“金課”理念下雙線混融教學模式的構(gòu)建與應用

張乾熙 徐 青 李詩詩 李 敏

伴隨互聯(lián)網(wǎng)、智能終端和5G 技術(shù)的高速發(fā)展，同時在新冠肺炎疫情防控的要求下，由于時空自由度大等優(yōu)點，在線教育得到迅速普及，且衍生出諸多在線教育模式。相比線上教學，線下教學具有很好的組織性與監(jiān)管性，師生、生生之間的教學交流更為直觀和便捷。線上教學與線下教學活動應有機融合，優(yōu)勢互補，互相促進。

2018年8月，教育部提出“各高校要全面梳理各門課程的教學內(nèi)容，淘汰‘水課’、打造‘金課’”，切實提高課程教學質(zhì)量（教高函〔2018〕 8號）[1]。隨即，國內(nèi)教育工作者針對“金課”的特征和實踐途徑開展了大量的研究和實踐[2-6]。本文依據(jù)“金課”的建設理念，以能源與動力工程專業(yè)核心課程——換熱器原理與設計為載體，開展線上線下混合式教學實踐，結(jié)合問卷調(diào)查，對線上線下混合式“金課”進行研究。本文的研究成果對“金課”理念和線上線下混合式教學模式的融合有借鑒意義，且有助于能源與動力工程一流專業(yè)的課程建設。

一、換熱器原理與設計課程教學研究現(xiàn)狀

換熱器在能源、化工、制冷、動力等工程領(lǐng)域的使用極其廣泛。換熱器原理與設計課程的主要目標是讓學生掌握換熱器的基礎知識、主要理論和一些主要類型換熱器設計選型及方法，了解一些新型換熱器技術(shù)的現(xiàn)狀及典型產(chǎn)品的特點，為解決工業(yè)換熱方面的生產(chǎn)實際問題和科學研究打下良好基礎。作為能源與動力工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，有較多學者圍繞換熱器原理與設計課程的建設開展研究[7-8]，如：童軍杰等圍繞課程教學方法開展了研究和實踐[9-10]；崔曉鈺等為充分發(fā)揮課程網(wǎng)站在換熱器原理與設計課程教學中的作用，圍繞該課程的網(wǎng)站建設進行了實踐和研究[11]。

二、教學模式構(gòu)建

（一）構(gòu)建理念

“金課”的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”（“兩性一度”）建設標準既是對學生學習過程和學習效果的要求，又是對教師教學能力的要求。“金課”的“兩性一度”應貫徹雙線混融教學全過程，以學為本，構(gòu)建一種資源豐富、信息技術(shù)與課程教學深度融合、線上線下交互多元的新型教學方式。

（二）教學設計思路

本研究遵循以學生為主的教學設計原則，按照強調(diào)以學習者為中心，基于高校課程教學“兩性一度”的要求，依次從設定教學目標、設計教學內(nèi)容、整合學習平臺與資源、開展成效評價這四個步驟，進行線上線下混合式教學設計。

第一，設定教學目標。按照能源與動力工程專業(yè)的整體培養(yǎng)目標和要求，依據(jù)“金課”的“兩性一度”標準，對換熱器原理與設計課程教學目標進行設計，教學目標具有一定的高階性和挑戰(zhàn)度，其內(nèi)容既涵蓋對工程知識的掌握，又包括設計/開發(fā)解決方案與研究能力培養(yǎng)等。

第二，設計教學內(nèi)容。首先，需要對教學大綱和教學目標進行深入研究，精選教學內(nèi)容，并且確保所選教學內(nèi)容能夠?qū)虒W目標形成完整的支撐。其次，依據(jù)知識要點設計和制作小視頻教學資源，搭建配套習題庫。通過設置彈幕、評論區(qū)、討論區(qū)等模塊功能，為學生在預習、課中以及課后練習中提出疑惑搭建便捷的線上反饋通道。在教學實施過程中，教師及時跟蹤學生學習進度，并對學生學習進度和學識水平有較準確的把握，線下教學過程有的放矢，提高教學效率。

第三，整合學習平臺與資源。換熱器原理與設計課程的混合式“金課”授課平臺由線上和線下兩個學習平臺構(gòu)成。其中，線上平臺有超星學習通電腦端和移動端App 兩個接入端。超星學習通學習平臺界面簡潔，互動性好，含有課程目錄、活動、統(tǒng)計、資料、作業(yè)、考試、分組任務（PBL）、討論等模塊功能，構(gòu)架清晰。移動端與電腦端實時互通，界面簡約，層次功能清晰。線下平臺為智慧教室，配有齊全的教學黑板、智能電子黑板等硬件設備和網(wǎng)絡通信設備，搭配專業(yè)的教學管理系統(tǒng)，可以便捷地實現(xiàn)線上線下互換，實現(xiàn)雙線混融，提高學生的注意力和學習效率。智慧教室具備有線和無線網(wǎng)絡，為學生的線下學習提供便利條件。教室內(nèi)桌椅能夠自由移動，方便實施小組教學，課堂形式靈活。

依托線上平臺，搭建了涵蓋PPT 課件、視頻、題庫、案例庫等的教學資源庫。線上平臺資源不斷迭代更新，教師團隊依據(jù)學生的學習需求，及時補充或更新課程資源，及時跟進學生的學習進度，盡可能為學生提供個性化學習指導。

第四，開展成效評價。通過課程目標達成度分析和問卷調(diào)查進行“金課”視角下?lián)Q熱器原理與設計課程線上線下混合式教學實踐成效分析，并對實踐過程進行反饋修正。

（三）線上教學與線下課堂相融合

“金課”視角下，線上線下混合式教學要避免簡單拼湊，對授課教師教學能力的要求具有一定的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”。換熱器原理與設計課程的混合式教學是將線上、線下兩種教學模式在教學組織、教學管理方面進行深度融合。

換熱器原理與設計課程內(nèi)容涉及的知識面很廣，換熱器是能源、化工、制冷、動力等各種工程領(lǐng)域普遍使用的基本設備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應用得極為普遍，它的應用與能源的開發(fā)與節(jié)約緊密相關(guān)，在能源、化工、制冷、動力等領(lǐng)域占有很重要的地位。換熱器原理與設計課程包含很多教學內(nèi)容，如果單純采用線下教學模式，其教學效果會差很多。在教學換熱器應用、換熱器3D 結(jié)構(gòu)、換熱器工作原理等內(nèi)容時，如果采用線上教學方式，能使學生獲得更直觀的體驗與認知，高效地構(gòu)建知識體系和掌握知識要點。結(jié)構(gòu)設計、傳熱設計、流動阻力設計和實驗模塊等內(nèi)容，理論性比較強，內(nèi)容較枯燥或?qū)邮植僮鲗嵺`要求高，通過面對面線下教學的方式，能夠更高效率地達成課程學習目標。線上教學與線下課堂相結(jié)合，在教學組織與管理、方法與技巧方面能夠融合互補，從而達到單一教學模式無法達到的優(yōu)質(zhì)教學效果。

三、實踐成效

（一）課程目標達成度

依據(jù)能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)方案，換熱器原理與設計課程設置了3 個培養(yǎng)目標，考試內(nèi)容涵蓋這3 個目標。本研究采取對比研究方法對課程目標達成度進行分析。本課程有2 個班級按照線上線下混合式教學模式進行教學實踐，在同期平行教學的另外2 個班級中繼續(xù)采用傳統(tǒng)線下教學模式，課程結(jié)束后開展相同標準的期末考核，比較分析4 個班級最終的課程目標達成度。統(tǒng)計結(jié)果表明，兩種教學模式差異巨大，實施線上線下混合式教學模式的班級，成績顯著高于實施單純線下教學的班級，班級期末成績的優(yōu)良率（80 分及以上）為72.15%，平均分為85.29，而對比班級的優(yōu)良率為53.67%，平均分僅為78.12（見表1）。即使樣本班級的學風有所不同，課程目標達成情況的明顯差異仍表明本研究開展的教學實踐取得了優(yōu)異的教學成效。

表1 課程目標達成度對比統(tǒng)計

（二）問卷調(diào)查

除了課程目標達成情況之外，學生滿意度及綜合能力也是評判課程教學成效的重要指標。本研究設計了學習效果調(diào)查問卷，基于學生的主觀評價對線上線下混合式教學的實施效果進行分析。問卷涵蓋基本情況調(diào)查、線上線下混合式教學滿意度調(diào)查和開放性問題。

基本情況調(diào)查主要針對學生對線上教學內(nèi)容的參與情況進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果表明，92.15%的學生都能按時完成教師發(fā)布的各類教學活動板塊的內(nèi)容，且有81.61%的學生積極參與網(wǎng)上互動，能夠做到每小節(jié)學習發(fā)言2 次以上。表示對線上教學模式感到難以適應的學生約7.84%，主要原因是線上學習時，周邊缺乏師生督促，學習興趣不高。

針對線上線下混合式教學的滿意度，本研究從線上線下學習效果滿意度、小組協(xié)作滿意度、評價方式滿意度、整體滿意度四個維度進行調(diào)查和統(tǒng)計分析。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，4 個維度的滿意度均超過90%。這個結(jié)果表明，絕大多數(shù)學生認為通過線上線下混合式教學，扎實掌握了換熱器原理與設計課程知識，基本具備課程目標提及的工程應用設計能力。

為收集學生對線上線下混合式教學的建議，問卷調(diào)查的第三部分為開放性問題。通過對調(diào)查問卷的分析發(fā)現(xiàn)，學生的建議或者本教學實踐過程中的不足也得到了很好的反饋。有約32.15%的學生反映自學內(nèi)容偏多，11.27%的學生反映單個課程視頻時間過長，或者注意力難以長時間集中，看視頻效果不佳。這個調(diào)查結(jié)果表明，有少部分學生的學習習慣更傾向于傳統(tǒng)的教學方式，且線上課程視頻時長和生動性方面還需科學優(yōu)化，后續(xù)將對此進一步展開研究。

綜上所述，本研究在“金課”視角下將線上線下混合式教學模式應用于換熱器原理與設計課程教學實踐。在課程目標設計、授課內(nèi)容篩選、授課平臺搭建與授課實施過程中，均引入“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”這一“金課”建設標準，并通過分析課程目標達成情況和問卷調(diào)查兩種途徑對實施過程和實施效果進行分析研究。研究表明，“金課”視角下線上線下混合式教學能有效提高換熱器原理與設計課程教學目標的達成度，學生對這一教學模式的滿意度高。研究也發(fā)現(xiàn)，線上課程視頻資源是學生比較關(guān)注的一項內(nèi)容，視頻時長和生動性方面還需科學優(yōu)化。