基于互聯網+CDIO翻轉課堂混合式教學模式研究

朱永紅 劉蜀陽 王俊祥

（景德鎮陶瓷大學機械電子工程學院 江西·景德鎮 333403）

0 引言

CDIO是構思、設計、實現、運作的意思，它是“做中學”原則和“基于項目的教育和學習”的集中體現。翻轉課堂是指讓學生在課前進行自主學習，如觀看視頻、自學課本內容、自己查閱相關的資料，把一些課前沒理解的問題帶到課堂上來解決的這種有的放矢的教學方法。

在過去幾年，隨著微課、SPOC、MOOC、云端大學等許多新型線上教學方法風行全球，新的網絡教學模式得到蓬勃發展，正在改變教學模式。在這種情況下，如何調整教學模式，將線上線下、課內課外的學習資源進行優化和整合，既能充分發揮課堂教學的優勢又能發揮網絡教學平臺的作用呢？因而，本課題針對實踐性強課程教學提出基于互聯網+CDIO 翻轉課堂混合式教學模式。此模式為通過線上課前自主學習、線下課堂翻轉教學、課后CDIO實踐和線上總結評價，以學生為主體、以教師為主導的新型教學模式。同時，在實踐性較強的“計算機控制技術”課程中實踐這種模式。這一教學模式對提高實踐性強課程的教學效果具有重要的應用價值。

1 基于互聯網+CDIO 翻轉課堂混合式教學模式的框架

本文所提出的教學模式的目的就是培養學生的團隊合作精神和自主學習能力，提高學生實踐能力和工程系統能力，并注重學生批判性、創造性和發散性思維的培養。它克服了傳統教學以教師為中心、知識簡單內化造成教學效果不理想以及單純的網絡教學缺乏面對面互動教學、有效的監督管理、因人而異的教學和嚴格的考核機制這些缺點，是一種基于深度學習的教學模式。該教學模式的框架包括混合式教學內容設計、課前線上學習模式、線下課堂教學模式和課后線上評價模式等。

1.1 教學內容設計

由于CDIO是基于項目的教育和學習的一種方法，所以針對實踐性強課程的教學內容進行重新設計。按照模塊化項目形式設計教學內容，同時將教學內容錄成視頻、音頻或以PPT、圖片和文字形式出現，即課前自主學習材料設計多元化，具體形式根據內容再定。將這些課程視頻內容上傳到網絡平臺供學習者自主學習用。針對新設計的教學內容和課程體系，合理運用多媒體教學手段，將互聯網技術與課程內容有機融合，以提高教學效果。

1.2 課前線上學習模式

課前線上自主學習主要是學生根據教師上傳到網絡教學平臺的學習任務，在網絡上進行自主學習，如圖1 所示。在整個自主學習過程中，學生可以把遇到的問題和難點記錄下來帶到課堂上去解決。教師如果在線的話也可以有針對性地指導學生學習，能及時解決學生在課前的問題與疑惑，從而提高學生線上自主學習的效率。老師也可將在線上自主學習的情況納入課程考核范圍，激發學生自主學習的積極性。

1.3 線下課堂教學模式

圖1 混合式教學模式示意圖

學生通過課前線上初步學習了教師課前發布的學前任務，課堂主要是進一步消化吸收所學的知識。在教學課堂上，教師主要是采用混合式教學方法，如自主式、任務協作式、討論式、問答式等教學方法。在理論課堂上，創設教學情境，講解重點內容，重點解答學生線上學習遇到的問題，也與學生針對一些問題開展討論，拓展學習內容，加深理解課堂內容，聽取和指導學生的學習匯報及作業成果。在實踐課堂上，布置小組協作任務，具體的實踐任務由協作小組協作完成，老師僅僅在需要時指導一下，有針對性地培養學生的團隊協作精神、提高學生的自主學習、實踐創新和系統工程綜合等能力。

任務協作式教學方法主要是將學生分成小組，然后以小組形式完成課堂中教師給的任務。例如，在做實驗項目時，按照3-5人1組自由組合，教師給出實驗任務和要求，學生按照CDIO的理念做實驗，從而達到“基于項目的教育和學習”的目的，培養了學生的協作和團隊精神，并提高了學生的實踐創新能力。在理論課堂教學中，按照10 人1 組，教師用紙質稿形式給出問題，每個小組抽取不同問題，然后分組回答問題，教師根據回答問題好壞進行評分，把它計入平時成績。當然，教師在學生回答后給出正確的答案，讓學生知道哪些知識點什么地方沒理解好，以便加深理解。

1.4 課后線上總結評價模式

課程評價是一門課程教學效果的總結，基本反映學生的學習效果和學習態度，供對進一步改進課程教學方法和提高課程教學效果參考。一個好的評價模式能綜合反映課程教學過程的教學效果，不僅能激發學生的學習動力，又能發揮學生學習的積極性與創造性，還有助于教師及時調整各個環節教學內容、教學方法和教學手段，以修正教學模式，從而進一步提高教學質量（見圖1）。

本文課程評價包括學生平時成績的評價、實驗成績的評價和考試成績評價?？梢愿鶕n程的情況綜合考慮平時成績、實驗成績和考試成績在課程總成績中百分比。

平時成績的評價包括教師對學生課堂考勤、課堂表現、線上線下學習過程以及課后線上布置課后作業完成程度的總評價。實驗成績的評價包括課堂考勤、實驗態度、參與度和實驗后撰寫的實驗報告的總評價。考試測評是對課程理論知識掌握程度的總體評價。

在整個評價中，評價又分為定性評價和定量評價。定量評價包括在網絡互動教學平臺上提供的階段性在線測試和練習以及期末理論考試等。定性評價主要包括對學生線上學習過程、線下課堂學習過程等進行評價。線上評價包括學生在線學習過程中登錄的視頻學習情況、學習狀態情況、答疑與互動、時間和次數等。線下課堂評價主要是對學生課堂表現進行評價，包括課堂考勤、課堂回答問題情況、團隊協作能力、學習活躍程度、小組項目參與程度等。評分指標由老師和學生統一協商制定，由小組互評和教師評價共同確定分數。

2 基于混合式教學模式“計算機控制技術”課程教學實踐

課題組將以上構建的教學模式應用到景德鎮陶瓷大學16自動化專業“計算機控制技術”的教學過程中，起到較好的教學效果。整個教學過程按照教學內容設計、課前線上學習模式、線下課堂教學模式和課后線上總結評價模式開展的。

“計算機控制技術”課程教學內容基于CDIO 理念進行重新設計，所設計的新教學內容結構如圖2 所示。課前線上學習就是將圖2 中模塊按照15 分鐘一個小視頻的形式上傳計算機控制技術精品課程網站平臺，還有PPT 也上傳平臺，供學生學習用。

線下課堂教學混合式教學方法，如討論式、問答式、自主式、任務協作式等教學方法。例如，在做“三相步進電機控制”實驗中，每4 人1 組，他們根據實驗任務和要求進行分工合作，可以分為搭線路、調試程序、整體調試、檢查驗收等不同工作。教師根據學生的表現、速度和實驗結果定性打分，最后根據實驗過程評價成績和實驗報告成績給出學生個人實驗總體成績。理論課堂教學有時采用討論式有時采用提問式方法授課，具體采用什么方法根據教學內容再定，教師根據學生表現給出課堂表現成績。

圖2 課程項目模塊

課后線上評價主要是指學生在線學習“計算機控制技術”課程過程中視頻學習情況、學習狀態、答疑與互動情況、線上布置的課后作業情況、登錄的時間、次數等。課后總體評價包括平時成績、實驗成績和考試成績，在總成績中占比分別為20%、20%和60%。平時成績包括考勤、課堂表現、線上評價和課后作業成績，在平時成績各占比20%、30%、20%和30%。實驗成績中，實驗過程成績和實驗報告成績各占比50%。考試成績主要以期末考試成績為主，占總成績的60%。

總之，通過實踐新的教學模式，“計算機控制技術”課程平均成績提高了5%，動手能力得到大幅提高，取得可喜的成績。同時通過問卷調查，學生普遍反映良好。以后在教學過程中將不斷改善教學模式以期取得更好的效果。

3 總結

為了順應時代教學改革需要，本文提出了一種基于互聯網+CDIO 翻轉課堂混合式教學模式。并且將這種教學模式應用到“計算機控制技術”課程教學中，實踐表明取得了較好的教學效果。隨著互聯網技術的發展，人們在手機上開發出了相應的學習APP，使得人們能隨時隨地開展學習。至目前為止，翻轉課堂方式是應用得比較多的一種形式，但是翻轉課堂方式不僅要求學生有高度的自覺性和自律性，而且對課前預習內容的要求非常高。另外，教育的主動權和管理權也需要從教師手中剝離出來，在實際的探索實踐中依然還有很多困難。