应用型高校数字化教学体系建设与实践

吉林建筑科技学院基础科学部 陈璐

随着我国互联网技术的不断发展，数字化、信息化技术为高等教育带来长久而深远的影响，促使教育模式不断地进行创新。应用型高校因其培养具有较强社会适应能力和竞争能力人才这一教学目标，对教学过程中数字化技术的改革提出了更高的挑战。文章研究并构建融入数字化技术的ADDIAI 教学体系，强调在教学全过程中应用数字化技术的优势，并将这一教学体系运用在课程改革中，取得了一定的成效。

数字化技术的不断发展与革新，给高等教育教学模式带来了新的机遇与挑战。2020 年3 月，教育部办公厅印发的《2020 年教育信息化和网络安全工作要点》强调高等教育要围绕深化教学改革和“互联网+”发展需求，鼓励探索课程建设、教材编写、资源开发、信息技术应用一体化统筹推进。自2012 年清华大学自主构建“学堂在线”教学平台以来，MOOC、SPOC、翻转课堂等新型数字化教学模式在我国高等院校迅速发展开来，打破了传统“填鸭式”教学的理念，推动了智慧课堂的构建与发展。应用型高校以体现社会发展要求的人才观、质量观与教育观为先导，在新的数字化高等教育形势下，构建满足“应用型”人才培养的课程体系尤为重要。

尽管数字化、信息化技术为高等教育带来了长久深远的变革，但目前关于教学研究基本侧重于教学平台与资源的数字化建设，而对于数字化教学体系的整体性与一致性而言存在一定的局限性，如教学模式缺乏整体规划、教学过程与数据分析脱节等。基于此种现状，本文旨在深入研究如何将数字化技术应用于教学的准备、设计、实施、评估等全过程，构建完整的数字化教学体系，对加快应用型高校教育数字化转型，促进教学改革有一定的实践指导意义。

1 应用型高校数字化教学现状

应用型高校数字化教学改革的目的，在于提升学生的使用体验，使其沉浸在以物联网为基础的数字化教学模型以及互联的生态系统和服务之中，并以多种人工智能使学生体现个性化与差异化[1]。以作者所在高校为例，学生的理论基础较为薄弱，主动学习的积极性较差。思维活跃，课堂上注意力集中的时间短，对于被动接受理论知识的学习积极度不高，而对于灵活的实践性、操作性教学项目体现出较大的兴趣。数字化教学转型应聚焦“学生”，如何引导学生利用互联网进行有效学习，如何提高学生学习自主能力，如何为学生提供精确的评价。因此，对标“用户”的学习行为特点与目标分析，目前应用型高校数字化教学改革仍然存在一些弊端。

1.1 缺乏数字化教学体系整体设计

目前应用型高校对于数字化教学改革主要集中在教学资源与教学平台的建设，没有从教学整体的高度上体现数字化与信息化的优势。这导致了在教学过程中数字化的应用仅仅成为授课过程中的教学工具，而弱化了其在教学环境、教学设计、价值实现等环节的重要性，实际上是对于数字化资源的浪费。

1.2 “信息孤岛”现象的存在

“信息孤岛”是制约应用型高校数字化教学体系建设与发展的因素之一，即指缺乏统一的教学管理系统与数据分析模型。作者所在的高校，基本90%以上的课程一定程度上融合了数字化技术，但是在课程的建设与管理程度上、学生学习行为评价标准上缺乏一致性，各自为政，互不相通，导致了无法对学生进行精准的学习评价，没有体现出数字化技术在数据分析过程中的优势。

1.3 数字化教学理念有待进一步转变

在数字化教学模式构建过程中，教师应该明晰教学的主体是“学生”，教学面向用户是“学生”，教学价值实现的目标是“学生”，因此组织教学活动，融入数字化技术应该以“学生”为第一视角。只有转变了这一理念，理解了数字化教学转型的趋势，才能更好地进行教学活动。

2 数字化教学体系构建

教学体系，是教学过程的知识基本结构、框架、教学内容设计、教学方法设计、教学过程设计和教学结果评价组成的统一整体。其包含教学顺序、过程、方式、方法、形式、内容、反馈、评估、总结、比较和推导等一系列教学要素。教学体系能够为教师提供一个明确的教学框架，使教师能够更好地把握课堂教学的全过程，从而提高教学质量。

近年来，随着科学技术的不断发展，数字化、智能化、信息化给各行各业带来了巨大的影响与变化，也同样为应用型高校教学模式改革提供了技术支持与环境包容。数字化技术给教育带来的最直接地改变就是打破了传统的教学环境壁垒，MOOC、翻转课堂、微课等形式将教学组织的地点由线下教室转移至互联网与移动设备上，学习时间也由固定的单一变为灵活的、碎片式的。多媒体技术的提高丰富了教材、课件、视频等教学资源的表现形式，从视觉与听觉上都丰富了学习者的感受，提高了学生的学习兴趣。可以预见，未来的高等教育教学模式的数字化转型趋势愈加明显，不仅仅局限于教学形式与教学资源，数字化技术必然会影响教学全过程的所有环节，因此数字化教学体系的构建是应用型高校数字化教育转型不可或缺的环节。

数字化教学体系的构建，本质是对传统的依赖“面对面课堂交流系统”中“教与学行为链”的“拆解”以及在网络空间的“重构”，是跳出“教学方法”“教学资源”等单一教学环节，而着眼于教学全过程。基于此认知，教学团队通过调研分析应用型高校学生的知识基础、学习习惯与性格特性，学习研究国内外不同高校的教学体系，参考同类课程的教学模式，构建了如图1 所示的融入数字化技术的ADDIAI 教学体系，强调在教学全过程中应用数字化、信息化技术的优势，实现教学主体向学生迁移的理念。

图1 ADDIAI 数字化教学体系Fig.1 ADDIAI digital teaching system

在ADDIAI 数字化教学体系中包含教学分析（Analysis）、教学设计（Design）、资源开发（Development）、过程实施（Implement）、数据分析（Analysis）、教学改进（Improvement）等六个环节，充分做好教学过程的整体规划，统筹、分阶段与分步实施的流程与步骤，实现教学体系可持续发展的目标，为学生提供优质的学习体验。

3 ADDIAI 教学体系在《工程制图与识图》课程中的实践研究

《工程制图与识图》课程是面向机械相关专业学生的一门必修课程，教学目标是使学生掌握工程图纸表达所涉及的理论基础与投影法，培养学生能够独立绘制与识读常见零部件图纸的能力，提高空间图形的分析能力与思维能力。本课程以图形为主，从内容上看比较抽象，有一定的难度；课程除了理论教学外，还包括一部分实践环节学时，从教学形式上看具有灵活性；开设的时间在大一第一学期，学生的课程基础主要来自初高中对于空间图形的认知以及浅显的对于投影的概念，因此学生基础参差不齐，差异性较大。此外，通过对近几年学生的性格比较与分析，发现学生愈来愈体现出较明显的个性，对高强度集中性的理论内容接受度不高，但对于实践环节、动手能力的培养较感兴趣，且对互联网比较依赖，信息接受与包容性程度较高。基于以上对课程情况与学情分析，应用ADDIAI 教学体系对《工程制图与识图》课程教学过程进行数字化转型与改革，主要体现在以下几方面。

3.1 数字化趋势下转变教学目标

《工程制图与识图》课程传统教学目标主要以学生对于理论方法的掌握，随着对应用型人才培养方向的明确，教学目标向理论联系实际转变，注重学生实践能力的培养。近几年，课程思政概念的提出，提倡在教学中厚植家国情怀，提升工程素养。机械专业由于其行业特点，知识面涉及范围广，相关数据、规范内容多，前沿技术持续更新，因此在教学目标地制定中，要充分考虑培养学生利用互联网、数字化技术对教学内容随时进行查找、学习与补充的能力。在数字化的大趋势下，学生在知识体系构建过程中应当能够充分运用数字化技术，提升自身专业技能与素质。

3.2 数字化技术支撑下调整教学方式

基于课程教学目标、课程内容特点，融入数字化技术，将课程教学方式由线下教学转变为线上线下混合式教学模式，将部分教学内容由传统的课堂迁移至数字化网络平台，重构课程教学内容体系，再造教学流程，如图2 所示。

图2 利用数字化技术构建混合式教学模式Fig.2 Using digital technology to build a hybrid teaching model

《工程制图与识图》课程内容包括理论教学与实践教学，且理论知识较简单易懂，但是应用在工程实践中往往会给学生带来很大的难度与困扰。因此，在教学方式的改变中，将基础的理论知识调整为线上教学，充分结合数字技术制作丰富的教学资源，引导学生自学；线下课程以讨论与实践为主，侧重解题、绘图、上机操作实践指导，以综合例题覆盖相关知识点，突出知识点的综合应用。

3.3 利用数字化技术完善教学评价体系

数字化技术的应用能够充分实现《工程制图与识图》课程的过程性考核，构建多样化、灵活的教学评价体系。首先，利用在线教学平台反馈的数据分析学生的学习行为，包括学习时长、作业完成、交互频度、测验成绩等数据，采用纵向与横向对比两种方式，分析学生在自我学习过程中的心态变化以及班级内所有学生的整体学习状态，进而评价本课程线上教学环节中数字化技术的应用效果，是否对提高学生的学习兴趣产生了积极的影响。其次，针对学生在理论考试与实践环节中所获得的成绩作为学生能力分析的依据，包括基础能力、实践能力、个人素质、创新能力、合作能力五大方面，用以评价学生是否达成了本课程的综合教学目标。最后，结合督导专家与同行教师对本门课程的评价，评估ADDIAI 数字化教学体系在本课程中应用的教学效果，用以指导本课程数字化教学模式优化与改进。

3.4 ADDIAI 数字化教学体系实施效果

依照上述教学体系框架，面向我校2021 级与2022级机器人专业《工程制图与识图》课程进行教学过程的重构，充分融合数字化技术，引导学生逐渐成为教学活动的主体，提高学习的主观能动性。依托蓝墨云班课平台、线上线下混合式教学模式、全平台教学资源分析与课程建设、过程性教学管理、成图软件在教学过程中的应用、教学质量评价与数据分析等环节均在教学实践中得到了较好的验证，并为课程体系的改进与更新提供了支持。

数字化教学体系将“以学生为中心”这一教学理念始终贯穿于教学的全过程，在教学准备阶段，通过对专业教师以及用人单位进行调研，利用互联网更新教学内容，增加3D 打印，智能制造，机器人技术等前沿科技，力争使学生能够将课堂内容与科技发展相衔接，增加学生的使命感，提高学习兴趣；各种数字化软件的应用，丰富了教学方法，提供了更多的教学素材，能够为学生分类推送不同的教学材料，体现了个性化学习；此外，利用互联网能够随时与学生一对一、一对多进行交互，并进行调查问卷等活动，接收学生的反馈信息，体现学生学习主体地位。

数字化教学体系形成了可视化的评价体系，使学生的学习时长、自测成绩、薄弱知识点、互动积极性、自评互评等环节均能够生成直观的数据，充分体现学生的主体地位与差异性[2]才能促使教师有针对性地进行教学过程调整。

4 结语

通过近两年的建设，《工程制图与识图》课程ADDIAI数字化教学体系建设取得了一定的成效，数字化、信息化技术是不断发展的，课程建设也永无止境。然而，数字化技术始终是手段，不能过度依赖，教学的一切宗旨与目标始终应围绕学生，坚持以学生为中心这一理念，充分考虑学生的诉求，才能最大程度地发挥数字化技术在应用型高校教学体系建设中的优势。