线上线下(O2O)互动式教学法在过程流体机械课程教学中的应用研究

李 强 王振波 刘兆增 王 君 王增丽

中国石油大学(华东)化学工程学院 山东青岛 266580

2012年，教育部颁布的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》明确提出了高等教育信息化的核心任务：“推进信息技术与高等教育的深度融合，创新人才培养模式。”[1,2]2015年，李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”行动计划，促进互联网与传统行业的有效融合。2017年教育部启动“新工科”发展研究计划，要求全面深化高等工程教育改革，加快建设新工科，主动面向未来，适应新经济发展需要。近年来，与现代技术结合的O2O(Offline To Online)教学方法引起教育界广泛关注[3-5]。

O2O是指将线下的商务机会与互联网结合，让互联网成为线下交易平台的电子商业模式，这个概念最早起源于美国。MOOC，SPOC等线上教学模式给传统的课堂授课模式带来了巨大的挑战，但单纯的线上模式由于缺乏教师与学生之间的交流互动，并不能完全取代课堂教育。因此，将商业领域的O2O模式引入教学，做“线上”和“线下”教学模式的整合成为当前教育改革的方向[6-8]。

在O2O的教学模式下，以互联网的云教育平台为载体，学生在教师设计的线上线下教学活动的持续监督下，以问题为导向，不断地挖掘、分析、组织、分享教学资源，在此过程中完成课程设定的教学目标。而过程流体机械课程是过程装备与控制工程、油气储运工程、建筑环境与能源应用工程、能源与动力工程等专业的主干专业课和重要的专业基础课程，是一门实践性很强的课程，借助于O2O的教学模式对现有课程资源进行重新设计和建设，实现在线课程和课堂教学的融合，增加知识深度，使学生能学以致用，提高学生的自主学习能力、意识，提高学习转化率[9-13]。

1 传统课堂教学现状

过程流体机械课程主要讲述在石油化工生产过程中发挥重要作用的能量传递机械装备——流体机械，课程内容属于专业课程教学体系，课程特点为应用基础理论知识，重视工程实践环节，结合学科专业发展和现代工业技术掌握。该课程理论难度不大，但工程实践性强，强调综合分析能力。课程授课面向口径宽、授课学时少，学生在有限的学时听课过程中可以听懂多数的知识点，但是感觉比较散乱，难以将各个知识点融会贯通，缺乏分析、解决复杂工程问题的能力。在传统的课堂教育中，教师采用的基本教学方法和手段主要以教师讲授为主，而这种“以教师为中心”的教学模式不能有效激发学生的学习兴趣，既不能保证教学质量，又不利于培养学生理论联系实际的能力。传统的课堂教学模式未能与现代信息技术同步发展，教学内容以叙述性、文字描述性的书本知识为主，不能很好地反映专业学科发展前沿，没有充分利用现代信息技术。因此，改变传统的书本知识传授的教学模式，从激发学生的学习兴趣出发，与现代技术相结合使学生在有限的教学时间内掌握知识的能力提高并更容易接受教学内容，提高学生学习兴趣，加深理解，提高教学质量，迫在眉睫。

2 O2O教学体系设计

基于O2O教学理念的过程流体机械课程按照大纲要求，利用视频录制、动画制作、三维建模等多种现代技术手段，对现有的课程内容进行重新组织，对教学资源进行重新整合，对授课方式进行重新架构，实现启发式、探讨式、讨论式、参与式、课程案例、项目教学协同模式的教学体系的构建。

2.1 线下教学内容设计

传统课堂教学内容的组织形式以章节为单位，如过程流体机械课程授课章节主要包括离心泵、离心压缩机、往复活塞式压缩机等，而授课过程按照各章节的逻辑顺序进行，学生也是按照这个思路被“灌输式”学习的，大大限制了教师的“教”和学生“学”的积极性。为了调动教和学的主动性，需将整个课堂的教学内容重新组织，在保证知识完整性和连贯性的前提下，打破章节的束缚，以案例、问题等作为授课导向，对课程内容重组，转变成适合线上教学的模块化结构，如每个模块旨在解决一个工程问题或一个理论问题，其内容设计须符合“RISC”原则，即内容高度聚合，并且能够在规定时间范围内讲清楚；同时，属于同一内容范围的模块有明确的层级关系，不同内容范围的模块之间有清晰的逻辑关系。

2.2 线上教学资源整合

在模块化教学内容框架的基础上，以“石大云课堂”为载体(如图1所示)，整合现有的教学资源，实现多种教学素材的有机融合，为了提高线上资源的可看性，其内容不局限于教材上的知识，还需搜集大量的最新科技进展、生产实践中的工程案例以及名家传记等，以文字、动画、视频、音频等形式呈现在资源库中(见表1)。

图1 石大云课堂网络资源建设平台

表1 过程流体机械课程网上资源构成

2.3 基于O2O的教学活动设计

教学活动是课程与教学的基础，是线上与线下教学的关键一环。基于O2O的教学设计不能再和传统的课堂教学设计一样，而需要进行翻转，具体哪些需要翻转、哪些需要保留，则需要以线上教学活动为基础，对线下课堂的教学内容、教学重点和难点、教学方法等进行重新设计。一般来说，线上教学包括在线微课程、线上测验、线上讨论、其他线上活动等形式；线下教学则包括课堂教学、实践教学、线下讨论、其他线下的交流活动等，对应的概念模型如图2所示。通过教学设计的翻转，可以将线下课堂的宝贵时间用于难点和重点的讲解、知识点的具体实践等，一方面能够督促学生线上的自主学习；另一方面也引导学生线下的主动思考及练习，更好地达到教学目标。

图2 O2O教学活动设计模型

微视频的录制是O2O教学模式的重中之重，一个好的微视频可以激发学生的学习兴趣，让学生不知不觉中学会一个知识点。录制的微视频时长在6～10分钟为宜，视频文件占用空间不宜过大，便于在电子移动设备上播放学习。教师可以根据教学需求、教学进程等管理、推送和发布微课教学视频，而且还可以借助目前受众面非常广的微信和QQ公众平台适时地将微课发布，师生之间利用智能手机可以随时随地学习，实现一对一的互动教学和实时视频、语音沟通。

2.4 O2O混合考核方式的构建

传统的“一次性考核”的终结性评价使得学生平时上课不积极参与，考试前临时抱佛脚，对知识点理解不够，不能很好地学以致用。基于O2O教学方法，对教师的“教”和学生的“学”的效果评价应当在遵循“OBE”原则的基础上，选择能够反映学习产出的方式。应从实践能力(拆装实践、线上模拟实验等)、理论联系实际能力(工程案例分析)、线下交流及讨论、线上测验、学生间互评等环节的考核分数，结合笔试成绩，分配不同权重作为最终的考核成绩。例如为了考查线上的学习效果，设置了线上基础练习和进阶练习两部分，基础练习在微课中能找到答案，而进阶练习需要在理解微课内容后才可以做出来，为了更好地监督线上学习效果，将微练习做成在线测试的形式。

通过这种多方位的手段和分阶段的过程考核方式提高了课程的教学效果，更有助于提升学生的全面素质和能力。

3 结语

O2O互动式教学方法改变了传统课堂的“以教师为中心”“灌输式”的教学模式，有利于学生自主学习。利用O2O教学方法对过程流体机械课程进行改革过程中，基于“RISC”原则对课程内容进行整合，模块化设计教学内容；多方位收集课程资料，以文字、动画、视频、音频等形式呈现于线上教学；通过线上微视频、线下讨论的形式实现线上线下教学的相互融合；改革传统考试方式，采用混合考核方式对线上线下学习过程进行全方位监控与考核。

因此，以“石大云课堂”为载体，充分利用信息技术的优势，进行过程流体机械课程线上线下教学模式的探索，将课程提升至思辨、互动与实践的新高度，不断提升课程教学质量。