一、项目信息

一、研究背景与意义

（一）研究背景

教育全面信息化时代，信息化资源日益成为学校教育的重要资源，信息化的标志包括5G、大数据等，世界各国都十分重视信息资源的建设、研究和应用。1995年日本的“100所中小学联网”实践研究、1996年美国的“下一代Internet计划（NGI）”和2000年英国“2110所学校信息与通信技术的应用调查报告”，均在于把网络技术融于教学过程，以提高教学质量，实现教学目的，这也体现了教育信息资源在教育信息化中的重要作用。我国教育信息化建设与应用起步较晚，1998年，全国中小学计算机教育研究中心的有关研究人员借鉴西方发达国家的提法，第一次提出了“课程整合”的概念，并于1998年6月开始设立“计算机与各学科课程整合”课题组，并将其列入“九五”重点课题的子课题进行立项。随着信息技术教育的发展，课程整合与信息技术必修课、网络教育等热点问题密切联系在一起，并取得了一定的进展。目前，国内外总结出的信息技术应用于学科教学的教学模式多见于三种情况：基于计算机多媒体技术用于课堂教学的“多媒体计算机辅助教学”模式；基于互联网的“网络教学”模式；基于计算机仿真技术的“虚拟现实教学”模式。

土木水利类专业基础课和专业课大多具有实践性强、知识面广、灵活性高的特点，往往因地理位置、地质状况、水文资料、建设时间等因素的不同，其设计、施工方案不同，对应一个具体施工过程可以采取不同的施工机械、施工方法、施工艺和信息化措施不同。为此，我们提出了“四新”背景下土木水利类课程教学中信息化有效运用研究课题。试图探索信息化教育技术环境下，营造以学生为中心的、信息化的学习环境，建立平等、和谐的师生关系，使信息技术成为学生学习的工具。通过实践探索与理论研究，创新土木水利类专业课程的教学模式，获得成功值得推广的经验。

（二）研究意义

职业教育“新经济、新业态、新技术、新职业”背景下必须建立新课程教育教学理念。新课程教育教学理念是一种以教师为主导，学生为主体，实施研究性课题和问题导向式的学习模式，它为我们提供了一种崭新自主、合作、探究的学习模式。而信息化教学资源具有开放性、共享性、交互性、集成性、多样性等特征。可以肯定，在课堂教学 中运用信息化教学资源的，有助于学生分析问题、解决问题能力的提高；有助于学生知识的学习；能够提高课堂互动水平，有助于学生思维能力的提高。显而易见，利用信息化教学资源可提高教学有效性，缩短学生的学习时间，提高学生的学习成绩，增强学生的学习兴趣，以及促进师生的共同发展。

二、研究内容与目标

（一）研究内容

1.开展适合土木水利类专业课程特点的教学模式的研究。

在“四新”背景下，传统教育教学模式的信息传输模式过于简单，无法实现教学过程的强互动、信息多元化和智能化趋势。课题研究开展水利类专业课程教学模式创新，组织本校教师尝试运用信息技术改变教学方式，充分发挥学生学习的主体性、即时性、参与性、情境性和愉悦性。与此同时，利用学校创设出的智慧教室、仿真实训室、线上课程资源库和信息化教学平台等信息化教学工具，开展水利类专业课程教学模式探索与研究。如水利工程施工突破传统教学演示为主的低参与度教学模式，构建“线下+线上”交互进行的水利工程施工混合式虚拟仿真实验教学模式；结合学生认知规律和教学规律，开展教学改革实践，完善实践教学体系，研究基于虚拟仿真实验的水利工程施工信息化实践教学平台的改革路径；激发学生探索虚拟仿真软件平台界面与线上实训操作、数据分析处理等，使学生完成课程学习并生成实训报告；教师通过线上、线下双向成果考核，对学生进行综合评价。

2.对教学资源库建设的研究。

在线专业资源库所要传授的知识属于专业必须具备的基础性核心知识，体现专业培养的基本素养与要求，是形成人才知识、能力和素质结构的重要因素。教学资源库课程质量直接影响专业人才培养质量，是专业建设的基础，从土木水利工程视角下对专业资源库进行建设和改进，以成果为导向，将OBE理念与课程思政融合，有效提高了课程教学质量和水平，充分发挥专业教学资源库建设作用。通过自学和培训等方式，本项目的研究人员搜集了大量的教学素材，利用网络平台达到了资源共享，并且所有专业课教师均具备独立制作网络课程的能力。截至目前已在职教云水利工程专业群中收集课程元素924条、案例406个，学习通建设在线课程10门。如：水利工程计量与计价、水利工程制图、水工建筑物、建筑材料、工程力学、地下工程计量与计价、水电站等。以建设完成的在线课程《水利工程制图》（职教云）为例，课程作为水利专业群学生第一学期《水利工程制图》课程全过程教学资源，资源库包含课程标准、教案、教学课件、试题库和微课视频。

3.对信息化资源促进学生提高综合素养和实践能力的研究。

在运用信息技术整合教学过程中，强调学生的主体地位，充分发挥学生自主、合作、探究的学习精神，促进学生自主、全面的发展。经研究信息化教学手段的融入，不仅丰富了教学手段，也给学生带来了多维病种的学习方式和学习资源，对于学习效果的提高大有裨益。以《水利工程制图》为例，在以往教学手段不足的背景下，《水利工程制图》的知识教学以教师课堂讲授为主导，学生手绘图为辅助，并不符合新技术发展趋势。教师在授课过程中结合研究团队自建的在线课程《水利工程制图》（职教云），丰富课程信息化教学手段，增强课程教学互动性，为学生提供学习平台和学习资源，激发学生学习的主动性和趣味性。在信息化技术的支撑下，《水利工程制图》的基础知识不再抽象难懂，而是转化为形象的因素，学生理解课程基本知识明显更加容易，对于水利工程图纸和规范的掌握程度更加灵活。自从在专业教学当中运用信息化教学手段以来，充分凸显出信息化教学手段有关学生综合应用能力培养方面的提升、带动、帮助作用，较使用前优良率达到58%，（提高了8%），综合反映出课程教学质量的明显改观，教学改革效果良好。从期末考试成绩也能体现出信息化教学手段对学生能力提升的帮助作用，使用混合式教学前后课程考评也从传统的知识考查向能力考查转变，能力考查（理论题+实操题）分值占 80%，期末综合总评成绩较之前提高了6.3分，学生在专业课中的知识运用率由原来的60% 提升至 65%，体现了信息化教学手段对学生识图、绘图能力提升的帮助作用。

4.对信息技术可能产生的消极影响及避免措施论证研究。

信息化教学手段与课堂结合时，不可避免地会出现一些“新问题”。如，由于学生对于网络和电脑的熟悉程度不同，导致其对信息化教学手段适应期长短不一，在来自偏远地区的学生身上尤为明显。再者，学生之前一直处于传统教学模式，面对新颖的混合式教学，难以捕捉到课程重点，跟不上教师的节奏，以《水利工程计量与计价》为例，学生在传统表格手算、Excel公式编辑计算和广联达计价软件电算等多种模式切换下，很多同学听得懂做不来，学习方式难养成，成绩易下滑，从而失去学习动力。而从教师角度出发，也由于角色退化制约了创造性，课程资源搜集、筛选工作量大，信息化教学设备使用不熟悉，特别是年龄稍大的教师接受云端教学平台较慢。在软件操作类课程的教学中，教师在采用控屏信息化手段教学时，由于视线的局限性而较难及时掌控课堂学生的学习状态。利弊并存的信息化教学手段运用时，为了全面提高课堂教学效率，本课题重点研究了如何将信息技术在课堂教学有效应用，以建构主义理论为指导，构建符合本校实际的课堂教学模式与评价方案。如结合前排就座率、学生抬头率、学生评教、教师横纵双向评课等考核方式，及时反馈及时调整。

（二）研究目标

通过此课题的研究，研究信息技术手段在土木水利类课程中的应用手段和方法，改变传统教学方式和教学管理，优化了教学流程，提升本校水利类专业教育质量。从教学模式、教学资源库建设、学生综合能力提升和消极影响论证研究等方面，探讨信息化教学手段对土木水利类课程的影响及重要意义。研究提升学生课堂参与度、自主学习意识、钻研探索能力等素质的信息化教学手段，以达到新时代发展水利人才培养标准。培养教师运用网络信息资源的能力，实现资源与学科教学的整合，让资源“走进课堂，面向学生，用于教学”。探索教学运用信息化资源的有效途径和方式，充分发挥信息化资源的作用，构建多元丰富的教学资源库。收集教学中有利于提高学生学习兴趣的信息化资源，同时改革学生的学习习惯和思维定势。归纳总结信息化教学管理的有效措施，收集整理土木水利类专业课程信息化教学管理的优秀案例，充分发挥职业院校运用信息化教学手段来改善教学质量、提高学习效果的积极作用。

三、改革方案与研究方法

（一）改革方案

成立课题组后，成员根据分工分别开展各自工作。首先进行前期调研，根据教育部相关文件精神，通过问卷调查、课堂调研、查阅文献、专家指导等方式，补充完善初期研究方案。从信息化条件下知识获取方式和传授方式、教和学关系等变化出发，深化信息技术与教育教学的深度融合。同时组织课题组成员参加信息技术应用培训，熟悉职教云、学习通和蓝墨云等在线教学平台，并完成建设在线课程任务，实践各教学环节，完成多学期同课头对比考核，分析数据，整理研究资料。整合信息化资源，建设信息化资源库，分析其与土木水利类专业课程教学整合应用的策略，研究并开展与此相关的各种教学活动，如：优秀教学设计、案例评比、信息化资源使用优质课讲课等。收集整理优秀教学设计、典型课例、研究论文、优秀课设、阶段性研究报告等成果。最后对二年来的研究工作进行总结，撰写课题研究报告。

（二）研究方法

课题研究方法多样，根据不同问题采用不同研究方法，主要方法有：文献研究法、行动研究法、讲授法、问卷与调查法和经验总结法等。前期运用文献研究法，认真学习信息技术的相关理论，为从事课题研究提供正确可靠的理论依据，搜集有关资料，了解国内外有关的信息化资源在其他学科中应用的已有成果、现状和发展趋势，作为我校课题研究的经验借鉴。调研环节时运用问卷法、调查法、案例分析法和讲授法等方法，了解教师在使用信息化资源中遇到的困难与问题，重点了解教师在使用过程中对多媒体教学资源的需求情况以及教师对信息化资源的了解、认识与使用情况；并聘请专家和该领域内的资深教师对参研教师进行通识培训，介绍关于信息技术的新知识和新技能，以改变教师的观念，建构起有意义的知识体系，提高教师专业发展水平。研究中灵活采用行动研究法，充分利用信息化资源的优势，通过组织教师学习，提出问题，收集信息，拟定具体计划、行动（实施行动）、评价总结，以探索出一套有效的教学方式和方法。研究后期采用经验总结法，搜集整理土木水利类相关信息化教学资源，总结信息化资源与教材整合的有效策略，完成研究报告的撰写。

四、研究创新点与过程

（一）创新点

信息化教学手段融入教学的过程，使得土木水利类课程兼具了线上教学和线下教学的优势。信息化教学手段对土木水利类课程的混合式教学改革是必需且必然的趋势。课程各模块设计时分别进行线上、线下双向整合，结合多样化的教学活动和综合化的考核指标，达到提高学生学习的积极主动性和参与度、引导学生向深度学习发展、实现增强学生专业能力和创新意识等教学目标的教学目的。课题从实际需求出发，探索土木水利类专业课程利用信息化资源进行教学的创新应用。提高教师利用信息化资源进行教学活动的有效形式和操作方法。充分发挥信息技术资源的功能，以此引起学生学习的兴趣，提高学生的认可度、参与度，形成现代信息技术真正融入其中的新型课堂教学模式。提高了本校教师利用信息化资源进行教学活动的有效形式和操作方法，并通过开展“信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究”的研讨、课堂教学展示及经验交流活动，制作《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究》的课堂实录，形成《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究的教学设计与案例》，搜集整理信息化教学资源，形成较为系统的水利土木类相关课程信息化教学资源库。

（二）研究过程

本课题的研究周期为二年，分三个阶段完成研究。第一阶段准备阶段：在该阶段成立课题组，确定研究目标、内容、研究对象，查阅相关资料，为制定方案提供依据；确定课题组成员具体分工，制定课题研究方案，完成课题立项、申报工作；组织召开课题开题报告会，举办课题研究人员培训。第二阶段实施阶段，由初期阶段、中期阶段和后期阶段三部分组成。初期阶段：完成了对本校教师应用信息化资源的现状进行问卷与调查分析，收集前期资料，进一步完善开题报告；对我校教师进行信息化资源应用培训、网络环境教学培训，提高教师应用信息化资源的能力。中期阶段完成了对信息化资源与土木水利类专业课程教学整合应用的目标、方法、途径等进行研究，构建专业课程教学与信息化资源整合应用的策略体系；探索课题研究的操作模式，实施课题研究，完成阶段检测，总结阶段成果；开展“信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究”的研讨、课堂教学展示大赛及经验交流活动。后期阶段完成了收集整理优秀教学设计、典型课例、研究论文、教学光盘、阶段性研究报告等成果；完成阶段成果汇报，修改完善研究方案，制定推广应用方案；做好本阶段总结工作；对研究效果进行检测、分析、归纳、总结。在初步结论的基础上形成研究成果报告。第三阶段为结题阶段：完成了撰写课题研究报告、工作报告，进行论文汇编、资料汇编，运用信息资源教学课例汇编等；总结研究成果，形成我校信息化资源与课堂教学整合应用特色，做好结题评估验收准备工作。

五、研究成果和推广应用

（一）研究成果：

1.在信息技术环境下，学生对课堂学习兴趣盎然。

2.教师更新了教学理念，提高了教学能力，增强了科研意识。

3.发表论文《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究》。

4.通过开展“信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究”的研讨、课堂教学展示及经验交流活动，制作《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究》的课堂实录，形成《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究》，搜集整理土木水利类各专业课程信息化教学资源，补充完善部分课程教学资源，完成土木水利类主要专业课程的教学课件。

5.通过组织信息化资源应用培训，建立信息化资源培训机制，并且形成《兰州资源环境职业技术大学水利工程学院在线课程建设管理办法》。

6.撰写《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究》研究报告，在相关学校推广研究成果。

（二）推广应用

通过开展“信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究”的研讨、课堂教学展示及经验交流活动，制作《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究》的课堂实录，形成《信息化教学手段在土木水利类专业课程教学中的有效运用研究的教学设计与案例》，建立信息化资源库，完成土木水利类主要专业课程的教学课件。这些教学资源在水利土木专业类教学中可以广泛应用，提高授课教师利用信息化资源进行教学活动的有效形式和操作方法。

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