基于互联网+CDIO翻转课堂混合式教学模式研究

朱永红 刘蜀阳 王俊祥

（景德镇陶瓷大学机械电子工程学院 江西·景德镇 333403）

0 引言

CDIO是构思、设计、实现、运作的意思，它是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现。翻转课堂是指让学生在课前进行自主学习，如观看视频、自学课本内容、自己查阅相关的资料，把一些课前没理解的问题带到课堂上来解决的这种有的放矢的教学方法。

在过去几年，随着微课、SPOC、MOOC、云端大学等许多新型线上教学方法风行全球，新的网络教学模式得到蓬勃发展，正在改变教学模式。在这种情况下，如何调整教学模式，将线上线下、课内课外的学习资源进行优化和整合，既能充分发挥课堂教学的优势又能发挥网络教学平台的作用呢？因而，本课题针对实践性强课程教学提出基于互联网+CDIO 翻转课堂混合式教学模式。此模式为通过线上课前自主学习、线下课堂翻转教学、课后CDIO实践和线上总结评价，以学生为主体、以教师为主导的新型教学模式。同时，在实践性较强的“计算机控制技术”课程中实践这种模式。这一教学模式对提高实践性强课程的教学效果具有重要的应用价值。

1 基于互联网+CDIO 翻转课堂混合式教学模式的框架

本文所提出的教学模式的目的就是培养学生的团队合作精神和自主学习能力，提高学生实践能力和工程系统能力，并注重学生批判性、创造性和发散性思维的培养。它克服了传统教学以教师为中心、知识简单内化造成教学效果不理想以及单纯的网络教学缺乏面对面互动教学、有效的监督管理、因人而异的教学和严格的考核机制这些缺点，是一种基于深度学习的教学模式。该教学模式的框架包括混合式教学内容设计、课前线上学习模式、线下课堂教学模式和课后线上评价模式等。

1.1 教学内容设计

由于CDIO是基于项目的教育和学习的一种方法，所以针对实践性强课程的教学内容进行重新设计。按照模块化项目形式设计教学内容，同时将教学内容录成视频、音频或以PPT、图片和文字形式出现，即课前自主学习材料设计多元化，具体形式根据内容再定。将这些课程视频内容上传到网络平台供学习者自主学习用。针对新设计的教学内容和课程体系，合理运用多媒体教学手段，将互联网技术与课程内容有机融合，以提高教学效果。

1.2 课前线上学习模式

课前线上自主学习主要是学生根据教师上传到网络教学平台的学习任务，在网络上进行自主学习，如图1 所示。在整个自主学习过程中，学生可以把遇到的问题和难点记录下来带到课堂上去解决。教师如果在线的话也可以有针对性地指导学生学习，能及时解决学生在课前的问题与疑惑，从而提高学生线上自主学习的效率。老师也可将在线上自主学习的情况纳入课程考核范围，激发学生自主学习的积极性。

1.3 线下课堂教学模式

图1 混合式教学模式示意图

学生通过课前线上初步学习了教师课前发布的学前任务，课堂主要是进一步消化吸收所学的知识。在教学课堂上，教师主要是采用混合式教学方法，如自主式、任务协作式、讨论式、问答式等教学方法。在理论课堂上，创设教学情境，讲解重点内容，重点解答学生线上学习遇到的问题，也与学生针对一些问题开展讨论，拓展学习内容，加深理解课堂内容，听取和指导学生的学习汇报及作业成果。在实践课堂上，布置小组协作任务，具体的实践任务由协作小组协作完成，老师仅仅在需要时指导一下，有针对性地培养学生的团队协作精神、提高学生的自主学习、实践创新和系统工程综合等能力。

任务协作式教学方法主要是将学生分成小组，然后以小组形式完成课堂中教师给的任务。例如，在做实验项目时，按照3-5人1组自由组合，教师给出实验任务和要求，学生按照CDIO的理念做实验，从而达到“基于项目的教育和学习”的目的，培养了学生的协作和团队精神，并提高了学生的实践创新能力。在理论课堂教学中，按照10 人1 组，教师用纸质稿形式给出问题，每个小组抽取不同问题，然后分组回答问题，教师根据回答问题好坏进行评分，把它计入平时成绩。当然，教师在学生回答后给出正确的答案，让学生知道哪些知识点什么地方没理解好，以便加深理解。

1.4 课后线上总结评价模式

课程评价是一门课程教学效果的总结，基本反映学生的学习效果和学习态度，供对进一步改进课程教学方法和提高课程教学效果参考。一个好的评价模式能综合反映课程教学过程的教学效果，不仅能激发学生的学习动力，又能发挥学生学习的积极性与创造性，还有助于教师及时调整各个环节教学内容、教学方法和教学手段，以修正教学模式，从而进一步提高教学质量（见图1）。

本文课程评价包括学生平时成绩的评价、实验成绩的评价和考试成绩评价。可以根据课程的情况综合考虑平时成绩、实验成绩和考试成绩在课程总成绩中百分比。

平时成绩的评价包括教师对学生课堂考勤、课堂表现、线上线下学习过程以及课后线上布置课后作业完成程度的总评价。实验成绩的评价包括课堂考勤、实验态度、参与度和实验后撰写的实验报告的总评价。考试测评是对课程理论知识掌握程度的总体评价。

在整个评价中，评价又分为定性评价和定量评价。定量评价包括在网络互动教学平台上提供的阶段性在线测试和练习以及期末理论考试等。定性评价主要包括对学生线上学习过程、线下课堂学习过程等进行评价。线上评价包括学生在线学习过程中登录的视频学习情况、学习状态情况、答疑与互动、时间和次数等。线下课堂评价主要是对学生课堂表现进行评价，包括课堂考勤、课堂回答问题情况、团队协作能力、学习活跃程度、小组项目参与程度等。评分指标由老师和学生统一协商制定，由小组互评和教师评价共同确定分数。

2 基于混合式教学模式“计算机控制技术”课程教学实践

课题组将以上构建的教学模式应用到景德镇陶瓷大学16自动化专业“计算机控制技术”的教学过程中，起到较好的教学效果。整个教学过程按照教学内容设计、课前线上学习模式、线下课堂教学模式和课后线上总结评价模式开展的。

“计算机控制技术”课程教学内容基于CDIO 理念进行重新设计，所设计的新教学内容结构如图2 所示。课前线上学习就是将图2 中模块按照15 分钟一个小视频的形式上传计算机控制技术精品课程网站平台，还有PPT 也上传平台，供学生学习用。

线下课堂教学混合式教学方法，如讨论式、问答式、自主式、任务协作式等教学方法。例如，在做“三相步进电机控制”实验中，每4 人1 组，他们根据实验任务和要求进行分工合作，可以分为搭线路、调试程序、整体调试、检查验收等不同工作。教师根据学生的表现、速度和实验结果定性打分，最后根据实验过程评价成绩和实验报告成绩给出学生个人实验总体成绩。理论课堂教学有时采用讨论式有时采用提问式方法授课，具体采用什么方法根据教学内容再定，教师根据学生表现给出课堂表现成绩。

图2 课程项目模块

课后线上评价主要是指学生在线学习“计算机控制技术”课程过程中视频学习情况、学习状态、答疑与互动情况、线上布置的课后作业情况、登录的时间、次数等。课后总体评价包括平时成绩、实验成绩和考试成绩，在总成绩中占比分别为20%、20%和60%。平时成绩包括考勤、课堂表现、线上评价和课后作业成绩，在平时成绩各占比20%、30%、20%和30%。实验成绩中，实验过程成绩和实验报告成绩各占比50%。考试成绩主要以期末考试成绩为主，占总成绩的60%。

总之，通过实践新的教学模式，“计算机控制技术”课程平均成绩提高了5%，动手能力得到大幅提高，取得可喜的成绩。同时通过问卷调查，学生普遍反映良好。以后在教学过程中将不断改善教学模式以期取得更好的效果。

3 总结

为了顺应时代教学改革需要，本文提出了一种基于互联网+CDIO 翻转课堂混合式教学模式。并且将这种教学模式应用到“计算机控制技术”课程教学中，实践表明取得了较好的教学效果。随着互联网技术的发展，人们在手机上开发出了相应的学习APP，使得人们能随时随地开展学习。至目前为止，翻转课堂方式是应用得比较多的一种形式，但是翻转课堂方式不仅要求学生有高度的自觉性和自律性，而且对课前预习内容的要求非常高。另外，教育的主动权和管理权也需要从教师手中剥离出来，在实际的探索实践中依然还有很多困难。