“金课”理念下双线混融教学模式的构建与应用

张乾熙 徐 青 李诗诗 李 敏

伴随互联网、智能终端和5G 技术的高速发展，同时在新冠肺炎疫情防控的要求下，由于时空自由度大等优点，在线教育得到迅速普及，且衍生出诸多在线教育模式。相比线上教学，线下教学具有很好的组织性与监管性，师生、生生之间的教学交流更为直观和便捷。线上教学与线下教学活动应有机融合，优势互补，互相促进。

2018年8月，教育部提出“各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰‘水课’、打造‘金课’”，切实提高课程教学质量（教高函〔2018〕 8号）[1]。随即，国内教育工作者针对“金课”的特征和实践途径开展了大量的研究和实践[2-6]。本文依据“金课”的建设理念，以能源与动力工程专业核心课程——换热器原理与设计为载体，开展线上线下混合式教学实践，结合问卷调查，对线上线下混合式“金课”进行研究。本文的研究成果对“金课”理念和线上线下混合式教学模式的融合有借鉴意义，且有助于能源与动力工程一流专业的课程建设。

一、换热器原理与设计课程教学研究现状

换热器在能源、化工、制冷、动力等工程领域的使用极其广泛。换热器原理与设计课程的主要目标是让学生掌握换热器的基础知识、主要理论和一些主要类型换热器设计选型及方法，了解一些新型换热器技术的现状及典型产品的特点，为解决工业换热方面的生产实际问题和科学研究打下良好基础。作为能源与动力工程专业的核心专业课程，有较多学者围绕换热器原理与设计课程的建设开展研究[7-8]，如：童军杰等围绕课程教学方法开展了研究和实践[9-10]；崔晓钰等为充分发挥课程网站在换热器原理与设计课程教学中的作用，围绕该课程的网站建设进行了实践和研究[11]。

二、教学模式构建

（一）构建理念

“金课”的“高阶性、创新性、挑战度”（“两性一度”）建设标准既是对学生学习过程和学习效果的要求，又是对教师教学能力的要求。“金课”的“两性一度”应贯彻双线混融教学全过程，以学为本，构建一种资源丰富、信息技术与课程教学深度融合、线上线下交互多元的新型教学方式。

（二）教学设计思路

本研究遵循以学生为主的教学设计原则，按照强调以学习者为中心，基于高校课程教学“两性一度”的要求，依次从设定教学目标、设计教学内容、整合学习平台与资源、开展成效评价这四个步骤，进行线上线下混合式教学设计。

第一，设定教学目标。按照能源与动力工程专业的整体培养目标和要求，依据“金课”的“两性一度”标准，对换热器原理与设计课程教学目标进行设计，教学目标具有一定的高阶性和挑战度，其内容既涵盖对工程知识的掌握，又包括设计/开发解决方案与研究能力培养等。

第二，设计教学内容。首先，需要对教学大纲和教学目标进行深入研究，精选教学内容，并且确保所选教学内容能够对教学目标形成完整的支撑。其次，依据知识要点设计和制作小视频教学资源，搭建配套习题库。通过设置弹幕、评论区、讨论区等模块功能，为学生在预习、课中以及课后练习中提出疑惑搭建便捷的线上反馈通道。在教学实施过程中，教师及时跟踪学生学习进度，并对学生学习进度和学识水平有较准确的把握，线下教学过程有的放矢，提高教学效率。

第三，整合学习平台与资源。换热器原理与设计课程的混合式“金课”授课平台由线上和线下两个学习平台构成。其中，线上平台有超星学习通电脑端和移动端App 两个接入端。超星学习通学习平台界面简洁，互动性好，含有课程目录、活动、统计、资料、作业、考试、分组任务（PBL）、讨论等模块功能，构架清晰。移动端与电脑端实时互通，界面简约，层次功能清晰。线下平台为智慧教室，配有齐全的教学黑板、智能电子黑板等硬件设备和网络通信设备，搭配专业的教学管理系统，可以便捷地实现线上线下互换，实现双线混融，提高学生的注意力和学习效率。智慧教室具备有线和无线网络，为学生的线下学习提供便利条件。教室内桌椅能够自由移动，方便实施小组教学，课堂形式灵活。

依托线上平台，搭建了涵盖PPT 课件、视频、题库、案例库等的教学资源库。线上平台资源不断迭代更新，教师团队依据学生的学习需求，及时补充或更新课程资源，及时跟进学生的学习进度，尽可能为学生提供个性化学习指导。

第四，开展成效评价。通过课程目标达成度分析和问卷调查进行“金课”视角下换热器原理与设计课程线上线下混合式教学实践成效分析，并对实践过程进行反馈修正。

（三）线上教学与线下课堂相融合

“金课”视角下，线上线下混合式教学要避免简单拼凑，对授课教师教学能力的要求具有一定的“高阶性、创新性、挑战度”。换热器原理与设计课程的混合式教学是将线上、线下两种教学模式在教学组织、教学管理方面进行深度融合。

换热器原理与设计课程内容涉及的知识面很广，换热器是能源、化工、制冷、动力等各种工程领域普遍使用的基本设备，在现代工业生产中应用得极为普遍，它的应用与能源的开发与节约紧密相关，在能源、化工、制冷、动力等领域占有很重要的地位。换热器原理与设计课程包含很多教学内容，如果单纯采用线下教学模式，其教学效果会差很多。在教学换热器应用、换热器3D 结构、换热器工作原理等内容时，如果采用线上教学方式，能使学生获得更直观的体验与认知，高效地构建知识体系和掌握知识要点。结构设计、传热设计、流动阻力设计和实验模块等内容，理论性比较强，内容较枯燥或对动手操作实践要求高，通过面对面线下教学的方式，能够更高效率地达成课程学习目标。线上教学与线下课堂相结合，在教学组织与管理、方法与技巧方面能够融合互补，从而达到单一教学模式无法达到的优质教学效果。

三、实践成效

（一）课程目标达成度

依据能源与动力工程专业培养方案，换热器原理与设计课程设置了3 个培养目标，考试内容涵盖这3 个目标。本研究采取对比研究方法对课程目标达成度进行分析。本课程有2 个班级按照线上线下混合式教学模式进行教学实践，在同期平行教学的另外2 个班级中继续采用传统线下教学模式，课程结束后开展相同标准的期末考核，比较分析4 个班级最终的课程目标达成度。统计结果表明，两种教学模式差异巨大，实施线上线下混合式教学模式的班级，成绩显著高于实施单纯线下教学的班级，班级期末成绩的优良率（80 分及以上）为72.15%，平均分为85.29，而对比班级的优良率为53.67%，平均分仅为78.12（见表1）。即使样本班级的学风有所不同，课程目标达成情况的明显差异仍表明本研究开展的教学实践取得了优异的教学成效。

表1 课程目标达成度对比统计

（二）问卷调查

除了课程目标达成情况之外，学生满意度及综合能力也是评判课程教学成效的重要指标。本研究设计了学习效果调查问卷，基于学生的主观评价对线上线下混合式教学的实施效果进行分析。问卷涵盖基本情况调查、线上线下混合式教学满意度调查和开放性问题。

基本情况调查主要针对学生对线上教学内容的参与情况进行统计分析。统计结果表明，92.15%的学生都能按时完成教师发布的各类教学活动板块的内容，且有81.61%的学生积极参与网上互动，能够做到每小节学习发言2 次以上。表示对线上教学模式感到难以适应的学生约7.84%，主要原因是线上学习时，周边缺乏师生督促，学习兴趣不高。

针对线上线下混合式教学的满意度，本研究从线上线下学习效果满意度、小组协作满意度、评价方式满意度、整体满意度四个维度进行调查和统计分析。统计发现，4 个维度的满意度均超过90%。这个结果表明，绝大多数学生认为通过线上线下混合式教学，扎实掌握了换热器原理与设计课程知识，基本具备课程目标提及的工程应用设计能力。

为收集学生对线上线下混合式教学的建议，问卷调查的第三部分为开放性问题。通过对调查问卷的分析发现，学生的建议或者本教学实践过程中的不足也得到了很好的反馈。有约32.15%的学生反映自学内容偏多，11.27%的学生反映单个课程视频时间过长，或者注意力难以长时间集中，看视频效果不佳。这个调查结果表明，有少部分学生的学习习惯更倾向于传统的教学方式，且线上课程视频时长和生动性方面还需科学优化，后续将对此进一步展开研究。

综上所述，本研究在“金课”视角下将线上线下混合式教学模式应用于换热器原理与设计课程教学实践。在课程目标设计、授课内容筛选、授课平台搭建与授课实施过程中，均引入“高阶性、创新性、挑战度”这一“金课”建设标准，并通过分析课程目标达成情况和问卷调查两种途径对实施过程和实施效果进行分析研究。研究表明，“金课”视角下线上线下混合式教学能有效提高换热器原理与设计课程教学目标的达成度，学生对这一教学模式的满意度高。研究也发现，线上课程视频资源是学生比较关注的一项内容，视频时长和生动性方面还需科学优化。