线上线下混合式课程的建设与实践探索

周先飞 程鸿芳 杨会伟

[摘           要]  一流课程建设是高等教育建设中的一项重要内容。虚拟仪器技术课程作为计算机应用专业的核心课程，在线上线下混合式课程的建设过程中，首先分析传统教学存在的问题，并从课程内容体系、课程思政体系和教学策略三个方面进行建设。实践结果表明，建立完善的线上教学资源，利用全周期的教学模式，采用过程化综合考核，能有效提升课程的教学效果。

[关    键   词]  一流课程;虚拟仪器技术课程;混合式教学;实践

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2022）26-0031-03

2019年以来，线上教育得到了快速发展，大大提升了高校的信息化应用水平。在信息化教学时代，如何建设优秀线上课程资源，打造基于线上线下混合式的课程开展与实践，提升线上与线下课程质量，是课程建设的重要内容[1-2]。本文通过建设省级线上线下混合式虚拟仪器技术课程，探索混合式课程的建设。

一、虚拟仪器技术课程的教学现状

虚拟仪器技术是一门理论与实践操作并重的专业核心课程。在教学过程中，存在以下问题。

（一）教学模式的单一性

传统的教学方法根据教材内容组织教学，在理论教学过程中以“教师板书+PPT”的教学模式，教学形式单一。教师是理论教学的主体，通过课堂讲解和进行案例编程演示，掌握labVIEW软件设计和虚拟仪器项目开发流程，演示操作存在看得懂但动手操作不会的缺点，学生一段时间后缺乏继续钻研的动力，难以完成课程目标。

（二）教学内容的陈旧性

教学内容中理论性强、概念抽象难以理解，教学的内容与实际的应用之间存在差距，实验课程中的内容按部就班，学生的创新性不能得到发挥。

（三）缺乏课程思政内容

课程思政在专业课程教学中有着重要意义。在传统的教学过程中课程思政的内容融入专业课程教学是非常机械的，没有经过设计，是十分单薄的。

鑒于这种情况，对课程内容、课程思政、课程策略和评价考核方式进行重新梳理，结合信息化教学手段，升级现有的教学手段，对课程内容按照项目式重新构建，建立线上资源库，采用全过程学习与考核评价，激发学生的学习热情，提升学生对课程的参与度与满意度。

二、虚拟仪器技术课程的建设逻辑

（一）课程内容体系建设

按照图1所示，通过专业、课程、知识点三个层次来对虚拟仪器技术课程的内容体系进行设计，从国家的职业标准、技术标准来制定人才培养方案。将虚拟仪器应用作为专业的一个核心方向，培养能在工业生产企业的设备管理岗位从事计算机测控工作和IT企业从事软件测试和硬件维护等方面工作的高素质技术技能型人才。

虚拟仪器技术课程是电子信息大类专业的专业核心课，学习利用labVIEW软件和模块化的硬件进行数据的采集、显示和处理方法。要求学生有一定的利用编程解决问题的能力。通过本课程的学习，要求学生掌握图形化编程语言的语法特点、变量类型、运算方法和输入输出思想，可以在该软件下进行实际问题的解决，可以快速搭建应用程序框架，培养学生分析问题、解决问题的能力。基于项目引导和任务驱动的模式来进行课程标准和教学设计的制定，并完善课程资源。

在线上与线下的混合式课程中，学生线上的自主学习要到达到20%～50%[3]，教师要设计好这些教学资源并上传到线上教学平台，学生参与学习后，所有的统计分析工作线上平台都可以完成。

本课程的线下课程以实训课程为主，实验分为验证实验和与硬件相结合的数据采集与控制实验两种类型，线下实验强调学生的动手能力、编程思维能力，将线上学习的专业理论内容和实操内容相结合，提升学生的知识、能力与素养。

（二）课程思政体系建设

课程思政内容建设是线上与线下混合式教学中重要的一个内容。“高校立身之本在于立德树人”，在专业课程教学中融入课程思政元素，提升学生的思想与眼界，不拘泥于专业课程本身，使学生得到全面发展[4]。

在虚拟仪器技术课程教学中边实践边总结，立足学科的学术内涵和传承脉络，深入挖掘课程思政元素，积极撰写本课程思政教学案例，建设课程思政教学案例库，做好本课程课程思政全局设计。结合第一课堂和第二课堂，通过线上与线下混合教学，在虚拟仪器技术课程教学中引入思政元素，在专业课程中融入爱国主义教育、社会主义核心价值观、哲学思想和职业素养，培养新时代高素质人才。

（三）课程教学策略建设

依据虚拟仪器技术课程内容和课程教学目标，在线上与线下相结合教学过程中采用启发式教学，任务驱动，案例导入教学，理论讲授、实验实训与小组讨论，完成教学内容。

在虚拟仪器技术课程中借鉴BOPPPS先进理念，BOPPPS教学模型基于建构主义理论和学习认知规律，将教学方案设计过程按照学习者对事物的认识程度分为六个环节：B课堂引入（Bridge-in）、O教学目标 （Objective）、P课前测试（Pre-assessment）、P参与式学习（Participatory Learning）、P课后测试（Post-assessment）、S课堂总结（Summary），六个教学环节连贯起来就能够构成一个有效、完整的课堂教学框架模型[5]。将BOPPPS教学模式引入虚拟仪器技术课程教学建设之中，并对其进行升级。将前测、后测部分放在线上教学平台，学生可以有更多的时间来完成，将教学过程从有限的课堂教学延伸到线上与线下的整个教学时间，并结合线上教学平台的数据分析能力，对教学方案和教学策略进行实时的更新优化，实现教学全过程的闭环提升。

三、虚拟仪器技术课程建设举措

虚拟仪器技术课程在建设的过程中依据内容模块化、资源颗粒化、实验项目化、课程思政融合化、评价客观化的原则，对课程进行建设。

（一）内容与资源建设实施

在课程内容建设过程中，将课程内容进行细化，按工作任务、教学子任务、重点、难点和课程思政教学目标对课程内容进行解构。在此基础上的每一次课程教学中，进一步将课程内容进行细化，形成一个自上而下，逐步细化的内容体系。

（二）教学实施过程

线上与线下的教学过程中，将BOPPPS模式应到教学的实际过程中，将整个线上与线下教学分为四个模块来实施。

1.课前云课堂导学——提升自学能力

建设线上与线下混合课程，利用在线教学平台建立线上课程资源，助力学生完成理论知识的课前学习;通过云课堂习题考查学生的自学效果，通过课前测试题目等，提升学生的整合信息能力与自学检验能力;学生在云课堂答疑/讨论组实时交流探讨难解问题，教师根据学生课前任务完成情况、交流讨论情况确定教学难点。

2.课中协作探究——强化动手能力

课中，采用BOPPPS教学模式，教师针对每节课的教学重难点，结合专业特性与学生兴趣，通过问题驱动，设置多样协作探究任务，结合模块化的硬件和labVIEW软件，进行程序设计和系统的开发，通过实操实验强化学生的动手能力，通过对学生进行分组，增强学生的团队合作与编程能力。

3.特色思维活动——融入课程思政

教师在每节课的知识点中精心设计小型课堂思维环节，将课程思政内容融入课堂思维之中，在学习专业课程的同时懂得一些道理，如在状态机的环节中，通过一个自动售货机案例，对日常的饮料售货机工作状态进行分析，获得售货机的状态转移图。可联系社会热点问题，比如无人售货、防止人员聚集等融入课程思政的元素。

4.课后开放实验——培养创新意识

在通过课后习题、作业巩固课堂知识的基础上，教师因材施教，根据学生学习特点推送多样协作任务与个性任务，学生可以在开放的实验室中根据自身兴趣选择任务内容，结合软件和硬件平台，完成课后的开放性实验。

（三）课程考核过程

在成绩评定方式中改变了单一的成绩评定方式，建立一个过程化、多元化和能力化的课程评定体系。过程性考核依据BOPPPS教学模型的六个环节以及线上系统统计的数据。

按照课程目标制定的专业目标和课程思政目标来对课程的教学过程评价。评价内容包括知识、技能和价值三个方面，其中专业教学目标占60%、课程思政目标占40%，其评价的主体应包含学生、教师、教学督导。具体有知识掌握情况、问题解决能力、算法设计能力、编程动手能力、作业完成情况、学习的态度、讨论的参与度、合作和沟通等。以labVIEW程序流程框架为探究对象，结合实际教学情况，制定课程育人教学评价标准。总分=教师分数*50%+学生分数*30%+督导分数* 20%，总评分90以上为优秀、80—89分为良、70—79分为中、60—69分为合格、60以下待提高。

四、课程改革成效

本课程自2020年开始进行课程教学改革，学生参与线上与线下混合课程的学习热情高涨，基于线上与线下的教学，教师课前发布任务，引导学生自主探究建构概念;课中引入项目情境，吸引学生的注意力，引起学生的好奇心及学习兴趣。学生合作探究深化认知，确定教学目标，分解教学任务，通过前测了解学生课前的掌握水平，后测巩固课中学习效果。通过对比，2020级汽制专业学生与2019级相比，学生各理论知识点平均成绩提升7.6分，良好率（80分以上）提升21.8%，如图3所示。

本课程课程改革成效主要有以下几个方面。

1.线上与线下相混合的课程，其重心由教师转化为学生，学生要主动去学、去做，要发挥主观能动性。通过以学生为中心，提高学生的参与程度，激励其自我意识，最终提高成绩。

2.線上与线下课程的设计，进一步提升了教师的教学能力，融合传统的课程模式与信息技术新模式，实施好线上与线下的教学过程，强化了教师的教学研究能力。

3.分组安排学生在课下仿真、实验，增强学生的自主学习能力和团队合作精神。在完成的过程中如遇到问题，教师可以通过线上来进行解答，提高了学生的工程应用能力。促进了理论与实践的深度融合，通过云平台的数据分析能力，进一步加强过程性评价，提升学生的全过程参与性。

4.加强课程思政教学，挖掘课程中的思政教育点，推动课程思政建设，构建课程思政教育体系，完善“三全”育人。

五、结语

通过对虚拟仪器技术线上与线下混合式课程的建设，从课程内容体系、课程思政体系和教学策略三个方面进行建设。开展线上与线下混合式教学，采用过程化考核手段与评价，加强课程思政在专业课中的作用，有效提升了课程的教学效果。本课程现作为安徽省省级线上与线下混合式课程，在今后的课程教学中收集更多的数据，引入更新的教学模式，进一步提升课程影响力，辐射更多人群。

参考文献：

[1]教育部网.教育部关于一流本科课程建设的实施意见[EB/OL].（2019-10-31）[2021-09-23].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

[2]陆慧，冯年华，顾云锋，等.基于SPOC的翻转课堂教学模式试点改革实证研究：以南京某高校为例[J].金陵科技学院学报（社会科学版），2020，34（2）：66-71.

[3]霍海波，徐胜，孙晓明，等.线上线下混合式一流课程建设探究：以“信号分析与处理”课程为例[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2021（7）：38-40.

[4]牛犇，朱敏，霍飞飞，等.“数据结构与算法”课程实现价值引领的教学探讨[J].教育教学论坛，2020（45）：48-51.

[5]高发玲，杜美华，孙建英.基于BOPPPS教学模型线上线下混合式教学在概率论与数理统计课程的研究[J].科技风，2021（23）：51-52.

[6]龚玉梅，周瑞丽.基于BOPPPS教学模型的线上线下混合式教学设计研究[J].工业和信息化教育，2019（12）：49-52.

[7]李慧，施珺，陈艳艳，等.线上线下混合式一流课程建设的探索与实践[J].计算机教育，2021（7）：183-187.

◎编辑 马燕萍