元宇宙视角下应用型本科专业课程融合式教学模式研究

摘"要：针对应用型本科专业课程教学中存在的若干问题，提出元宇宙视角下基于“4+3+N”策略的融合式教学模式；引入元宇宙概念，突出交互性、沉浸性和多元性三个特征；通过多层次交叉融合，构建无边界教学环境。建立多元双向评价机制，并以通信原理课程为例开展课程学习效果的综合性评价。关键词：应用型本科院校；元宇宙；融合式教学；多元双向评价0"引言应用型本科院校作为高等教育的重要组成部分，其根本任务是立足国家战略需求，培养适应社会发展需求的应用型人才[1]。专业课程是应用型本科院校人才培养的核心，课程质量直接决定着人才的培养质量。党的二十大报告指出，要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国，要深化教育领域综合改革，推进教育数字化进程[2]。数字化教学模式[3]是充分利用新一代信息技术，打破空间和时间的限制，形成的一种更加注重教学过程、能力体验和需求驱动的新型教学模式。教学过程更注重教学理念更新、教学方法创新、教学资源和教学环境构建，培养学生的自主学习能力和应用实践能力。在教学改革实践中，如何提升专业课程数字化教学质量和增强教学效果成为应用型本科院校亟须解决的关键问题。1"应用型本科专业课程教学中存在的问题1.1"理论教学与实践应用分离根据应用型人才培养要求，应用型本科院校在课程教学中应注重强化学生的实践应用能力，培养专业性应用型人才。但是，通过多轮教学实践发现，部分专业课程在教学过程中存在理论教学与实践应用严重分离的现象。主要体现在：时间延迟导致的理论教学与实践应用分离，理论性较强的专业课程在教学过程中注重知识点的剖析与讲解，实验环节安排在全部理论教学结束后进行，导致理论教学与实践应用联系不紧密，学习效果不佳；配套不足导致的理论教学与实践应用分离，针对智能通信、人工智能、集成电路等国家新兴产业的专业人才培养，高校缺乏相关完善的实践配套，多门专业课程的综合性实践应用需根据教学大纲安排，联合公司和研发基地等校外实践基地开展（一般安排在后续学期），导致理论教学与实践应用衔接性差，影响学习效果。1.2"学生学习兴趣薄弱，学习体验不理想部分理论性较强的专业课程教学过程中涉及大量复杂的数学推导，缺乏生动直观的可视化教学案例和形象化的实际应用场景演示，学生往往对内容理解有困难，产生畏难情绪，导致学习兴趣不足，进而出现课堂注意力不集中，学习体验不理想等情况。如何提升学生的学习兴趣，增强学习体验是应用型本科专业课程教学中需要解决的关键问题。1.3"线上线下教学缺乏有机融合为落实《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》的要求，各高校积极探索、实施线上线下相结合的混合式教学模式。混合式教学模式旨在通过建立线上线下相结合的方式，以学生为本，提升学习主动性，打破原有的以教师为中心的一言堂式教学模式。然而，在混合式教学模式实施过程中，部分教师将大量时间和精力用于线上课程建设，只注重形式上的混合，忽略了学生的线上学习效果，导致线上教学和线下教学只是简单的叠加，缺乏有机融合，没有从本质上提升学生的学习体验与增强学习效果。2"元宇宙视角下融合式教学模式探究2.1"研究思路2.1.1"引入元宇宙概念，实现数智化教学元宇宙是一种整合数字孪生、人工智能、人机交互、物联网、高速通信等多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，具有交互性、沉浸性、多元性等核心特征[4]。随着新一代信息技术的发展，人工智能、互联网、大数据等元宇宙视角下的新技术已经广泛地应用于教育领域，衍生出了教育元宇宙的新概念[5]。教育元宇宙可用于构建沉浸式体验、智慧化教学、虚实共存的数字化课堂，实现数智化教学。2.1.2"教学模式从混合式转向融合式融合式教学是新一代信息技术与教育教学深度融合所引发的学习革命，是混合式教学在发展演变过程中衍生出的一种新型教学范式[6]。融合式教学强调以学生为中心，以教学目标为导向[4]，将线上教学与线下教学进行深度有机融合，发挥各自优势，有效增强学习效果。本研究尝试将元宇宙概念与课堂教学改革有机结合，基于融合式教学理论对应用型本科专业课程教学模式开展深入探究，致力增强教学效果，提高学生学习兴趣和创新能力，助力应用型本科院校人才培养。2.2"融合式教学模式2.2.1"教学模式框架搭建基于“4+3+N”策略搭建元宇宙视角下的融合式教学模式框架。“4”是教学过程中需要把握的四个要素，包括学生、教师、学习资源和学习环境；“3”是元宇宙的三个特征，包括交互性、沉浸性和多元性；“N”是实现多角度、多层次的交叉融合，包括信息技术与教学方法的融合、专业知识与社会热点的融合、理论基础与实践应用的融合等。融合式教学模式整体框架如图1所示。2.2.2"更新教学理念，把握四个要素1）学生要素。增设小组讨论、汇报展示、学生评价等多项以学生为主体的课堂环节，让学生能够积极主动地参与课堂教学，以问题为导向开展课题研究，通过资料查阅、课题讨论、成果交流等方式，让学生成为课堂的主人，真正做到以学生为本，提升学习兴趣与增强学习效果。2）教师要素。更新教学理念，打破以教师为主导的传统课堂教学模式。避免混合式教学仅停留在表面和形式上的问题，引导学生开展线上学习、线下交流讨论、团队合作等，对线上的学习成果进行线下整合、汇报交流、总结与展望，构建线上与线下深度融合的一体化教学模式。3）资源要素。紧扣课程大纲中的重点、难点，打造多维度的多媒体资源库。结合国家重大战略需求和社会时事热点，采用视频、音频、网页、图片、动画等不同形式，从多媒体课件、网络课程平台、虚拟仿真平台、网络公众号等多个层面和维度打造适合学生随时学习的资源库，为学生自主学习提供丰富资源。4）环境要素。运用现代信息技术打造智慧课堂。长时间、单一的线下学习容易引发疲劳，降低学习兴趣，影响学习效果。智慧课堂可以实现虚拟现实的交互，根据学习内容实时切换场景，增强学生的学习体验，增强学习兴趣与学习效果。2.2.3"融入元宇宙概念，突出三个特征1）交互性。传统的单一课堂教学模式受限于师生比例、教学场地、学时安排等，无法做到实时交互、实时反馈。借助元宇宙，通过虚实融合和偏好设定，实现学生、机器、场景之间的多元交互，让学习不再局限于某一节课的课堂教学，提升学习体验。2）沉浸性。传统课堂教学中存在场景单一、学生课堂专注力不持久的问题。借助元宇宙，融合多元数字信息，实现虚实融合的沉浸式体验数智化课堂，通过虚拟现实场景与实际教学案例的有机结合，提升学生对知识的直观感受，加深对抽象概念的理解。3）多元性。打破传统的单一课堂教学模式，借助元宇宙，构建多元化教学模式。让学生自主选择学习场景、研究案例，通过问题设置、学生探索、小组讨论、教师总结、效果反馈等搭建闭合的学习链，增强学习效果。2.2.4"多层次交叉融合，构建无边界教学环境1）信息技术与教学方法的融合。将数字孪生、大数据、人工智能等新一代信息技术与教学方法进行深度融合，借助多形态智能教育装备（VR头显、移动终端等）开展具有交互性、沉浸性、多元性特点的情景化教学。虚实共生、虚实相融，将线上教学与线下教学有机结合，构建新一代数智化教学生态体系。2）专业知识与社会热点的融合。将社会时事、社会热点话题融入课堂教学，提升学生的学习兴趣与学习热情；将思政元素融入专业课程教学，通过事实分析与案例讲解，培养学生的爱国情怀、社会责任意识、工匠精神，提升学生的学习热情和对所学专业知识的认同感，激发学生用所学知识与本领为国家建设贡献力量的远大志向。3）理论基础与实践应用的融合。基于增强现实技术，在虚拟现实场景中高度还原不同学科领域的实际应用案例，并将其与理论基础教学深度融合。让抽象的理论知识直观化、具象化，便于学生理解和掌握，帮助学生建立完整的知识体系，解决因配套不足导致的理论教学与实践应用分离的问题。3"多元双向评价机制多元化评价是课程教学中效果检验、问题反馈、持续改进的重要手段。根据工程教育认证课程目标和支撑毕业要求的指标点，基于课堂观察法中的LICC（Learning，Instruction，Curriculum，Culture）范式[7]构建LICC量表，建立过程评价、结果评价、满意度评价相结合的多元双向评价机制。以金陵科技学院电子信息工程学院专业必修课通信原理为例，基于LICC量表的多元双向评价机制如表1所示。在多元双向评价机制中，过程评价是指教师作为评价主体，根据线上线下的专业课程整体学习情况对学生进行评价，包括学习能力（问题分析、实践操作）和学习效果（多个阶段测评情况）两个层面；结果评价是指教师作为评价主体，根据期末成果汇报和期末试卷情况对学生进行评价，包括学习能力（能力提升、团队合作）和学习效果（结果测评情况）两个层面；满意度评价是学生作为评价主体，对学习方法、学习资源、学习环境、学习体验进行满意度评价。多元双向评价机制从多层面、多维度开展综合效果评价与问题反馈，构建教学效果的闭环反馈机制，实现应用型本科院校专业课程教学中教与学的双向持续改进。4"结束语通过分析目前应用型本科专