线上线下混合式教学在工科课程中的应用——以“机械制造技术基础”课程为例

班子轩，徐卫平，吴 荻

（贵州师范大学机械与电气工程学院，贵州 贵阳 550025）

0 引言

“教育信息化十三五规划”提出要推动在线教育与传统教育深度融合，推进在线教育平台和应用建设[1]。“教育信息化2.0 行动计划”强调要发挥在线教育在高等教育中的重要作用，推动教育信息化与教育教学改革的深度融合[2]。在当今数字化和信息化时代，越来越多的高校开始探索采用新的教学模式，如在线教育、混合式教育等，以适应新时代的教学需求和学生多样化的学习方式。文章在线上线下混合式教学模式背景下，以“机械制造技术基础”课程为例，推出符合当代信息技术发展背景下工科专业人才培养要求的“线上线下混合式教学”。

1 线上线下混合式教学的内涵与意义

1.1 线上线下混合式教学的内涵

线上线下混合式教学，也被称为“混合式学习”“半虚拟教学”或“混合式教育”，是一种将传统面对面教学与在线教育相结合的教学模式。具体来说，线上线下混合式教学是指在课程中同时运用线上和线下两种不同的教学方式[3]。首先，线上教学并非是基于学习通、MOOC 或SPOC 的混合式教学，也并非是作为传统教学的补充，它与传统教学有着同等地位，相辅相成。其次，线上与线下教学分工明确，各自有具体的且不同的教学任务与教学目标，在不同时空与场地进行教学活动[4]。最后，线上与线下教学两者应是深度相通的，它们之间并非是“上一堂课”与“下一堂课”的关系[5]。这种教学模式融合了线上和线下的优势，同时带来更丰富的学习体验和更高效的学习成果。

1.2 线上线下混合式教学的意义

一是提高教学效果：线上线下混合式教学能够提供更加多元化的学习资源和教学方式，可以有效提高学习效果和学生学习动力。二是提高教学效率：线上线下混合式教学可以大大减少学生在课堂上的听讲时间，提高教学效率[6]。三是满足学生个性化需求：学生可以自由选择在线学习的时间和地点，协调学习和生活的平衡。四是提高学生的信息素养：通过线上学习和在线互动，学生可以提高自己的信息素养和信息获取能力，更好地适应信息时代的学习和生活方式。五是促进教学创新：线上线下混合式教学可以提供更多的教学工具和技术支持，促进教学创新和教师的教学水平的提高。总之，线上线下混合式教学通过优化教学方式和教学资源的利用，能够更好地适应学生个性化需求和信息化时代的学习方式，同时也能够提高教学效果和效率，是一种具有广泛应用前景的教学模式。

2 线上线下混合式教学的现状分析

针对小范围学生群体进行调研，以学生为中心，了解线上线下混合式学习的学习成效、学生接受度等，旨在为完善线上线下混合式教学构建提供实质性建议。

2.1 数据收集

采用问卷调查法，使用“问卷星”app 自编问卷，对进行线上线下混合式教学的大学生进行问卷调查，题目设计主要围绕大学生对线上线下混合式教学的接受情况、学习积极性等方面，了解高校线上线下混合式教学模式的教学现状。

共回收109 份有效调查问卷，其中根据学生对教学模式喜好度、学习情况、教学模式评价3 个维度的整体答题结论计算克隆巴赫信度系数（Cronbachα系数值）为0.732，证明问卷结果可靠。

2.2 调查结果与分析

图1 显示了受访者对不同学习模式的喜好程度。其中46.79%的受访者喜欢线下面授课堂教学模式，41.28%的受访者喜欢线上线下混合式教学模式，11.93%的受访者喜欢线上混合式教学模式，这表明线上线下混合式学习目前还未被大学生“全面”接受，需进一步改善其教学方式，最大化发挥混合式教学的优势，提高学生学习积极性和学习效果[7]。

图2 显示了大学生线上线下混合式学习能否激发自身学习积极性与主动性的学习情况。结果显示，近90%的受访者能适应线上线下混合式学习，并且能够激发其自身学习的积极性与学习主动性。这表明了高校在保证“防控”的前提下，线上线下混合式教学取得了一定的效果。另外数据也反映出学生超过半数的学生认为混合式学习的自主性不够，由此使学生不够积极，出现学习懒惰的现状。

图2 线上线下混合式教学激发学生学习积极性与主动性的学习情况

3 线上线下混合式教学的模式构建

教学模式的构建需要综合考虑教学目标、课程内容、教学方式以及教学现状和学习者的特点等因素。通过前文研究调查了解到：（1）学生对线上线下混合式教学还未能“全面”接受，让学生从传统课堂转换到混合式课堂需要逐步引导和支持，同时也需要鼓励学生积极参与和互动。在教学模式构建中通过课前、课中与课后不同任务设置“从易到难”逐渐增加学习任务难度来引导学生逐步适应。（2）线上线下混合式教学模式难以激发学生学习的积极性与主动性，因此在课中与课后环节设计互动性高的学习任务和活动，在线上教学可以设置一些小组讨论、在线协作、互动游戏等活动，让学生积极参与，提高学习兴趣。

3.1 教学目标

工程类专业教学目标旨在培养具有扎实的基础理论和广泛的工程实践能力的工程师，工程能力是教学设计培养的核心要义。工程能力一般包括：技术能力、创新能力、团队协作能力、沟通协调能力、工程素养等五个方面，在教学中不仅要关注学生理论知识和实践训练还要关注学生的职业认同感、职业价值观以及人际交往，加强学生缄默知识和职业素养提升。另外在工程领域，为了适应不断变化的技术和市场需求，工程能力培养目标也需要与“21 世纪5C 素养核心模型”相结合。21 世纪5C 素养核心模型是北京师范大学创新研究院与美国21 世纪技能联盟（Partnership for 21st Century Skills）开展合作，在“4C”模型的基础上新增文化理解与传承素养进一步扩展形成5C框架，旨在提高学生在全球化和数字化时代所需的综合能力和素养[9]。该模型被广泛应用于全球各地的教育系统中，以帮助学生获得21 世纪的核心竞争力。21世纪5C 素养核心模型是指创新思维、沟通协作、信息素养、学习能力和社会责任感，这些核心素养被认为是现代社会和工作中必不可少的，因此在高校教育中重点培养这些能力对于学生的未来发展非常重要。工程能力与21 世纪核心素养模型相结合共同实现育人目标，如图3 所示。

图3 教学目标

3.2 线上线下混合式教学的模式

线上线下混合式教学是在厘清其教学模式的本质与分析了现状背景问题，明确了教学目标的基础上构建的，从课前、课中与课后三方面着手设计不同的教学任务，线上教学与线下教学独立分工且相互融合如图4 所示。

图4 线上线下混合式教学模式

首先，将教学任务分为基础理论与实践综合两部分。线上课程由学校教师主导，学校教师相对于企业教师拥有丰富的教学经验和知识底蕴，学校教师与企业教师协同设计教学，构建贴近实际的工程情境，并引导学生在此情境下进行理论教学。企业教师主要负责线下教学，凭借其熟练的工程实践经验，在线下实训课程中构建真实性与典型性的教学环境，使学生在兼具实际性与创新性的教学情境中学习。注重培养学生的实用性和创新性思维，让学生能够将所学的知识和技能应用到实际工程项目中，从而提高他们的工程能力和创新能力。

其次，重点章节部分将线上线下教学模式的结合，学校教师与企业教师协同备课，确保线上与线下教学目标契合。在教学设计中需要准备相关的教学资源，包括在线教材、线下实验室、教学视频等，确保教学资源的互通性和兼容性。授课法可引入翻转课堂、双师课堂与虚拟实训平台等多种教学方式，企业教师在线下授课时引导学生学习理解相关知识，学校教师在线上进行深入讨论和互动，进一步提高学生的思考能力和参与度。同时，可以采用案例分析、小组讨论、实践操作等方式，实现“理实一体”教学，共同促进教学成效，达成教学目标。

最后，教学评价也是重要的一环。除了传统的考试外，可以引入项目作业、论文写作、小组展示等多种形式的评价方式。在评价中，可以更多地关注学生的思考能力、创新意识和实践能力，提高学生的工程素养。

4 线上线下混合式教学的应用与实践

以“机械制造技术基础”为例，将教学目标、任务模块应用到该课程的教学设计中开展实践研究。在课程设计中，以学生为中心，最大限度地保证学生的参与性，形成师与生的对话及企与生的对话[10]。

4.1 线上教学

线上教学相比传统教学更加注重技术手段和教学设计的精细化，教师需要合理选择和应用信息技术设计线上教学方案。在专业课堂进行情境创设，使学生了解到所学的专业知识如何服务于社会，从而激发社会责任感。设计任务模块，提高学生的学习效率和学习成果，促进教师反馈和教学评估工作的展开。

4.1.1 教学设计

在“机械制造技术基础”中针对不同章节设计教案，简单理论章节主要通过“微课堂”形式让学生在线上完成课程学习，如第一章绪论及第二章金属切削及机床基础知识等章节，在课堂上引入多媒体信息技术的知识普及，合理优化线上教学内容，加强学生的网路信息技术能力培养，帮助学生奠定理论基石，扩宽工程技能的知识储备。

4.1.2 情境创设

在硬件设施及智能软件允许条件下，开展线上虚拟实训平台为学生提供真实的工程教学情境，引导学生在此情境下进行学习。鼓励互联网公司与高校交流合作，在软件开发上实现线上教学与虚拟实训平台合二为一的最大化功能集成，避免在教学过程中多软件切换的复杂操作。通过不断完善课程改革与优化硬软件设备，提高在线教学质量与加强学生学习深度，打破时空界限，保证学生学习的持续性。

4.1.3 任务模块

将课程任务模块，可以更好地组织和安排学习。学生可以更容易地了解学习的进度和学习的重点。学生以小组的形式完成任务模块作业，在线上教学与虚拟实训平台逐步完成课中与课后设置的学习任务，减少学习压力，提高学习效率。

4.1.4 总结评价

评估是学生进步和提升的重要一环，需要综合考察工科生的知识掌握程度、解决问题能力、创新能力、团队协作能力以及职业认同感等方面，以便更好地指导和帮助工科生实现能力进步和提高。

4.2 线上与线下混合教学

“机械制造设计基础”课程教学模块可分为“基础理论”和“实践综合”，每个模块根据“课前、课中、课后”逐步构建，根据章节难易程度进行具体实施。以“学生为中心”课前引导学生预习，课中环节线上与线下混合式教学相互推进，课后加强知识巩固。最后建立有效教学评估机制帮助教师了解学生学习情况，从而针对性地进行教学改进，提高教学质量。

4.2.1 混合式教学设计

课前，学校老师在“学习通”等线上学习APP 提供实验基本操作步骤及注意事项，以“教师为辅学生为主”为重点。课中，企业教师可以利用多元化教学方式如翻转课堂、问题导向及情景式教学等引导学生学习，协同多媒体教学灵活授课，同时邀请工程师或行业专家开启远程视频传授给学生更加深入理论知识及零件介绍，多方位加深学生对知识的理解及对行业前沿的了解。课后，学生进行分组扩展延伸讨论分析实验结论，完成课后任务，对课上遗留问题进行再次梳理，促进学生的知识内化，培养学生的高级思维。

4.2.2 线上与线下教学资源互通

建立线上和线下教学资源之间的联系和互通，将线上和线下的教学资源集中管理，建立统一的教学资源库，包括教案、教材、习题、视频、音频等资源，以便学生在课前任务环节可以随时随地获取所需的教学资源。企业教师和学校教师在教学过程中及时发现学生的共性问题与技术掌握不足之处，为线上与线下教学提供更多优化建议与有效信息。

4.2.3 学生参与共享

鼓励学生在线上和线下互相交流、分享学习资源和学习经验，提高学生的自主学习能力和团队协作能力。

4.2.4 教学评估

建立教学评估机制，对教学资源的质量和有效性进行评估，以保证教学资源的质量和有效性。

5 线上线下混合式教学的效果

5.1 提高学习效率

线上教学可以让学生在自己的时间和节奏下进行学习，而线下教学则可以通过面对面交流来弥补线上教学的不足。通过这种混合方式，学生可以更快地掌握知识和技能。

5.2 提高学生参与度

在线上教学中，学生可以更轻松地参与到课堂讨论中，提出问题和观点。在线下教学中，学生则可以更加直接地与老师和同学进行交流。这样可以提高学生的参与度和兴趣，激发学生的学习热情。

5.3 优化教学资源

线上教学可以为学校节约课程安排和教学资源，例如教室、教学设备等。而线下教学则可以提供更加真实的实践环境和教学资源，例如实验室、工厂等。通过混合使用这些资源，可以优化教学效果。

5.4 提高学生的技术能力

在线上教学中，学生不仅需要通过网络技术进行交流和学习，还要通过VR 虚拟实训平台进行实训操作训练，这可以提高学生的网络技术能力，培养他们的自主学习能力和信息素养。

6 结语

过去疫情给教学带来了诸多不便，但同时也成为教学之路上的“助跑者”，线上线下混合式教学模式提供多元化的教学方式，顺应了时代要求，满足了学生的需要，促进学生对知识的内化。在教学实践中人的路径存在着一定的偏差，但并非仅受限于外部条件，在制度与变革中，需要我们不断去摸索适合自己的生存之道。找到创造的思路与方法，是融合在线与线下教学之必需。