理实一体化课程应用混合教学模式的研究

陈 磊

（渤海船舶职业学院，辽宁 兴城 125105）

改革开放以来，我国经济进入了高速发展快车道。今天全球经济发生了巨大变化，中国正处在经济结构转型的关键时期，我们要从制造大国向制造强国转变，产业升级、技术更新，各行各业迫切需要大量高素质技能人才。

目前我国的职业教育还不能完全适应经济社会的高速发展，如何提高人才培养质量仍是亟待解决的问题。通过创新教学模式，创建理实一体化的教学环境，合理运用信息技术、方法和资源构建混合教学模式，可有效提高教学效率和人才培养质量。

一、理实一体化和混合教学模式的概念

理实一体化即理论实践一体化，这一教学方式能解决之前理论与实践相脱节的问题，教学环节较为紧凑。教师充分发挥自己的主导作用，制定教学目标和教学任务，掌控课堂节奏，建立全面的素质和技能培养框架，以教学质量的提升为目的，以课堂教学和实践教学相融合为手段[1]。实现教师边教、学生边学，教师边示范、学生边做，在设计教学环节过程中，打破以往的先理论后实践或先实践后理论的框框，交互进行理论和实践，交替展示抽象理论和直观客体，把培养学生专业技能和动手能力作为重点，充分调动学生的学习兴趣，激发学生的学习潜能。

混合教学模式是在融合多种教育思想、教学和学习理论指导下，使用丰富的教学资源和手段，融合线上教学和线下教学的优点，大力开发教学配套资源，依托成熟可靠的教学支撑平台，坚持以学生为主体、以教师为主导教学理念、以完成最优教学目标为目的的一种教学模式[2]。

二、创建理实一体化环境

创建理实一体化环境可利用虚拟仿真软件来模拟真实的实践技能环境，解决实践条件不足或实践环境难以实现等困难[3]，营造尽量真实的工作环境，让学生有身临其境的感受。建立软件仿真与演示结合实际设备操作、虚拟仿真为实践营造环境，动手实践为理论做检验证明的正向循环。理实一体化环境具有以下主要特征：

一是沉浸性。使用者进入理实一体化环境，使其感觉置身于一个真实的工作场景，自己是环境的一分子，自发地产生主动创造和改造环境的能动性。

二是客观性。指理实一体化环境中的物体会依据现实世界的物理性质、定律来产生对应的运动和变化。

三是交互性。指使用者对理实一体化环境中事物的可操作性以及从事物到环境对操作做出的反馈。

四是多重感知性。理实一体化环境尽力模拟一切人所具有的感知体验，包括视觉、听觉、触觉。

三、理实一体化应用混合教学模式设计

下面以信息系网络专业课程计算机网络基础与构建为例，进行理实一体化应用混合教学模式设计。本课程学生既要学习计算机网络的理论知识，也要掌握网络构建的操作技能。实践技能方面需要用到网络服务器、千兆交换机、大型机柜、路由器等多种网络设备（如图1 所示）。这些设备价格昂贵且占地面积大，很多职业院校限于财力不能大量采购，这就导致相关专业学生的实践教学需求不能得到充分满足，从而导致该课程的理论教学和实践教学脱节，课程教学质量下降。通过创建虚拟仿真实验环境可以解决实践教学条件不足的问题，在此基础上运用混合教学模式使理论和实践教学有机地结合在一起。

图1 网络实验设备

（一）建设虚拟仿真实验环境

我院（渤海船舶职业学院） 信息工程系针对计算机网络专业课程的实际需求，将RG-LIMP 实验室综合管理平台（如图2 所示） 引入实践教学。该平台包括实验室、教学、学生、实验、系统、排课六大管理功能，管理过程可通过网络浏览器实时操作。学生可以不受地点限制通过网络接入实验室综合管理平台开展实验，这既提高了教学的效率又满足了学生的实践教学需求。

图2 RG-LIMP 实验室综合管理平台

我院计算机网络专业现有的网络实验室可通过LIMP 实验室综合管理平台分成5 个实验岛，6 名学生可以使用1 个实验岛进行网络实验，这样网络设备不足的问题就得到了有效的解决。LIMP 实验平台具有良好的图形化设计界面，学生可以先在实验平台上设计好网络架构（如图3 所示），然后在实体网络设备上进行连接验证（如图4 所示）。实验平台可以实时保存并管理实验结果，接收实验报告和数据，教师可以通过平台在线批阅学生实验作业。该平台做到了实验设备、课程、结果、资料一体化的管理功能[4]。

图3 设计网络架构

图4 连接实体网络设备

通过虚拟仿真实验环境可有效地提升学生的实践动手能力和实验效率，教师不用花大量时间来准备实验过程，可以把更多的精力放在实践教学内容的设计上。

（二）混合教学模式流程设计

计算机网络基础与构建课程具有理论知识与实践技能并重的特点。对于该课程，我们依托虚拟仿真实验环境，建立如下设计模式：打造线上、线下双学习通道，线上主要提供给学生自主学习的通道，线下是课堂教学的通道；再通过虚拟仿真实验环境加强实践操作；按照教学流程划分为课前、课中、课后三个教学环节。设计模式流程如下。

1．课前环节设计

课前环节主要采用在线学习的方式，教师将课程的学习资料、导学路径、知识点微课等资源事先放在学院的在线教育平台上，学生根据教师发布的预习通知，自主预习课程内容，将自己的所学、所思、所惑做成预习报告在线提交。教师分析预习报告中典型突出的问题，有针对性地进行课堂教学设计。课前环节设计流程如表1 所示。

表1 课前环节设计流程表

2．课中环节设计

课中环节主要采用线下课堂教学方式，教师根据课前环节中学生的预习报告所反映的问题，设计并调整教学案例。根据虚拟仿真实验环境，构建理实一体化的实验项目。课中环节将学生分组，采用竞赛对抗的形式，激发学生争胜心理，增加学习的趣味性。课中环节设计流程如表2 所示。

表2 课中环节设计流程表

3．课后环节设计

课后环节主要采用在线学习的方式。教师利用在线教育平台布置课后作业，学生在平台上完成作业并进行下一堂课的预习，从而实现一个学习过程的良性循环。在线教育平台的课程讨论区用于回答学生的问题，为学生自主学习提供辅助；课后拓展任务可以给有精力的学生起到一个拔高的作用。课后环节设计流程如表3 所示。

表3 课后环节设计流程表

4．学习单元划分

本课程基于工作过程的原则，以工作任务为参照点设置课程，知识和技能被看作完成工作任务所需要的条件，在完成工作任务的过程中引导学生去建构自己的知识、技能体系[5]，以此来进行学习单元的划分如表4 所示。

表4 学习单元划分表

5．学生学情分析

进行学情分析，目的是要了解学生的学习准备和学习风格，以便为后续的教学设计提供依据[6]。针对学生的学习准备进行分析，学生没有上过计算机网络基础与构建课程的先修课，但是在之前的学习经历中都接触过电脑和网络掌握其基本操作，了解电脑的基本软硬件知识，对于本课程来说学生属于初级水平。

通过开展教学座谈会了解并分析学习者的学习动机。学习动机是驱使学习主体开展学习行为并长时间保持这种行为，以满足心理上对学习的需要，是直接推动学生学习的内源动力，它使学习主体开展的学习活动向着明确的目标前进[7]。根据教学座谈会学生反馈的信息总结的教学促进意向如表5 所示。

表5 教学促进意向表

通过Kolb 学习风格模型，从发散型、顺应型、同化型、聚合型等多个角度设计“学生学习风格调查问卷”。分析学生的学习风格，通过统计学生的调查问卷，得到的数据如表6 所示。

表6 “学生学习风格调查问卷”数据表 单位/人

通过数据分析表明学习对象属于顺应型。具有顺应型学习风格的学生擅长于从客观体验中学习，他们更倾向于在一个完备的计划下开展活动，对于具有挑战性和新鲜的事物有很强的好奇心，与理性的逻辑思维相比他们更喜欢感性的直觉体验行动[8]。根据分析结果，本课程在教学设计上秉持理论与实践相结合的原则，通过虚拟仿真环境设计基于工作过程的学习情境，重点培养学生的操作技能并采用分组竞赛对抗模式。将学生分成若干个小组，对于课堂任务组员可以共同讨论，制定解决方案，协作完成任务，培养团队合作精神。各组之间采取竞赛的形式，增加对抗性，激发学生的兴趣和竞争意识。

6．理实一体化课程考核方式

根据理实一体化课程应用新教学模式的特点，从线上线下相结合、理论与实践相结合、过程性评价与总结性评价相结合等多个维度，制定如下考核内容：

线上部分包括观看视频、预习教案讲义、课前小测试、预习内容讨论、作业完成情况、阶段性调研问卷等内容，线上成绩占总成绩的30%。

线下部分包括课堂考勤、课堂纪律、课堂问题讨论、回答课堂提问、分组竞赛成绩、完成实验任务等内容，线上成绩占总成绩的50%。其中实验部分采用项目教学和任务驱动，每次实验都制定“学习任务单”，设计好分组情况、任务描述、任务要求、学习资源，同时制定“成绩评价单”，从自我评价、学生互评、教师评价三方面考核实验成绩。期末考试占总成绩的20%。

考核的过程一定要严格、规范、科学。在理实一体化课程应用混合教学模式的初始阶段，有很多学生没有按照要求按时进行课前环节的预习，对课堂讨论敷衍了事，不按时完成作业。这都需要教师进行耐心的引导、规范，严格执行奖励和惩罚措施，尽快让学生适应混合教学模式，营造学习小组的氛围，加强学习小组团队合作意识，培养学生自主学习的习惯。

（三）理实一体化课程新模式的实践

理实一体化课程混合教学模式的实践对象，选取了计算机网络专业2018 级2 班，编号18G02，有25 人；2018 级3 班，编号18G03，有24 人。两者相互作为实验对照班。18G02 班应用混合教学模式作为实验班，18G03 班沿用以前教学模式作为普通班。线上的教学资源同样面向普通班开放，但没有硬性要求普通班完成线上学习任务，经过一学期课程教学的实践，对所得实验数据做如下分析：在理实一体化课程混合教学模式进行实验教学的过程中，将两个实验对照班进行实验前后测对比。所谓实验前后测对比，是指在进行实验之前对被测试对象进行观测的结果与进行实验之后对被测试对象进行观测的结果进行的对比[9]。“模块二构建局域网”中的“实验3 基本VLAN 设置”和“模块五广域网构建与应用”中“实验9 双路由器的静态路由”的前后测对照数据（如表7 所示）。

表7 实验对照班实验前后测对比数据

从表7 数据可以看出实验班18G02 与普通班18G03 两次实验前测的差值分别为－0.07 和0.06。其差值绝对值均小于0.1，说明两个班的知识技能水平差异没有达到统计学显著性水平[10]；而且18G02 早期实验还略低于18G03，说明实验前两个教学班在本门课的水平上是同质的。但两次实验后测的差值分别为0.81 和1.01，其差值均高于0.5，说明实验班18G02 的实验效果优于普通班18G03。

学期末根据理论、实验和线上三方面综合评定成绩，两个实验对照班的总成绩平均分如图5 所示。实验班18G02 的成绩高于普通班18G03 的成绩8.1分，说明理实一体化课程应用混合教学模式设计有利于学生的课程学习。

图5 总成绩平均分对比图

学期末针对计算机网络基础与构建课程，在虚拟仿真环境下应用混合教学模式的改革，进行了满意度问卷调查。问卷结果如表8 所示。

表8 实验班混合教学模式满意度问卷调查 单位/%

从线上学习、课堂面授、实训环境、线上与线下的结合等多方面来看，各项指标的满意度均在90%以上，说明学生对虚实融合环境下混合教学模式的应用还是非常认可的。

理实一体化课程应用混合教学模式在实施过程中，可先进行学习者分析，根据教学对象的认知特点开展设计。由于近年来高职院校单独招生比例逐年扩大，生源质量有所下降，学生自主学习性较差，所以在混合教学模式开展初期要严格把控学生线上学习环节，加强平时考核环节，适当给予鼓励和奖励，让学生尽快熟悉并融入混合教学模式。