基于OPBL和OLBL的汽车理论混合教学模式研究*

彭 晗，张延博，刘佳慧

（华北水利水电大学机械学院，河南 郑州450045）

一、引言

2015年，“互联网+”被纳入国家战略行动计划，促进了各个传统行业的改革、发展与融合，同样推动了教育领域的改革和创新。以“互联网+教育”为主题的教育改革探索活动正不断推进我国教育教学信息化的建设[1]。2017年的《地平线报告》指出：高等教育关键趋势之一是混合学习，通过“在线学习方式”与“面对面学习方式”相互结合，从而满足学生们更加多样化的学习需求[2]。典型的线上问题式教学法（Online Problem-Based Learning，简称OPBL）采用微课、慕课等方式让学生以解决问题为目的的学习，能够激发学生学习兴趣，培养其创新精神、提高其知识更新能力，但是对教学资源、教师素质和学生自学能力要求较高，占用学生业余时间较多；传统的线下讲授式教学法 （Offline Lecture-Based Learning，简称OLBL）在知识传授具有较好的系统性和连贯性，对教学条件要求不高，能有效减少学生负担，但学生积极性不够[3-4]。而汽车理论是车辆类和运输类学科学生必须要重点学习的一门课程，由于其理论性强，公式多、概念多、复杂、抽象、难理解[5-6]，如果只采用线上教学，虽然能增加学生学习参与度与兴趣度，但学生学习负担重、难度大、达标率低，如果只采用线下教学，虽能克服了线上教学的缺点，但不够灵活，使得学生对其失去学习的兴趣，也很难取得良好教与学的效果，这就要求授课老师不断改进授课方法、不断更新教学手段、在教学中进行不断的改革和创新。因此，本文充分分析“互联网+”背景下汽车理论教学新要求及新特征，结合OPBL和OLBL的特点，构建了基于OPBL和OLBL的汽车理论混合教学模式，不仅提高教师教学效率及学生学习兴趣，又降低学生学习难度，最终提高了汽车理论课程的教学效果和学习效果。

二、“互联网+”背景下汽车理论教学新要求及新特征

1.教学新要求

汽车理论主要从评价指标、力学分析、数学建模及影响因素等方面讲述汽车的主要使用性能，为汽车设计、改装、研发提供理论依据，但为了圆满完成教学目的，取得良好的授课效果，对授课老师和学生提出以下三点要求：一是在授课时，既涉及高等数学、理论力学、流体力学等基础知识，又涉及汽车构造、内燃机原理等专业知识，涵盖面太广，这就要求学生具有扎实的理论知识基础，教师具有丰富的各学科知识；二是在授课时，无论是模型建立、因素分析，还是参数设计及性能评价都涉及到大量的抽象的力学推导、数学推导，这就要求学生具有较强的想象能力，教师能够拥有丰富的教学手段；三是在授课时，由于汽车理论与汽车构造、内燃机原理、汽车设计运用等专业核心主干课程在内容上联系十分紧密，需要这些课程一起授课，学生一起学习、一起考核，这样更利于学生对知识点本身的理解和掌握。然而现阶段大多数情况下采用单独授课、单独学习、单独考核的教学模式，这就要求学生有很高的自觉性，不断复习和巩固这些知识，更要求老师不断改进教学方法，完善教学模式。

2.教学新特征

在“互联网+”这种大环境，教师不仅仅是知识的传授者，更是课堂的组织和策划者，学生不再是被动的知识接受者，更是积极主动的教学参与者和交流者[7]，作为汽车理论的授课教师，必须要认识到大数据下教学新特征，才能更好的组织、策划，实现教学目标，取得很好的教学效果。

（1）教学环境的真实与虚拟相结合

通过教室、黑板、PPT等真实存在的教学资源向同学传授理论知识，在这种环境下学习难度降低，容易理解深奥的理论推导。通过互联网技术，为教学提供了一个看不见、摸不着、没有边界限制的虚拟世界，学生可以自由预习、复习，老师可以及时关注学生的学习情况，并与学生交流互动。真实与虚拟相结合的教学环境使得教学的内涵和外延都发生很大的变化，顺应时代发展和要求。

（2）教学时间的集中与碎片相结合

教学时间的集中和碎片相结合使得学习者可以在各种不同情景中学习，实现线上与线下深度混合交互融合。教师在教室集中时间教授课程内容，学生听课学习的模式利用系统连贯深入掌握知识。同时利用智能手机和网络，学生可以根据个人喜好、学习习惯等自由安排一些碎片化时间对重难点、易混点进行学习，集中与碎片相结合的时间分配要求学生学习要有较高主动性和兴趣，同时有利于提升教学效果。

（3）教学资源的集约与开放相结合

采用互联网、云计算等技术，形成教学资源配置的集约化发展，可有效降低教学成本。电子教学资源的不断开放，推动其由“数字化”向“数据化”转变，促进其高效传递和利用。教学资源的集约与开放相结合，充分整合现有资源，为学生提供了一个开放、平等、规模化的教学资源共享平台，使学生线上学习和线下学习相互连通，加强与教师的交流与互动。

（4）学生学习的被动与自主相结合

线下学生被动接受学习加强对课程进行系统化的掌握，线上学生自主学习加深对重难点的理解，二者的相互结合培养了学生对学习的坚持和创新性的思维方式，又能调动自身学习的兴趣，养成终身受益的良好的自主学习习惯。

三、基于OPBL和OLBL的汽车理论混合教学模式构建

针对互联网+背景下汽车理论教学新要求及新特征，为了提高汽车理论授课效果，课堂外以学生为教学中心，借助多媒体技术和信息技术，通过设计问题来引导学生利用线上资源学习解决问题，课堂以教师为主体，线下面对面解决学生问题，系统连贯讲解深奥的理论推导[8-10]，这种OPBL和OLBL有效结合形成了汽车理论课程的混合教学模式，不仅重视深奥知识的理解，更重视学生能力的培养，还有利于教师综合素质的提高。

1.课堂外的OPBL教学

OPBL教学环节主要是指学生利用碎片化的课外时间，通过线上的教学资源首先明确了解汽车理论的学习研究方法、教学目标、教学任务、教学主要内容，其次，针对每一次课堂教学进行课前引入问题式预习和课后解决问题式复习，最后学生可以根据个人具体情况进行重难点、易混点的重点学习，提高学习质量和学习效率。碎片化、虚拟的课外OPBL教学跨越了时空距离，提高学生的自主性和参与度，但需要更加充分的教学准备和教学设计，具体如下：

（1）问题设计合理

在开始讲授这门课程之前，通过为什么要学习汽车理论、汽车理论是讲什么的、汽车理论怎么才能学等引入问题，利用线上资源来开启学生的好奇之心和好胜之心。汽车理论内容虽然抽象深奥，但逻辑清晰，每一个性能的学习方法基本是一样的，如学习汽车制动性时，首先要求学生掌握制动性的评价指标和制动时的受力分析，然后分析每一个评价指标，利用四种曲线分析车辆的制动过程并找出影响因素，从而优化汽车的结构参数和选择合理的使用参数，最终提高汽车的制动性，在课堂教学之前，设计“有的车紧急刹车时在地上留下长长的黑黑的刹车印，是怎么回事?”、“头文字D中的漂移是怎么做到的?”、“如果我买车了，要装ABS吗？”等引入问题引导学生去理解汽车的制动性，在课堂教学之后，设计“制动距离公式是怎么推导出来的？”、“如何利用四种曲线进行制动过程分析？”等解决问题指导学生复习巩固。

（2）线上资源充分

为预习新内容和复习旧内容而准备的线上资源，主要以线上教学视频为主，在录制教学视频时把教师作为第一人称的方式进行授课，视频一定要有清晰，要有合适的时长，一般5-10分钟。对于检验学生预习和复习效果而准备的线上资源，主要以速课、雨课堂等形式展现不同的单选题、多选题、思考题供学生作答，并直接给出答案。对于对课程的重点内容或在课堂上很难理解的内容，主要以小视频、图像等形式提供线上资源，具有较高的趣味性和启发性。除此之外，通过二维码等方式向学生推送更多的知识，扩充其知识面，开阔其视野，提高教学效率。

2.课堂内的OLBL教学

课堂内的OLBL教学是汽车理论课程教学的中心环节，结合学生线上的课前预习内容，通过场景式的理论联系实际教学和研究式的软件演示教学方法，采取科学合理的教学手段，引导学生积极解决问题，以达到良好的教学效果。

（1）场景式的理论联系实际教学

如果在授课过程中按照教材按部就班地去讲，则学生兴趣不高和印象不深，若在讲授之前，构建完整明确的实际使用车辆时可能出现场景，顺势抛出与场景相关的教学内容，即可以激发学生的学习兴趣，又可以加深对理论知识的理解。如在讲解汽车制动效能的恒定性时，可以联系到一些山区道路上设置的紧急避险带，讨论紧急避险带的作用、汽车在下长坡时为何制动失灵、如何降低制动效能的下降程度，这样就可以使学生真正理解制动效能恒定性的知识。通过场景式的理论联系实际教学，可使课堂气氛变得更加活跃，提高学生参与到教学活动的主动性和学习效果。

（2）研究式的软件演示教学

在线下课堂授课过程中，与SIMULINK软件相配合,结合本课程的数学建模公式进行相关的实例建模仿真，使课程容易理解，提高学生的兴趣，便于学生学习。例如在学习如何利用驱动力-行驶阻力平衡图时，可根据行驶方程式数学模型，建立SIMULINK仿真模型得到相应的输出图形，这有利于加深学生对驱动力-行驶阻力平衡图的认识和理解等。研究式的软件演示教学使枯燥的理论知识变得形象、生动，提高了学生研究问题的能力。

3.个性精准混合教学

在课前预习学习后，学习者可以进行自我评估和测试，教师根据学生测试结果可了解每一位学生的预习情况，对共性问题进行重点课堂讲授，对个性问题单独辅导，同时聆听并记录学生学习的难点；在课堂讲授和在课后复习巩固后，学生可把在课堂上的疑问或见解展示在线上，加强与学生和教师进行交流，教师引导大家对本课程共同关注的问题进行探讨；最后教师根据线上大数据和线下面授情况，观察学生的总体表现，分析判断每个学生的学习程度和效果，必要时要求学生进行补充的自我学习。这种线上与线下的混合教学，有助于实现个性化、精准化教学，有助于实现教学目标和提高学习效果。

四、总结

在“互联网+”的大背景下，在混合学习的大趋势下，针对汽车理论课程符号多、概念多、公式多，知识深奥、复杂、抽象、难理解等特点，吸取线上问题式教学法和线下讲授式教学法的优点，构建了基于OPBL和OLBL的汽车理论混合教学模式，该教学模式具有以下特点：①碎片化的虚拟的课堂外的教学，以问题为导向，以学生自主性为中心，跨越了时空距离，提高学生参与度；②集中的真实的课堂内的教学在结合学生线上学习基础上，通过设置场景进行理论联系实际，通过软件演示进行研究学习，降低学生学习难度，提高学习质量和效率；③利用线上大数据，结合线下面授情况，进行个性化精准混合教学，有效保证了学习效果，高质量实现教学目标。

参考文献:

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[3]Hua Y.Application of o2o Teaching Model in Programming[J].Boletín Técnico,ISSN:0376-723X,2017,55(7).

[4]Zhu W Q.A Novel o2o Teaching Model Using Mobile Social Network APP to Combine Online and Offline Teaching[C].Information Technology in Medicine and Education(ITME),2016 8th International Conference on.IEEE,2016:385-389.

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[10]吴雪艳,安振涛,高兴勇,等.讲授式教学在高校专业课教学中的应用研究[J].教育教学论坛,2015(41):157-158.