應用光學課程線上線下混合式教學改革與探索

梁秋群，李 明，夏雄平，陳宣東

（1.桂林理工大學 理學院，廣西 桂林 541004；2.桂林理工大學 土木與建筑工程學院，廣西 桂林 541004）

一、應用光學課程教學改革現狀

應用光學是集理論與實踐為一體的一門專科課程，既具有深奧的理論知識又具有諸多生活中的鮮活例子。國內外諸多學者針對應用光學課程進行課程改革實踐。邊心田等基于OBE 理念，對應用光學進行了相應的教學改革，將傳統的以教學內容為中心的教學思維轉變為成果導向教育理念，獲得良好的教學改革效果。進一步地，張巍等基于OBE 教學理念“逆向思維教學法”的教學改革實踐，修訂教學內容，提高了應用光學的教學質量。鄧立兒將思政元素融入到應用光學課程中，進行了相應的課程思政改革，對學生樹立正確的價值觀起到了積極的引導作用。隨著科技的進步，線上線下混合式教學模式已經成為當前教學改革的主流模型之一，與之匹配的線上教學平臺也越來越多，例如智慧樹、慕課、雨課堂以及各高校自建平臺。如何獲得高質量的應用光學線上線下混合式教學效果成為了當前亟需解決的問題。

線上線下混合式教學模式與傳統的線下教學方法具有顯著的差異性，教師的上課思維及備課思路也應具有相應的調整。孫微微等采用基于智慧樹對應用光學進行了教學改革，改革傳統教學學生學習時間與地域的限制，錄制智慧樹在線課程，從而使得學生的學習不受時間及地域的限制，提高了學生的學習自由度。進一步地，司馬朝坦等以一流課程“金課”為目標構建光纖光學的教學體系，實現了目標分析、資源開發和活動設計三位一體的教學模式，取得了良好的教學效果。陳穎等將大創、“互聯網+”以及競賽等融入到工程光學的教學改革中，形成了線上線下-大賽一體化的教學模式，提高了學生參加相關比賽的自信，拓展了學生的知識體系，提高了學生學習效果。趙書濤等基于應用光學的特點，利用校內自建平臺將Zemax、MATLAB 等軟件運用和理論知識相結合，提升了學生學習應用光學的積極性，加深學生對知識點的理解。

盡管諸多學者對應用光學的教學改革做了大量的研究工作，針對當前線上線下混合式教學模式改革及教學平臺例如MOOC、智慧樹、雨課堂等良莠不齊的現狀。本文采用問卷調查的形式研究了應用光學線上線下教學的意義、必要性以及教學平臺的優缺點，為更好地開展高質量的應用光學線上線下混合式教學提供借鑒。

二、應用光學課程采用線上線下混合式教學的意義及必要性

“以學生為中心”的教學理念就是學生的需求，是教學改革發展的方向，因此筆者以所授課的應用光學兩個班級學生為樣本，進行了應用光學線上線下授課的必要性及意義的問卷調研。問卷調查設置三個選項：非常有幫助、比較有幫助、毫無幫助。其中，各選項以百分制計分，非常有幫助的分值在90～100 之間，比較有幫助的分值在80～90 之間，毫無幫助的不計分，即0 分。從圖1 中可以看出，大多數學生希望應用光學課程采用線上線下混合式教學，這表明應用光學采用線上線下混合式教學被學生認可。但是，從調研結果可以看出，19.10%的學生認為線上線下混合式教學對應用光學課程的教學提升毫無幫助，這表明當前的線上線下混合式教學模式依然存在諸多問題，需要基于應用光學課程理論強且抽象的課程特點，進一步地提升線上線下混合式教學的質量。

圖1 應用光學課程采用線上線下混合式教學的意義

三、應用光學課程線上線下混合式教學模式利弊分析

教師的時間和知識儲備是有限的，然而，應用光學知識的海洋及學生的求知欲是無限的；應用光學的線上線下混合式教學可以很好地彌補傳統的線下教學的弊端，拓展應用光學知識體系，提升學生的自學能力與創新能力。一方面，線下教學可以充分地展現出學生和老師之間的互動，同時也可以有效地約束學生，起到及時督促的作用。在線下學習過程中，教師詳細講解應用光學艱澀難懂的知識點，與學生面對面互動，解決學生的問題與困難；同時，與學生建立良好的師生關系。線上教學學習過程中，可以滿足同學們對知識的拓展，自由探索新的發現，傾聽名家對同一個知識點的講解，開拓學生的創新思維。應用光學的線上教學轉變了傳統教學模式，豐富了教學內容，提高了信息化平臺利用能力，活躍了教學氛圍，新穎的教學模式能有效地激發學生的學習興趣。線上教學平臺擁有大量的教學資源，教師可以有更多資源來安排教學活動，可以把教材之外的知識引入到教學過程中，幫助學生從多角度、更直觀、更深入地理解知識，能有效地提高學生的學習興趣以及學習相關知識的積極性。學生也可以打破教學條件的束縛，隨時下載課件，在線測試，對于不理解的應用光學知識可以反復觀看教學視頻。同時，教師與學生可以隨時在線上答疑解惑，不受時間與空間的限制。然而，線上線下混合式教學也存在諸多不足，線上學習需要學生有較強的自律能力。網絡世界豐富多彩，對學生具有很強的吸引力。很多學生容易分散注意力，降低學習效率。甚至忽視線上課堂而開始自己的網絡娛樂活動。沒有了空間的約束，教師無法監督學生的學習狀態，自覺性較差的學生可能會進行其他與學習無關的事情，線上課堂就無法發揮教學作用。同時，線上教學減少了師生之間面對面的交流，減少了師生之間的情感共鳴。

四、應用光學課程線上平臺的選擇

針對目前線上平臺眾多的情況，教師和學生出現對教學平臺選擇困難的問題，本節調研了現階段筆者所教授的應用光學班級學生和筆者所在學院教師對各平臺的喜愛程度以及各平臺功能的優缺點，為后續深入開展應用光學線上線下混合式教學中線上平臺的選擇提供依據。

（一）線上教學平臺的選擇

線上教學平臺是線上教學的載體，目前常見的線上教學平臺有中國大學慕課、雨課堂、騰訊課堂、智慧樹、高校自建平臺等，每個線上教學平臺都有各自的優勢，也存在固有的弊端。教師可利用線上教學平臺進行簽到，可更方便省時地了解簽到情況。教師還可將課前所準備好的教學資源運用到課堂上，并在課堂上使用有關的線上教學平臺進行授課。如教師可播放有關的教學音頻以及視頻內容，使課程變得生動有趣且更容易理解，并開啟討論墻，讓有疑問的同學可以通過討論墻向同學和老師提出疑問，老師可以對此及時做出解答，使課堂不再枯燥、難懂。對于一些十分抽象的概念，老師可以在網絡教學平臺輔助下，用輕快、有趣又具體的視頻以及圖片使內容變得具體化，增加同學們對這個課程的興趣，所以一個好的網絡教學平臺對于課程的質量十分關鍵。圖2 給出了目前常見的線上教學平臺的師生喜愛度的問卷調查結果，從調查結果可知，中國大學慕課（MOOC）和騰訊課堂是老師和學生最喜愛的線上教學平臺，分別占總問卷人數的33.66%和38.05%，其次是雨課堂，占總問卷調查的13.66%。而學校自建教學平臺受學生和老師歡迎度較低，這主要是因為學校自建資源有限，而且僅僅校園網才可以使用。同時，學校的線上教學技術手段相較于成熟的網絡大公司落后許多，學校網絡平臺能使用的功能也較少。因此，學校自建的教學平臺受學生歡迎程度和使用率均較低。中國大學生慕課相比于雨課堂、QQ 直播等網絡教學平臺的優勢體現在平臺里面有大量的優質教學視頻并可以隨時隨地觀看；騰訊課堂的優勢在于它的網絡非常穩定，不會因為人多而出現信號質量差的情況。

圖2 師生最喜歡的線上教學平臺

（二）線上教學平臺功能使用調研

圖3 為師生對中國大學慕課相關功能使用情況的問卷調查，從調查結果可以看出：學生更傾向于視頻播放這種形式的自主學習。視頻播放這種方式可以隨時觀看自己想看的部分，并且可以重復多次觀看以加強鞏固知識點，而受調查者參與課堂討論、作業互評這種互動式學習的意向并不是很高，這主要是使用線上教學平臺上課約束力不夠導致。

圖3 慕課線上教學平臺功能喜歡度調查

圖4 給出了雨課堂線上教學平臺的功能使用情況問卷調查，由此可以看出，雨課堂各方面的功能學生都是比較喜歡的，其中雨課堂推送課件的功能受到較多學生的喜愛，其次，學生們也較喜歡彈幕這種新穎的課堂互動方式。實施混合式教學時，可以考慮充分使用雨課堂推送課件和彈幕互動的功能，既能保證學生可以接收到課件的信息，又能夠以彈幕的形式進行課堂實時互動，能營造一個較好的課堂教學氛圍。同時，由圖中的數據也可以看出，學生們更喜歡能在自己學習過程中起到幫助的功能。實施混合式教學時，可以綜合考慮各個教學平臺的功能，使用能幫助到學生可以更好進行課堂學習的平臺。

圖4 雨課堂線上教學平臺功能喜歡度調查

五、結束語

線上線下混合式教學這種新的教學模式也在飛速發展，單一的線下教學方式不能滿足教師學生的需求，而線上教學方式在應用的過程中，弊端也隨之顯現出來。開展應用光學線上線下混合式教學對提高教學質量是十分有幫助的，但是目前線上線下混合式教學依舊存在諸多問題，例如線上上課缺少互動、上課約束力較小、知識講解不透徹等需要進一步的完善。同時，MOOC、騰訊課堂、雨課堂成為目前線上教學主流平臺，這三大平臺的最大優勢分別為視頻資源豐富、線上視頻授課網絡穩定、PPT 推送功能。進行線上線下授課時，可以根據課程性質及內容，選擇這三大平臺之一或者混合使用，教學效果更佳。