专业基础课程线上线下混合式教学建设探索——以海洋工程水力学课程为例

初文华，张 健，张 硕，叶旭昌，员 庆

（1.上海海洋大学 海洋科学学院，上海 200306；2.大洋渔业资源可持续开发教育部重点实验室，上海 200306；3.国家远洋渔业工程技术研究中心，上海 200306）

互联网时代的发展，为学生提供了优质的教学资源，疫情期间的在线学习使得学生在能够很好适应线上教学模式的同时也提升了学生自身数字化的学习能力。但在线学习缺乏教师的深度参与，而单一的线下学习又不能满足学生差异化的需求，因此线上线下混合教学模式成为教学改革的重点。利用“互联网+”思维驱动教学创新，各学科都进行了线上线下混合教学模式的实践与探索，以期实现更好的教学效果。实践证明，通过师生合作，采取线上线下混合的教学模式，能够促进教学内容的创新改革、提升学生的自主学习能力、激发学生的学习兴趣，也使得课程上师生互动更加频繁，教学质量稳步提升。现在课堂教学已逐步实现从内容到形式的创新，从传统的以“教为中心”走向互动参与的以“学为中心”的新范式，混合教学模式能够最大限度地实现教学资源的有效利用，未来混合教学模式将成为教育模式的主流，助力我国教育事业迈向新的发展阶段。

一、问题的提出

海洋工程水力学课程是为海洋渔业科学与技术专业本科生开设的专业基础课，主要讲授海洋渔业相关的水力学基础理论知识及其应用，该课程在海洋渔业科学与技术专业的课程体系中起着承接基础理论和专业知识的作用。通过该课程的学习，帮助学生掌握水力学的基本概念与基本理论，为学习后续专业课程打下扎实基础；培养学生具备海洋渔业相关水力计算的基本技能与解决实际工程问题的初步能力；引导学生深刻理解与认识水力学在渔具设计与使用乃至海洋渔业等各方面的重要意义，树立专业荣誉感与职业素养；为海洋渔业相关领域培养一批具备扎实专业基础的高素质应用型人才。

疫情期间，传统的课堂教学模式一夜之间被在线教学所替代，也让我们意识到在线教学模式将在今后逐渐成为高等教育的重要发展方向。而作为一门专业基础课，由于部分教学内容的局限，完全的在线教学模式并不是最好的选择，线上线下混合教学则能达到更好的教学效果。因此，对于海洋工程水力学课程的教学目标亦将随之有所提高，在以往教学目标的基础上，课程的线上线下混合教学模式建设过程中还将更加注重对教学内容、教学方法、教学过程等多个方面的选择与设计，力求让学生对于抽象晦涩的专业基础课程内容产生更多的学习兴趣，提高其学习积极性与主动性。

二、教学设计

课程采用线上线下混合式教学方法，课程共48 学时，其中线上13 学时，线下35 学时。线上教学部分，除了将授课内容以录播的形式上传到线上教学平台之外，还有针对性地在网络教学平台上为学生引入流体力学、工程流体力学等国家级精品课程的网络资源内容及水力学相关的一些在线讲座，供学生课后扩展学习。学生除了要在线上完成相应的在线课程资源学习之外，还要完成线上分组讨论、作业提交、问卷调查等相应的线上课堂活动。

线下教学主要使用自制PPT 进行讲授；课外习题以计算题为主，习题量以每章4～8 题为宜；教师在批改过程中，要对学生作业中较为普遍的问题进行课堂解答；个体错误则在作业中予以更正。此外，充分利用亚洲最大的渔具动水槽——上海海洋大学渔具动水槽实验平台，进行课程实验优化。同时利用课程答疑辅导的时间，组织课堂上有科创兴趣的学生在渔具动水槽实验室开展相关的大学生创新实践。

进一步完善课程的线上线下混合考核方式，加强对线上学习过程的考核。课程总评成绩=40%×线上考核成绩+60%×线下考核成绩，其中线上考核成绩包括了线上课程资源学习完成情况10%、课堂活动完成情况10%、线上作业完成情况10%、线上讨论互动10%；线下考核主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应体现课程内容体系，能客观反映出学生对本门课程的掌握程度。加强与完善试卷库与试题库的建立并使其规范化和标准化，同时上传到泛雅平台，以供学生平时有针对性地学习与自我检查之用。

三、线上教学过程实施

作为一门典型的专业基础课程，海洋工程水力学以往的课堂教学内容主要以概念与公式讲授为主，教师在课堂上以PPT 演示结合板书讲解的传统授课形式，可以让学生在课堂教学过程中跟随授课教师的思路及时对课堂教学内容进行学习与掌握。然而当教学模式改为线上之后，师生面对面的板书讲解开展起来十分不便，传统的教学内容则仅剩下PPT 演示的部分。对于抽象的专业理论与公式，PPT 演示显然变得愈发晦涩与难以理解，学生的学习兴趣与积极性得不到提高。为了改善这一状态，针对线上课程的授课特点，授课教师在教学内容上设计了一系列的改革措施。

对于课程的重点内容，仍以课程教学大纲为本，通过进一步梳理课程教学内容体系和与前后课程的关系，提炼课程教学内容重点，并主要采用PPT 讲解录屏的形式开展。而每一章节相关内容的开展，都在课程开始前，结合相关专业的实际应用，以视频资料、课前思考、讨论等形式发送给学生，为课堂教学内容的开展做好铺垫，激发学生的学习兴趣。例如，第三章流体动力学基础的内容，在课程开始前通过多媒体手段为学生引入“渔具作业过程的受力与作业效率”这样一个相关的实例，让学生对于本章所学内容在专业领域中的应用有一定的了解，从而对即将开展的课程内容产生学习兴趣，学生带着疑问与思考能够更加投入地进入后续PPT 讲解视频的观看与学习，主动性与学习效率将得到提高。此外，线上课程除包含平时线下课程的讲解内容之外，还为学生精心挑选了相关的网络示范课程视频、实验演示视频、电子教材等丰富的课程资源供学生课后延伸学习之用。

理想的情况下，线上教学的开展采用直播的形式是最为接近传统课堂教学效果的，然而由于网络条件的限制，每次授课都采用在线直播的形式开展难以实现。为了保证教学过程的顺利稳定进行，海洋工程水力学课程的在线教学过程选择采用PPT 演示录屏+实时线上互动的形式开展，力求最大程度提高课堂教学质量。而采用这种方式来实现课程的线上教学过程，最关键的因素之一就是要提前设计好每次课程内容的各个教学环节并告知学生。

每堂课前利用网络平台或课程微信群发布课程相关复习及预习信息，让学生对即将开展的在线教学内容有一定的熟悉和了解，有助于课堂教学内容顺利进行。课程的线上教学内容讲解部分主要采用PPT 录屏的形式，录制好的视频上传到泛雅平台，同时视频根据不同的知识点设置了不同的章节内容与任务点。到了规定的上课时间，学生按照教学环节的设计，登陆教学平台相应的章节内容完成指定的任务点即可。同时在教学平台中对在线教学内容设置了视频可拖拽功能，以供学生在课上学习与课后复习时可针对自身情况随时暂停或反复观看。此外，为了能够在学生学习过程中遇到困难与疑惑时可以随时完成答疑解惑，在学生完成在线学习任务点的过程中，授课教师在课程微信群中始终保持在线状态，随时了解学生对于所学知识存在哪些疑惑与不解之处，针对学生提出的问题，在线上为学生及时答疑解惑，使学生能够边学习边消化，及时掌握该学习阶段所应掌握的知识点，同时为下一阶段知识点的开展打下良好基础。

在线教学任务点的完成并不是一次课的结束，每节课后授课教师会采用泛雅平台、微信平台、腾讯会议等多种形式开展调查问卷、学习体会、问题讨论等师生互动，促进学生对于课堂教学内容的理解巩固，同时也进一步提高学生的学习主动性。

对于课程的考核，以往海洋工程水力学课程的期末考核方式都是闭卷笔试，主观题和计算题占试题的大半比例。而对于在线教学，针对课程需要通过计算题考核学生对实际问题的解决能力，同时结合疫情期间的特殊条件，课程最终采用泛雅平台在线考试系统主观题+线下笔试客观题+腾讯会议监考相结合的期末考核方式，确保学生能够在公平公正的情况下完成对课程学习情况的考核；同时针对线上教学的特点，最终成绩的计算增加了平时过程学习的考核比例。

四、课程思政内容建设

（一）课程思政育人目标

海洋工程水力学课程在讲授专业基础知识的同时，更加注重引导学生深刻理解与认识所学专业在渔具设计与使用乃至海洋渔业等各方面的重要意义，使学生在学习过程中逐渐树立专业荣誉感；引导学生了解水力学相关基础理论知识在海洋渔业渔具设计与使用中的重要指导意义，培养其认真严谨的学习工作态度与职业素养；通过对自己今后即将从事专业工作内容与意义的了解，逐渐树立职业使命感与责任感，为其今后从事专业领域相关工作和进行深入科学研究打下正确的思想基础；引导学生以实现海洋强国梦为己任，努力把自己发展成为有责任、有担当、专业技能过硬的新时代高素质人才。

（二）课程思政案例

拖网渔具的水动力性能是影响拖网渔具作业效率的关键因素，对于提高捕捞效率，改善作业的经济效益有着显著的作用。因此对于拖网渔具水动力性能的研究，在拖网渔具设计中，有着非常重要的意义与作用，将直接影响到渔具的渔获效率和经济性。

第三章水动力学基础的内容，在课程开始前通过多媒体手段为学生引入“拖网渔具作业过程的水动力性能与作业效率”这样一个相关的实例，让学生对于本章所学内容在专业领域中的应用有一定的了解，从而对即将开展的课程内容产生学习兴趣，从而促进课堂教学内容的高效顺利开展；后续相关章节的内容开展，也都将在课程开始前，结合相关专业的实际应用，为课堂教学内容的开展做好铺垫，激发学生的学习兴趣，同时在课堂教学过程中，通过例题的引入，为学生讲解如何利用本章节所学知识点解决课堂开始时所提出的实际问题，做到首尾呼应，同时加深学生对于所学知识的理解与掌握。

（三）课程思政案例教学过程

1.首先提出问题——现代渔业中，在世界各地拖网仍是主要作业方式之一，产量接近世界海洋捕捞总产量的45%以上，部分国家的拖网渔获量甚至占到70%。长期生产实践表明，拖网作业机动灵活，能积极追捕鱼群，适应性强，有较高生产效率。作业范围也十分广泛，不但可用于捕捞鱼类，也能用于捕捞头足类、贝类和甲壳类等；不但可用于捕捞栖息水深只有几米、几十米的捕捞对象，也能用于捕捞栖息水深达到数千米的深海品种。那么大家知不知道功能如此强大的拖网渔具，决定它作业效率的最重要的因素之一是什么？带着这个问题，我们一起来进入今天这节课的学习内容——体动力学基本原理。从而引出本节课的学习内容，为后续相关内容的理解与展开奠定基础。

2.多媒体演示结合板书的方法，详细介绍并引导学生共同推导恒定总流的能量方程，并在此基础上进一步讲授采用能量方程推导文丘里管流量计测量流量的原理，让学生对这两个方程可以有一个由浅入深的理解过程，同时对课程开始时提出的第一个问题作出有效的回答。

3.多媒体演示结合板书的方法，详细介绍并引导学生共同推导恒定总流的动量方程，并在此基础上进一步讲授采用该方程求解相关水动力学问题的基本解题步骤，让学生对该方程可以有一个由浅入深的理解过程。

4.引导学生共同进行绕流问题与水流冲击问题的相关计算，加深学生对本节课的重点内容——恒定总流的能量方程与动量方程及其解题步骤的理解与掌握。

5.总结本次课程的全部内容，突出强调课程中的重点与难点，加强学生的理解与掌握。

五、课程建设效果与反思

海洋工程水力学的先修课程为高等数学和工程力学，要求具有熟练的数学分析及静力学基础、动力学的运算能力，材料力学惯性矩及平面图形性质的计算技能等。通过该课程的学习，培养学生对海洋渔业科学与技术专业中涉及的相关水力学计算问题具有明确的基本概念及分析方法，掌握基本计算能力，并为学习后续渔具力学等相关专业课打下必要的基础。

通过此次课程建设，系统地梳理了海洋工程水力学课程的教学体系，理顺课程在前后课程中的关系。根据学生前期所学课程的理论基础，适当选择本门课程的学习内容及难易程度；同时针对学生后续所学相关专业课程的需求，有针对性地完善课程教学内容、突出课程教学重点，为后续课程打下更为扎实的基础。同时结合线上线下混合的全新教学模式，提高学生对课程的参与度及教师对课程教学过程的把控，达到完善课程教学体系、提高课程教学质量的目的。

从课程目标达成度分析及期末总成绩分析来看，海洋工程水力学课程在教学效果上还是有一定成效的。无论是学生过程学习的参与度还是在线考试的成绩，均取得了较为理想的效果，期末总成绩平均分83.4 分，通过率100%。而通过对学生的问卷调查反馈来看，学生对于海洋工程水力学课程一学期的在线学习表示学有所获，在水力学方面学到了一定的专业基础知识。同时在课程思政教育方面，帮助学生认识到水力学理论不仅在海洋渔业领域有着广泛应用，而且在国民经济建设的其他领域，如城市建设、交通运输、环境工程等诸多领域也是所需应用的重要理论基础，进一步加强了学生的专业荣誉感，同时也更加深刻认识到所学专业理论基础的重要性，为其今后从事相关专业工作打下重要的思想基础。

对于一门理论性很强的专业基础课来说，在线教学在内容与形式上无疑是存在着较多的困难与挑战的。在此次建设过程中，海洋工程水力学课程对专业基础课程的在线教学建设从课程内容、教学过程、课程考核等各个方面进行了初步的尝试和探索，也在面对困难和解决困难的过程中摸索到了一定的经验。从第一学期在线教学的教学效果来看，有针对性的课程内容选择与设计、合适的教学方法都能够在一定程度上提高学生的学习主动性与积极性，学习质量较以往传统的课堂教学并没有下降。但同时，在课程在线教学的建设过程中也发现，仍然存在一些问题需要进一步探索与解决，例如学生课后作业完成的独立性考核、学生课堂参与度的有效考核等，这些都将在今后的在线教学建设中继续进行研究与探索。