基于网络在线学习与智能测评系统的混合式教学模式

李博洋，韩淑洁，张晓荣

(1.青岛远洋船员职业学院，山东 青岛　266071；2.中远集团研发/技术中心，北京　100031)



基于网络在线学习与智能测评系统的混合式教学模式

李博洋1,2，韩淑洁1，张晓荣1

(1.青岛远洋船员职业学院，山东 青岛266071；2.中远集团研发/技术中心，北京100031)

摘要：针对航海高职院校学生基础弱、学习主动性差、缺乏学习兴趣等原因导致的教学效果不理想的困境，对传统教学方法进行改革，以“轮机工程基础”课程为例探索采用基于网络在线学习和智能测评系统的混合式教学模式。介绍网络在线学习与智能训练系统的开发与设计，通过该系统实现课前翻转，并采用四个互动教学活动和一个现场实训活动突破难点、掌握重点，最后采用智能测评系统形成过程性评价。

关键词：航海职业院校；轮机工程技术；混合式教学；网络在线学习；智能测评系统；翻转课堂；信息化教学

一、引言

据调查，航海类职业院校的学生普遍存在学习基础薄弱、学习主动性不强、对学校和老师的教育接受性差等问题。[1-2]以青岛远洋职业学院为例，近年来，该院生源质量明显下降，学生入学分数年年走低，此外，轮机工程技术专业本为工科专业，但每年生源中还招收部分文科生，因此，大多数学生理科基础差、底子薄；学生学习积极性不高，课堂注意力不集中；少部分家庭条件优越的学生毕业不打算选择上船工作，因此学习缺少目标。上述因素均导致课程教学效果不理想，毕业生素质达不到航运公司要求，就业率有明显走低的趋势。

2012年，《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》中指出，要切实抓好推进职业教育信息化工作，广泛、深入和有效地应用信息技术，不断提升职业教育能力、数字校园水平和人才信息素养，以信息化促进职业教育现代化，提高教育质量。开展混合式教学模式，使信息技术和传统的课程教学优化整合，将现代数字信息化教学的优点与传统课程教学的优势完美深入地融合，突破了教学的时间与空间的区域限制，使教学方法呈现多样化，教学方式更为合理，教学理念更加先进。为学生量身定制混合式的学习环境，使学生能够发挥主观能动性，充分调动学生的积极性，刺激学生的感官世界，以此来激发学生更强的学习兴趣和更大的潜能，让学生自主地选择真正适合自己的学习方式，提高课堂学习效率，从而进一步提高人才培养质量。[3-4]笔者以混合式教学理论为指导，结合翻转课堂教学方式，在“轮机工程基础”课程中进行了探索和实践，切实提高了学生的参与度和学习积极性，取得了良好的教学效果。

二、网络在线学习与智能训练系统开发

为开展混合式教学，开发了“轮机工程基础”网络在线学习与智能训练系统，该系统包括以下6个模块：知识点串讲、章节测评训练、单学科考试训练、主机基础综合训练、辅机基础综合训练、轮机基础综合训练。[4-5]

知识点串讲模块见图1。为实现翻转课堂提供学习资料，将各个知识点通过图片、动画、视频、文字进行介绍，将难点做成微课，学生在上课之前可以利用此模块反复观看学习知识点。

图1　知识点串讲界面

章节测评训练主要是针对每个知识点的一个测试题，用于检测学生课前自主学习的情况。教师可以根据课堂教学的需要，自由选择出题个数、每题分值、测试时间以及每个知识点所占的分值比例。教师出题界面如图2所示。

图2　教师出题界面

学生可以针对老师的出题自主地进行课前答题训练，并可以利用“查答案”按钮对答案进行查询。学习的答题界面如图3所示，同时利用“考点解析”按钮可以查看本题所考知识点的解析，做完测试题后可以点击“提交”按钮，系统会给出此次测试的成绩分析报告，以便后期学习效果跟踪。

图3　学生答题界面

主机基础综合训练、辅机基础综合训练和轮机基础综合训练3个模块主要用于国家海事局考证考试之前的自主复习和模拟训练。

三、通过网络在线学习与智能测评系统实现课前翻转

现以“机构与机械传动”中的一节课“四杆机构的运动特性”为例阐述混合式教学设计和实施过程。基于翻转课堂理念的[6]混合式教学设计课前翻转流程如图4所示。课前让学生通过“网络在线学习与测评系统”观看微课“四杆机构运动之美”，让学生对所学知识点有一些初步的了解和把握。然后，通过做系统中的测评题可了解学生对知识的掌握情况，学生学习过程中遇到的问题可随时通过班级微信群提问，老师第一时间给予解答。

图4　混合式教学设计课前翻转流程

根据测评题的成绩分析和微信群中的问题情况，[7]分析学情为：学生已经掌握了四杆机构的特点、基本类型、演化形式以及它们在工程和生活中的应用实例，了解了压力角与传动角的概念；但是对于物体的运动特性、传力特性和压力角与传动角的计算分析能力不足。基本掌握了急回特性和死点的定义；但对于急回特性和死点存在的本质原因比较迷惑，不会判断常见四杆机构的类型是否具有急回特性和死点。

因此，本节课的重点为急回特性判定方法、死点的判定方法以及死点利用和克服，本节课的难点为急回特性和死点存在的原因分析。

根据上述分析，制订课堂教学实施计划分为四个教学环节(见图5)。

第一环节，探索奥秘：主要探索四杆机构存在急回特性和死点的本质原因，找到判断方法，掌握常见四杆机构存在急回特性和死点的情况，是这节课的主要教学实施过程。

第二环节，记忆力大考验：利用翻翻看游戏，总结本节课的主要知识点。

第三环节，超级大比拼：利用“网络在线学习与智能训练系统”进行在线测试、系统自动评分，并与正确答案对比，形成过程性评价。

第四环节，千里眼：对下节课的任务进行发布和指导。

图5　混合式教学设计课堂实施流程

四、通过网络在线学习与测评系统实现课堂互动

课堂互动是课程教学主要实施过程，通过“网络在线学习与智能训练系统”以及4个互动教学活动和一个现场实训活动突破难点、掌握重点。

1.互动教学活动Ⅰ：揭秘急回特性存在的原因(难点1)

这是本节课的第一个难点。将问题分解为5个步骤，让学生通过操作“网络在线学习与智能训练系统”中的交互式动画(见图6)，解决任务页上的问题，由浅入深，一步步找到急回特性存在的本质原因——极位夹角不等于0。

图6　揭秘急回特性存在原因交互界面

2.互动教学活动Ⅱ：常见四杆机构类型中急回特性的存在情况(重点1)

这是本节课的第一个重点。通过“网络在线学习与智能训练系统”上常见四杆机构的3D仿真交互式动画，交互式进行操作，让学生利用活动Ⅰ中得到的结论反复练习操作，得出常见四杆机构的类型中哪些存在急回特性，同时掌握判断四杆机构是否存在急回特性的方法这一难点问题。

3.互动教学活动Ⅲ：揭秘死点存在的原因(难点2)

这是本课程的第二个教学难点。将问题分解为三个步骤，让学生通过操作“网络在线学习与智能训练系统”中的交互式动画，完成任务页上的问题(见图7)，由浅入深，一步步找到死点位置的条件——连杆和从动件在一条直线上。

图7　揭秘死点存在原因交互界面

4.互动教学活动Ⅳ：常见四杆机构类型中急回特性的存在情况(重点2)

这是本课程的第二个教学重点。通过“网络在线学习与智能训练系统”中的交互式动画，逐步进行操作，让学生利用活动Ⅲ中得到的结论反复练习操作，从而掌握判断四杆机构是否存在死点的方法。通过“网络在线学习与智能训练系统”上的各种不同类型四杆机构的交互式动画的操作，得出常见四杆机构中分别以曲柄、摇杆和滑块为主动件时死点的存在情况。

5.实训现场教学活动

教师讲解死点在实际工程中的应用，首先利用三维动画讲解死点在实际工程中的运用，以及克服和利用死点的方法。

在实训室通过柴油机的实际运转分析以滑块为主动件的曲柄滑块机构的运动性质；通过盘车来分析以曲柄为主动件曲柄滑块机构的性质。让学生运用所学知识分析专业实际问题，通过实物感性的认识与实践，巩固所学知识，同时又提高动手操作能力，真正实现了教学做一体化。

五、通过网络在线学习与测评系统实现过程性评价

教师通过“网络在线学习与测评系统”完成测试，并提交试卷，得到成绩分析报告(见图8)。成绩分析报告可以分析包括姓名、学号、总分、标准答案和所选择答案、本知识点题目总数、答对题目数量、答题所用时间等信息。可以利用“返回测试题”按钮对做错的题目返回测试题进行学习，形成定量评价。“返回课程首页”按钮可以返回课程选择界面，测试成绩会在服务器中数据库记录，作为课程过程性评价的依据。

图8　成绩分析报告界面

六、总结与反思

本文以“轮机工程基础”课程为例，通过网络在线学习与智能测评系统的使用，实现了翻转课堂和混合式教学，使课堂师生的互动得以实现，可以实现在线测评，可以对学生的答案立刻给予反馈，提高了学生的学习兴趣和参与度，充分发挥了学生的动手能力和探索精神，真正体现了课堂上学生的主体地位，实现教学做一体化，使得“学生为主体，教师为主导”的翻转课堂的教学模式得以实现。因此，本混合式教学模式对于提高航海类的课程教学效果有很大的帮助，值得继续探索和研究。

参考文献:

[1]李可顺.当前我国船员教育与培训存在的问题与建议[J].航海教育研究，2013(4): 18-20．

[2]郭冠平,张小宁.生态视域下的混合式学习模型构建[J].现代教育技术, 2013 (5):42-46.

[3]敖谦,刘华,贾善德.混合学习下“案例—任务”驱动教学模式研究[J].现代教育技术,2011(4):42-47.

[4]陈丽.远程教育学基础[M].北京:高等教育出版社, 2004.

[5]王庆延.多媒体技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2004.

[6]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013(1):58-64.

[7]王春晖，刘志国.基于MOOC平台的混合式教学模式探索[J].内蒙古师范大学学报，2015(7):144-147.

中图分类号：U676.2

文献标识码：A

文章编号：1006-8724(2016)01-0047-04

作者简介：李博洋(1974-)，男，副教授，大管轮，主要从事船舶节能减排教学与研究。

基金项目：全国交通运输职业教育教学指导委员会2015年交通运输职业教育科研项目(SQ20150001)；中国远洋运输(集团)总公司应用研究计划项目(2015-1-H-010)

收稿日期：2015-11-02