基于OPBL和OLBL的汽車理論混合教學模式研究

彭晗 張延博 劉佳慧

摘 要： 為了適應“互聯網+”背景下教學模式改革的發展，提高汽車理論教學效果，針對汽車理論教學特點，充分分析了新形勢下該課程教學新要求及新特征，構建了課堂外教學資源充分和問題設計合理的OPBL教學、課堂內場景式和研究式的OLBL教學、線上線下個性精準教學的汽車理論混合教學模式。這種模式既跨越了時空距離，激發了學習興趣，提高了學生自主性和參與度，又降低了課程學習難度，提高學習效率，有助于高質量的實現教學目標。這種教學模式的推廣和應用對培養具有自主學習、創新意識和應用能力的綜合高素質人才具有很大的推進意義。

關鍵詞： 線上問題式教學法；線下講授式教學法；汽車理論；混合教學模式

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）06-0041-03

一、引言

2015年，“互聯網+”被納入國家戰略行動計劃，促進了各個傳統行業的改革、發展與融合，同樣推動了教育領域的改革和創新。以“互聯網+教育”為主題的教育改革探索活動正不斷推進我國教育教學信息化的建設[1]。2017年的《地平線報告》指出：高等教育關鍵趨勢之一是混合學習，通過“在線學習方式”與“面對面學習方式”相互結合，從而滿足學生們更加多樣化的學習需求 [2]。典型的線上問題式教學法（Online Problem-Based Learning，簡稱OPBL）采用微課、慕課等方式讓學生以解決問題為目的的學習，能夠激發學生學習興趣，培養其創新精神、提高其知識更新能力，但是對教學資源、教師素質和學生自學能力要求較高，占用學生業余時間較多；傳統的線下講授式教學法（Offline Lecture-Based Learning，簡稱OLBL）在知識傳授具有較好的系統性和連貫性，對教學條件要求不高，能有效減少學生負擔，但學生積極性不夠[3-4]。而汽車理論是車輛類和運輸類學科學生必須要重點學習的一門課程，由于其理論性強，公式多、概念多、復雜、抽象、難理解[5-6]，如果只采用線上教學，雖然能增加學生學習參與度與興趣度，但學生學習負擔重、難度大、達標率低，如果只采用線下教學，雖能克服了線上教學的缺點，但不夠靈活，使得學生對其失去學習的興趣，也很難取得良好教與學的效果，這就要求授課老師不斷改進授課方法、不斷更新教學手段、在教學中進行不斷的改革和創新。因此，本文充分分析“互聯網+”背景下汽車理論教學新要求及新特征，結合OPBL和OLBL的特點，構建了基于OPBL和OLBL的汽車理論混合教學模式，不僅提高教師教學效率及學生學習興趣，又降低學生學習難度，最終提高了汽車理論課程的教學效果和學習效果。

二、“互聯網+”背景下汽車理論教學新要求及新特征

1.教學新要求

汽車理論主要從評價指標、力學分析、數學建模及影響因素等方面講述汽車的主要使用性能，為汽車設計、改裝、研發提供理論依據，但為了圓滿完成教學目的，取得良好的授課效果，對授課老師和學生提出以下三點要求：一是在授課時，既涉及高等數學、理論力學、流體力學等基礎知識，又涉及汽車構造、內燃機原理等專業知識，涵蓋面太廣，這就要求學生具有扎實的理論知識基礎，教師具有豐富的各學科知識；二是在授課時，無論是模型建立、因素分析，還是參數設計及性能評價都涉及到大量的抽象的力學推導、數學推導，這就要求學生具有較強的想象能力，教師能夠擁有豐富的教學手段；三是在授課時，由于汽車理論與汽車構造、內燃機原理、汽車設計運用等專業核心主干課程在內容上聯系十分緊密，需要這些課程一起授課，學生一起學習、一起考核，這樣更利于學生對知識點本身的理解和掌握。然而現階段大多數情況下采用單獨授課、單獨學習、單獨考核的教學模式，這就要求學生有很高的自覺性，不斷復習和鞏固這些知識，更要求老師不斷改進教學方法，完善教學模式。

2.教學新特征

在“互聯網+”這種大環境，教師不僅僅是知識的傳授者，更是課堂的組織和策劃者，學生不再是被動的知識接受者，更是積極主動的教學參與者和交流者 [7]，作為汽車理論的授課教師，必須要認識到大數據下教學新特征，才能更好的組織、策劃，實現教學目標，取得很好的教學效果。

（1）教學環境的真實與虛擬相結合

通過教室、黑板、PPT等真實存在的教學資源向同學傳授理論知識，在這種環境下學習難度降低，容易理解深奧的理論推導。通過互聯網技術，為教學提供了一個看不見、摸不著、沒有邊界限制的虛擬世界，學生可以自由預習、復習，老師可以及時關注學生的學習情況，并與學生交流互動。真實與虛擬相結合的教學環境使得教學的內涵和外延都發生很大的變化，順應時代發展和要求。

（2）教學時間的集中與碎片相結合

教學時間的集中和碎片相結合使得學習者可以在各種不同情景中學習，實現線上與線下深度混合交互融合。教師在教室集中時間教授課程內容，學生聽課學習的模式利用系統連貫深入掌握知識。同時利用智能手機和網絡，學生可以根據個人喜好、學習習慣等自由安排一些碎片化時間對重難點、易混點進行學習，集中與碎片相結合的時間分配要求學生學習要有較高主動性和興趣，同時有利于提升教學效果。

（3）教學資源的集約與開放相結合

采用互聯網、云計算等技術，形成教學資源配置的集約化發展，可有效降低教學成本。電子教學資源的不斷開放，推動其由“數字化”向“數據化”轉變，促進其高效傳遞和利用。教學資源的集約與開放相結合，充分整合現有資源，為學生提供了一個開放、平等、規模化的教學資源共享平臺，使學生線上學習和線下學習相互連通，加強與教師的交流與互動。

（4）學生學習的被動與自主相結合

線下學生被動接受學習加強對課程進行系統化的掌握，線上學生自主學習加深對重難點的理解，二者的相互結合培養了學生對學習的堅持和創新性的思維方式，又能調動自身學習的興趣，養成終身受益的良好的自主學習習慣。

三、基于OPBL和OLBL的汽車理論混合教學模式構建

針對互聯網+背景下汽車理論教學新要求及新特征，為了提高汽車理論授課效果，課堂外以學生為教學中心，借助多媒體技術和信息技術，通過設計問題來引導學生利用線上資源學習解決問題，課堂以教師為主體，線下面對面解決學生問題，系統連貫講解深奧的理論推導[8-10]，這種OPBL和OLBL有效結合形成了汽車理論課程的混合教學模式，不僅重視深奧知識的理解，更重視學生能力的培養，還有利于教師綜合素質的提高。

1.課堂外的OPBL教學

OPBL教學環節主要是指學生利用碎片化的課外時間，通過線上的教學資源首先明確了解汽車理論的學習研究方法、教學目標、教學任務、教學主要內容，其次，針對每一次課堂教學進行課前引入問題式預習和課后解決問題式復習，最后學生可以根據個人具體情況進行重難點、易混點的重點學習，提高學習質量和學習效率。碎片化、虛擬的課外OPBL教學跨越了時空距離，提高學生的自主性和參與度，但需要更加充分的教學準備和教學設計，具體如下：

（1）問題設計合理

在開始講授這門課程之前，通過為什么要學習汽車理論、汽車理論是講什么的、汽車理論怎么才能學等引入問題，利用線上資源來開啟學生的好奇之心和好勝之心。汽車理論內容雖然抽象深奧，但邏輯清晰，每一個性能的學習方法基本是一樣的，如學習汽車制動性時，首先要求學生掌握制動性的評價指標和制動時的受力分析，然后分析每一個評價指標，利用四種曲線分析車輛的制動過程并找出影響因素，從而優化汽車的結構參數和選擇合理的使用參數，最終提高汽車的制動性，在課堂教學之前，設計“有的車緊急剎車時在地上留下長長的黑黑的剎車印，是怎么回事？”、 “頭文字D中的漂移是怎么做到的？”、“如果我買車了，要裝ABS嗎？”等引入問題引導學生去理解汽車的制動性，在課堂教學之后，設計“制動距離公式是怎么推導出來的？”、“如何利用四種曲線進行制動過程分析？”等解決問題指導學生復習鞏固。

（2）線上資源充分

為預習新內容和復習舊內容而準備的線上資源，主要以線上教學視頻為主，在錄制教學視頻時把教師作為第一人稱的方式進行授課，視頻一定要有清晰，要有合適的時長，一般5-10分鐘。對于檢驗學生預習和復習效果而準備的線上資源，主要以速課、雨課堂等形式展現不同的單選題、多選題、思考題供學生作答，并直接給出答案。對于對課程的重點內容或在課堂上很難理解的內容，主要以小視頻、圖像等形式提供線上資源，具有較高的趣味性和啟發性。除此之外，通過二維碼等方式向學生推送更多的知識，擴充其知識面，開闊其視野，提高教學效率。

2.課堂內的OLBL教學

課堂內的OLBL教學是汽車理論課程教學的中心環節，結合學生線上的課前預習內容，通過場景式的理論聯系實際教學和研究式的軟件演示教學方法，采取科學合理的教學手段，引導學生積極解決問題，以達到良好的教學效果。

（1）場景式的理論聯系實際教學

如果在授課過程中按照教材按部就班地去講，則學生興趣不高和印象不深，若在講授之前，構建完整明確的實際使用車輛時可能出現場景，順勢拋出與場景相關的教學內容，即可以激發學生的學習興趣，又可以加深對理論知識的理解。如在講解汽車制動效能的恒定性時，可以聯系到一些山區道路上設置的緊急避險帶，討論緊急避險帶的作用、汽車在下長坡時為何制動失靈、如何降低制動效能的下降程度，這樣就可以使學生真正理解制動效能恒定性的知識。通過場景式的理論聯系實際教學，可使課堂氣氛變得更加活躍，提高學生參與到教學活動的主動性和學習效果。

（2）研究式的軟件演示教學

在線下課堂授課過程中，與SIMULINK 軟件相配合，結合本課程的數學建模公式進行相關的實例建模仿真，使課程容易理解，提高學生的興趣，便于學生學習。例如在學習如何利用驅動力-行駛阻力平衡圖時，可根據行駛方程式數學模型，建立SIMULINK仿真模型得到相應的輸出圖形，這有利于加深學生對驅動力-行駛阻力平衡圖的認識和理解等。研究式的軟件演示教學使枯燥的理論知識變得形象、生動，提高了學生研究問題的能力。

3.個性精準混合教學

在課前預習學習后，學習者可以進行自我評估和測試，教師根據學生測試結果可了解每一位學生的預習情況，對共性問題進行重點課堂講授，對個性問題單獨輔導，同時聆聽并記錄學生學習的難點；在課堂講授和在課后復習鞏固后，學生可把在課堂上的疑問或見解展示在線上，加強與學生和教師進行交流，教師引導大家對本課程共同關注的問題進行探討；最后教師根據線上大數據和線下面授情況，觀察學生的總體表現，分析判斷每個學生的學習程度和效果，必要時要求學生進行補充的自我學習。這種線上與線下的混合教學，有助于實現個性化、精準化教學，有助于實現教學目標和提高學習效果。

四、總結

在“互聯網+”的大背景下，在混合學習的大趨勢下，針對汽車理論課程符號多、概念多、公式多，知識深奧、復雜、抽象、難理解等特點，吸取線上問題式教學法和線下講授式教學法的優點，構建了基于OPBL和OLBL的汽車理論混合教學模式，該教學模式具有以下特點：①碎片化的虛擬的課堂外的教學，以問題為導向，以學生自主性為中心，跨越了時空距離，提高學生參與度；②集中的真實的課堂內的教學在結合學生線上學習基礎上，通過設置場景進行理論聯系實際，通過軟件演示進行研究學習，降低學生學習難度，提高學習質量和效率；③利用線上大數據，結合線下面授情況，進行個性化精準混合教學，有效保證了學習效果，高質量實現教學目標。

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（編輯：郭桂真）