“船舶電力推進”課程線上線下混合式教學研究

喬鳴忠 朱鵬 夏益輝 關清心

摘?要：“船舶電力推進”課程是船舶電氣工程專業的必修課程，為了提升教學質量，開展線上線下混合式教學改革，本文從教學內容拆分、線上線下教學實施進行深入研究，實踐表明混合式教學有助于培養學生自主學習習慣，開闊視野，提高課程的教學質量。

關鍵詞：船舶電力推進；線上線下混合式；教學實施

當前大學教育普遍采用傳統的線下“以教師為中心”的“填鴨式”教學模式，往往不能達到較好的教學效果，而若僅依靠單一的如MOOC和SPOC等在線教育模式，同樣也存在著教學模式單一、教學質量難以把控等問題。

隨著互聯網技術的快速發展，各行各業都進入了“互聯網+”的時代，高等教育也融入其中。2019年國家出臺了《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號）文件，文件指出：線上線下混合式一流課程主要指基于慕課、專屬在線課程（SPOC）或其他在線課程，運用適當的數字化教學工具，結合本校實際對校內課程進行改造，安排20%～50%的教學時間實施學生線上自主學習，與線下面授有機結合開展翻轉課堂、混合式教學，打造在線課程與本校課堂教學相融合的混合式“金課”［14］。

“船舶電力推進”課程作為我校的首批試點課程也開展了線上線下混合式教學改革，從近兩年的教學效果來看，學生的學習興趣愈發濃厚，課程教學質量明顯得到提升。

1?課程背景

“船舶電力推進”課程是船舶（電子）電氣工程專業必修課程，一般在第三學年開設，前導課程主要有“自動控制原理”“電機學”“電力電子技術”“電氣數字控制技術”等，該課程理論難度較大，前導課程都是電氣專業最難修的課程。這門課程要應用單片機（或數字信號處理器）控制變頻器（或逆變器）對交直流電機實施調速控制，是弱電控制強電的典型課程，內容涉及自動控制、電機、電力電子裝置、計算機控制等諸多理論，課程理論深奧，同時也具有較強的實踐性，課程施教的難度非常大，學生也普遍反映比較難學。

學好這門課程，一方面可以幫助學生打通各前導課程知識壁壘，將知識融會貫通，另一方面作為專業課，學生可以學習船舶電力推進系統的運行原理和控制技術等專業知識，了解電力推進系統裝（設）備構造及其性能。因此，該課程可以培養學生分析和解決裝備實際使用中問題的能力，對于奠定學生必要的工程技術素質和提升實踐能力具有重要意義［4］。

該課程共有40學時，教改后10學時為線上自主學習，30學時為線下課堂教學。教學內容如何拆分、線上自主學習和線下教學如何銜接、老師如何參與線上教學管理等一系列問題在改革之初一直困擾著我們。

2?教學內容拆分

線上側重認知類知識，線下側重技能類知識，這是教學內容拆分的原則。另外值得關注的是教學內容拆分不僅僅是把原先40學時的內容分成線上和線下兩部分，而是線上的10學時要拓展更多的內容，把當前國內外網絡優質資源（不僅限于MOOC課程）盡量多地吸收進來，開闊學生的視野，提高教學質量［58］。

在教改之前，課程團隊就建設了“船舶電力推進”課程配套MOOC課程，所有的知識點在MOOC課程都有體現。但是實施過程中依然會存在問題，“船舶電力推進”課程有些認知類的知識點深奧，僅通過MOOC的學習，學生很難理解，為此，課程組對課程內容進行了梳理，將認知類中的基礎知識和網絡優質信息資源留在線上，難點知識和應用案例調整至線下授課，具體內容見下表。

同時，對課程內容順序進行了調整。一是從邏輯角度重新編排教學內容。教學內容的主線是先講解船舶的綜合電力系統，讓學生了解綜合電力系統對電力推進分系統的要求，而后從螺旋槳的特性講起，為了滿足機—槳特性，推進電機及其控制性能得到了界定，因此，推進變頻器的工作特性和性能必須和“機—槳”匹配，最后再講解主推進裝置和側推裝置的結構和工作原理，內容環環相扣，邏輯清晰，逐步深入，易于學生掌握和理解。

二是從認知角度重構教學內容。突破教材章節限制，將關聯的內容結合講解，如講解螺旋槳反轉特性時，要插入推進電機機械特性；講解交流推進電機直接轉矩控制時，要插入變頻器SVPWM調制技術等，打破各章節的知識壁壘，學生才能將知識融會貫通。

學生在線上10學時的自主學習時間內，以老師推薦的內容為主，也可以學習其感興趣的內容，或者是通過網絡復習前導課程“電機學”“電力電子技術”等課程中晦澀難懂的內容。

實踐發現：學生不僅僅利用安排的10個學時上網學習，在業余時間也有不少同學在網上自主學習，線上授課資源的豐富性以及實踐性彌補了線下授課枯燥乏味的不足，線下授課的互動性又增強了學生與老師之間的交流，線上線下混合式教學可以培養學生自主學習的習慣［912］。

3?教學實施

線上線下混合式教學重在混合，線上作為線下不可分割的一部分，教學目標、教學內容、教學活動、教學評價是一體化的。那么，如何實現一體化的教學設計呢？

首先，要開展好線上線下混合式教學，前提是有優質的線上資源，也就是有優質的MOOC課程，課程組建設了“船舶電力推進”課程配套的MOOC課程，另一方面針對該課程的核心內容“交直流調速技術”，在國家MOOC平臺選擇多門相關課程，主要以國家級線上一流課程、省級線上一流課程以及虛擬仿真實驗教學一流課程為主。

教學實施圖

每次課堂教學采用“課前、課中、課后”三個階段，“設疑—目標牽引—新知預判—探究釋疑—仿真驗證—總結拓展”六個環節，組織實施（上圖）。課前：學生利用軍事職業教育平臺，針對本次課程需掌握的學習目標，開展線上MOOC課程和相關文獻資料自主學習，通過具體的學習目標和知識掌握程度，牽引學生自主學習，并通過MOOC課程測評學習情況，預判學生學情，優化教學內容。課中：采用啟發式、探究式等教學法，按照“設疑—目標牽引—新知預判—探究釋疑—仿真驗證—總結拓展”六個環節開展教學。以問題鏈為主線，對重要內容開展精講研討，對難點內容在線上自學的基礎上實施采用翻轉課堂等教學活動，重點引導探究釋疑環節的參與式學習，釋疑相關問題，并進行仿真驗證。同時，貫穿以能力測評為導向的形成性考核，激發全員參與學習，測評學習目標達成度。課后：利用軍事職業教育平臺，開展高階大作業的線上交流討論，為后續課程研討探究做好更充分的準備。

為了保證學生在線自主學習效果，還有兩個問題急需解決。

一是學生在線學習的自覺性如何保障？線上學習如果沒有教學的管理與服務，也會存在大量學生不認真學習，邊玩邊放MOOC視頻的現象。我們的解決辦法是，老師在課堂上通過Uclass平臺進行測試，學生在手機上現場答題，答錯題的同學要上臺解釋對該題的理解，老師現場講解，如果大家都掌握了，就可以進行后續的教學環節。

二是教師在線教學的參與如何保障，線上學習的時間一般比較隨機，答疑互動是不及時的。我們常用的方法是課程組5名老師在課程教學期間輪流在線上值守，每人每天一小時，進行線上的答疑和作業批閱，值守老師在線上教學的管理中承擔著重要的角色。

線下教學活動如何組織實施呢？線上線下混合式教學強調“線上與線下有機結合開展翻轉課堂、混合式教學”，線下的教學內容必須重新整合，并與線上內容相互呼應，體現線上與線下的“混合”。

線下教學我們采用“四結合”的教學模式，將“自學—講授—討論—實驗”四種教學形式有機地結合于一體，學生可以通過線上自主學習網絡、教材預習等模式進行，再根據課堂講授或翻轉課堂對重點知識內容進行把握，課下對課程知識點及相關問題組織討論，最后通過實驗進行驗證和總結分析，實現理論知識與實踐有效結合和緊密聯系。另外，為加深學員對原理知識的理解，開展了基礎性原理實驗與MATLAB仿真相結合，提升學生自主實踐能力。依托實驗室平臺及虛擬訓練課程，學生可以在線上或線下自主開展裝（設）備理論學習、操作訓練和考核。

實踐發現：相比較傳統的線下教學方法而言，90%以上的學生贊同線上線下混合式教學方法。這種方式為學生們提供了豐富的課程資源，并且隨著智能手機的普及應用，學生們可以打破時間和空間的限制，隨時隨地進行課程知識的學習、復習和鞏固以及與任課教師的交流和溝通。線上線下混合式教學能逐步培養學生自主學習的習慣，線下翻轉課堂質量明顯提升，學生的知識面明顯擴大［1315］。

4?小結

線上線下混合式教學重在混合，線上作為線下不可分割的一部分，教學目標、教學內容、教學活動、教學評價是一體化的。教學內容拆分不僅僅是把課程內容分成線上和線下兩部分，而是線上的教學要拓展更多的內容，把當前國內外網絡優質資源（不僅限于MOOC課程）盡量多地吸收進來，開闊學生的視野，提高教學質量。

線上線下混合式教學能逐步培養學生自主學習的習慣，線下翻轉課堂質量明顯提升，開闊了學生的知識面。

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基金項目：國家自然科學基金面上項目（51877212）

作者簡介：喬鳴忠（1971—?），男，漢族，江蘇蘇州人，博士，教授，主要從事船舶電力推進系統教學與研究；朱鵬（1984—?），男，漢族，湖北孝感人，博士，副教授，主要從事電力電子與電力傳動方向教學與科研；夏益輝（1987—?），男，漢族，河南商丘人，博士，副教授，主要從事電力電子與電力傳動方向教學與科研；關清心（1992—?），女，滿族，黑龍江哈爾濱人，博士，講師，主要從事電力電子與電力傳動方向教學與科研。