工程认证背景下机械类短学时“热工基础”线上线下混合教学模式的探索

冯立品

（合肥学院能源材料与化工学院，安徽 合肥 230601）

“热工基础”是我校先进制造工程学院机械设计制造及自动化专业开设的一门专业基础课。该课程是一门主要研究如何合理有效地利用、控制热能的基础课程，由“工程热力学”和“工程传热学”两部分组成。前者研究热能与机械能之间的转化规律，后者研究热的传递规律。此课程在机械大类专业中设置是非常必要的，因为对从事机械工程类专业的技术人员来说，其所从事的工作无不涉及能量的转换和传递问题，包括对设备与系统的研究、设计、开发、生产、工程控制和管理等广泛的领域。

该课程目前存在以下两方面问题：一是“热工基础”属于“热工基础及流体力学”模块，模块共49 学时，其中“热工基础”28 学时，“流体力学”21 学时，存在内容多，但是学时少的突出问题；二是众所周知，“热工基础”课是一门概念多，公式杂，理论性强，应用又复杂的课程，与其他专业课的联系较少，内容独立性强。尤其传热学部分对学生的数学能力要求高，热工设备又涉及复杂的热工原理，这些因素导致多学科交叉，削弱了学生学习兴趣。综上可见，目前“热工基础”课程的教学模式研究主要集中在能源动力专业多学时的课程，对于机械类短学时“热工基础”课程教学研究较少；而且在工程认证的背景下，对学生掌握知识以及运用知识的能力提出了更高的要求，在这种情况下，如何在有限的学时内，充分调动学生的积极性与主动性显得尤为重要。

1 线上线下混合式教学设计

《热工基础》整本书共有11章的内容，其中“工程热力学”部分占7章，“传热学”部分占4章，那么哪些内容以线上为主，哪些以线下为主呢？结合“热工基础”的内容以及机械设计制造及自动化专业的特点，线上线下教学内容设计见表1。开展线上线下混合式教学方式要依据章节内容有所侧重。对于比较简单、容易理解的内容，以线上学生自主学习为主，线下教师讲授为辅，学生通过线上课堂自主学习，通过翻转课堂，学生简要汇报学习内容，教师针对主要问题进行提问讨论，并对共性问题进行解答。对于重要内容以及比较难理解的内容，以教师线下讲授为主，线上为辅，学生通过线上课堂进行提前预习，记录不会的内容，带着问题听课，教师线下进行重点讲解，尤其是学生不易理解的问题。比如热力学第一定律、理想气体的性质与热力过程、第二热力学定律应该在线下作为重点讲授内容。因为这三章内容主要包含经典的基本概念、基本定律，是学好工程热力学课程的关键，因此这部分内容以学生线上预习为辅，教师线下课堂讲授为主。由于学生已通过线上的课前预习、测试和作业，已经梳理出自己不懂的知识点，针对这部分内容，教师在课堂上要重点关注，适当增加一些实例以提高教学效果。而水蒸气与湿空气、动力装置循环、制冷装置循环这3章内容所应用的机理与概念在前面已经重点讲过，因此这一部分内容以学生线上学习为主，教师课堂上有针对性地提问，学生以小组的形式回答，针对学生不清楚的部分进行讨论讲解。

2 线上教学平台的构建

依据超星网络教学平台构建线上教学，教师提前把教学相关资源推送到平台，发布学习任务，学生按照时间节点要求完成学习任务，见图1。学习过程中，学生可以通过视频暂停、回放等多种功能，进行反复有重点的学习。为了考查学生观看线上教学视频之后，是否理解学习的内容，在每一章的后面设置几个相关的小问题，帮助学生及时进行检测。如果发现回答不好，学生可以重新观看视频，仔细思考出错问题的原因。在课堂上老师讲授时，学生可以带着问题去听，提高学习效果。

表1 线上线下教学内容设计

图1 线上教学流程

3 线上线下混合式教学的评价

线上线下混合教学模式中，对学生学习过程监督和学习效果的检验非常重要。为防止学生不观看线上教学视频或者不认真观看，在考核评价体系中加入了线上网络资源学习过程的考核，见图2。

从图2可见，线上学习过程的考核占到了总成绩的30%，考核评价严格贯穿于线上学习的全过程中，学生便会重视线上学习，保证线上线下混合教学模式在工科专业基础课程的教学中真正发挥作用。另外，在教学过程中，也可以邀请同行或本专业的教师参与其中，包括随堂听课、参与线上互动、与学生交谈等方式，对教学过程、教学效果进行评估。通过这样的评价反馈可以进一步改进教学方法和手段，同时也提高了学生学习的主观能动性和学习效果。

4 结论

自新冠疫情暴发以来，线上教学彻彻底底地走到了每一位教师、每一位学生面前。经过师生的共同努力，实现了疫情防控期间“停课不停教、停课不停学”，保证了各项教学任务平稳有序开展。可以预见，在未来相当长的一段时间内，防疫工作将常态化。对于高校而言，应当维持线上教学通道畅通，形成线上和线下教学并重的教学模式。线上线下混合教学模式，打破传统的教学模式，充分利用互联网资料，调动学生的积极性与主动性。线上线下混合式教学模式既不是彻底解放教师，把课堂迁移到网上，也不是“线上”与“线下”的简单机械相加，而是根据教学对象、教学内容及学时要求，“线上”与“线下”教学有机的结合。这种模式提高了学生自主学习的能力和兴趣，锻炼学生独立思考的能力，使其养成良好的学习习惯，从而取得最优化的学习效果，也解决了课时不足的难题。