新工科課程的線上線下混合式教學改革與探索

李姍珊 尹海云 趙儉斌

（吉林建筑科技學院，吉林 長春 130114）

引言

在新工科專業建設以及互聯網的快速發展下，越來越多的學校采用線上教學或者線上線下混合式教學，并不斷嘗試創新，使學生對學習枯燥知識產生濃厚興趣，在學習中實現能力提升。

對于以培養應用型人才為目標的民辦本科院校來說，更加注重知識點的掌握、工程案例分析和工程實訓，從實際問題出發，培養學生的應用能力及思考能力。目前，盧力強通過對實踐教學的研究，建立了實踐教學體系，提出利用互聯網等現代化技術，開發可交互的實驗模擬系統。張科根據土力學的課程特點，融入課程思政，給出不同章節的教學設計和案例講解，培養學生的家國情懷、工匠精神和專業責任感。袁立群基于新工科背景下提出采用工程案例進行土力學課程教學，將注冊工程師考試試題引入教學中，使學生盡早接觸工程實例，為后續考試學習打下良好知識基礎。李逢慶將混合式教學評價體系模型劃分為過程性評價和終結性評價，并認為評價結果更好為教師和學生提供改進方案，了解學生動態數據。薛寧提出一種線上教學評價體系，建立8 個一級評價指標及24 個二級指標，驗證該線上教學體系的適用性。各學者對線下教學甚至線上教學研究較多，但是對新工科課程的線上線下混合式教學研究較少，尤其對如何劃分課程線上和線下授課部分研究較少。

新工科專業課程公式繁多，如果只是單純采用線上教學方式，對于學生及時反饋疑惑和與學生互動等問題都難以把握其線上教學效果，提出適用于應用型本科院校的線上線下混合式教學，從理論知識、實踐、教學質量評價三個方面進行探索研究，為提高課程的教學質量和培養學生扎實的理論知識打下堅實的基礎，且為混合式教學提供一種新思考。

一、混合式教學模式構建

在設計線上線下混合式教學模式時，除了需要考慮培養學生夯實理論基礎外，還應注重實踐課程的學習。線上線下混合式教學模式是將傳統課堂與在線課堂相結合，不僅要發揮傳統課堂學生上課注意力集中和師生交流方便的優勢，也要發揮線上教學的內容靈活多樣和監控學生學習數據的優點。因此，從新工科課程的理論知識、實踐、教學質量評價三個方面進行分析，提出哪部分適用于線上教學和線下教學。

在線上線下混合式教學模式中，要融入課程思政元素，全面提高學生的知識儲備和高尚情懷。同時要注意收集線上線下混合式教學的線上教學產生的數據，分析數據產生的原因來改進線上線下混合式教學方案。考慮線上線下混合式教學相關的各項教學指標，對教學中的“教”與“學”進行教學質量評價，之后改進授課方法與方案，因材施教，提高學生學習質量。

（一）理論知識建設

工科專業課程理論知識枯燥、計算公式繁多以及理論內容復雜等特點，學生普遍學習興趣欠佳。當前網絡信息內容豐富多彩，對學生有強烈的吸引力，并且傳統課堂授課對學生掌握計算公式有較多的學科優勢，教師可以通過與學生眼神交流確定學生學習狀態，調整講解內容和速度快慢。因此，在講授理論知識時，計算公式的原理、假設和推導采用板書或板書和PPT 結合的形式；每節課的抽象定義和抽象知識點采用翻轉課堂方式，使學生對抽象知識具體化，更形象理解抽象知識；同時給學生留出課堂提問、解答和回答問題的時間。

課前，在超星平臺上發布教學任務，包括上節課的抽象定義、抽象知識點、上節課重難點、課前思考、練習題等。其中課前發布的教學任務主要起到承上啟下作用，為了讓學生了解課堂講解內容，對想進行預習的學生提供思路，并監控學生參與課前討論、查看任務、完成練習題數據情況，其中包含學生對上節課較難知識點、抽象知識點理解程度。課中，在超星上發布簽到，以及包含上節課內容的樹狀圖，并對上節課抽象較難知識點進行補充講解，與學生問答互動。在超星平臺上發布練習題，檢驗學生學習效果。采用板書或板書和PPT相結合的形式講解本節教學內容，在授課過程中要注意引入課程思政。課后，學生可通過中國大學慕課中課程進行鞏固加深理解，同時在超星平臺上發布課后練習題、討論論壇，并采集錯題庫，對知識點掌握較差部分進行課前補充講解，鼓勵學生互相幫助講解并且回答問題，之后教師進行問題答案補充，充分調動學生學習積極性。

在設計理論知識時，要以學生需求為導向，從實際出發設計教學方案，不求方案新穎，但求切實可行。其次，教學資源收集以及整合同樣重要，將教學資源通過互聯網靈活呈現給學生，并進行適當講解。

圖1 理論知識建設模型

（二）實踐建設

應用型人才要求學生掌握生產實踐的能力，并能對基礎知識靈活運用。通過查找資料、觀察實驗現象以及親自動手實驗等，充分調動學生學習熱情，讓學生收獲匪淺。然而在實驗演示操作時，學生一般都是“照葫蘆畫瓢”操作，對實驗器材設備了解較少，參與感欠缺，對實驗現象思考較少，違背了最初設計實驗教學的初衷。

課前，在超星平臺上發布教學任務，包括實驗指導書、實驗教學內容以及實驗儀器使用注意事項等，讓學生完成實驗前的預習，激發學生的思考。同時，教師要注意簡化學生預習內容，其中關鍵步驟和實驗注意事項要重點突出。課中，在超星平臺上發布簽到，教師需要操作一遍實驗過程，并精心選取難點問題向學生提問。在學生操作過程中，要及時指導，對于不愿動手操作的同學，需要耐心教導。實驗期間，鼓勵學生多發表自己的意見，對于特殊的實驗現象，要啟發學生的思考，鼓勵學生勇于表達自己的見解，并對工程案例中涉及實驗現象的情況給予解釋，讓學生對實驗內容和結果有更深刻的理解。同時，要將實驗操作過程錄成視頻發布在超星平臺上，讓學生在實驗操作時反復觀看。課后，在超星平臺上發布實際工程案例問題，讓學生自主設計試驗方案，解決工程問題，具體模式如圖2 所示。

圖2 實踐建設

利用互聯網、人工智能等現代手段，設計VR 或開發可交互的實驗模擬系統，包含實驗環境、實驗器材以及實驗材料等。學生可以隨時進入虛擬實驗環境，了解實驗過程以及操作步驟，既增加學習的趣味性，也可以多次重復觀看，最終提高學生理解能力和動手能力。

（三）教學考核

科學合理的教學考核方式不僅能準確定位每位學生的真實能力，更能引起學生對這些課程的重視，培養學生實踐創新能力。本研究將考核成績分為三部分：平時成績、實驗報告、期末考試成績。平時成績（30%）包括：簽到（5%）、論壇和練習題（20%）、學生積極性（5%），實驗報告（20%）包括：實驗報告（15%）、工程案例分析（5%），期末成績（50%）。為鼓勵學生多參加創新訓練項目，可以將學生獲得專利申請、公開發表論文、與課程相關獲獎情況作為加分項算進考核計分中，除了讓學生能靈活應用書本上的理論，也為學校培養了應用型人才。

（四）小組協作

線上線下混合式教學課程的創建是個龐大的過程，如果是僅靠一個老師來創建，很難建成出色的混合式課程，在課程里面涉及很多互聯網技術應用和學生喜愛內容創建，教師應該以小組為單位，每位老師各盡其能，創建教學目標、教學手段和教學方案，尤其是對教學視頻和教學練習題的創建，這些都需要不同類型教師們智慧結晶。組長要帶領組員們，以學生教學數據監控結果為參考，修改完善教學方案。整個過程應以學生為中心，以提高學生學習興趣為導向，不斷提高教學質量，最終形成高質量、適合其他學科借鑒和可以在其他平臺傳播交流的線上線下混合式課程。

除了教師需要成立小組，學生也應該以小組合作形式學習。在超星上發布的練習題、討論題以及論壇等，都需要學生積極互動，因此，可以設置積分獎勵等方式開展學生之間的互問互答，增加學生的參與性和創新性，尤其給予靦腆害羞的孩子一個展示自我和積極參與的機會，與此同時網上學習數據也讓教師了解到每個學生的學習狀態。此外，以小組為單位的學習效率也會大大增加，學生之間互相監督，并將創新思維、學習構想以及內容修改等想法發到學習平臺，可以供各組學習。同時為激勵各組組員的積極性和使命感，對于參與度較高，回答問題積極者給予獎勵，也可匿名與老師交流自己的不足與學習中困惑。學生以小組為單位互相督促互相進步，教師更好掌握每組的學習狀態，最終達到教師授課方法的進步和學生學習的進步。

二、教學評價

教學評價是反應教學質量的有效手段，它不僅能反映混合式教學過程中的不足之處，從而改進教學方法，而且還可以讓學生發現學習過程中存在的問題，提高學習效率，并且也可以引導學校及時調整教學目標，提出適用于本校的教學方法。隨著互聯網的發展，教學評價不單只是衡量學生對教師的滿意程度或者對教學方法接受程度，通過在智能平臺上收集教學監控數據，可以更加客觀反映學生在學習過程中的行為、學習效果與學習態度。

在構建教學評價體系時，應從“教”和“學”來分析，“教”指教師教學情況，“學”指學生的學習情況。由于線上教學方法設計更多側重于視頻選取和PPT設計，而線下教學則側重于講解，因此，混合式教學可以采用團隊合作等方式授課。針對混合式教學指標的設計，可將教學評價體系分為線上教學質量評價和線下教學質量評價。在這里強調的是，線上線下混合式教學質量評價的功能不只是衡量教師授課情況和學生知識技能掌握情況，更側重于將教學評價與教學方法相結合起來，評價最終成為一種促進學生在教學過程中保持主動學習和監督學習效果的強有力工具。

教學指標中權重反映了各個指標在“指標集”中的重要性程度，本文采用德爾斐法確定指標權重，邀請校內位專家填寫權重分配意見，最終取其平均值確定一級指標和二級指標權重，且每項一級指標下的二級指標權重之和均為1，具體教學質量評價見表1。

表1 線上線下混合式教學質量評價

結語

基于國內線上線下混合式教學的研究，對線上線下混合式教學模式和教學評價進行了探索，劃分了課程中理論和實踐的線上和線下各自授課部分，并構建了適合新工科課程的線上線下混合式教學的質量評價指標。隨著新興技術的發展還有對線上線下混合式教學的深入研究，都會促進線上線下混合式教學的發展。