“安全人机工程”线上线下混合式教学改革及实践

朱 方副教授 许小红副教授 陈明毅副教授 赵路遥讲师

(江苏大学 环境与安全工程学院，江苏 镇江 212013)

0 引言

线上线下融合的混合式教学模式是一种既能发挥教师主导作用又充分体现学生作为学习主体的教学形式[1]。信息技术的快速发展为混合式教学提供良好的基础，但混合式教学并不是线上资源与线下教学的简单加成，需要重新设计教与学的关系，探索将优质在线资源有机融入教学过程的方法以及合适的形成性评价方法[2]。

本文以江苏大学安全工程专业“安全人机工程学”课为例，开展超星线上小规模限制性在线课程(Small Private Online Course，SPOC)教学和线下课堂教学相融合的混合式教学，利用超星学习通平台收集并统计分析学生线上学习行为数据，结合调查问卷、访谈等方式，构建适合地方高校工科教学的混合式教学模式，为开展混合式教学的老师提供思路与参考。

1 线上线下教学的优缺点分析

随着数字化技术与网络化学习的发展，慕课(Massive Open Online Course，MOOC)在美国、英国、法国等国兴起。慕课打破传统学校教育的时空界限，颠覆传统课堂教与学的方式，推动教学理念、教学方法、教学模式的变革。但随着大量慕课的建设上线，这些汇聚优质资源的精品课程学习完成率却不到10%。围绕这一问题，人们反思慕课的不足：教师仅录制上课视频，提供教学大纲、课件等教学资料，并没有组织教学，也不能及时给予学习者有效的学习评价，学生的参与感不强；慕课无法顾及学生的前期知识、能力差异，无法针对学生的毕业要求制定针对性的课程目标，无从开展成果导向的教学；慕课“育人”功能不强，缺乏师生面对面交流，不能发挥专业课课程思政的育人功能。这些不足印证了教育心理学家桑代克提出的学习具有准备律、练习律、效果律，让学生无组织、无规律地学习，即使提供再多、再好的资源也难以达成学习目标。

反观传统的线下教学，以教师课堂讲解为主，有利于学生系统的学习知识点，但教学方式、教学评价比较单一，学生的能力和创新思维得不到很好的培养和锻炼。同时线下教育还面临对当下学生的吸引力不强、课时量压缩等困扰。

针对线上教学与线下教学的不足，将二者结合在一起的混合式教学模式日益受到重视[3]。混合式教学的研究总体经历3个阶段，即第一阶段是混合式教学理念的提出和对混合式学习环境的构建研究；第二阶段对混合式教学的内涵研究；第三阶段对混合式教学的设计、策略、有效性等开展研究。前2个阶段的研究更多集中在教育学本身的理论探索，第三阶段的研究侧重于课堂教学活动实践探索，比较有名的是翻转课堂的教学模式改革[4]。翻转课堂(Flipped Classroom)，即学生先在网上学习教师录制或指定的视频资料，获得初步知识，再在课堂上与教师就不懂的问题进行研讨学习。但翻转课堂在教学实践中也发现对学生自学能力要求高、对教师的能力素质要求高、教学组织过程需要相应调整等问题。简单叠加网络教学和课堂教学，或网络教学加上单一的翻转课堂都不能达到预期的教学目标，不能算是有效的混合式教学。

2 目前教学过程中存在的突出问题

根据教育部推进新工科建设的文件精神[5]，结合工程专业认证课程教学目标达成情况评价、学生教学评价等反馈信息进行教学反思，课程教学主要存在4个方面的突出问题：

(1)学生主体地位欠缺、自主性学习不足。目前的课程功能主要集中在传递知识，教师在课堂教学中处于“一言堂”地位，学生被动接受。

(2)教学内容创新性、挑战性不足。课程教学内容未能全面体现时代性、前沿性，缺乏复杂性思维、复杂问题求解能力的培养。

(3)教学方式单一。多依靠传统课堂教学，未有效引进互联网、大数据、虚拟现实等技术，开展以学生为中心的个性化教学、探究式教学。

(4)教学评价重考试轻过程。评价主要依靠考试成绩，教学形成性评价较少，未能全面考察学生的学习成果、差异化能力。

3 “安全人机工程学”混合式教学模式改革与实施方案

开展混合式教学改革，首先需要遵从教学认知发展规律。在此基础上，探索线上线下融合的教学模式，通过SPOC、翻转课堂、项目训练等多样化、多维度的教学方法合理安排线上线下教学活动，将已有的优质MOOC资源有机融入江苏大学安全工程专业的人才培养体系，经由学生对知识的主动探索、主动发现、交互学习以及对所学知识的主动建构，实现学生对新旧知识的自我融合和知识体系的自我构筑[6]。同时，教学改革成效的判断需要对学习情况开展量化考核。这又需要进一步发挥信息技术在学习行为监测、学习成效评估方面的作用。

3.1 教学模式改革路径设计

教学模式改革从建构主义认知发展理论出发，坚持“学生为中心、成果导向、持续改革”的教育理念，探讨建立线上线下有效融合的混合式教学模式。按BOPPPS模型(由导言Bridge-in、学习目标Objective/Outcome、前测Pre-assessment、参与式学习Participatory Learning、后测Post-assessment、总结Summary 6个教学环节构成)组织课程的混合式教学的设计与实践，根据超星平台、调查问卷收集的学习行为数据、学习反馈、学习成绩、课堂表现等信息资料分析评价混合式教学模式的教学效果，进一步调整优化混合式教学模式，具体教学模式改革路径，如图1。

图1 教学模式改革路径图Fig.1 The roadmap of the teaching model reform

3.2 教学改革实践

通过教学目标达成情况评价、学生的教学评价等教学反馈信息进行教学反思，发现“安全人机工程”课程存在学生主体地位欠缺、自主性学习不足，教学内容创新性、挑战性不足，教学方式单一，教学评价重考试轻过程等突出问题，在教学实践中主要通过以下方法解决。

3.2.1 转变教学理念

目前的课程功能主要集中在传递知识，教师在课堂教学中处于“一言堂”地位，满堂灌，学生被动接受，主体地位欠缺、自主性学习不足。在教学过程中，首先需要转变教学理念，以成果导向教育(Outcome Based Education，OBE)理念组织课程教学体系。根据专业培养方案中分解到课程的毕业要求指标点确定课程目标，明晰学生课程学习成果；在此基础上，以可衡量的标准反向设计教学过程，构建学习环境，组织教学活动；评价学生的学习产出，将课程目标与毕业要求联系起来，并将结果用于下一轮的教学改进中。课堂将以教师为中心转变到以学生为中心，从教师“教”转变为学生“学”。

3.2.2 加深教学内容

课程教学改革的重点在于有效提高课程的“两性一度”，即高阶性、创新性、挑战度。其中，教学内容体现时代性和前沿性，是有效进行各项教学改革的基础。要将学术研究、科技发展前沿成果、课程思政理念等引入课程，扩大知识的深度和广度，教学内容体现多学科思维融合、产业技术与学科理论融合、跨专业能力融合、多学科项目实践融合，提升学习难度。

3.2.3 改革教学方式方法

课程改革的目的是将教授单纯的知识，转变为学生在获取知识的同时掌握学习方法，最终培养解决复杂安全工程问题的能力。而复杂性思维、复杂问题求解能力等高阶能力培养，需要采用问题导向、探究学习等培养高阶能力的教学方法。在教学设计层面，增加研究性、创新性、综合性的内容，增加学生自主学习的教学安排，让学生加大学习投入；在教学模式方面，采用多形式的互动教学方法和信息技术的使用，开展以学生为中心的个性化教学、探究式教学和翻转式教学等，通过模式创新让课堂活起来，提升学生的学习效率和学习质量，培养创新性和批判性思维。

3.2.4 探索合适的课程成绩评定方式

课程的成绩评定具有导向性，必须探寻合适的评价方式，将学生在课堂、研讨、综合训练项目、实验等环节的表现纳入评价，丰富论文式、报告答辩式等作业评价方式，从多环节、多维度考察学生的学习投入、学习成果和差异化能力，激发学习动力和专业志趣。课程成绩评定方式由实验成绩、平时成绩、考试成绩3部分构成，实验成绩占10%、平时成绩占30%、考试成绩占60%。平时成绩根据项目综合训练的表现评价给分，成绩由书面报告、课堂发言、交流讨论3部分构成。

具体以“从安全人机学角度设计工作座椅”为例描述项目综合训练的评价方式。课堂教学到一定内容后，布置相应的研究问题，学生按照“资料收集、设计方案、个人发言、讨论总结评价”4个步骤完成相关工作，并在规定时间节点提交成果。第一，资料收集阶段，每位同学根据具体问题，通过互联网、图书馆查阅学习资料并记录；第二，设计方案阶段，围绕问题进行探讨，自主完成设计，并采用图文结合的方式形成解决方案；第三，个人发言阶段，在课堂上让每位同学用3min时间发言交流，汇报所采用的方法和心得体会；第四，讨论总结评价阶段，

该项平时作业的评分标准，见表1。形成性课程成绩评价改变了传统教学模式中由教师单独测评的方式，构建综合评价体系。

表1 平时作业评分标准表Tab.1 Homework scoring criteria

3.2.5 采纳多维课程评价结果

课程评价是OBE理念指导教学持续改进的重要环节，评价结果将用于教师检查是否实现课程培养目标，有效指导教师有目的地进行下一轮教学改进。课程评价分为3部分，一是教学目标达成情况评价，由教师自己根据搜集的考试成绩、实验成绩、平时成绩进行；二是学生评价，主要依据教务处组织的学生评教分数；三是教师评价，主要依据同行教师听课评价。

4 结论

“安全人机工程学”课程改革以OBE理念为指导，从转变教学理念入手，将教师的定位从知识的传授者转变为教学的设计者。以建构主义认知发展理论为指导，构建线上线下有效融合的混合式教学模式，利用信息化技术的多样化互动功能有效增加课堂上师生、生生之间的互动，提高教学内容的“挑战性”，激发学生的学习意愿，拓展教和学的时间和空间，实现重点内容教师讲授，基本内容学生自学，课下项目综合训练，课上分组讨论。根据学生在教学平台上对课程的评价看，总体满意度在学院排名前30%，入选江苏大学课程教学质量评价A级课程。