線上線下混合式教學在工科課程中的應用
——以“機械制造技術基礎”課程為例

班子軒，徐衛平，吳 荻

（貴州師范大學機械與電氣工程學院，貴州 貴陽 550025）

0 引言

“教育信息化十三五規劃”提出要推動在線教育與傳統教育深度融合，推進在線教育平臺和應用建設[1]。“教育信息化2.0 行動計劃”強調要發揮在線教育在高等教育中的重要作用，推動教育信息化與教育教學改革的深度融合[2]。在當今數字化和信息化時代，越來越多的高校開始探索采用新的教學模式，如在線教育、混合式教育等，以適應新時代的教學需求和學生多樣化的學習方式。文章在線上線下混合式教學模式背景下，以“機械制造技術基礎”課程為例，推出符合當代信息技術發展背景下工科專業人才培養要求的“線上線下混合式教學”。

1 線上線下混合式教學的內涵與意義

1.1 線上線下混合式教學的內涵

線上線下混合式教學，也被稱為“混合式學習”“半虛擬教學”或“混合式教育”，是一種將傳統面對面教學與在線教育相結合的教學模式。具體來說，線上線下混合式教學是指在課程中同時運用線上和線下兩種不同的教學方式[3]。首先，線上教學并非是基于學習通、MOOC 或SPOC 的混合式教學，也并非是作為傳統教學的補充，它與傳統教學有著同等地位，相輔相成。其次，線上與線下教學分工明確，各自有具體的且不同的教學任務與教學目標，在不同時空與場地進行教學活動[4]。最后，線上與線下教學兩者應是深度相通的，它們之間并非是“上一堂課”與“下一堂課”的關系[5]。這種教學模式融合了線上和線下的優勢，同時帶來更豐富的學習體驗和更高效的學習成果。

1.2 線上線下混合式教學的意義

一是提高教學效果：線上線下混合式教學能夠提供更加多元化的學習資源和教學方式，可以有效提高學習效果和學生學習動力。二是提高教學效率：線上線下混合式教學可以大大減少學生在課堂上的聽講時間，提高教學效率[6]。三是滿足學生個性化需求：學生可以自由選擇在線學習的時間和地點，協調學習和生活的平衡。四是提高學生的信息素養：通過線上學習和在線互動，學生可以提高自己的信息素養和信息獲取能力，更好地適應信息時代的學習和生活方式。五是促進教學創新：線上線下混合式教學可以提供更多的教學工具和技術支持，促進教學創新和教師的教學水平的提高。總之，線上線下混合式教學通過優化教學方式和教學資源的利用，能夠更好地適應學生個性化需求和信息化時代的學習方式，同時也能夠提高教學效果和效率，是一種具有廣泛應用前景的教學模式。

2 線上線下混合式教學的現狀分析

針對小范圍學生群體進行調研，以學生為中心，了解線上線下混合式學習的學習成效、學生接受度等，旨在為完善線上線下混合式教學構建提供實質性建議。

2.1 數據收集

采用問卷調查法，使用“問卷星”app 自編問卷，對進行線上線下混合式教學的大學生進行問卷調查，題目設計主要圍繞大學生對線上線下混合式教學的接受情況、學習積極性等方面，了解高校線上線下混合式教學模式的教學現狀。

共回收109 份有效調查問卷，其中根據學生對教學模式喜好度、學習情況、教學模式評價3 個維度的整體答題結論計算克隆巴赫信度系數（Cronbachα系數值）為0.732，證明問卷結果可靠。

2.2 調查結果與分析

圖1 顯示了受訪者對不同學習模式的喜好程度。其中46.79%的受訪者喜歡線下面授課堂教學模式，41.28%的受訪者喜歡線上線下混合式教學模式，11.93%的受訪者喜歡線上混合式教學模式，這表明線上線下混合式學習目前還未被大學生“全面”接受，需進一步改善其教學方式，最大化發揮混合式教學的優勢，提高學生學習積極性和學習效果[7]。

圖2 顯示了大學生線上線下混合式學習能否激發自身學習積極性與主動性的學習情況。結果顯示，近90%的受訪者能適應線上線下混合式學習，并且能夠激發其自身學習的積極性與學習主動性。這表明了高校在保證“防控”的前提下，線上線下混合式教學取得了一定的效果。另外數據也反映出學生超過半數的學生認為混合式學習的自主性不夠，由此使學生不夠積極，出現學習懶惰的現狀。

圖2 線上線下混合式教學激發學生學習積極性與主動性的學習情況

3 線上線下混合式教學的模式構建

教學模式的構建需要綜合考慮教學目標、課程內容、教學方式以及教學現狀和學習者的特點等因素。通過前文研究調查了解到：（1）學生對線上線下混合式教學還未能“全面”接受，讓學生從傳統課堂轉換到混合式課堂需要逐步引導和支持，同時也需要鼓勵學生積極參與和互動。在教學模式構建中通過課前、課中與課后不同任務設置“從易到難”逐漸增加學習任務難度來引導學生逐步適應。（2）線上線下混合式教學模式難以激發學生學習的積極性與主動性，因此在課中與課后環節設計互動性高的學習任務和活動，在線上教學可以設置一些小組討論、在線協作、互動游戲等活動，讓學生積極參與，提高學習興趣。

3.1 教學目標

工程類專業教學目標旨在培養具有扎實的基礎理論和廣泛的工程實踐能力的工程師，工程能力是教學設計培養的核心要義。工程能力一般包括：技術能力、創新能力、團隊協作能力、溝通協調能力、工程素養等五個方面，在教學中不僅要關注學生理論知識和實踐訓練還要關注學生的職業認同感、職業價值觀以及人際交往，加強學生緘默知識和職業素養提升。另外在工程領域，為了適應不斷變化的技術和市場需求，工程能力培養目標也需要與“21 世紀5C 素養核心模型”相結合。21 世紀5C 素養核心模型是北京師范大學創新研究院與美國21 世紀技能聯盟（Partnership for 21st Century Skills）開展合作，在“4C”模型的基礎上新增文化理解與傳承素養進一步擴展形成5C框架，旨在提高學生在全球化和數字化時代所需的綜合能力和素養[9]。該模型被廣泛應用于全球各地的教育系統中，以幫助學生獲得21 世紀的核心競爭力。21世紀5C 素養核心模型是指創新思維、溝通協作、信息素養、學習能力和社會責任感，這些核心素養被認為是現代社會和工作中必不可少的，因此在高校教育中重點培養這些能力對于學生的未來發展非常重要。工程能力與21 世紀核心素養模型相結合共同實現育人目標，如圖3 所示。

圖3 教學目標

3.2 線上線下混合式教學的模式

線上線下混合式教學是在厘清其教學模式的本質與分析了現狀背景問題，明確了教學目標的基礎上構建的，從課前、課中與課后三方面著手設計不同的教學任務，線上教學與線下教學獨立分工且相互融合如圖4 所示。

圖4 線上線下混合式教學模式

首先，將教學任務分為基礎理論與實踐綜合兩部分。線上課程由學校教師主導，學校教師相對于企業教師擁有豐富的教學經驗和知識底蘊，學校教師與企業教師協同設計教學，構建貼近實際的工程情境，并引導學生在此情境下進行理論教學。企業教師主要負責線下教學，憑借其熟練的工程實踐經驗，在線下實訓課程中構建真實性與典型性的教學環境，使學生在兼具實際性與創新性的教學情境中學習。注重培養學生的實用性和創新性思維，讓學生能夠將所學的知識和技能應用到實際工程項目中，從而提高他們的工程能力和創新能力。

其次，重點章節部分將線上線下教學模式的結合，學校教師與企業教師協同備課，確保線上與線下教學目標契合。在教學設計中需要準備相關的教學資源，包括在線教材、線下實驗室、教學視頻等，確保教學資源的互通性和兼容性。授課法可引入翻轉課堂、雙師課堂與虛擬實訓平臺等多種教學方式，企業教師在線下授課時引導學生學習理解相關知識，學校教師在線上進行深入討論和互動，進一步提高學生的思考能力和參與度。同時，可以采用案例分析、小組討論、實踐操作等方式，實現“理實一體”教學，共同促進教學成效，達成教學目標。

最后，教學評價也是重要的一環。除了傳統的考試外，可以引入項目作業、論文寫作、小組展示等多種形式的評價方式。在評價中，可以更多地關注學生的思考能力、創新意識和實踐能力，提高學生的工程素養。

4 線上線下混合式教學的應用與實踐

以“機械制造技術基礎”為例，將教學目標、任務模塊應用到該課程的教學設計中開展實踐研究。在課程設計中，以學生為中心，最大限度地保證學生的參與性，形成師與生的對話及企與生的對話[10]。

4.1 線上教學

線上教學相比傳統教學更加注重技術手段和教學設計的精細化，教師需要合理選擇和應用信息技術設計線上教學方案。在專業課堂進行情境創設，使學生了解到所學的專業知識如何服務于社會，從而激發社會責任感。設計任務模塊，提高學生的學習效率和學習成果，促進教師反饋和教學評估工作的展開。

4.1.1 教學設計

在“機械制造技術基礎”中針對不同章節設計教案，簡單理論章節主要通過“微課堂”形式讓學生在線上完成課程學習，如第一章緒論及第二章金屬切削及機床基礎知識等章節，在課堂上引入多媒體信息技術的知識普及，合理優化線上教學內容，加強學生的網路信息技術能力培養，幫助學生奠定理論基石，擴寬工程技能的知識儲備。

4.1.2 情境創設

在硬件設施及智能軟件允許條件下，開展線上虛擬實訓平臺為學生提供真實的工程教學情境，引導學生在此情境下進行學習。鼓勵互聯網公司與高校交流合作，在軟件開發上實現線上教學與虛擬實訓平臺合二為一的最大化功能集成，避免在教學過程中多軟件切換的復雜操作。通過不斷完善課程改革與優化硬軟件設備，提高在線教學質量與加強學生學習深度，打破時空界限，保證學生學習的持續性。

4.1.3 任務模塊

將課程任務模塊，可以更好地組織和安排學習。學生可以更容易地了解學習的進度和學習的重點。學生以小組的形式完成任務模塊作業，在線上教學與虛擬實訓平臺逐步完成課中與課后設置的學習任務，減少學習壓力，提高學習效率。

4.1.4 總結評價

評估是學生進步和提升的重要一環，需要綜合考察工科生的知識掌握程度、解決問題能力、創新能力、團隊協作能力以及職業認同感等方面，以便更好地指導和幫助工科生實現能力進步和提高。

4.2 線上與線下混合教學

“機械制造設計基礎”課程教學模塊可分為“基礎理論”和“實踐綜合”，每個模塊根據“課前、課中、課后”逐步構建，根據章節難易程度進行具體實施。以“學生為中心”課前引導學生預習，課中環節線上與線下混合式教學相互推進，課后加強知識鞏固。最后建立有效教學評估機制幫助教師了解學生學習情況，從而針對性地進行教學改進，提高教學質量。

4.2.1 混合式教學設計

課前，學校老師在“學習通”等線上學習APP 提供實驗基本操作步驟及注意事項，以“教師為輔學生為主”為重點。課中，企業教師可以利用多元化教學方式如翻轉課堂、問題導向及情景式教學等引導學生學習，協同多媒體教學靈活授課，同時邀請工程師或行業專家開啟遠程視頻傳授給學生更加深入理論知識及零件介紹，多方位加深學生對知識的理解及對行業前沿的了解。課后，學生進行分組擴展延伸討論分析實驗結論，完成課后任務，對課上遺留問題進行再次梳理，促進學生的知識內化，培養學生的高級思維。

4.2.2 線上與線下教學資源互通

建立線上和線下教學資源之間的聯系和互通，將線上和線下的教學資源集中管理，建立統一的教學資源庫，包括教案、教材、習題、視頻、音頻等資源，以便學生在課前任務環節可以隨時隨地獲取所需的教學資源。企業教師和學校教師在教學過程中及時發現學生的共性問題與技術掌握不足之處，為線上與線下教學提供更多優化建議與有效信息。

4.2.3 學生參與共享

鼓勵學生在線上和線下互相交流、分享學習資源和學習經驗，提高學生的自主學習能力和團隊協作能力。

4.2.4 教學評估

建立教學評估機制，對教學資源的質量和有效性進行評估，以保證教學資源的質量和有效性。

5 線上線下混合式教學的效果

5.1 提高學習效率

線上教學可以讓學生在自己的時間和節奏下進行學習，而線下教學則可以通過面對面交流來彌補線上教學的不足。通過這種混合方式，學生可以更快地掌握知識和技能。

5.2 提高學生參與度

在線上教學中，學生可以更輕松地參與到課堂討論中，提出問題和觀點。在線下教學中，學生則可以更加直接地與老師和同學進行交流。這樣可以提高學生的參與度和興趣，激發學生的學習熱情。

5.3 優化教學資源

線上教學可以為學校節約課程安排和教學資源，例如教室、教學設備等。而線下教學則可以提供更加真實的實踐環境和教學資源，例如實驗室、工廠等。通過混合使用這些資源，可以優化教學效果。

5.4 提高學生的技術能力

在線上教學中，學生不僅需要通過網絡技術進行交流和學習，還要通過VR 虛擬實訓平臺進行實訓操作訓練，這可以提高學生的網絡技術能力，培養他們的自主學習能力和信息素養。

6 結語

過去疫情給教學帶來了諸多不便，但同時也成為教學之路上的“助跑者”，線上線下混合式教學模式提供多元化的教學方式，順應了時代要求，滿足了學生的需要，促進學生對知識的內化。在教學實踐中人的路徑存在著一定的偏差，但并非僅受限于外部條件，在制度與變革中，需要我們不斷去摸索適合自己的生存之道。找到創造的思路與方法，是融合在線與線下教學之必需。