O2O 混合教学在食品工程专业“化工原理”课程的应用探索

刘 丹，杨楚芬，郑育英，刘全兵

（广东工业大学轻工化工学院，广东广州 510006）

0 引言

信息技术对教育发展具有革命性的影响。20 多年来，我国教育信息化建设在教育理念更新和模式变革等方面取得了显著成就，教育信息化支撑和引领教育现代化已经得到普遍共识。在我国高等教育进入普及化阶段的当下，高校该如何通过推动信息技术与教学深度融合，实现教育数字化建设，成为教育改革的重点之一[1]。

在传统的教室教学过程中，学生玩手机的情况十分普遍，考虑到免费的Wifi 覆盖了整个教学区域，每个人至少有一个移动终端。这些便利如何变成一种学习方式呢？互联网、大数据的快速发展，使线上教育体系紧跟时代发展。以MOOC（Massive open online courses，慕课）等为代表的“线上”教学模式受到大量学生的青睐。然而，单纯的“线上”教育模式面临着互动性差、缺乏学习氛围、体验性弱等缺点[2]。移动学习应该与传统的教学方法一起使用，其中一种方法是倡导自主式、合作式和探究学习，引导学生围绕问题探索和寻找解决方案。人们的注意力转移到移动工具提供的混合学习环境。每个学生一部手机增加了通过个人设备使用互联网的合作学习和个人化的机会。然而，工程教育的实践工作是在物理空间中进行的，虚拟空间的在线学习支持服务是在物理空间中提供的，是一种辅助功能。近年来，O2O 模式已经应用于教育领域，利用O2O 在线学习平台，教师的工作从预设的教学转变为提问、辅导学生、讨论和与学生沟通问题。在线空间为学习者提供课程知识、学习资源、案例参考、教师提出的问题及其他支持信息。在线和离线合作进行练习，同步进行面对面的讨论，并接受教师的指导。通过离线物理空间的教学，学生最终完成课程目标达成。O2O 模式是以学生为中心的，通过解构常规课程教学中知识学习与课外学习不足之间的二元对立，将网络课程、移动学习与教学过程相结合，旨在无限延伸课堂教学，让每个学生充分投入学习[3]。在O2O 平台上，教学以“教师指导”和“学生协作”为指导，移动O2O 学习平台成为支持学生学习的脚手架。此外，还可延长现场学习和在线学习之间的互动时间，从而促进课堂活动的实施。

拟从“化工原理”课程入手，以食品科学与工程专业学生为载体，以课程资源系统、丰富和适合网络传播为基本要求建设教学资源共享体系，将虚拟网络结合线下互动的理念运用到教学中，构建基于移动学习平台的O2O 模型集离线学习、在线交互辅助、基于场所的虚拟协作和学习量化评估于一体的线上、线下双向互动的混合教学模式，改变课堂教学的结构，重构课堂教学的过程和学生评价方式，更好地促进学生自主学习课程的积极性，提高课程的教学效果，实现信息技术与教育教学深度融合创新。

1 O2O 教学模式简介

O2O（Online to Offline）起初是美国的一种新型线上业务结合线下商业经营模式。将O2O 概念引入到教育领域形成的O2O 教学模式，是通过现代信息技术手段（如物联网、5G、人工智能等），把线上线下学习深度融合（见图1），贯穿了课内与课外，不再有明显的时空界限，能够同时同地进行[4]。O2O 平台是一个分享知识、传播学习、连接人与人、加速知识流动，让每个人参与、分享和收获的平台。使用O2O 提供的创新和混合的交互式学习方法，可很容易地制作各种音频和视频的交互式课程，还可在主动学习和培训现场启动研究和提问，促进相互分享，甚至使用手机进行直播。通过O2O 创建外部网络节点，提供基础知识碎片化学习，完成各种与课程相关的任务。目前，国内高校已有不少教师开始在课堂中使用互联网学习平台进行O2O 教学尝试，教师通过课程资料学习平台共享资源给学生进行自主学习，并通过线上资源导学、测评、在线作业提交、师生讨论区等活动，进行即时互动，形成在线交互的环境[5]。然而，目前存在的主要问题是线上线下学习的结合比较局限，线上学习大多在课外进行，与面对面课堂割裂开来，缺乏整体的融合。因此，该课题的开展将关注点落在如何实现信息技术与教学的深度融合，通过构建线上线下的闭环学习空间和精心设计教学过程完成线上线下交互的即时性，使信息化技术对课程起到支撑作用。O2O 立体式全方位教学模式见图1。

图1 O2O 立体式全方位教学模式

2 “化工原理”课程特点和教学现状

随着技术全球化的形势变化，为适应新的变革，对工程技术人员提出了更高的要求，这反映了传统的教学方法，即以教师为主要动力，而不是培养学生创新能力和有效解决复杂工程问题的能力。“化工原理”课程是理论与工程相结合的专业基础课程之一。学生必须具备“数学”“化学”“物理”“工程制图”“理论力学”“材料力学”及其他多学科知识，不仅是现代大学生必备的知识和技能，也是现代大学生适应社会生存的必要手段，还是培养大学生综合素质和创新人才的重要环节。大学工程类课程的重要性不言而喻，但在教学中还存在一些问题。大学“化工原理”课程教学过程中的传统教学模式仍然延续至今，以教师为中心，批量培养学生。教师被认为是知识的掌握者，而学生则纯粹是知识的接受者。教师进行灌输式教学模式，学生被动听课。在课程学习中，学生无法将自己的身份从学生转变为工程师，从被动地接受教师的知识转变为主动地解决问题，达不到理想的学习效果。

随着MOOC，SPOC 等网络教学模式的出现，在线教学方法已经在世界各地得到应用[6]。与受时间和空间限制的传统离线教学不同，在线教学方法能够快速、远程地到达学习者，为教学带来活力和灵活性。在展示其强大优势的同时，网络教学的弊端也暴露出来。学生和教师之间的交流较困难且效率较低，特别是当涉及到澄清和解释[7]。一方面，从学生的角度来看，在社会存在感、社会互动和满意度方面，线下学习比在线学习更容易接受；另一方面，许多学生选择在线学习而不是线下课程，是为了方便和轻松，也是为了有机会在想学习的时候学习，而不是在必须学习的时候学习。由于纯在线和离线教学各有缺点，综合线上到线下教学法可以兼顾双方的长处，同时最大限度地减少各自的缺点。将O2O 教学模式融入“化工原理”对面课堂的教学模式中，依托学堂在线平台，使在线网络学习和离线面对面课堂学习高度结合。这种混合式教学模式允许学生通过在线学习实现个性化学习目标，同时参加校园现场授课，以期达到理想的教学状态。

3 O2O 混合教学模式在“化工原理”教学的实施策略

O2O 混合教学模式的整体应用策略主要包括线上线下学习空间的搭建，教学精心设计和多元化的评价体系的构建（图2）。在网络学习平台（学堂在线），搭建一个线上学习空间，并将这个学习空间与线下面对面的课堂结合起来，拓宽原有的教学空间。在这个更宽广的O2O 教学空间中，每一个学习行为互相关联，形成线上线下学习闭环。

图2 O2O 混合教学模式的整体应用策略

O2O 混合教学模式的整体应用策略见图2。

3.1 O2O 混合教学设计

利用云平台进行混合式教学设计与应用的尝试，将教学过程分为课前准备、课中实施与课后提升3 个阶段（表1），实现“做中学、学中做、边做边学、边学边做”，帮助学生拓展提高能力。

表1 教学设计形式及目标

教学设计形式及目标见表1。

（1）课前（每周30 min）。网上自学及学生学习资料收集。学生通过学习教师在学堂在线平台上传的教学材料，包括幻灯片、视频和小测验，自己预习课程。学生被要求在每堂课之前做预习。收集并分析学生学习成绩的数据，包括视频观看、课件学习、考试成绩和平台讨论参与情况。通过该平台同步记录和可视化他们的认知和行为学习数据。通过分析这些数据，教师可确定主要阻碍实现预设目标的关键因素，在此基础上，教学目标需要进行调整。

（2）课中（每周90 min）。教师线下的面对面现场讲授，线上的随堂测验，可被班上的每位学生看到。课内研讨同步进行，并实时反馈结果，实现线上线下的交流并行推进。所有的活动，包括考勤和测试，都是在平台上进行的。教师利用平台的统计可视化功能了解学生的知识掌握情况，根据学生课前自我学习的表现，现场讲解共性问题，解决学生普遍存在的问题，引导学生进行知识的内化和迁移；课内教师提出问题，或由学生提出的问题，面对面讨论，进行思想上的碰撞和交流。

（3）课后（每周60 min）。根据学生的学习需要进行网络差异化教学。课后在平台为学生提供继续学习材料和任务。作业在下节课之前收集，之后由教师手工评分。数据可自动记录，学生对整个教学过程的自我评价和评论也可通过学堂在线平台收集。教师查看学生的学习行为可视化统计数据，收集学生的学习评价和意见，改进后续教学，为学生提供更精确的指导。

3.2 多元化评价体系的构建

评估是教师通过衡量学生达到学习目标的程度，使有效地教学制度化和修正教学法中无效的教学选择，从而战略性地评估其教学效果的一个关键过程。合理建立一种涵盖学生和教师的多元化教学评价体系，兼顾教师对教学的投入和学生的学习态度。运用云平台改善课堂学习过程的记录、监控和评价，促进学习的公平竞争。移动学习应用使课堂教学管理更加智能化。所有的学习资源和课堂活动都被释放，每个学生和申请人的所有学习行为都被记录下来。学生课前、课中与课后学习数据得以明细化，与考试数据整合化，通过智能AI 程序进行评估，产生特定学习数据[8]。

基于平台的O2O 精准教学模式采用了2 种最常讨论的学生评价形式，即总结性评价和形成性评价，对学生的学习结果、学习过程和教师的教学方式都进行评价，建立一种涵盖学生和教师的多元化教学评价体系。在期末考试中实施的总结性评估提供了有关学生成绩模式的信息，而形成性评估涉及随着时间的推移对学生学习的评估。在评价方法上，采用了自我评价和教师评价。自我评估使学生能够发挥自己的判断力，促进对自己学习的主人翁意识，并能够引导学生进行更大的投资。评估系统不仅关注学生所获得的分数，且非常重视学生的独立学习技能、解决问题的技能和协作技能。

3.2.1 课程目标达成分析法（总结性评价）

课程目标达成分析法，即依据对学生的课程考核结果（如试卷、作业、期中考试等），进行课程目标达成计算。依据学生的考核结果，结合学堂在线平台学习情况、课堂表现、小测试、讨论、期末考试等多个维度，开展课程目标达成情况评价，客观评价学生，调动学生学习积极性。

课程目标达成度计算方法如下：根据教学活动的全体被评价学生的各课程目标所得平均分来计算其对课程目标的达成情况，即：

3.2.2 课程效果调查表对应课程目标达成情况评价过程（形成性评价）

课程效果调查表见表2。

表2 课程效果调查表

由表2 可知，在平台发布，学生可通过平台反馈学习意见、评价教师的教学，形成适合线上和线下教学方式的混合评价体系。调查对象对课程目标达成情况值取基于人数的加权平均值，即

依据学生的课程效果调查结果，计算出各分项的评价结果。开展对课程目标达成情况定性评价，对学生和教师产生良好的激励作用，帮助教师提高教学效果，赋予课程更高实用性。

根据总结性评价和形成性评价获得的课程目标达成情况。由于课程效果评价结果偏高，因此按照课程0.60 和调查表0.40 的权重值进行计算。根据设定权重值，加权求和计算课程综合评价值。教师则可根据考核数据，更好地改进教学。

4 结语

O2O 是一种线上传统课堂教学与网络教学相结合的混合教学模式，合理应用于教学中，不仅能激发学生的学习兴趣，还能充分调动学生的学习自主性，提出在“化工原理”教学中应用该教学模式的策略。在O2O 平台的教学改革中制定了具体的实施方案，包括线上线下学习空间的搭建，教学精心设计和多元化的评价体系的构建。O2O 教学具有学习资源易共享性及在师生交流上的方便性，扩大传统“化工原理”课堂的教学空间和环境，并带来更好的教学效果。多元化的教学评价体系，可兼顾教师对教学的投入和学生的学习态度，能对学生和教师产生良好的激励作用。O2O 是一种以“学生为主体”促进学生全面发展的新型课堂教学模式，为提高高等院校教学质量提供参考。