線上線下混合式教學模式的應用探索
——以傳感器與智能檢測技術課程為例

李莉平

(嘉興職業技術學院智能制造學院，浙江嘉興，314036)

一、引言

教育部在《教育信息化“十三五”規劃》中提出要推動形成基于信息技術的新型教育教學模式，促進教育信息化，充分發揮信息技術對教育的革命性影響作用。[1]基于信息化技術的混合式教學是將傳統教學和在線教學結合起來，形成線上與線下優勢互補、過程交叉的教學模式。[2]線上是指網絡學習平臺，學生進行線上學習時可以自主控制在線學習的時間、地點、路徑和進度。線下是指教師與學生面對面交流，線下教學能有效解決教學中的重難點問題，完成課程實操訓練。線上和線下混合式教學不是將不同時段的線上和線下教學機械地疊加在一起，而是將它們有機地融合在一起，在教學實施過程中要形成二者時而獨立，時而“你中有我，我中有你”的局面。[3]線上和線下混合式教學實施時教師將由施教者的角色變為指導者的角色，學生由被動變主動，學習活動更加豐富多彩，教學方法靈活多變，能更好地引導學習者循序漸進地學習，知識的掌握也由淺入深，最后發展為深度學習。[4]近十年，隨著互聯網技術的發展，信息技術手段的多樣化，信息資源的愈加豐富，混合式教學進入了飛速發展的階段，成為現代教學手段中的一種主流模式。

二、教學現狀分析

傳感器與智能檢測技術是機電一體化技術及電子自動化專業的一門專業核心課程，其主要學習內容是傳感器及自動檢測技術。該課程幾乎涉及所有科學技術的交叉應用。由于傳感器不同，其工作原理各異，理論上以物理“效應”、化學“反應”、生物“機理”為基礎，與通信技術、信息技術等多門學科密切相關。在設計、制造、應用等方面，它涉及電工電子技術、機械制造技術、化學化工技術、生物技術等多領域的知識。因此，傳感器與智能檢測技術課程是一門多學科交叉、知識互相滲透的課程。由于該課程知識范圍廣，密集性極高，理論性強，所涉及的概念抽象而難以理解，加上高職院校學生在學習上普遍存在基礎較差、學習能力較弱等特點，學生在學習該課程內容時必然存在一定困難，很難實現“理論—實踐—理論”的知識體系提升。

對以往傳感器與智能檢測技術教學的調查發現，傳統教學模式的課堂上教師基本上是使用較為單一、傳統的方式進行講授，如PPT展示或板書。由于時間和空間的限制，學生在課堂上無法快速理解或吸收課堂教學內容，課后沒有學習或交流平臺補充學習，知識的空白度逐漸升高，產生學習障礙，最終導致學習興趣下降。本研究的問卷調查顯示，學生普遍認為傳統教學模式對于在互聯網環境下成長起來的他們來說吸引力較弱，課堂教學枯燥無味，課程知識體系結構及內容難以掌握。他們希望課堂上能經常有新鮮、新奇、有趣、刺激的事物出現，刺激他們的感官，活躍他們的思維，激發他們的學習欲望。

基于以上情況，結合線上線下混合式教學模式的優勢，本研究對傳感器與智能檢測技術課程進行線上線下混合式教學模式的探索和實踐，旨在改善課程教學效果。

三、改革方向

(一)提高學生自我學習能力

傳感器與智能檢測技術課程所覆蓋的知識面廣，涉及物理、生物、化學、信息技術等多學科知識，而高職學生普遍基礎較差、學習能力不強，這些都給教學活動的開展帶來了一定的困難。教師可以在教學過程中使用混合式教學模式，采用線上和線下兩種途徑開展教學，充分利用互聯網技術，加強學生的課前預習，把傳統的課堂講授通過微視頻的形式前移，給予學生充分的時間完成學科知識的自我學習，盡可能讓每個學生都帶著較好的知識基礎走進教室，從而充分保障課堂教學質量。

(二)加強學生對知識的理解，增強學習效果

傳感器與智能檢測技術課程因為所涉及的傳感器種類繁多、應用領域廣，所以具有知識點多、章節不連續、知識模塊多的特點，這給學生認知帶來了一定的難度。傳統教學模式不利于教師及時幫助學生發現問題、解決問題，不利于學生吸收知識。教師可以使用混合式教學模式，合理設計課堂教學過程，充分利用互聯網技術和通信工具，使用音頻、視頻等資源，根據學生的學習情況在課堂上適當調整學習內容和教學進度，加強重難點的講解，幫助學生更好地理解知識。同時，教師可以借助線上和線下混合式教學模式，組織學生開展討論、反復學習、強化學習、舉一反三，幫助學生更好地吸收知識，增強學習效果。課后學生還可根據資源庫延伸課堂教學，進一步復習與強化已學知識內容。

(三)提高學生的學習主動性和課堂參與度

傳感器與智能檢測技術屬于理論類課程，傳統的教學模式很容易使整個教學過程枯燥無味，而且高職學生因自身基礎較差，學習積極性普遍不高，這使得課堂教學更難開展。采用線上和線下混合式教學模式，在課堂上教師可根據學生的特點，充分合理利用資源庫和現代信息技術，適時開展線上線下討論，以更好地調動學生的課堂參與度，提高學生的學習積極性，增強學生與學生之間、教師與學生之間的互動，提高學生的思考能力、創新能力和批判性思維。

(四)擴展學習時間和空間

教師可以針對傳感器與智能檢測技術的知識體系特征，采用線上和線下混合式教學模式，重構傳統課堂教學，充分利用在線教學平臺拓展教與學的時間和空間，使教和學不一定都要在同一時間和地點發生，學生可隨時隨地學習，教師可隨時隨地解惑，幫助學生更好地理解和掌握知識。

四、具體措施

混合式教學改革充分發揮了現代互聯網信息技術的優勢，有效整合資源，合理設計課程，具體做法如下。

(一)軟件建設

軟件建設的主要任務是建設線上課程。本課程基于SPOC模式在浙江省高等學校在線開放課程共享平臺上創建線上課程，作為線上教學資源的主要構成。SPOC模式主要倡導學生自主學習、互動學習，課程設計上要求以學生為中心，教師則為學生學習的組織者、引導者和協調者。[5]基于SPOC模式的線上課程依據課程知識體系特征，將課程內容按照傳感器的工作原理進行模塊分類，每個模塊均分設學情分析、微課、趣味動畫、實戰訓練、討論交流、積分榜單、創新創強、拓展資源等子項，在線課程知識和內容由淺入深，各模塊交互便捷。

混合式教學改革除了在平臺上創建SPOC課程，還基于QQ、釘釘等社交媒體軟件創建了輔助交流平臺，主要用于課堂教學互動環節，使得課堂教學中師生交流更便捷、信息反饋更快速。

(二)硬件建設

硬件建設包含實驗實訓基地建設和智慧教室建設兩部分內容。

實驗實訓基地建設主要是建設接近真實工業現場的傳感器實驗室。在設備方面，使用的傳感器均為工業用傳感器，采用分塊式模塊化結構，既可以單獨使用，又可以通過專用接口模塊進行組合。主要包括位移、色標、視覺、光纖、光電、接近、溫度、液位、壓力等多模塊傳感器，覆蓋了大部分工業現場應用的傳感器，同時設備配有物聯網傳感擴展單元。實訓基地硬件設施齊全，主要用于教師課堂教學展示演示、學生實訓、課后學生開發拓展項目。開發拓展項目屬于學生創新創強階段，有助于學生實現深度學習。

為了更好地實施混合式教學，增強教學效果，智慧教室也是不可缺少的一部分。智慧教室主要是為教學創造智能化的網絡空間，平臺搭載有多媒體、網絡及智能教學裝備，為教師現場教學提供人性化的智能互動空間，營造良好的教學氛圍，促進課堂教學有效進行，同時也可實施遠程教學。

(三)教學模式構建

整合課程軟件、硬件資源，構建混合式教學模式并應用于課前、課中、課后三個階段。

1.課前

課前實施分兩部分內容，主要包括主題信息收集和課程預習兩個環節。主題信息收集通常是在課前通過信息平臺發布主題任務，讓學生以小組為單位收集課題信息并匯總上傳至學習平臺討論區。以光電式傳感器單元教學為例，教師在課前要求學生以小組為單位使用智慧設備收集監控與報警系統收集圖片或視頻，并上傳至線上交流區。教師將在課堂上以此信息作為課程導入依據，幫助學生認識光電傳感裝置的作用，激發學生學習欲望。課程預習環節主要在學習平臺上進行，學生完成教師規定的SPOC課程相關內容，如微課學習、資料閱讀等，對將要學習的內容進行預習，對新章節的重難點先有初步的認識并提出問題，以此保證課堂上能更好地消化吸收教學內容。

2.課中

課堂教學實施分為教師主導階段和學生主導階段。教師主導階段主要由教師通過任務驅動、問題導向、翻轉課堂等方法和手段引導學生參與并完成重難點知識的學習，對學生的疑難問題進行詳細的講解、歸納、總結、點評。學生主導階段以學生為主，學生按教師要求完成重難點知識的延伸理解、課堂分組討論總結、小組對戰等內容。例如，在開展“電子秤單臂電橋性能實訓”項目課堂教學時，教師先利用學習平臺發布任務書及相關教學資源，并進行必要的安全教育和注意事項演示，然后要求學生分組討論現有任務書，要求制訂項目實施計劃，明確操作要點，接著使用智慧投屏、翻轉課堂、小組對戰等手段和方法幫助學生進一步完善和細化項目實施計劃，最后學生自主完成調試項目，通過智能設備拍照并進行智慧投屏。教師組織學生對結果進行組內討論、小組對戰、小組互評，教師對重難點進行總結。

3.課后

課堂教學結束后教師在網絡學習平臺上發布用于鞏固教學內容的課后練習和拓展項目。課后練習形式多樣，有在線答題、調查研究報告等多種形式。同時，學習資源平臺上提供了多個拓展項目及相關資料和信息，學生可自由選擇項目進行開發，利用線下傳感器與智能檢測技術實訓室、電子電工實訓室硬件設備，完成智能檢測系統的裝調與測試。課后拓展項目的開發旨在讓學生在近似工業調試現場進行傳感器電路的安裝和調試，使學生可以深入地了解各類傳感器在工業現場的使用及檢測，進一步豐富線下教學內容，同時培養學生對工業傳感器的應用選型、故障分析與診斷等能力。

五、實施效果

為了更好地了解線上線下混合式教學模式的教學效果，本研究對大數據平臺所記錄的學生學習數據進行了分析，并對使用線上線下混合式教學前、后兩批次各140名教學對象分別進行了線下問卷調查，綜合調查數據結果如表1所示。

表1 線上線下混合式教學改革前、后教學效果調查情況表

以上數據結果顯示：采用線上線下混合式教學模式能明顯改善學生的學習效果。學生學習的主動性、積極性也有了很大的提高，能更好地專注于課堂教學，積極參與教師組織的課堂互動，按時完成學習任務，通過測試，學生學習成績普遍表現良好，較傳統教學有了大幅度提升。

六、結語

研究表明，利用互聯網技術的優勢，使用線上線下混合式教學打破了傳統的教學模式，教法靈活多變、過程可控性強，使得課堂變得生動有趣，擴大了學習空間，豐富了教學內容，有效地提高了學生的學習積極性，增強了學習效果，為學生提供了發展學習的機會。研究同時發現，線上線下混合式教學的課程評價體系較復雜，評價內容多，信息反饋不夠及時，今后將加強這些方面的研究。