“机织产品设计”课程的线上线下混合教学模式探索

孙 洁，徐 阳

(江南大学 纺织科学与工程学院，江苏 无锡 214122)

“新工科”是我国基于当前国家发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求而提出的工程教育改革方向，其建设和发展的目标是通过建立创新型、综合化、全周期工程教育新理念，为我国产业发展培养造就创新型卓越工程科技人才[1]。目前，不少高校基于“新工科”理念，以学生为中心，加强师生互动，改革教学方法和考核方式，创新工程教育模式；同时大力推进信息技术和教育教学的深度融合，建设并推广应用在线开放课程资源[1-3]。2020年，面对突发的新冠肺炎疫情，全国高校按照教育部“停课不停教”的指示，安排线上教学，线上教学成为整个社会关注的焦点。人们快速意识到科技的进步，尤其是信息技术的发展，赋能教育教学工作应急响应性，这无形中也加快了线上教学在高校的推进速度。疫情好转、学生复学，如何汲取和转化线上教学的经验与感悟，更好地将线上线下教学资源、教学手段、教学方法协同交互、互补完善，丰富教学手段，切实提高教学水平是高校教师需要深入思考的问题[4]。

本文以“机织产品设计”课程为例，根据“新工科”建设目标，探讨线上学生自主学习与线下课堂教学有机结合的混合教学模式，为改革传统、单一教学模式，充分利用网络平台教学优势，提升教学质量提供思路。

一、课程教学现状分析

“机织产品设计”是我校(江南大学)纺织工程专业支撑工程教育认证培养目标的一门专业基础课程。该课程内容包括纺织产品设计基本原理、棉型服用机织物的风格特点及其设计方法、新型机织产品设计与生产工艺要点等，是一门兼具综合性、实用性、工具性的专业技能课，注重理论教学与工程实践相结合。开设该课程的目的在于通过系统的理论学习、色织物仿样设计、产品创新设计实践训练三大环节，强化学生的工程观念和创新意识，培养学生应用原料特性、纱线与织物风格、织物组织变化等知识的机织物设计能力，以及综合运用所学专业知识与技能解决纺织产品设计问题的能力。随着科技的进步和纺织生产技术的发展，纺织产品设计的研究内容和研究手段不断更新拓展，要使学生在校学习内容与时俱进、学以致用，就必须改革“机织产品设计”课程的教学内容和教学方法，这样才能达到该课程设置的目的和培养目标。如何在变革中保持课程自身的系统性和完整性，并有机融入学科发展的前沿理论与技术，不断优化课程内容和教学效果，培养和训练学生符合时代发展要求的专业能力，是该课程教学改革亟需思考和解决的关键问题。

通过分析学生“机织产品设计” 课程考评成绩分布情况及其自我评学报告，发现大部分学生能够较好地掌握机织产品设计的一般原理，能够运用原理对常规织物进行纤维原料、组织结构、色彩搭配等因素分析，并通过来样分析进行仿样设计，也能够进行一定的织物创新设计。但是存在的突出问题是：学生对理解和解决产品设计中复杂问题的全面性有所欠缺。如思维固化，创新设计中习惯采用课本或者课堂上所学习的相关原料和组织结构，对课堂未涉及的新型纤维不能灵活运用；再如实践能力薄弱，学生往往过度设想联用多种设计元素，却忽略了元素之间的统一协调性以及实际生产的可行性。分析“机织产品设计”课程教学过程中存在的问题，主要在于课程知识架构涵盖内容广、更新快与课时量有限之间的矛盾。这导致授课教师很难兼顾课程的深度和广度，影响课程目标的达成度，也影响了学生参与教学互动和能力锻炼的主动性和热情。

为了提升“机织产品设计”课程教学效果，针对上述课程教学存在的问题，进一步整合、优化该课程的教学内容，改进课程教学方式，不仅需要及时将前沿的专业理论与技术融入课程内容，还应当充分利用现代信息技术，将“互联网+”平台用于辅助“机织产品设计”课程教学，以达到提高纺织工程专业人才培养质量的目的。集网络课程资源平台与课堂教学优势于一体的线上线下混合教学模式，可以解决当前“机织产品设计”课程教学所面临的主要困境，提高学生的自主学习和创新思维能力，有效促进课程目标的达成。

二、线上线下混合教学模式的优劣势分析

1.单一教学模式的优劣势

2020年初，新冠肺炎疫情暴发，各高校在短时间内作出应急响应，完成线上教学准备，选择不同的工具、方式方法开展线上教学。“机织产品设计”课程也首次开展线上教学，每次课前我们根据课件内容先录制讲课视频并共享给学生，课上指导学生观看视频，并通过直播软件辅导答疑。作为授课教师，经历了从最初的不知所措到后期的驾轻就熟，同时也深刻体会到线上教学相比于传统课堂教学的优劣势。

线上教学的优势在于：(1)高效便捷，课程资源利用率高。线上教学时，首先教师指导学生观看授课录屏，然后根据教学内容的重难点，采用直播形式加以强调补充，必要时可调用优秀的网络共享平台资源如慕课、公开课、专题讲座，辅助学生拓展视野、加深理解。整个教学过程都可以随堂录制构成课程资源，既便于学生随时随地复习，也成为课程建设的重要素材。(2)学情数据实时更新。网课平台不仅可对教师授课过程进行完整录制，对上课签到、问卷调查、公告发布与响应、作业布置与提交、阶段测验与评定等课内外师生互动情况也有完整和较为详细的分析。这些实时更新的学情数据有助于教师更好地掌握学生的学习状态和效果，从而有针对性地开展教学。(3)师生交流突破时空界限。在线教学平台具备形式多样的即时通信工具，使师生交流沟通更为便捷，学生在学习过程中遇到问题可随时提问，教师可及时解答并根据问题交流反馈调整教学策略。

线上教学虽然能够有效解决疫情期间居家学习的问题，基本满足教学的需求，但也存在一些不足。例如，与线下课堂教学过程中的实时互动相比，线上教学由于缺乏面对面的交流，教师无法直接观察到学生的听课状态和反应，较难判断学生对知识点的理解情况，从而无法实时调整授课节奏与进度。因此线下课堂的生动性是线上教学无法实现的。此外，对于部分自控能力较差的学生来说，缺乏校园内集体课堂环境的约束，他们很难做到上课时完全投入学习，这样就很难保证线上学习的效率和质量。

2.混合教学模式的优势

基于现代信息技术的线上教学资源、平台和方法为高等教育教学改革注入了新的活力，拓宽了教学时空。但由于缺乏线下课堂教学直观、生动且必要的师生互动、交流及督促，单一的线上教学较难获得理想的教学效果；而传统的课堂教学囿于课时限制，很难兼顾课程深度与广度，较难真正实现工程教育专业认证所要求的培养目标。如果将线上教学与传统线下课堂教学的优势结合起来，进行线上线下互相辅助的混合教学设计，为学生提供多种渠道、方式各异的学习形式，克服传统教学模式学生听得多而思考少的问题，在传授知识的过程中，充分调动学生学习兴趣和主观能动性，引导和启发学生学以致用、发现问题、分析问题和解决问题的思维方式，则有望突破“机织产品设计”课程教学的困境，提升教学效果。同时，混合式教学设计可引导学生养成利用信息化工具和平台资源进行自主学习、自主服务、自主管理的意识和能力，培养学生的终身学习能力。

三、线上线下混合教学模式的实施

1.课程教学设计和教学资源建设

传统课堂教学围绕教师、教室、教材开展，混合式教学需要利用网络平台资源、信息化技术、互联网工具等扩展教学内容、教学时间和空间[4]。开课前，教师科学的教学设计以及教学资源建设，是成功开展线上线下混合式教学的重要前提。教学资源建设应根据教学大纲和教学目标要求，确定每个章节的教学内容，列出教学活动思维导图；根据所设计的教学活动收集、筛选课程资源，包括优秀教学平台资源、课件、视频、讲座、文献专著、新闻报道等资料；制作课程教案、课件、教学微视频等支撑材料，提前上传到线上教学平台；并根据教学要点、重点、难点设计配套作业、小测验和试卷, 随课程进度发布到线上平台。教学设计需遵循学生的认知规律，通过案例教学让学生充分感受与理解知识的发生、发展过程，或者结合图像、动画、视频等多媒体技术，尽可能生动直观地呈现教学内容，以充分调动学生学习的主动性、积极性与创造性。

以“机织产品设计”课程中的“机织产品创新设计”章节为例，进行线上线下混合式教学设计。本章节是在学生通过前面章节的学习系统掌握有关机织产品常见原料特性、组织结构原理、规格工艺计算、染整加工方法等基础知识之后，总结提炼在机织产品创新设计过程中如何综合应用上述专业知识。具体来说，这一主题可以拆分为设计原则、设计方法和设计内容三个模块。其中，设计方法包括仿样设计、改进设计、创新设计三种，设计内容涉及产品用途、风格性能、主要结构参数以及纺织染整工艺等。根据这一主线制作教案和课件PPT，将知识点讲解分别录制成10～15分钟的短视频，并根据知识要点和难点设计课后作业和研讨题目，如思考如何设计一款适用于户外运动的机织面料。然后将教案、课件PPT、短视频、课后作业和研讨题等上传到线上教学平台。课前，学生通过线上平台自主学习上述教学资料，并完成作业以检验先导性学习效果。学生在学习过程中如遇到问题也可以在平台的讨论区发布讨论贴，教师和学生均可参与解答，通过互动讨论加深对知识点的理解。教学设计如图1所示。

图1 “机织产品创新设计”的线上教学设计

机织产品创新设计的理论虽不深奥，但要使学生深入理解如何将这些理论灵活运用于生产实践，还需进行思维启发和知识内化巩固。因此，针对本章节内容的特点，在线下教学环节，首先采取课堂研讨方式，让学生结合线上所学理论知识介绍自己对研讨题目的思考，教师对学生的观点进行分析和总结，并对重点内容提出问题。这个过程不仅可锻炼学生的表达能力，也是教师了解学生自主学习情况的有效途径。然后，为了强化学生对相关理论的理解，在课堂上采取案例教学法，选取防水透湿机织面料(适用于户外运动，与研讨题目呼应)设计研发相关文献为素材，引导学生分析作者的设计思路，以及织物风格性能与原料选取、织物组织、产品规格、生产工艺等要素的关系，让学生通过特定品种织物设计及生产过程，巩固理论知识并内化为专业技能。线下教学设计如图2所示。

图2 “机织产品创新设计”的线下教学设计

2.课堂教学方式转变

传统教学模式偏重于理论知识灌输，导致学生缺乏解决实际问题的能力，究其原因在于教学过程中缺乏知识向能力转化的环节。线上线下混合式教学遵循OBE(成果导向)教育理念，在教学方式上强调五个转变：从灌输课堂向对话课堂转变，从封闭课堂向开放课堂转变，从知识课堂向能力课堂转变，从重学轻思向学思结合转变，从重教轻学向教主于学转变[4-6]。在“机织产品设计”课程教学中，线上线下教学要合理分工，线上先导学习让学生对教学内容有一定认知，线下主要采用翻转课堂教学模式，教师通过合理引导，让学生掌握对知识的应用。仍然以“机织产品创新设计”章节为例，教师首先布置学生课下自主学习线上教学资源，使学生建立起有关机织产品创新设计原则、方法和内容要素的一般性原理知识框架；再通过线上学习课后研讨作业“如何设计一款适用于户外运动的机织面料？”，让学生进入具体的项目设计情境，要求其结合方法原理进行思考。如何启发、引导学生将方法原理转化为解决产品设计过程中问题的实际能力，是教与学的核心任务，也是线下教学的重点。按照OBE 理念，通过案例分析、项目研讨等形式，引导学生掌握论证完善设计思路、充实合理化设计方案、梳理明确设计内容要素的方法。在教学过程中教师既要充分调动学生的积极性，让他们畅所欲言，又要针对学生研讨中偏离或者疏漏的要点，及时给予引导并提出启发性问题或者修正建议。学生主动学习、思考，在分析解决具体问题的过程中加深了对课程内容的理解，为将来解决工程实际问题奠定专业基础。因此，混合教学模式中的线上教学并不是为了不教或少教，而是有重点地引导式教。学生是教学中的主体，以学生为中心，通过自主学习、课后练习、项目研讨、实践等环节，充分调动学生的主观能动性，使他们把知识转化为解决实际问题的能力。

3.教学过程管控

线上线下混合教学模式强调学生的主体作用，在教学实施时教师应采取引导督促措施，加强对学习过程的管控。课程资源建设过程中，教师可以在教学视频中根据知识点的分布情况，在一个或若干知识点讲解结束后插入自测练习题，如果学生顺利通过测验，表明线上自主学习效果良好，可以进行后续内容的学习，否则需复看视频。除了线上小测验及作业外，教师还可在线下课堂通过提问抽查、项目研讨等方式检验学生对知识点的学习及理解情况。为了强化培养学生的实践意识，我们还根据机织产品设计的内容发布相应的实践训练项目任务，要求学生提交实践报告，如机织物来样分析、机织物仿样设计以及机织物创新设计等。学生将实践报告分享在学习平台上，报告成绩由教师评分和学生互评构成，借助学习平台网络空间的便利性，增进师生之间以及学生之间的探讨交流。作为督促手段，学生期末综合考评成绩与线上线下学习过程的参与度和认真度挂钩，使学生重视过程性学习。学习平台实时更新的学情数据以及多方位、多样化考评方法，有利于教师及时掌握学生的学习态度、兴趣、知识掌握程度等整体学习情况，以进一步优化和调整教学方案，实现教学过程的管理与良性运行。

四、结语

自主学习、独立思考、加强交流以及实践应用成为当前“新工科”和“双一流”建设背景下人才培养关注的核心能力。社会的发展和信息技术的进步加快了高校人才培养和教学模式变革的步伐，传统单一的课堂教学模式难以满足新形势的要求，将“互联网+”引入“机织产品设计” 课程教学，开展线上线下混合式教学势在必行。利用线上教学与线下教学的优势，以及科学的教学设计、教学引导和过程管控，遵循OBE和以学生为中心的教育理念，充分调动学生的主观能动性和学习兴趣，促进学生对知识的内化吸收，提升其运用知识分析和解决实际问题的能力，培养适应时代发展需求的创新型纺织专业人才。