历，对比14级、15级和16级三年来基础工程学生成绩及分布，分析传统教学与智慧课堂前后学生成绩分布状态，知识掌握情况及学习效果分析。基于模块化教学改革的理念，考试成绩由三部分构成：其中，卷面分占总分值的50%，三次过程考核占总分值的40%，课堂笔记占总分值10%，最终成绩为综合得分的分值，这就要求学生对教学环节中的每一个任务都要认真对待并积极完成，才能形成最终的好成绩。

表1 智慧课堂实施前后学生综合成绩对比分析

通过模块化教学改革后的基础工程智慧课堂试点，对比三届学生的同一门课程模块化前后和智慧课堂前后的成绩可见，模块化后尤其是智慧课堂试点的16级学生整体学习自发性和自觉性显著提高，且对专业知识的自学积极性明显提高。课堂教学中，学生到课率高达98%以上。课堂上学生积极参与教师发布的每一次主题讨论，课堂中的随机选人答题时，学生都能够积极回答并展开分析；课下学生能够及时有效地完成布置的作业，并主动与教师沟通学习中遇到的问题和自己的困惑；学习通中的资料能够自觉下载并学习，对于重难点知识能够通过反复学习课件和视频资料帮助理解和巩固，整体教学效果较佳，学生学习后感觉到满满的收获感和自信心。同时，学习方法也从被动的死学习转变为科学的善学习，从本质上改变了学知识的内化过程。

4 结论

智慧课堂从硬件设施的构建到软件资料的配置，无形中已经将学生从传统的教室带入现代的智慧殿堂，让学生在其中轻松、自如地汲取知识，又能更大限度地施展自我能力，最大限度地激发了学生的求知欲、自发性和自主性。从理念上使教学不在局限于课堂，从“先教后学”转变为“先学后教、以学定教”。教师依据课前预习数据反馈，进行个性化指导，同时设计有针对性、个性化的课堂教学，这样调动了学生的学习积极性和自主性，使得学生由被动学习转化为主动自发学习，由仅仅掌握知识到运用知识解决问题的转变。课堂中，教师可以利用信息技术充分调动学生的积极性和参与度，及时关注到每一个学生的掌握状况；同时，师生一起协作探究解决问题、完成学习任务，将课堂时间的运用发挥到极致。课后，学生自主利用移动设备学习，师生之间可以利用平台开展有效地交流互动、及时答疑和解惑，拉进了师生之间的距离，增进了师生之间的友谊。智慧课堂基于学习数据分析，实时、客观、全面反映当前教学状态，同时依靠学习数据及时调整教学策略，实现真正智慧、高效的现代课堂，让科技充分融入到当今的教育并推进教育不断创新，提高教学质量，真正实现培养高素质的综合性人才。