线上线下混合式金课建设的探索与实践
——以“新能源汽车构造”为例
2022-03-16景修润邓拥军
景修润,邓拥军,杨 琳,杜 军
(1.湖北工业大学工程技术学院,湖北 武汉 430068;2.东风商用车有限公司车辆工厂,湖北 十堰 442000)
0 引言
目前,大家对“金课”有一个共同的认识:具备两性一度的课程才能称之为“金课”。两性一度具体指高阶性、创新性和挑战度。打造“金课”必须以学生为中心,课程理念、方法、技术和内容具有创新性。教育部为推动“金课”建设,提出了具体的实施方案,即“双万计划”,旨在每年遴选推荐一批在本学科专业领域叫得响、影响大、有示范意义的“金课”,同时加大对建设国家“金课”和地方“金课”的支持力度。随着信息技术的快速发展和对创新人才的迫切需求,传统的课堂教学(即“线下授课”)教学模式显然已经不能与之适应,而线上辅助教学就是在这样的背景下应运而生。本文以“新能源汽车构造”课程为例,将课程特点与新能源汽车专业培养目标相结合,在超星学习通教学平台,开展了线上线下混合式教学方法、手段以及与现代信息技术有机结合等方面的建设,设计并实施符合混合式教学过程及课程特点的评价考核机制。
1 混合式教学的特点
“新能源汽车构造”是一门非常重要的基础课程,本科一般安排在大一的下学期或者大二的上学期,专科一般安排在大一的上学期或者下学期,是学生接触的第一门与汽车专业紧密相关的课程。其学科的综合性渗透性很强,与所有基础和专业学科之间都有交叉(比如工程材料、机械设计基础、工程力学、新能源汽车制造工艺等),是新能源汽车方向专业普遍开设的专业基础课程。湖北工业大学工程技术学院从2019年开始与北京毅为科技有限公司校企合作共建专业并开始招生,包括新能源汽车工程、机械设计制造及其自动化(新能源汽车方向)、机械电子工程(新能源汽车方向)、机电一体化专业专科(新能源汽车方向)、模具设计与制造(新能源汽车方向)等。“新能源汽车构造”作为一门专业基础课,其重要性不言而喻。“新能源汽车构造”教学过程中,不仅涉及传统的汽车结构,比如车身、底盘等,还具有新型的“三电”系统,仅凭教师的讲解是很难达成教学目标的,为了帮助学生理解汽车的基本机构、特点、工作过程原理,提升学生分析和解决工程实践问题的能力,目前国内院校一般采用理实一体化的教学模式。理论课,利用多媒体教学,通过PPT图文、动画及视频等,将抽象的知识生动化,激发学生的学习兴趣,加深学生对知识点的理解;实践课,通过实验室的实操提升学生实际分析、解决问题的能力,并强化理论知识,学用相结合。但是,这种传统教学模式,仍然是以“教”为主,其存在以下几个方面的问题:一是在教师方面,虽然可以将知识逻辑清晰、系统地传授给学生,但在学生方面,由于刚接触到汽车方面的知识,不可避免会陷入学习的被动,难以激发学习的积极性和主动性;二是由于学时的不足,使得学生很难当堂将所有课程知识消化;课后靠方式单一的作业加以巩固效果不理想;三是传统考核采用的期末“一卷定成绩”的结果评价,难以实时跟踪学生学习过程的评价数据。综上所述,如何有效提高新能源汽车相关专业人才培养质量,激发学生学习的兴趣和学习的主动性,即从“要我学”到“我要学”,是我们需要解决的问题。
2 在线课程建设
“新能源汽车构造”在线课程建设内容主要包括三个部分,一是基础部分、二是专题部分、三是实践应用部分。“新能源汽车构造”是重要的专业基础课程,在线课程并非简单的将讲解的知识点完全拷贝到线上,为了使学生更易理解,将原有的教学内容进行知识点拆分、细化、精简,每个知识点构成一段教学视频,为避免学生在视频学习过程中产生疲倦感,每一个视频一般不超过15分钟(特殊时期,为了增加学生从线下学习转到线上学习的适应性,自讲自录时一节课视频30分钟左右)。当然,前后视频必须有效衔接好。设置提问环节及学习任务清单等可帮助学生对前后知识点触类旁通。
基础部分包括新能源汽车的定义及优点,新能源汽车的性能评价参数,新能源汽车的类型及特点,新能源汽车关键的“三电”系统的结构和原理,纯电动汽车及混动汽车的结构和原理;专题部分包括新能源汽车动力电池、新能源汽车驱动电机系统、新能源汽车电控系统、制动能量回收系统、空调系统等等;实践应用部分包括一些常规的实验室教学实验:新能源汽车充电系统教学实训、新能源汽车三元锂电池组教学实训、永磁电机解剖教学实训、混合动力解剖教学实训、纯电动汽车解剖教学车等实训项目、吉利新能源汽车的驾驶体验等。同时,围绕拆分后的知识点,有针对性地设置随堂练习、作业习题、重要例题分析思路及求解过程示范、章节测试、线上线下讨论、具有拓展性和开放性的课后学习等多个环节。在线课程资源还包括PPT、章节测试题、讨论题、作业题(每章不少于10题)、拓展题及补充教学资源等。上述资源为学生课后及期末自主学习提供了便利性,也可以为日后学生考研和工作使用继续发挥作用。
在课程教学资源建设方面,区别于传统教学模式单一的线下教学,在各网络教育平台,“新能源汽车构造”专业的教学模式发生了全方位的调整,教师团队必须不断储备本课程教学资源,充分发掘多种类型的网络教学资源和相关专业的配套教学素材。教师在利用网络平台展开教学的过程中,应用超星学习通教育平台资源,组织课前、课堂中课程教学,完成课程内容后,根据教学数据反馈,完成教学以及课后工作,将网络教学资源转化为信息化教学手段。超星学习通作为新能源汽车方向专业课程教学的支持,通过线上线下的混合教学模式,对学生学习具有重要促进作用。针对当前“新能源汽车构造”课程教学资源短缺的情况,教师团队自录教学讲解视频60多课时;同时根据实际的线下教学积累,结合专业教学的情况,按照课程教学计划,利用网络和社会资源,录制了大量各类相关知识点教学小视频(如差速器的原理、电子手刹的隐藏功能、动力电池的冷却方式、生产现场的装配视频等等),在教学平台上发布,逐步建立适合本课程的资源库。结合教学平台数据,在充分夯实学生专业基础知识的前提下,这些动画视频学生喜闻乐见,充分调动了学生学习的主动性和积极性,提高了学生学习的兴趣。
3 线上线下混合式教学实践
(1)课前发布相关任务点。针对各专业班级课程,教师事先在超星学习通教学平台设置有课程助教,助教协助教师对本班级线上课程进行管理和维护。上课前,由教师将教学资源通过发布,根据时间节点(刚开始学习新内容时,任务点会按时关闭,期末复习时再统一全部开放),学生通过超星学习通平台获取任务点,明确本章节要求掌握的学习知识点,进入学习模块,自主学习与知识点相关的微视频、PPT、补充资料等。接着,学生在练习环节完成相关讨论、练习等环节,根据教师提出的问题,查找相关资料,对所学内容深入思考、巩固与提升,可在讨论区与教师和其他同学进行在线讨论。教师及课程助教需实时关注讨论区动态,回答、解决学生提出的各种问题。
(2)课中巩固学习成果。课堂上,即线下环节,教师先简洁明了地梳理本章节知识点,对重点、难点内容进行回顾、讨论、补充、强调,对学生在讨论区提出的典型、有代表性的问题(如动力电池的能量回收是否越多越好?轮毂电机分散驱动是如何实现差速的?)展开集体或分组讨论,回答学生问题,并通过讲解典型题型,巩固学习效果。
(3)课后指导和点评。每章节学习结束后,适时在超星学习通平台发布章节测试,由学生在指定时间内完成,检验本章节的学习效果。也可以在超星泛雅平台发布章节课题(三元锂电池和磷酸铁锂电池各有何优缺点?),以小组为单位完成,小组成员通过互联网或图书馆查阅文献资料,研究成果可视具体情况以PPT或微视频的形式进行呈现,并依托超星泛雅平台,将完成的作品统一上传至指定区域。借助在线教学平台,教师可根据学生的完成情况,提供进一步的点评或指导。
4 线上线下教学实践的评价考核机制
“新能源汽车构造”课程考核体系由线上成绩、线下成绩及实验课成绩三部分组成,其中视频任务点学习占总成绩的10%,章节测验占5%,章节学习次数占5%,章节作业占10%,参与讨论占5%,上述成绩均由超星学习通平台后台数据自动提供,学生可实时获得数据,无形中引入了竞争机制,形成了“比学赶帮超”的学习气氛,提高了学生的学习积极性。另外,线下考试占60%,实验成绩占5%。以2019年笔者所教授班级为样本,学生共60人,其中视频任务点学习平均成绩为96分,章节测验平均成绩为87分,章节学习次数平均成绩98分,章节作业平均成绩为93分,课程讨论平均成绩为79分,线下考试平均成绩78分,实验平均成绩为93分,总的平均成绩为84分。针对已经讲授的6个班级进行问卷调查,调查人数204人,主要数据如下:对该课程学习兴趣一般是很大或者较大,分别占85%和15%;认为自己到课率100%,占比达到90%;认为老师讲授很贴近生活,容易接受的达到70%以上;对教师教学方法满意的和非常满意的达到了96%以上;认为作业量适中,作业难度适中的占比达到93%;学习了该课程,有收获的同学达到了100%;认为实验室教学很重要,学有收获的同学,达到了85%;学生很喜欢课堂教学和网络线上作业,占比94%。另外,一些同学认为,老师应当继续补充课外知识,扩大自己的视野。
由上述问卷统计发现,学生对混合式教学模式还是较认可和接受的,并能积极地参与学习和讨论,能够合理安排自己的线上学习时间,这些都说明混合式教学模式契合了以学生为中心的教学理念,即从学生的角度考虑“如何让学生学得更好”,并努力借助互联网达成这一目标──这既是教师职业道德所要求的,也符合教师自身的利益。可见,网络教学平台所发挥出的辅助教学、完善教学的作用非常明显。
5 结语
结合湖北工业大学工程技术学院混合式“金课”的建设要求,“新能源汽车构造”作为新能源汽车相关专业要求掌握的专业基础课程之一,课程教学小组在本门课程建设过程中,投入了较多的精力,结合“00后”大学生的个性特点及学科发展的要求,不断挖掘现有教育信息技术的应用潜力,利用信息技术在促进师生教与学交互方面的优势,优化教学实施中的师生交互、生生交互,实现并确保学生的中心地位;同时不断积累创新性、开放性的课程案例和素材,不断整合精心提炼本门课程教学内容,以提高课程质量为目标,激发学生学习的内驱力和主动性,注重学生创新能力和创新意识的培养,从而提高学生相关工程素养;同时,在保证完成教学目标的前提下,使学生在学习时间和空间上获得更大的自由度,推动半开放式学习的教学进程,因材施教;构建多学科参与的线上项目协作平台,在项目协作设计的过程中贡献智慧、集思广益、互学互鉴,实现“线上协作设计+线下合作实践”的多学科项目实践融合。对照高阶性、创新性、挑战度的一流“金课”的标准,“新能源汽车构造”课程将不断在各个方面加强建设、逐步完善。