新工科课程的线上线下混合式教学改革与探索

李姗珊 尹海云 赵俭斌

（吉林建筑科技学院，吉林 长春 130114）

引言

在新工科专业建设以及互联网的快速发展下，越来越多的学校采用线上教学或者线上线下混合式教学，并不断尝试创新，使学生对学习枯燥知识产生浓厚兴趣，在学习中实现能力提升。

对于以培养应用型人才为目标的民办本科院校来说，更加注重知识点的掌握、工程案例分析和工程实训，从实际问题出发，培养学生的应用能力及思考能力。目前，卢力强通过对实践教学的研究，建立了实践教学体系，提出利用互联网等现代化技术，开发可交互的实验模拟系统。张科根据土力学的课程特点，融入课程思政，给出不同章节的教学设计和案例讲解，培养学生的家国情怀、工匠精神和专业责任感。袁立群基于新工科背景下提出采用工程案例进行土力学课程教学，将注册工程师考试试题引入教学中，使学生尽早接触工程实例，为后续考试学习打下良好知识基础。李逢庆将混合式教学评价体系模型划分为过程性评价和终结性评价，并认为评价结果更好为教师和学生提供改进方案，了解学生动态数据。薛宁提出一种线上教学评价体系，建立8 个一级评价指标及24 个二级指标，验证该线上教学体系的适用性。各学者对线下教学甚至线上教学研究较多，但是对新工科课程的线上线下混合式教学研究较少，尤其对如何划分课程线上和线下授课部分研究较少。

新工科专业课程公式繁多，如果只是单纯采用线上教学方式，对于学生及时反馈疑惑和与学生互动等问题都难以把握其线上教学效果，提出适用于应用型本科院校的线上线下混合式教学，从理论知识、实践、教学质量评价三个方面进行探索研究，为提高课程的教学质量和培养学生扎实的理论知识打下坚实的基础，且为混合式教学提供一种新思考。

一、混合式教学模式构建

在设计线上线下混合式教学模式时，除了需要考虑培养学生夯实理论基础外，还应注重实践课程的学习。线上线下混合式教学模式是将传统课堂与在线课堂相结合，不仅要发挥传统课堂学生上课注意力集中和师生交流方便的优势，也要发挥线上教学的内容灵活多样和监控学生学习数据的优点。因此，从新工科课程的理论知识、实践、教学质量评价三个方面进行分析，提出哪部分适用于线上教学和线下教学。

在线上线下混合式教学模式中，要融入课程思政元素，全面提高学生的知识储备和高尚情怀。同时要注意收集线上线下混合式教学的线上教学产生的数据，分析数据产生的原因来改进线上线下混合式教学方案。考虑线上线下混合式教学相关的各项教学指标，对教学中的“教”与“学”进行教学质量评价，之后改进授课方法与方案，因材施教，提高学生学习质量。

（一）理论知识建设

工科专业课程理论知识枯燥、计算公式繁多以及理论内容复杂等特点，学生普遍学习兴趣欠佳。当前网络信息内容丰富多彩，对学生有强烈的吸引力，并且传统课堂授课对学生掌握计算公式有较多的学科优势，教师可以通过与学生眼神交流确定学生学习状态，调整讲解内容和速度快慢。因此，在讲授理论知识时，计算公式的原理、假设和推导采用板书或板书和PPT 结合的形式；每节课的抽象定义和抽象知识点采用翻转课堂方式，使学生对抽象知识具体化，更形象理解抽象知识；同时给学生留出课堂提问、解答和回答问题的时间。

课前，在超星平台上发布教学任务，包括上节课的抽象定义、抽象知识点、上节课重难点、课前思考、练习题等。其中课前发布的教学任务主要起到承上启下作用，为了让学生了解课堂讲解内容，对想进行预习的学生提供思路，并监控学生参与课前讨论、查看任务、完成练习题数据情况，其中包含学生对上节课较难知识点、抽象知识点理解程度。课中，在超星上发布签到，以及包含上节课内容的树状图，并对上节课抽象较难知识点进行补充讲解，与学生问答互动。在超星平台上发布练习题，检验学生学习效果。采用板书或板书和PPT相结合的形式讲解本节教学内容，在授课过程中要注意引入课程思政。课后，学生可通过中国大学慕课中课程进行巩固加深理解，同时在超星平台上发布课后练习题、讨论论坛，并采集错题库，对知识点掌握较差部分进行课前补充讲解，鼓励学生互相帮助讲解并且回答问题，之后教师进行问题答案补充，充分调动学生学习积极性。

在设计理论知识时，要以学生需求为导向，从实际出发设计教学方案，不求方案新颖，但求切实可行。其次，教学资源收集以及整合同样重要，将教学资源通过互联网灵活呈现给学生，并进行适当讲解。

图1 理论知识建设模型

（二）实践建设

应用型人才要求学生掌握生产实践的能力，并能对基础知识灵活运用。通过查找资料、观察实验现象以及亲自动手实验等，充分调动学生学习热情，让学生收获匪浅。然而在实验演示操作时，学生一般都是“照葫芦画瓢”操作，对实验器材设备了解较少，参与感欠缺，对实验现象思考较少，违背了最初设计实验教学的初衷。

课前，在超星平台上发布教学任务，包括实验指导书、实验教学内容以及实验仪器使用注意事项等，让学生完成实验前的预习，激发学生的思考。同时，教师要注意简化学生预习内容，其中关键步骤和实验注意事项要重点突出。课中，在超星平台上发布签到，教师需要操作一遍实验过程，并精心选取难点问题向学生提问。在学生操作过程中，要及时指导，对于不愿动手操作的同学，需要耐心教导。实验期间，鼓励学生多发表自己的意见，对于特殊的实验现象，要启发学生的思考，鼓励学生勇于表达自己的见解，并对工程案例中涉及实验现象的情况给予解释，让学生对实验内容和结果有更深刻的理解。同时，要将实验操作过程录成视频发布在超星平台上，让学生在实验操作时反复观看。课后，在超星平台上发布实际工程案例问题，让学生自主设计试验方案，解决工程问题，具体模式如图2 所示。

图2 实践建设

利用互联网、人工智能等现代手段，设计VR 或开发可交互的实验模拟系统，包含实验环境、实验器材以及实验材料等。学生可以随时进入虚拟实验环境，了解实验过程以及操作步骤，既增加学习的趣味性，也可以多次重复观看，最终提高学生理解能力和动手能力。

（三）教学考核

科学合理的教学考核方式不仅能准确定位每位学生的真实能力，更能引起学生对这些课程的重视，培养学生实践创新能力。本研究将考核成绩分为三部分：平时成绩、实验报告、期末考试成绩。平时成绩（30%）包括：签到（5%）、论坛和练习题（20%）、学生积极性（5%），实验报告（20%）包括：实验报告（15%）、工程案例分析（5%），期末成绩（50%）。为鼓励学生多参加创新训练项目，可以将学生获得专利申请、公开发表论文、与课程相关获奖情况作为加分项算进考核计分中，除了让学生能灵活应用书本上的理论，也为学校培养了应用型人才。

（四）小组协作

线上线下混合式教学课程的创建是个庞大的过程，如果是仅靠一个老师来创建，很难建成出色的混合式课程，在课程里面涉及很多互联网技术应用和学生喜爱内容创建，教师应该以小组为单位，每位老师各尽其能，创建教学目标、教学手段和教学方案，尤其是对教学视频和教学练习题的创建，这些都需要不同类型教师们智慧结晶。组长要带领组员们，以学生教学数据监控结果为参考，修改完善教学方案。整个过程应以学生为中心，以提高学生学习兴趣为导向，不断提高教学质量，最终形成高质量、适合其他学科借鉴和可以在其他平台传播交流的线上线下混合式课程。

除了教师需要成立小组，学生也应该以小组合作形式学习。在超星上发布的练习题、讨论题以及论坛等，都需要学生积极互动，因此，可以设置积分奖励等方式开展学生之间的互问互答，增加学生的参与性和创新性，尤其给予腼腆害羞的孩子一个展示自我和积极参与的机会，与此同时网上学习数据也让教师了解到每个学生的学习状态。此外，以小组为单位的学习效率也会大大增加，学生之间互相监督，并将创新思维、学习构想以及内容修改等想法发到学习平台，可以供各组学习。同时为激励各组组员的积极性和使命感，对于参与度较高，回答问题积极者给予奖励，也可匿名与老师交流自己的不足与学习中困惑。学生以小组为单位互相督促互相进步，教师更好掌握每组的学习状态，最终达到教师授课方法的进步和学生学习的进步。

二、教学评价

教学评价是反应教学质量的有效手段，它不仅能反映混合式教学过程中的不足之处，从而改进教学方法，而且还可以让学生发现学习过程中存在的问题，提高学习效率，并且也可以引导学校及时调整教学目标，提出适用于本校的教学方法。随着互联网的发展，教学评价不单只是衡量学生对教师的满意程度或者对教学方法接受程度，通过在智能平台上收集教学监控数据，可以更加客观反映学生在学习过程中的行为、学习效果与学习态度。

在构建教学评价体系时，应从“教”和“学”来分析，“教”指教师教学情况，“学”指学生的学习情况。由于线上教学方法设计更多侧重于视频选取和PPT设计，而线下教学则侧重于讲解，因此，混合式教学可以采用团队合作等方式授课。针对混合式教学指标的设计，可将教学评价体系分为线上教学质量评价和线下教学质量评价。在这里强调的是，线上线下混合式教学质量评价的功能不只是衡量教师授课情况和学生知识技能掌握情况，更侧重于将教学评价与教学方法相结合起来，评价最终成为一种促进学生在教学过程中保持主动学习和监督学习效果的强有力工具。

教学指标中权重反映了各个指标在“指标集”中的重要性程度，本文采用德尔斐法确定指标权重，邀请校内位专家填写权重分配意见，最终取其平均值确定一级指标和二级指标权重，且每项一级指标下的二级指标权重之和均为1，具体教学质量评价见表1。

表1 线上线下混合式教学质量评价

结语

基于国内线上线下混合式教学的研究，对线上线下混合式教学模式和教学评价进行了探索，划分了课程中理论和实践的线上和线下各自授课部分，并构建了适合新工科课程的线上线下混合式教学的质量评价指标。随着新兴技术的发展还有对线上线下混合式教学的深入研究，都会促进线上线下混合式教学的发展。