任职基础课线上线下混合式教学模式研究

高峰娟，王小飞，袁 涛

（海军航空大学 青岛校区，山东 青岛 266041）

“航空仪表设备”课程包括上篇、下篇两部分，上篇为典型传感器及检测技术部分，主要是介绍航空仪表传感器原理及检测的基础知识，内容包括传感器与检测技术基础理论、机载典型传感器原理与应用、机载典型参数的测量等，拓展内容为简易测试系统DIY设计制作；下篇是机载航空仪表设备部分，主要介绍飞机上航空仪表设备和系统及使用操作和维护［1］。课程在实施过程中分为线上线下阶段，其中上篇除了机载典型参数的测量与测试、简易测试系统DIY设计制作以外全部在线上进行，下篇结合实际装备在课堂、实验室、实装训练场等场地进行线下实施。本文主要针对课程上篇线上线下混合式教学改革研究与实施进行总结。

一、课程概述

上篇典型传感器及检测技术部分开设在大学三年级春季学期，主要是让学生掌握传感器及检测技术基本知识，提高学生对专业理论的认知能力，培养学生对专业技术工作的适应能力和开发创新的能力。从课程体系上看，本课程既是前期课程的延续，又是学习后续专业课的基础，在整个专业课程体系中起着承前启后的桥梁作用。

二、资源建设情况

线上线下混合式教学与纯线下教学相比，最重要的就是通过梳理课程已建资源和未建资源，重新设计教学内容，构建适合线上线下的教学资源并实现相关教学理念的转变。经过梳理分析，前期课程资源建设情况如图1所示。

图1 前期课程资源建设情况

从前期课程资源建设情况来看，自建线上题库、自建知识点图谱、搜集课程相关线上精品视频资源、构建适合线上及线下开展的实验科目等成为开展线上线下混合式教学建设的急需措施。另外对教师来说，从熟悉的课堂授课模式转变为线上线下混合式教学模式是一项严峻的挑战与考验。针对以上问题，课程团队积极展开该模式的研究并确定了两个转变：（1）教师身份的转变。从“教师为主、学生接受”转变为“学生为主、教师引导”，教师是学生学习的引导者，学生既是学习的执行者，又是自我学习的管理者。（2）教学理念的转变。针对线上教学与线下教学的不同，教师备课不再只备教材及参考资料内容，而是借助网络，扩大备课面，广泛搜寻网络资源并一一甄别，挑选出合适的教学资源提供学生自学使用。

开课前课程组多次经过集体备课研讨教学理念、教学设计、教学手段、实施方式等内容。通过对已有条件和存在问题的分析，重新设计了课程教学内容，明确了教学设计实施与组织方法，并对考核与评估方法进行了创新性改革。

（一）已有条件和存在问题

经过开课前期对学生情况的了解与分析，了解到他们已经学习了“高等数学”“大学物理”“自动控制原理”“误差理论与分析”等课程，具备了学习本门课程的基础知识；学生层次水平较高，满足了线上教学最基本的自学条件。同时，教师通过对线上资源大量海选，已优选出适合本门课程学习的网上教学视频等资源，并且完成了相应的自建资源和辅助资源。且通过课程组提前试用，已选好上课平台。线上线下混合式教学条件基本满足。但是，虽然经过了多方面的准备，对师生而言，从熟悉的课堂教学转为相对比较陌生的线上线下混合式教学，还是有以下一些问题存在。

1.学生学习兴趣高，动手能力强，但是线上学习缺乏课堂氛围，师生互动交流困难，使课程学习难度增大。

2.从课堂授课模式到线上线下混合模式的转变，从熟悉到陌生，教师面对严峻考验。

如何解决这些问题？课程组开课前经过多次研究，确定了新的思路和策略，并且以重新设计课程教学内容为切入点。

（二）重新设计课程教学内容

图2为课程教学内容重新设计示意图。其中，前两部分进行线上教学，第三部分采取线下教学方式。通过线上线下混合式教学，实现了“自主学习+课堂翻转”“课堂讲授+小组设计”的多模式设计。

图2 课程教学内容重新构建图

在基础理论部分，采取“以兴趣为核心”的方式，让学生从感兴趣或体验过的事件出发，由实践到理论，从工程实际到科学认识传感器，并在此部分开展一次线上翻转课堂，主题为“传感器如何选型？”。学生通过自主学习相关知识、自主查阅相关资料、分组讨论，最终形成一套汇报材料进行线上交流，旨在加强学生对传感器特性参数的理解，同时培养他们的表达能力和小组协作的能力。典型传感器原理与应用部分，采用基本相同的知识线路“原理→分类及结构→特性参数→误差及补偿→基本信号调理电路→应用示例”，这样有利于学生掌握重点内容，同时采取“以问题为核心”的方式，从科学到工程，引导学生对传感器工作原理进行探究，根据工程需要对科学问题进行提炼。在典型参量测试部分，采取“以任务为核心”的方式，从科学到工程，从传感器单元到构建测试系统，进行系统设计学习。在此部分开展一次线下小组设计，旨在加强学生对传感器基本电路及测试系统的综合理解，提高其动手能力和培养其团队协作意识。

（三）课程线上平台选取及线上线下资源建设

实现高质量的线上线下混合式教学，教学平台选取及线上线下资源建设是重中之重。

1.平台的选取。通过多方位比较与试用各种线上教学及会议软件并比较其优缺点，课程组最终选取“智慧树+腾讯会议+微信”“三位一体”的教学平台。利用智慧树强大的直播授课、课程资源库、试题库、问答讨论、小组教学、学生管理、学情数据、成绩管理等功能，实现教学资源上传、直播授课、课后小测、答疑解惑、学情分析等，将学习任务单、学习资源、作业测试等提前发布，学生登录电脑或者手机智慧树客户端就可以随时随地学习，有效拓展学生的学习空间和维度。利用腾讯会议App实现线上翻转课堂，给学生提供展示自己线上学习效果、成果的平台，同时腾讯会议线上翻转课也给分组交流展示的其他组员提供了提问交流讨论的机会。利用微信实现课程组开课前期研讨、上课时沟通交流、课后经验总结分享等，同时利用微信实现教师与学生点对点沟通、答疑及其他相关事宜的处置等。

2.线上资源的选取及整合。课程组教师充分利用网络平台，比如智慧树、百度搜索、中国大学MOOC、爱课程、知乎、大学校园网等网络客户端，通过海选与甄别，并结合我们课程的实际情况，最终选取爱课程客户端的国家精品课——国防科技大学的“传感器与测试技术”作为我们线上课视频资源，中国大学MOOC的“传感器与测试技术”作为补充资源。同时教师充分利用网络平台，比如爱课程、中国大学MOOC、百度搜索、知乎、智慧树、知道等网络客户端，结合课程教学目标，对搜集到的适合本课程的资源进行整合并上传到线上教学平台供学生学习使用。据不完全统计，共上传教学视频及其配套资源、自建资源、辅助资源200余套。（1）视频及其配套资源。课程视频选用爱课程平台的国家级精品课程“传感器与测试技术”，同时给学生发布视频配套PPT，以方便其随时随地反复使用。上传的电子教材包括东南大学周杏鹏教授主编的《传感器与检测技术》，国防科技大学刘迎春教授、叶湘滨教授主编的《传感器原理设计与应用》。为方便学生在手机客户端阅读，我们对电子教材按章节进行了拆分推送，实现了视频资源、PPT资源、电子教材资源完全配套，极大地便利了学生进行系统的线上学习。（2）自建资源。自建资源包括课程知识点归纳PPT、章节内容知识点关联图、章节内容知识讲义、线上学习任务引导单及线上试题库。自建资源满足了学生自主学习的引导、知识点的归纳、学习后检测等要求。（3）辅助资源。辅助资源包括翻转课堂拓展学习资源及线下简易测试系统DIY设计制作拓展学习资源。辅助资源围绕学生能力的形成，针对视频和教材上没有的知识点，进行适度的拓展，一方面可以为学习能力强的学生提供更广更深的学习空间，另一方面通过辅助资源学习及分组翻转课堂、分组简易测试系统DIY设计制作，以提升学生自主思考、自主设计、构建系统的能力及团队协作能力。

三、教学流程与方法

（一）教学组织与实施

教学组织与实施按照线上教学六步法进行，即一节课的实施包括发布任务、提供资源、自主学习、作业与反馈、串讲与答疑、课后检测等六个环节。

1.发布任务：课程开始前一天晚上，教师发布次日学习任务清单，包括章节教材、教学PPT、教学视频、教学重难点、知识关联图、作业、小测验等内容。对于翻转课堂和简易测试系统DIY设计制作，则发布翻转课堂讨论要点及简易测试系统DIY设计制作要求等，为自主学习奠定良好基础。

2.提供资源：发布任务的同时，上传相关的学习课件和学习视频到智慧树教学平台。通过自主学习必学资源，达到掌握基本知识的目的。对于翻转课堂和测试系统DIY，提供相关预习资料、软件、学术论文等。通过学习能力拓展资源，引导学生根据自身差异进行自我能力的培养和提升。

3.自主学习：这是整个线上教学环节中最重要的一环。自学开始前，教师对知识点进行适当串讲，强调重难点，学生根据学习任务清单，自主完成必学及选学任务。

4.作业与反馈：自学结束后完成作业并提交到智慧树平台。教师批改并进行亲切又温馨的点评，增加师生间的互动，激发学生的学习兴趣。

5.串讲与答疑：针对作业暴露的共性问题，通过串讲的方式集中答疑。针对个别问题，则采用微信点对点的方式进行辅导，避免浪费学习效率高的学生的时间，同时也给学生亲切感。同时启动智慧树教学平台的问题讨论区，方便解答学生学习中的其他问题。

6.课后检测：课后在线检测通常设置8～10题，题型为选择、填空、判断，检测题目涵盖每堂课知识点，学生在手机客户端或电脑答题后，系统会根据教师在后台上传的答案自动评判正误，方便学生及时查缺补漏。

（二）教学方法与手段

俗话说：“授人以鱼不如授人以渔。”线上线下混合式教学实施过程中，通过网络平台实现自主学习、答疑解惑、课后检测等，以任务驱动方式实现小组翻转课堂及小组简易测试系统DIY设计制作。实施过程中采取引导探究、分组讨论、分组设计、启发式等多种手段，达到了较好的学习效果。

（三）考核与评估

教学过程中，课程组不仅关注学生课程知识、专业知识的掌握情况，更加关注学生的发展，激发学生的潜能、个性和创造性，增强学生的自信心和持续发展的能力。因此，在教学过程中授课教师充分关注学生的终身学习习惯的养成、发现并解决问题的思维能力的培养。在课程考核评价方式上，也进行相应的改革，由原来“课程终结性考试+平时评价”相结合的方式改革为“线上题库+线下卷库+小组作业互评+个人作业笔记评价”的方式，实现了考评方式多样化。改革后的多模式评价方式重点关注学生的学习过程、学习体验及学生对知识的应用和创新能力，以便提升学生的综合能力，为后续课程学习及岗位任职奠定良好基础。

四、特色与创新

在课程实施线上线下混合式教学模式改革研究与实施过程中，主要的特色与创新有以下几个方面。

（一）角色转变，多样设计

基于课程展开线上线下混合式教学所存在的师生互动交流困难、从课堂授课模式到线上线下混合模式的转变教师面对严峻考验等问题，主要采取以下破解方法，即实现两个转变和课堂设计多样化。

1.两个转变。（1）教学理念的转变。针对线上线下混合式教学与线下教学的不同，教师备课不再只备教材及参考资料内容，而要借助网络，扩大备课面，广泛搜寻网络资源并一一甄别，挑选出合适的教学资源供学生自学使用。（2）教师和学生身份的转变。由传统课堂“教师主导，学生接受”转变为混合式教学中“学生为主，教师引导”，教师按计划进行学习引导，而学生既要学习，又要实现自我管理及团队协作。

2.课堂设计多样化。（1）注重“互联网+”思维，培养学生自主学习习惯。（2）注重能力拓展，提供不同的学习视角，开展线上翻转课堂。（3）注重协作精神，设计小组任务，以任务驱动开展小组教学。

（二）线上翻转，风采展示

翻转课堂以小组团队形式进行，团队任务是设计压力传感器静态特性检测方案。翻转课堂按照“发布资料→学生分组→发布小组作业→翻转课堂→线上答疑与评价→师生共评小组作业→优秀方案展示”的思路进行。课前学生自动组队，教师搜索网络资源，首先检索相关的学术论文，将这些资源发布给学生，方便其自学，给学生创造良好的具有学术氛围的学习环境，同时也可以引导学生进一步利用网络工具自主在网上搜索资料。随后发布翻转课堂作业及要求，以发布的小组作业为抓手，牵引学生学习并进行分组讨论及翻转课内容制作。通过小组作业，培养他们的协作能力、知识创新能力。接着进行翻转课堂，利用腾讯会议的共享屏幕功能，组织小组汇报他们的方案，针对汇报的方案，学生和教师进行线上提问，汇报小组针对提问进行回答。最后教师和学生共同对小组作业评阅打分，评选出优秀方案并做好优秀方案的总结性工作，获胜小组将自己的方案做成演示视频进行展示。

（三）作业笔记，励志点评

为了巩固线上学习效果，每节课都要求学生记笔记并完成书面作业。课后教师对学生作业笔记进行励志点评，同时发起“笔记之星”优秀笔记评比活动。通过这项活动一方面激励大家向身边的榜样学习，另一方面促使大家养成认真做笔记认真完成作业的习惯，同时具有看完视频后按照重难点梳理知识点的能力，进一步加深对知识点的理解。

（四）线下制作，学以致用

机载典型参数的测量与测试部分怎么讲？为达到更好的效果，此部分主要采取“讲”和“做”结合的方式。简易测试系统DIY设计制作作为典型参数的测量与测试理论部分的延伸，主要目的是让学生学以致用，充分挖掘学生对知识的创新能力及团队协作能力。DIY设计制作按照“提出设计要求→学生分组→自学设计实例资源→学长交流→方案初设计→硬件采购→系统搭建→提交作品及设计方案”的思路以小组为单位进行。这个教学环节的设计，既能增加学生对检测系统的直观认识，让学生学以致用，又能充分挖掘学生的创新能力，还能培养学生的团队协作能力，一举多得。

五、教学效果评价与比较

“航空仪表设备”属于新层次的新开课程，与以前其他层次的线下教学相比，线上线下混合式教学方式提高了学生的自主学习能力，“互联网+”思维能够提供不同的学习视角。通过大量系统制作实例的学习观摩，开阔了视野，增长了见识，丰富了知识。同时通过小组协作，培养了团队意识。

有学生这样评价：老师给我们上的课，更多的是注重我们课后能力的培养，虽然我们在课后花费了大量时间，但这是值得的。我们小组从自己找传感器、设计电路、编程……一步步走过来，遇到困难解决困难，而且我们自己设计的作品，比如体重计，可以在生活中得到应用，这让我们感到很有成就感……当检测系统完成时，我们组成员都特别激动。通过解决制作中遇到的难题，我们利用网络工具解决问题的能力也得到了极大提升。还有的学生这样说：线下检测系统设计，大大地激发了我们对课程的兴趣，当检测系统完成时，我们组成员都很激动。通过解决制作中与到的难题。使我们利用网络工具解决问题的能力得到了提高。

六、心得与反思

整个教学过程中，课程组不仅关注学生课堂知识、专业知识的掌握情况，更加关注学生能力的发展，注重激发学生潜能、个性和创造性，增强学生的自信心和持续发展的能力。此次线上线下混合式教学模式改革研究与实施，不仅圆满地完成了教学任务，同时也推动了基于学生能力发展的教学模式与教学评价的研究。这一模式既得到了学生的认可，同时教师与学生在教学过程中都得到了成长，真正实现了“教学相长”。