“工程熱力學(xué)”線上線下混合式教學(xué)的建設(shè)與思考

柏金 王謙 吉恒松 劉濤

摘 ? 要：本文基于線上線下混合教學(xué)模式，以“工程熱力學(xué)”為例，探討工科專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革，通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)及線上線下混合教學(xué)模式的實(shí)踐，分析線上線下混合教學(xué)過(guò)程中面臨的問(wèn)題，思考新的教學(xué)模式存在的優(yōu)缺點(diǎn)，為完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法及優(yōu)化學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果提供理論依據(jù)，為打造高校工科專業(yè)基礎(chǔ)課程的線上線下混合式“金課”而努力。

關(guān)鍵詞：MOOC ?線上線下 ?混合教學(xué) ?教學(xué)改革 ?工程熱力學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（b）-0195-03

MOOC（Massive Open Online Course）中文譯為幕課，即大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程[1]，在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代背景下，幕課形式進(jìn)入中國(guó)后得到了快速發(fā)展。2013年上半年，包括北京大學(xué)、清華大學(xué)等國(guó)內(nèi)一流大學(xué)加入“慕課”三大平臺(tái)，“慕課”就此大規(guī)模進(jìn)入中國(guó)，目前已建立中國(guó)大學(xué)MOOC、好大學(xué)在線、幕課網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)，越來(lái)越多的學(xué)校和課程走進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)[2]。大學(xué)期間，專業(yè)基礎(chǔ)課對(duì)學(xué)生的影響比較深遠(yuǎn)，關(guān)系到學(xué)生未來(lái)從事的行業(yè)及考研學(xué)生專業(yè)課的選擇，教學(xué)目標(biāo)中需要學(xué)生們能建立較好的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，能深入系統(tǒng)地學(xué)習(xí)專業(yè)理論課程，但在本科專業(yè)基礎(chǔ)課的教與學(xué)中，課堂課時(shí)較少，而課程內(nèi)卻繁多復(fù)雜，這種矛盾使得網(wǎng)絡(luò)課程引入了教學(xué)之中，“工程熱力學(xué)”學(xué)科組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，重點(diǎn)開展了網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的建設(shè)。2017年，由筆者及所在團(tuán)隊(duì)所建設(shè)的“工程熱力學(xué)”，在中國(guó)大學(xué)MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上開始運(yùn)行，并被評(píng)為江蘇省精品在線開放課程之一，從中經(jīng)歷了課程的設(shè)計(jì)及任務(wù)的分工、短視頻制作、課程在線運(yùn)行及維護(hù)以及學(xué)生考評(píng)管理等過(guò)程，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)面臨許多“教”與“學(xué)”的問(wèn)題，本文就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探索及反思。

1 ?MOOC教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)及線上線下教學(xué)實(shí)踐

“工程熱力學(xué)”是重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在傳統(tǒng)教學(xué)中，每個(gè)星期需要完成兩至三次教學(xué)任務(wù)，一門課需16周才能完成，內(nèi)容較多，難度系數(shù)較大，為了能更好地完成網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，相關(guān)授課老師組建了“工程熱力學(xué)”課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)，包括學(xué)科帶頭人、學(xué)科建設(shè)人、視頻制作及專業(yè)課老師共10人。

1.1 MOOC教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)課程并非將知識(shí)點(diǎn)講解完全搬到屏幕上那么簡(jiǎn)單，為了讓學(xué)生更加容易理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，將原有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)碎片化，精簡(jiǎn)至每個(gè)具體的知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)形成一段小視頻，為了避免學(xué)生對(duì)視頻講解產(chǎn)生疲倦感，每個(gè)短視頻控制在15min以內(nèi)。圍繞碎片化的知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)性地設(shè)計(jì)了課間提問(wèn)、知識(shí)點(diǎn)討論及隨堂測(cè)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，每一章節(jié)也設(shè)計(jì)了作業(yè)題和測(cè)驗(yàn)題（見(jiàn)表1）。

1.2 線上及線下教學(xué)方法設(shè)計(jì)

混合式教學(xué)分線上和線下兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，如圖1所示，首先MOOC發(fā)起教師將教學(xué)資源通過(guò)MOOC平臺(tái)發(fā)布，由課程協(xié)調(diào)人管理和維護(hù)。根據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，學(xué)生觀看知識(shí)點(diǎn)視頻自主預(yù)習(xí)，完成相關(guān)隨堂測(cè)試、課堂練習(xí)等環(huán)節(jié)，根據(jù)教師提出的問(wèn)題和相關(guān)資料，對(duì)知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步思考、鞏固與提升，在論壇中向老師和其他同學(xué)提出學(xué)習(xí)疑問(wèn)。教師需關(guān)注論壇動(dòng)態(tài)，及時(shí)、有效地答復(fù)慕課答疑區(qū)、討論區(qū)和交流區(qū)的各種問(wèn)題，解決學(xué)生不能解決的問(wèn)題。教學(xué)團(tuán)隊(duì)記錄學(xué)生線上線下的學(xué)習(xí)過(guò)程、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、收集學(xué)生的學(xué)習(xí)基本情況，對(duì)線上線下的教學(xué)結(jié)果及時(shí)分析總結(jié)。線下環(huán)節(jié)即傳統(tǒng)課堂教學(xué)，相關(guān)教師首先快速梳理章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生在線學(xué)習(xí)狀態(tài)，回顧重、難點(diǎn)，并通過(guò)典型題型，鞏固學(xué)習(xí)效果。最終學(xué)生完成章節(jié)測(cè)試，結(jié)束一個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

1.3 學(xué)習(xí)成績(jī)及評(píng)價(jià)

學(xué)生成績(jī)組成，主要由線上成績(jī)、線下成績(jī)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)組成，其中線上單元測(cè)驗(yàn)占總成績(jī)的8%，單元作業(yè)占10%，線上考試（主要由判斷題和選擇題組成）占20%，課程討論占2%（論壇中發(fā)帖內(nèi)容回復(fù)數(shù)大于30時(shí)獲得滿分），線下考試占55%（主要由分析題和計(jì)算題組成），實(shí)驗(yàn)成績(jī)占5%。以2018年下半年本人所教授班級(jí)為樣本，學(xué)生共62人，其中單元測(cè)驗(yàn)平均成績(jī)?yōu)?6分，線上單元測(cè)驗(yàn)平均成績(jī)?yōu)?0分，線上考試平均成績(jī)?yōu)?6分，課程討論平均成績(jī)只有6分，線下考試平均成績(jī)58分，實(shí)驗(yàn)平均成績(jī)?yōu)?4分，總的平均成績(jī)?yōu)?1分，從成績(jī)分布可以看出，學(xué)生在問(wèn)題討論板塊參與的非常少，只有一小部分同學(xué)與其他同學(xué)及老師進(jìn)行互動(dòng);線上成績(jī)較高，而線下平均成績(jī)不及格，說(shuō)明在平時(shí)線上學(xué)習(xí)和線上考試環(huán)節(jié)中，存在相互抄襲作弊的現(xiàn)象，同時(shí)大部分同學(xué)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)、理解不夠深入，從而無(wú)法高質(zhì)量地完成線下考試，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳。學(xué)生在對(duì)教師的評(píng)教中，提出線上線下混合教學(xué)模式是否適合本校學(xué)生的疑問(wèn)，部分同學(xué)希望老師回歸傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，可以看出這一屆學(xué)生對(duì)線上線下教學(xué)模式的接受度并不太高。

2 ?線上線下混合式教學(xué)的反思

從網(wǎng)站的建設(shè)、教學(xué)素材的收集、知識(shí)點(diǎn)視頻的錄制、習(xí)題庫(kù)的建設(shè)到線下課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)，每一位教師都付出了成倍的精力，雖然一屆學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)不能說(shuō)明全部問(wèn)題，但是無(wú)論是從學(xué)生“學(xué)”的環(huán)節(jié)，還是從教師“教”的環(huán)節(jié)上而言，目前線上線下混合教學(xué)模式還存在許多問(wèn)題。

2.1 “學(xué)”的問(wèn)題

在“工程熱力學(xué)”線上線下課程共同開展的過(guò)程中，一部分同學(xué)自我約束能力較差，網(wǎng)絡(luò)課程中多樣性的任務(wù)和作業(yè)，其目的是有步聚、有目的地幫助學(xué)生們理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，但只有少數(shù)學(xué)生能夠獨(dú)立自主地完成慕課的學(xué)習(xí)，學(xué)生們打開教學(xué)視頻而做著其他事情的絕對(duì)不是少數(shù)現(xiàn)象，很多同學(xué)都跟不上視頻講解，部分同學(xué)為了完成線上相關(guān)任務(wù)，往往通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索，草草完成作業(yè)，更有部分同學(xué)抄襲其他同學(xué)的作業(yè)，雖然在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)完成作業(yè)，但其完成的質(zhì)量得不到保證，慕課使得學(xué)生在任意時(shí)間和任意有網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)都可以學(xué)習(xí)，但學(xué)習(xí)的過(guò)程中需要學(xué)生有著極高的自覺(jué)性和積極的參與性，這樣才能真正發(fā)揮慕課的作用，對(duì)自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)起促進(jìn)作用，但對(duì)其他同學(xué)而言，反而會(huì)使他們的學(xué)習(xí)效果更差。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，往往是一種單向接受知識(shí)點(diǎn)的模式，老師說(shuō)什么，學(xué)生就學(xué)什么，很少去質(zhì)疑老師的觀點(diǎn)有沒(méi)有錯(cuò)，只有極少部分學(xué)生會(huì)積極主動(dòng)地思考相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，課間與老師討論。慕課教學(xué)線上資源中設(shè)置了開發(fā)性的討論問(wèn)題，但由于沒(méi)有認(rèn)真學(xué)習(xí)視頻教學(xué)內(nèi)容，論壇中真正討論問(wèn)題的同學(xué)非常少，學(xué)生的參與性較低，同時(shí)學(xué)生們自我深入學(xué)習(xí)能力較弱，提問(wèn)效果并不明顯，“教”與“學(xué)”的相互交流、互動(dòng)效果不明顯。

2.2 “教”的問(wèn)題

第一，知識(shí)點(diǎn)視頻內(nèi)容過(guò)于正式，由于慕課形式的需要，將章節(jié)分解成若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)視頻，以短視頻的形式承現(xiàn)給學(xué)生，視頻的錄制過(guò)程中，避免了課堂教學(xué)中的語(yǔ)氣詞和其他重復(fù)性的語(yǔ)言，對(duì)于視頻中的每一句話，老師們都已仔細(xì)斟酌，雖然每個(gè)視頻時(shí)長(zhǎng)比較短，但每句話都非常重要，單位時(shí)間里的信息量非常大，學(xué)生們反而適應(yīng)不了。第二，線上題庫(kù)的建設(shè)大部分采用了典型例題，這些例題和課后作業(yè)題對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解能起到非常好的鞏固作用，但也因此，學(xué)生們可以在網(wǎng)絡(luò)上找到相關(guān)題型的詳細(xì)解答，并不需要認(rèn)真學(xué)習(xí)便可輕松完成線上作業(yè)，并獲得相關(guān)積分;同時(shí)題目過(guò)于經(jīng)典，與社會(huì)上出現(xiàn)的新的科學(xué)現(xiàn)象關(guān)聯(lián)性較小，不利于喚醒學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。第三，考核評(píng)價(jià)方式還不完善，通過(guò)這一屆學(xué)生的考核結(jié)果便可看出，學(xué)生按照要求看完教學(xué)視頻，提交相關(guān)作業(yè)，就能通過(guò)考核而獲得學(xué)分，但學(xué)生是否認(rèn)真觀看視頻無(wú)法考核，相關(guān)作業(yè)的完成是否存在替學(xué)、替做及抄襲現(xiàn)象也無(wú)法考核，這種評(píng)價(jià)模式只注重學(xué)習(xí)結(jié)果而忽略了學(xué)習(xí)過(guò)程，難免會(huì)存在不勞而獲、投機(jī)取巧的學(xué)生，進(jìn)而影響所有學(xué)生的學(xué)習(xí)心態(tài)和學(xué)習(xí)態(tài)度，影響慕課的教學(xué)效果，制約了線上線下混合教學(xué)模式的推廣。

2.3 專業(yè)課混合式教學(xué)的反思

2018年11月3日，教育部高等教育司司長(zhǎng)吳巖就 “一流專業(yè)和一流課程”議題，提出打造有創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的金課”，在今后4～5年時(shí)間里教育部要建設(shè)兩萬(wàn)門“金課”[3]。為打造國(guó)家所需要的“一流專業(yè)”和“一流課程”，“工程熱力學(xué)”線上線下混合教學(xué)課程需要不斷優(yōu)化，針對(duì)“教”與“學(xué)”出現(xiàn)的問(wèn)題，提出以下改進(jìn)方案。

2.3.1 線上資源的優(yōu)化整合

教師錄制的知識(shí)點(diǎn)微視頻，內(nèi)容上更為“緊湊”，其目的在于力求讓學(xué)生在視頻長(zhǎng)度時(shí)間內(nèi)全面掌握所授知識(shí)點(diǎn)，為了能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要，應(yīng)另外收集或錄制一些與“工程熱力學(xué)”課程相關(guān)的生活現(xiàn)象視頻、工程案例視頻、例題講解視頻以及前沿性科學(xué)研究課題視頻等，網(wǎng)站上也可以設(shè)立特定板塊，允許學(xué)生們自由上傳相關(guān)視頻資源;同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)和計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)也越來(lái)越受到人們的重視，可以通過(guò)建立三D模型，讓學(xué)生能更直觀地學(xué)習(xí)相關(guān)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，也以對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行拆解和組裝，更深入地理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn);另外，線上盡可能給學(xué)生提供豐富多彩的學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以和在線的學(xué)生、本校教師、全國(guó)教學(xué)名師和各領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行交流，探討解決問(wèn)題的方法，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互學(xué)習(xí)。

2.3.2 課程教學(xué)內(nèi)容改革

對(duì)于工科基礎(chǔ)課程來(lái)說(shuō)，大部分典題習(xí)題在幫助學(xué)生理解和掌握工科基礎(chǔ)課程的概念上，能起到很好的作用，但是，習(xí)題太有針對(duì)性，基本與章節(jié)相對(duì)應(yīng)，一章甚至一節(jié)的內(nèi)容對(duì)應(yīng)一定的習(xí)題，這樣的習(xí)題，不利于培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用的能力及發(fā)散思維能力。對(duì)于工科專業(yè)基礎(chǔ)課程，除了要學(xué)會(huì)書本上的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，最重要的要運(yùn)用到實(shí)際工程中，因此線上線下教學(xué)除了教授課本基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)以外，需引入一些企業(yè)工程案例，實(shí)際的工程問(wèn)題往往非常復(fù)雜，從問(wèn)題的提出、解決方法的確定、模型的建立，到需要的定解條件，都需要我們?nèi)シ治觯覍?shí)際問(wèn)題往往沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案。因此，在工科基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，適當(dāng)增加一些開放性的問(wèn)題，組建4～5人的學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，每組推選一名組長(zhǎng)，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)任務(wù)分派、進(jìn)度控制，所有成員進(jìn)行分工協(xié)作共同探究某一工程問(wèn)題;教師及時(shí)跟蹤各學(xué)習(xí)小組的訓(xùn)練情況，并加以指導(dǎo)。這樣便可有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生轉(zhuǎn)換角色，由做習(xí)題的“學(xué)生”轉(zhuǎn)換為探討問(wèn)題的“研究者”，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題及運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力顯得尤為重要。

2.3.3 完善考核評(píng)價(jià)體系

線上線下混合教學(xué)模式中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程監(jiān)督和學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)非常重要，根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)，為防止學(xué)生替做、抄襲線上習(xí)題現(xiàn)象，可以控制習(xí)題的開放時(shí)間段，在特定的時(shí)間段內(nèi)，要求學(xué)生在教室里獨(dú)自完成作業(yè);另外，線上考試也需要在特定的開放時(shí)間段內(nèi)，集中進(jìn)行線上考試，保證考核的公平性;線下考試增加創(chuàng)新性題型，增加考試的難度系數(shù)。完善考核評(píng)價(jià)體系，注重網(wǎng)絡(luò)素材學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，使考核評(píng)價(jià)嚴(yán)格貫穿于慕課學(xué)習(xí)的全過(guò)程中，學(xué)生便會(huì)重視慕課學(xué)習(xí)，才能讓線上線下混合教學(xué)模式在工科專業(yè)基課程的教學(xué)中真正發(fā)揮作用。

3 ?結(jié)語(yǔ)

線上線下混合“金課”的打造需要學(xué)生重視課堂，也需要教師用心投入，需要大學(xué)教師們?cè)诒究平虒W(xué)工作中投入更多的精力和心思，結(jié)合00后大學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)及社會(huì)發(fā)展的前沿性課題，精思備課，收集創(chuàng)新性、開放性的課程素材，從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生能學(xué)到真本領(lǐng)，形成練真本事的優(yōu)良學(xué)風(fēng)。

參考文獻(xiàn)

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