立德树人视域下多介质新形态教学资源建设

摘  要：立德树人是高等教育改革的终极目标，而教学资源建设是系列教改的基础。在分析新工科教育与传统工科教育差异基础上，揭示多介质新形态教学资源建设需求，提出立德树人视域下的多介质新形态教学资源建设方法，包括以先进的学习理论为指导安排教材结构、体例;以立体化教材、公众号、小程序和抖音等新形态介质传递教学内容;以新知识新技术为牵引促进创新创业能力;以不同领域新应用实例夯实跨界综合能力;以文化自信、忧患意识等为牵引强化课程思政，实现多介质新形态教学资源建设。

关键词：多介质;教学资源;新工科教育;课程思政;数字图像处理

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）27-0092-05

Abstract： It is the ultimate goal of higher education reform to cultivate well-rounded development for students， and the construction of teaching resources is the basis of a series of educational reforms. Based on the analysis of the differences between new engineering education and traditional engineering education， this paper reveals the demands for the construction of multi-media new form teaching resources， and puts forward the construction methods of multi-media new form teaching resources from the perspective of moral cultivation and new engineering education. That includes the arrangement of textbook structure and style guided by advanced learning theories. Teaching content is delivered through three-dimensional teaching materials， public accounts， mini programs， Douyin and other new forms of media. Innovation and entrepreneurship is promoted with new knowledge and technology. New application examples in different fields are used to strengthen the comprehensive capacity of cross-border;  the ideological and political thinking of the curriculum are strengthen to cultural confidence and awareness of danger.

Keywords： multi-media; education resources; new engineering education; moral cultivation in professional curriculum; Digital Image Processing

为实现立德树人目标，教育部从2016年起陆续启动了新工科教育工程和课程思政改革，以求同步“树人”和“立德”。之后，一方面，基于OBE理念等新工科专业建设、教学模式改革、课程改革等如火如荼[1-3];另一方面，课程思政建设硕果累累[4-6]。其中，配套教学资源多采用教材、PPT、MOOC（Massive Open Online Courses）或SPOC（Small Private Online Course）（以下称“老三样”）。总体看，这些资源仍未摆脱高教领域长期存在的学习内容更新慢、资源主动推送能力不足等问题。为此，《教育部高等教育司2022年工作要点》提出，要着力开发建设一批多介质快速迭代的新形态教学资源，以助力新工科建设。但新形态究竟是什么？“多介质”有哪些？如何快速迭代？等等。这一系列问题都没有现成答案。因此，探索立德树人视域下的多介质新形态教学资源建设方法迫在眉睫。

当前，新工科和课程思政建设已成为立德树人视域下高教改革的两翼，新趋势是将新工科建设和课程思政结合。在CNKI篇名中以“新工科 课程思政”可检索到341条结果（截至2022年12月6日），涉及教学模式改革、建业建设和课程体系构建等[7-10]。其中针对数字图像处理课程的仅3条报道[11-13]，均认为数字图像处理课程本身具备新工科要求的实用性、交叉性和综合性，因此，课程思政改革主要是在典型算法和方法讲解过程中强调其形成过程所体现出的探索精神和思维方法等[11]、通过我国学者取得的相关成果和应用来激发学生的民族自信心和自豪感等[12-13]。总的来看，资源介质以“老三样”为主，新工科建设和课程思政构建“两张皮”现象明显，十分不利于立德树人这一崇高目标实现。

为此，本文以培养高校学生既具有“良好的思想政治素养”，同时又具备“创新创业能力”“跨界整合能力”为目标，在界定新形态多介质教学资源的基础上，以数字图像处理课程为例，揭示立德树人视域下的多介质新形态教学资源建设需求并探索其建设方法;进而，构建了包括工信部十四五规划教材《新编数字图像处理及应用》、配套PPT、实例代码、SPOC、微视频、微信公众号、小程序和抖音等多介质新形态教学资源，在教学内容快速更新迭代、主动推送方面做了一些探索，以期为建设多介质、数字化、智能化、快速迭代的新形态教学资源提供参考，促进立德树人培养目标实现。

一  多介质新形态教学资源界定

介质通常也被称之为媒介，这里的媒介当然是指一切可资教学之媒介[14]。多介质顾名思义为多种介质;新形态之“新”至少应不仅限于“老三样”。从不同角度出发，教学媒介可以有不同的分类方法，如按照媒介研究大师麦克卢汉的观点“媒介是人体的延伸”可以分为视觉媒体、听觉媒体等。本文尝试从教学介质是否具有主动推送能力角度分为被动等待接受类介质资源（简称被动资源）和主动推送类介质资源（简称主动资源）两大类进行界定。

（一）  被动资源

被动资源往往需要学习者专门去查阅，包括内容附着在纸质、磁盘等有形介质上的教材等，以及内容附着在网络课程、PPT等无形介质上的电子资源。这类资源可长期保存、反复使用，知识系统性强，符合学习者从小养成的习惯。其中，电子资源在某种程度上对教育部倡导的“质量多样化、学习终身化和培养个性化[15]”有一定支撑作用，其显著缺点是缺乏主动推送能力、知识更新扩充不方便，不适合学习者利用碎片时间进行泛在学习。

（二）  主动资源

主动资源是指载体介质能够利用新技术手段将所承载的学习内容精准、及时推送给学习者。该类资源通过主动出击，能吸引或迫使学习者利用碎片化时间学习，在潜移默化中提升学习者的学识水平、学习能力和道德情操。目前资源推送技术主要用于广告、娱乐等宣传推广。考虑到具有推送能力的公众号、小程序和抖音（微视频）等新形态介质技术已较成熟，倘若它们能在内容和形式上与课程结合，则可以和被动资源相得益彰，实现真正意义上的泛在学习，如利用公众号及时推送新技术并快速更新可弥补“老三样”更新不及时的弊病。

二  多介质新形态教学资源建设需求分析

（一）  新工科对多介质新形态教学资源的需求

作为高教改革两翼之一，新工科教育是创新经济下的工程教育[16-17]，更强调“多样化、个性化”的教育模式[18]。而多样化、个性化的教育教学离不开多样化、个性化的教学资源支撑。从教学模式上看，除了传统的课堂教学、课内实验、课程设计、毕业设计和毕业实习外，新工科教育往往还会增加体验式创业教育[19-20];在课堂教学环节，则提倡更大量地采用实例教学、基于问题的教学和行动学习[21]，甚至不乏企业导师进课堂等举措。这些新的教学模式呼唤新形态教学资源的出现。

此外，新工科要求的“创新创业能力”和“跨界整合能力”培养对学习能力、动手能力和创新思维能力有更高要求[22]。因此，就数字图像处理课程而言，像过去那样仅仅耕好自己的一亩三分田——讲讲图像增强、图像复原、图像压缩编码等理论与方法就很不够了，需要大力革新内容、结构和体系。在新知识体系中既需要保留过去面向纵向知识结构（公共课—专业基础课—专业课）的内容组织方法，也需要满足类似机器人实验班这样一些与横向知识（相关学科）整合的需要，甚至需要部分章节内容要自成一体。

（二）  课程思政建设对多介质新形态教学资源的需求

课程思政要与思政课程同向同行。目前，广为流行的课程思政做法是：强行在专业课程中增加大量的技术发展历程、名人轶事等[23-24]。笔者认为，这一做法值得商榷。工科专业课程往往仅32～40学时（含实验），如大量增加感性故事，可能会冲淡主题、挤占时间，影响技术性内容习得的“质量和数量”。况且不同介质适合传递的信息内容并不一样，如数字图像处理课程既有很强的理论性，涉及到大量方法和算法;也有较强的工程性，涉及到许多编程仿真;还有鲜明的应用性，不仅涉及到诸多行业和领域而且发展极快。究竟如何做，仅由教师个体摸着石头过河肯定是不行的。若能从教学资源上提供支持和引导，则会事半功倍效。

三  立德树人视域下介质新形态教学资源建设方法

新工科教育强调的是能力培养，可以称之为“树人”;而课程思政侧重的是品德培养即“立德”，二者在内容和形式上有诸多不同，但需要同步落实在每门课程教学中。下面从新工科和课程思政两个角度分析立德树人视域下的多介质新形态教学资源建设方法。

（一）  新工科视域下的多介质新形态教学资源建设

1  教学内容总体结构设计

新工科要求的“创新创业能力”和“跨界整合能力”培养离不开大量的工程实例的不断熏陶，这就需要重构“老三样”的内容和结构。其难点在于理论知识往往需要结构化（即纵向）学习，而工程实践离不开横向综合。所以，教学内容常见的组织范式“总（概述等）-分（课程具体理论/方法）-综合应用”应改变为“总-分、专项应用-综合应用”，以数字图像处理技术为例，新工科视域下的内容结构如图1所示。

2  具体实施方法

1）在图1基础上，以建构主义学习理论和人本主义学习理论为指导，在每章内容之前增加教学目标、学习指导和概念图，以扩展学习者的认知结构;具体章节内容由理论（算法）、实例仿真构成，特别地，每章的最后一节为一个完整的工程实例（主要来自课题组的科研成果）;最后，在每章刻意设计了拓展练习，目的是综合评测学生的分析能力、思考能力和动手能力。除此之外，还特意构建了基于模型驱动法和基于数据驱动法的两章工程应用实例，与每章的实例不同，这两章的例子更侧重综合使用数字图像处理的多项技术解决重大工程中的现实问题，以进一步夯实工程实践能力。

2）大量充实新方法和新技术，革新教学内容。新增了图像识别、基于深度学习的图像处理方法、基于图像的绘制等章节;在原有图像复原、图像分割、图像特征提取中增加部分新成果，特别是成果转化实例，以反映最新学术成果，提升学生跟踪前沿、科学创新的能力。

3）面向应用，拓宽学生视野，精心选取不同领域的典型新问题和原始图像进行处理，在不同章节刻意安排图像处理在不同领域的综合应用，如医学图像处理、遥感影像处理、多波段图像增强和织物密度测定等，进一步提升学生的“跨界整合能力”。