基于线上线下多平台的风景园林专业智慧教学模式研究.pdf

教学对传统教学的冲击，根据专业特点，提出了线上课程平台补偿师生时空分离、过程实时监测实现动态调控、实践应用模块打造无界共享互通、虚拟现实技术改善空间交互设计的综合智慧教学策略。Abstract：The hybrid teaching mode of online and offline multi platforms can better adapt to the problem of out of control teaching order that may be caused by normalized prevention and control management.This paper briefly analyzes the impact of online teaching on traditional teaching,and according to the characteristics of the specialty,puts forward a comprehensive intelligent teaching strategy that online course platform compensates for the separation of teachers and students in time and space,realizes dynamic regulation by real-time monitoring of the process,creates limitless sharing and interoperability by practical application modules,and improves spatial interaction design by virtual reality technology.关键词：智慧教学；风景园林；线上教学；虚拟仿真Keywords：wisdom teaching；landscape architecture；online teaching；virtual simulation基金项目：华中农业大学名师工作室项目（项目编号：51062000131）；国家自然科学基金面上项目（项目编号：51878339）；中央高校基本科研业务费专项基金（项目编号：11042010016、2662021JC009）；江苏省社科基金一般项目（项目编号：19GLB006）；江苏省高校哲学社会科学研究重大项目（项目编号：2019SJZDA020）文邵继中华中农业大学园艺林学学院教 授博士生导师（通讯作者）张煜欣华中农业大学园艺林学学院硕士研究生李烨华中农业大学园艺林学学院硕士研究生张雨华中农业大学园艺林学学院博士研究生吕欣蓓华中农业大学园艺林学学院硕士研究生DOI：10.19875/ki.jzywh.2023.08.073引言互联网的快速发展推进了传统教育改革，大型开放式网络课程（MOOC）最早于2008年提出，2012年，三大慕课巨头在美国成立，掀起了慕课平台建设的热潮1，美国、欧亚、澳洲和拉美等多个地区的慕课平台在20132015年间迅速兴起2。国内多所高校先后加入，2013年清华大学推出第一个中文慕课平台学堂在线，最具权威的“中国大学MOOC”于2014年5月上线3，此后相继开设了更多平台。与传统课堂相比，线上课堂强调学习者是课堂的中心，对线上教学的研究与改善将会推动教育教学质量整体的进步。1线上教学模式瑕瑜互见1.1线上教学相较于传统教学的优点开放网络课程、在线会议等平台让教学和学习可以不受时间、空间以及教学资源的限制。移动平台让学生用手机就可以完成学习任务，操作更为简单便捷。交流转向虚拟世界，文字交流更为轻松畅通。录播视频的保留使课程内容可以多次回放观看，有利于知识巩固与查漏补缺。按照逻辑体系划分章节、依据知识点切分视频，使时长恰好在学生认知的黄金期内4，可以利用碎片化时间进行学习，也可根据视频讲述内容进行针对性复习。在线上资源储备不足的情况下，也可以借助其他高校投放的Discussion on Intelligent Teaching of Landscape Architecture based on Online and Offline Platforms基于线上线下多平台的风景园林专业智慧教学模式研究慕课，或整合师资力量进行集中教学，降低教学成本。线上教学更具灵活性，如在植物认知课程的教学实践中，由老师通过各种直播软件在线直播互动，观看聆听清晰明了，也避免了线下人群拥挤导致无法观听讲解的情况发生。教师也不再是唯一的知识来源，更多高校平台课程资源的开放，可以拓展学生的资料获取途径。1.2线上教学相较于传统教学的不足线上教学虽然打破了物理空间的限制，却也用电子屏幕将师生隔开，“虚拟符号化”的情境容易产生“疏离感”5。对于教师，线上教学使学生管理变得有些困难，缺少现场组织会生发出失控感6。部分中老年高校教师对在线教学平台的生疏，也会影响其对功能的掌握和授课过程进行7。对于学生，缺乏教师当面监管以及场地的变换也意味着对个人的自律性要求提高。厦门大学的调查分析报告显示，超七成学生认为线上教学对个人的学习行为习惯更具挑战。线上教学产生大量的师生信息数据，存在个人隐私泄露风险8，而课堂的也给了好事之人可趁之机，形成了一些代刷代考甚至入侵干扰网课教学的非正式网络社团9，干扰正常教学秩序，使线上教学失去了应有的价值和意义。此外，师生互动缺乏、平台多样混杂、网络条件不一、乃至跨国教学时差等问题，也有待解决，传统教学仍有其不可替代的优势10。2疫情影响期间的教学与科研实践新冠肺炎病毒肆虐，2020年春季教学首当其冲，暴露出高校在线上教学方面存在缺漏滞后。文章以华中农业大学风景园林系（下称华农景园）为例，总结其应急对策与教学情况，探寻浮现出的问题与有效的解决渠道，初步探索出了不同类型的教学和科研活动适合的模式。2.1课程教学基本完成依据专业特点，将相关课程分为“美术基础、基础理论、规划设计、软件教学、园林植物和实践实习”六大类。除基础理论类课程线上线下差异度较小，其他课程的实操实践开展较为困难，效果差强人意。线上教学一定程度完成了教学任务，但并不能完全代替线下教学。“克隆课”和“WDS网上教学”的跨校、跨国教学实践提供了教学改革新方式。2.1.1高校互助“克隆课”在教学开展最初的困难时期，清华大学景观学系以课程共享的方式对华农景园伸出援手，通过“云端课堂”共享教学资源，为华农景园的本科生和研究生开设同样的课程班级，形成“克隆课”（图2221）。这种共享教学方式不但有效缓解了疫情前期华农景园线上教学尚未熟练所带来的教学困难，也首次实现了跨地域，跨学校的联合教学，促进了风景园林专业的校际合作发展，整合了教学资源，提升了学科融合。2.1.2 WDS国际联合课程国 际 联 合 设 计 工 坊 课 程（World Design Studio，WDS）由华中农业大学、美国克莱姆森大学和埃及艾因夏姆森大学三校联合开展，要求师生到基址所在地调研交流，却被疫情打乱。授课教师在线协商后，调整授课计划，确定以“课下讨论-课堂汇报-老师点评”的全程线上交流模式开展教学活动，运用“Zoom视频会议+MOOC+QQ群”进行“设定任务+分组汇报+指导答疑”的闭环教学，校际联系采用“邮箱+微信+互换 PPT”的沟通形式，努力打造了“教学做一体化”的国际间线上课堂（图2）。2.2会议讲座统筹兼顾疫情让华农景园人更加坚定以专业所长建设健康、安全、可持续的美好人居环境。相关的学术交流活动应运而生，2020年华农景园与线上承办了两次学术交流论坛。校内小型的学术交流分享方面，注重研究生教学与校企合作11，邀请研究人员、设计师们分别从城市设计、遗产保护、生态修复等不同视角进行分享（图3），拓展学生的专业视野，加深其对专业内涵外延的认知。突发的公共卫生安全事件阻碍了现场聚集交流，在线会议平台为线上学术交流提供了条件，其容量大、受限小、可回顾等优点在本次尝试中得到了充分的展现。2.3实习实践云端开展风景园林专业尤其强调学生的认知与实践，考虑到疫情管控规定，华农景园改变传统的集中外出形式，开展以线上为主的“江南云实习”。为避免出现互动缺失、形式单一的问题，“江南云实习”设立了讲座形式的“云中讲堂”、以观看感受为主的“云赏直播”、强调自主学习的“专题调研”和辅以学生实践的“田野调查”，不同形式的环节相互融合、互为补充，使学生增强了专业认知，加深了对空间营造和规划设计的理解。2.4教学实践经验总结线上开展课程极大地刺激了线上教学的发展。前期资源经验不足时“克隆课”可作为有效应对突发情况的方式，国际间课程的多平台混合教学模式也是跨国教学的崭新尝试。线上会议论坛提供了新的学术交流活动形式，消除地域限制，扩大参与人数，有利于知识传播。实践实习方面，线上实习只能解燃眉之急，需要后续融入科技，打造专业平台，创造真实体验。3智慧教学实践案例分析及总结“互联网+”时代，如何将信息技术融入教学，实现变革与创新是亟须解决的问题12。智慧教学提倡信息技术实践尝试，强调以学生为主体，一方面结合线上线下，保留传统课堂优势，也贴合学习认知规律；另一方面融入信息技术，构建适应性强的系统和平台。当前，风景园林教学仍有缺少技术融入、师生个体差异、教学适应一般等问题存在，智慧教学实践停留在初步阶段。因此，可以汲取其他学科智慧教学实践模式经验，为风景园林提供方向。3.1基于移动平台的课堂教学探索目前的信息化教学更加强调教学平台与移动网络的共同建设。可将课程的课件与内容提前上传至云端，学生通过配套 App 在移动端便捷了解课程信息，保证线上线下的可移动混合式同步学习。班级内设学习群组与 App 连通保障学习顺利进行，平台实时监测学习情况反馈给教师可以作为课程内容和进度调整的依据。学期结束后对学生进行问卷调查，结果表明移动互联的教学模式提高了学习满意度13，具有一定的参考价值，并依据调查完善优化。3.2虚拟仿真平台及App应用与风景园林相似，工科专业强调理论实践相结合的教学方式，不能只有理论和实验论证。为解决传统工科实践的局限性，推出了仿真平台模拟，开发App便于随时随地使用。将复杂的理论隐藏于后端，前端直观呈现实践内容，有助于学生理解抽象的空间结构14。人机交互的学习方式提高了教学效率，一定程度上也减轻了教学负担，虚拟仿真的呈现效果也可用于现状探索、方案模拟和模型展示等，App端可根据实际教学需要进行调整。3.3基于教学探索的风景园林教学适应发展智慧教学系统的建设可以依据线上教学平台扩充教学资源、增设过程考核环节，课程建设的前、中、后三管齐下，手机 App 和社交软件及时反馈便于调整进度，特 图 2国际联合课程教学模式（图片来源：作者自绘）图 1克隆课与对应课程（图片来源：作者自绘）图 3讲座开设情况（图片来源：作者自绘）图 4智慧教学平台构建主要内容及关系图示（图片来源：作者自绘）定课程构建虚拟仿真平台与 App，友好交互降低抵触情绪、提高学习兴趣。虚拟仿真为风景园林学习带来更多可能，提升空间的认知，弥补沉浸感不足，提供可视化教学方式。上述案例对于结合新兴技术、教学模式探索具有一定223233|2023|08风景园林参考文献：1丁国栋.网络媒体报道MOOC的内容趋势及特征研究J.出版广角,2020(08):70-72.2王宇,罗淑芳,范逸洲,等.2017全球慕课发展回顾J.中国远程教育,2018(09):53-61+80.3李秀丽.我国高校慕课建设及课程利用情况调查分析以中国大学MOOC等四大平台为例J.图书馆学研究,2017(10):52-57.4刘玲,冯菲.课堂录像转化为翻转课堂教学视频的标准及其实现J.现代教育技术,2020,30(07):58-64.5张青,袁媛.在线教育中师生疏离感的形成原因、演绎路径与干预策略J.电化教育研究,2022,43(09):37-44.6苟斐斐,刘振天.高校教师线上教学平台功能及环境支持认知评价的实证分析J.教育发展研究,2020,40(11):49-59.7陈武元,曹荭蕾.“双一流”高校在线教学的实施现状与思考J.教育科学,2020,36(02):24-30.8唐汉卫.在线教学存在的伦理问题与应对策略J.现代教育技术,2020,30(12):41-47.9刘迪.高校学生非正式社团的生成及引导J.人民论坛,2020(36):131-133.10王建军.后疫情时期完善学校治理的十八条建议J.基础教育,2020,17(05):5-12+33.11邵继中,罗靖,郗皎如.城市地下空间规划设计专业人才培养模式和路径初探J.建筑与文化,2018(09):69-70.12冯永,钟将,王茜,等.共智融合的大数据智能化人才培养研究与实践J.中国电化教育,2021(04):16-25.13吴晓敏,张孝春,宋运贤,等.基于移动互联网平台的生命科学课堂教学的探索J.生物学杂志,2018,35(06):120-123.14刘海龙,沈学峰,郑诺,等.虚拟仿真平台及App在流体力学教学中的探索与应用J.高等工程教育研究,2019(增刊1):215-217.15万文韬,邵继中,杨民阁,等.城市公共空间中地摊商业设施布局形态与环境优化策略研究J.园林,2022,39(08):104-113.16刘冠,邵继中,张玉宾.植物景观的可持续性评价体系及设计优化方法J.西北林学院学报,2020,35(04):242-248.17季建乐,张哲.基于MOOC的园林建筑设计课程翻转式教学研究J.建筑与文化,2019(12):186-187.的参考价值，但优化教学体系、量身打造平台仍需进一步研究。4风景园林智慧教学系统构建风景园林学科作为综合性极强的一门学科，需要学生按照政策标准规范，分类梳理策略并依据一定原则布局15。也需要体悟多变的空间体验、五感的氛围营造、植物景观可持续16以及深远的造园意境；方案设计过程中需要大量的思维交流碰撞；评图过程中亦需教师的一对一指导17。因此，构建具有“理论+实践”交互式特点的智慧教学系统成为风景园林教学的未来主要发展方向之一。基于以上需求，本研究拟尝试构建一套面向风景园林专业的智慧教学系统。该系统主要包括两个主体端口：混合式教学端、学习过程管理端；一个辅助连接工具：App客户端；一个线下辅助平台：虚拟仿真实验室（图4）。实现常规课程教学管理系统与线上评图系统、VR模型交互系统、多元数据存取及评分系统、云实习系统的全面综合，构建科学高效的管理模式，推动线上-线下、学校-教师-学生、风景园林-其他学科的多区域、多专业交流与融合。4.1混合式教学端在前期线上教学发展和课程系统构建的基础上，教学端基础数据层由 Spark 计算分析框架，MySQL 关系数据库和基于 Hadoop 的 HBase 存储数据库相结合，并以此为基础，在传输共享层实现数字数据、图像数据、模型数据的多元大文件数据交换和数据融合（图 5）。目标整合风景园林教学资源，丰富电子资源储备，合理划分课程板块，形成课程网络系统，便于系统学习需求。引进精品信息课程，按特征制定模块学习系统，学生依兴趣爱好和发展方向在必修课程完成的基础上可以定制学习模块组合。不同类别课程设定有初始线上与线下比例（图 6），师生可根据具体课程内容商讨调整。学习交流方面，构建交流预约机制，分组线下讨论互动，增加师生沟通机会，强调个性培养。4.2学习过程管理端管理端同时服务于受理学生、教师和管理人员，保证每个模块的独立性和关联性，便于教师和教务管理人员后期提取、统计、分析和管理数据。建设实时协同评图和模型优化机制，在提高课堂效率的基础上保证教学的公平性，筛选优秀学习成果进行线上展示，提高学习积极性。理论课与设计课具有承前启后的关联性，需要设置课程联合服务体系，便于系统性学习和管理。学习过程管理后端嵌有实时监管系统，通过学习数据收集，量化学生学习过程行为、及时反馈教学效果、提供教学改进意见。4.3 App客户端辅助App 客户端与混合式教学和学习过程管理两个端口通过系统搭建相连相通。基于移动WEB、PC端、ISO/ANDROID的不同端口结合风景园林专业特点开发线上交互实习、项目考察、线上互动、VR在线搭建模型、植物扫码认知等实践应用模块。客户端可以实现移动化学习、课程信息记录和笔记存储等，并且满足多设备互通。交流互动和资源共享也可以便捷进行，打破学习和交流边界，连接教学端和管理端，完成数据获取与传输。移动客户端平台提供个性化服务，通过学习数据制定专属课程计划，反馈机制推进平台智能发展。4.4虚拟仿真模拟互动响应“新工科”教育教学改革理念，引入AR和VR技术，在线下虚拟仿真实验室之上实现场景的网络虚拟再现。为开展实践教学活动提供了更多的选择，一方面方便场地调研，将调研数据通过模型展示；另一方面能够将设计虚拟展示，便于修改和展示。仿真平台具有使用灵活、易于维护以及可扩展等特性，通过数据传输可以在移动端展示，有效弥补传统教学中空间尺度感等方面的不足，沉浸式、体验式的学习可以有效提高学生的景观设计素质，真切地还原、模拟、预测场地状况。结语线上教学比例的增加已成为不可逆的大势所趋，面对面的非语言交流亦是心理刚需，应加强课程资源的整合和教学体系的搭建，促进线上线下混合式智慧教学。构建一个适应专业教学特点的综合教学平台，提高课堂效率也避免学生频繁切换平台的麻烦。未来可能会涌现更多跨专业、跨学校、跨国家的联合教学，如何使教育更为有机整体，教学更加开放多元，以实现优势互补、共同进步的愿景，是接下来需要思考的问题。图 5混合式平台体系总体架构图（图片来源：作者自绘）图 6线上线下混合式教学体系（图片来源：作者自绘）