刘文明，彭剑，别锋锋

（常州大学机械与轨道交通学院，江苏常州 213164）

现代信息化技术的飞速发展和日趋成熟，推动着我国“互联网+教育”的进程，为我国高等教育发展带来了新的机遇。2018年，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》， 标志着我国“互联网+教育”进入了新的发展阶段，各高校纷纷尝试多种形式的教育教学改革来跟上时代发展的步伐[1]。实践教学是高等教育尤其是工科专业教学的重要组成部分，随着我国工程教育改革的不断深化，尤其是工程教育专业认证工作的全面铺开，各高校不断加大实践教学经费投入，使得实践教学整体得到较大改善，但仍然存在着一系列问题，如教学内容与实践平台脱离产业实际，滞后于行业信息化、智能化技术迭代更新，难以满足行业转型升级需求[2]；实践教学师资队伍结构单一，跨学科知识整合能力和工程实践经验不足[3]，传统实践教学形式单一、学生参与度低，难以真正培养学生综合实践能力和工程素养等[4]。因此，传统实践教学模式已难以满足“互联网+”背景下的人才培养需求，构建科学合理的实践教学体系，深化实践教学改革迫在眉睫[5]。

1 “互联网+情境化”实践教学内涵

“情境化”教学是基于建构主义学习理论的一种教学模式。建构主义认为知识存在于情境之中，学习者只有在真实的情境下学习，才能结合已有经验去理解和建构新的知识，并赋予其新的意义[6]。该理论揭示了学生学习过程中的一种认知形成规律：在教学中将抽象的知识寄于具体、形象的情境当中，能够帮助学生形成感性知识体系。“情境化”教学能够让学生身临其境地融入其中，全身心投入，从而激发学习兴趣，在潜移默化中达成学习目标，该模式一经实施，效果显著，迅速在语言教学界推广，其理念也在其他相关领域引起强烈反响。

近年来，“情境化”体验主要有两种表现形式，一种是实景体验：围绕某个主体，在特定的环境中，通过灯光、音效、投影等特效给体验者营造一种身临其境的感觉[7]；一种是虚拟体验，借助VR 虚拟仿真技术，利用各种交互工具和设备，让参与者产生强烈的代入感，通过参与互动、演练而提升技能[8]。前者在文旅、休闲娱乐等行业应用较为成功，而后者的应用则更加广泛，各行各业均有涉及且发展势头迅猛，在实践教学领域有全面铺开之势。与传统的实践教学模式相比，“情境化”教学法更加高效，更加有趣，更能吸引学生，也能让学生获得更加丰富的信息，促使其主动学习、独立思考，从中发现问题、分析问题并解决问题。

随着工程教育改革的不断推进和网络技术的发展，实践教学不再局限于“课堂讲授+实验室操作”的模式，逐步向“课堂+网络、实验室+工厂、实地操作+虚拟仿真”的全方位立体化模式发展。在实践育人体系的改革与建设过程中引入“互联网+情境化”的概念，就是要充分利用互联网技术，将工程的理念全面融入实践教学体系中，一方面通过打造贴近生产实际、彰显工业文化的实践教学平台，营造工程实景教学环境；另一方面，通过建设虚拟仿真技术实践平台，营造企业真实的岗位情境，虚实结合，共同打造“情境化”的实践教学体系，提升学生学习积极性，使学生进入一种“沉浸”体验的学习状态，由“浅层学习”向“深度学习”演进[9]，增强独立思考能力和动手实践能力，使其工程素养和从业能力在潜移默化中得到培养。

2 “情境化”实践教学支撑体系建设

2.1 构建全过程一体化的实践教学课程体系

技术更新速度快是新工科时代工科专业的一大特点，高校实践教学要紧密追踪行业发展需求，与时俱进，将最先进的工程知识、工程理念贯彻到课程体系的各要素当中。通过聘请行业领域内龙头企业的专家成立专业建设指导委员会，共同商议制订人才培养方案，将产业新技术、学科前沿知识、企业真实工程项目融入专业认知实践、基础理论实践、专业实践、全面工程实践等实践教学环节，打造贯穿本科教学全过程，涵盖前沿技术、实验实训、实习实践、创新创业的一体化“情境化”实践教学课程体系，全方位提升实践教学与社会需求的契合度。让学生在学校就能了解到企业生产过程及运行模式，了解行业的最新需求，学习到来自工业生产一线的新技术、新方法，以此培养学生工程意识。

2.2 建设全师资工程化的实践教学团队

实践教学师资队伍是实践教学的实施者，其工程能力直接决定了实践教学的实施效果。要将专业教授、企业导师、一线技师等充实到实践教学师资队伍当中，提升教学团队的整体工程能力，通过专职与兼职互融、向外聘请与对内培养结合的方式，建设一支能够为“情境化”实践教学体系服务的师资队伍。如聘请行业知名专家开设导学课程；要求专业教授参与实践教学，将科研成果作为案例充实到实践教学中，激发学生的求知欲望；派遣实践教学教师到企业交流学习、聘请企业导师参与实践教学等方式，促进企业一线技术人员与高校教师的交流与合作，提升专业教师的工程能力，打造为“情境化”实践教学服务的师资队伍。

2.3 “互联网+情境化”实践教学平台建设

2.3.1 打造贴近生产实际、彰显工业文化的实践教学平台

实践教学平台是实施实践教学的主战场，是实践教学体系建设的基础，直接决定了实践教学的整体水平与质量。“情境化”教学的内涵决定了实践教学平台要贴近生产实际，要将工业生产最新技术、生产模式、安全管理等要素融入实践教学平台，缩短实践教学平台与工业生产装置的距离。一要加强自主研发，融合行业装备特点以及产业一线技术，开发集智能化、信息化于一体的多学科交叉融合的实践教学平台。二要鼓励专业教师将校企合作课题、科研成果等转化成实践教学项目，培养学生科研思维，提升学生解决复杂工程问题的能力。三要加强校企合作，将工业流程工艺、生产装置搬进大学校园，打造工业生产级的实验装置，同时将企业文化融入校园文化建设等，以此营造贴近生产实际、彰显工业文化的“情境化”实践教学环境，让学生在学习实践中身临其境地理解工程的概念，激发工程意识，提升工程能力。

2.3.2 打造基于在线课程、数据库的网络教学平台

网络教学随着互联网技术的发展逐步盛行，与面对面的课堂教学相比，随时能学、随地可学是其最大的亮点。近年来，网络课程建设快速发展，截至2021年10月，仅中国大学MOOC 平台就拥有各类实践教学开放课程2 600 门。网络课程很好地促成了“互联网+”时代信息技术与专业教育的全方面融合，实现各高校优质教育资源互联共享，同时也为新冠肺炎疫情影响下的教育教学提供了有效解决方案。打造“互联网+情境化”实践教学网络资源，一方面要开设在线开放课程，系统讲授实验理论、实验原理、数据处理、安全规程等实践相关内容，让学生可以在网上完成实践课程的预习，解决实验中出现的问题，提高线下实验效率；另一方面要建设实验教学数据库，将行业典型工艺现场生产视频、企业科研项目、工程设计案例等分门别类建立数据库，方便学生随时将实验课堂与工程现场对接，实现教学过程的“情境化”。

2.3.3 打造“情境化”的虚拟仿真实践教学平台

2017年，教育部印发《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》，提出：“虚拟仿真实验教学项目是推进现代信息技术融入实验教学项目、拓展实验教学内容广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平的重要举措”[10]。虚拟仿真可以将许多危险实验、长周期实验、工艺过程实验等无法在传统实验室中实现的项目完整、直观地呈现在学生面前，在完成许多传统实验难以完成的教学任务的同时，还能增强教学趣味性，提升教学效果，逐渐成为传统实验教学的重要补充。“互联网+情境化”的虚拟仿真平台，要求将行业新技术、新工艺与实验教学项目紧密结合，再现工业生产过程，拓展实践教学功能，一方面让学生能够身临其境地沉浸式学习，提升专业技能，掌握安全行为规范；另一方面也能为疫情影响下完成实践教学任务提供可行的途径。

3 “互联网+情境化”实践教学模式

充分利用各类实践教学平台与资源，聘请行业领域内知名专家和技术骨干开设专业认知实践课、工程案例专家课，将产业新技术、学科前沿知识、企业工程项目融入实践教学过程，形成探究式教学、讨论式教学等实践理论课堂教学模式；利用校企共建的工业生产级实践平台进行实境操作、利用企业捐赠的工业设备进行拆装实训；采用真实的工程项目作为学生毕业设计课题等，形成实境、实地、实操的实习实训模式；开发实践教学在线课程，建设工程项目库、设计案例库等网络资源，进行网络拓展教学，打造基于真实生产线的虚拟仿真平台，完成安全知识、从业技能、装置操作等相关培训，形成实现沉浸式体验、亲历式操作的虚拟仿真教学模式，以此形成校内校外协同、线上线下结合、虚仿实做互补的全方位“情境化”实践教学模式。

3.1 线上线下结合的混合式教学

依托在线课程、微视频、数据库等网络教学资源，按照教学计划，学生自主完成网络课程的学习，充分了解实验原理、仪器设备操作方法和安全注意事项，在虚拟仿真平台首先完成虚拟实验，并通过在线答疑和测验等方式解决实验中遇到的问题。然后采用预约的方式进入实验室完成线下实验，采集实验数据并进行处理。混合式实验教学可以有效提高实验成功率，节省实验操作时间，减少实验安全事故的发生概率，同时实验教学实现了在时间、空间、内容、设备上对学生的全方位开放，有利于学生形成自主学习意识，提高学生主动参与实践的积极性。

3.2 虚仿与实做互补的双“情境化”教学

“情境化”体验有两种主要形式：实景体验和虚拟体验应，前者是指通过自主研发、校企共建、企业捐赠等方式，将企业场景、工业文化融入实践教学平台，打造系统化流程化的实践装置、工业级成套装备，通过“场景映射法”营造贴近过程生产、彰显工业文化及绿色安全理念的实践教学环境，在此“情境化”的真实环境下完成实践教学和操作实训；后者则是依托基于真实生产线的虚拟仿真平台，学生通过沉浸式体验、亲历式模拟，从工程认知、学习研讨、操作技能、应急处理、行为规范等方面获得系统的培训。虚实结合的双“情境化”教学模式有助于学生在实践中认识工程、体验工程、参与工程，全面提升工程能力与素养。

3.3 校内校外协同的互动式教学

实践教学的校内外协同主要体现在实践教学指导教师和实践教学基地两个方面，如毕业设计、生产实习等由校内外指导教师共同指导，实习实践基地共建，仪器设备的共享等。“互联网+”背景下的校内外互动式教学更加注重校外指导教师的远程参与、实时参与，如在实践教学过程中引入生产现场视频和真实数据，学生展开讨论，邀请企业技术骨干担任校外指导教师远程答疑，学生将实践过程与现场过程相互印证，更好地掌握生产操作过程与工程技术知识。通过实践教学与生产实际的实时对接，可以有效提升学生学习积极性，丰富学生知识体系，提升实践教学效果。

4 结语

“互联网+情境化”实践教学改变了传统的实践教学模式，通过构建“情境化”的实践教学课程体系和实践教学平台，以及建设为“情境化”实践教学服务的师资队伍，将工业生产真实情境搬进实践教学过程中，有效解决了实践教学与生产实际脱节带来的一系列问题，将实践教学从课堂教学向网络教学、虚拟教学拓展延伸，实现实践教学在时间、空间、内容上对学生的全方位开放，让学生时时可学、处处可学，大幅提高了学生参与实践的积极性。经过本科四年全方位、多层次的实践锻炼，学生跨学科知识整合能力、解决复杂工程问题能力以及创新创业能力得到全面提升，逐步成长为具备安全责任意识、全流程系统化思维、智能化信息化技术应用能力的一流工程技术人才。