混合式教学理论在水声学原理课程中的应用研究

唐帅 张驰

摘  要：为进一步落实新时代军事教育方針，深化水声学原理课程教学改革，以混合式教学理论为基础，提出“重构教学空间布局、重塑教学信息动线、重建教学评价模式”的混合式教学改革思路。该文介绍基于智能教辅系统的水声学原理课程教学改革解决方案和实施效果，总结课程由传统教学模式向混合式教学模式的转换经验。通过课程混合式教学改革，进一步提升学员对水声学知识的广度和深度，为生长军官专业背景课程教学模式创新提供参考样例。

关键词：教学改革；混合式教学；水声学；以学为中心；智能教辅系统

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）23-0108-04

Abstract： In order to further implement the military education policy of the new era and deepen the teaching reform of the course of underwater acoustic principles， based on the mixed teaching theory， we put forward the mixed teaching reform idea of "reconstructing the teaching space layout， reshaping the teaching information moving line， and reconstructing the teaching evaluation mode". The paper introduces the solution and implementation effect of the teaching reform of the course of Underwater Acoustic principles based on the intelligent teaching assistant system. This paper summarizes the experience of curriculum transformation from traditional teaching mode to mixed teaching mode. Through the mixed teaching reform of the course， the breadth and depth of the students' knowledge of Underwater Acoustics has been further improved. The study provides a reference example for the innovation of the teaching mode of the professional background course for growth officers.

Keywords： academic reform; mixed teaching; Underwater Acoustics; learning-centered; intelligent teaching aid system

新一轮军队院校教育改革对生长军官确定了“本科教育、首次任职培训融合培养”的新型培养模式。在这种新型培养模式下，必须进一步强调“以学为主”，坚持把培养能打仗打胜仗人才作为第一要务[1]。由于声波是目前水中信息唯一良好传递的载体，水声环境素养是潜艇指挥员必备的作战素养之一，是生长军官院校培养的核心能力素质。因此，水声学原理课程作为提升学员水声环境素养的专业背景课程，在新一轮课程教学改革过程中，对于水声学原理课程的建设提出了新要求，核心要义是突出学为中心，需要进一步创新教学方式，丰富学习资源，支持学员开展多样性学习，宽容对待学员个体差异，注重过程性评价，推动学员素养形成，实现学员对水声环境知识能力的自我构建。

混合式教学（Blended Learning）是为了追求更佳的教学效果，最大化地提高教学质量，在先进教学理念指导下，有机结合多种教学方法，实现线上、线下教学方式相互混合，既发挥教员主导作用，又充分体现学员主体地位的一种综合教学方式[2-4]。混合式教学在我国高等教育领域已推广多年，但由于混合教学法实施的复杂性和多维性，在军校高等教育教学领域其潜力的发挥依然受到种种因素的制约，将混合式教学应用到课程教学中的极其少见。本文以新型培养模式下生长军官专业背景课水声学原理教学改革为契机，提出了混合式教学改革思路，介绍了基于智能教辅系统的课程教学改革解决方案和实施效果，总结了水声学原理课程由传统教学模式向混合式教学模式的转换经验。

一  混合式教学模式改革思路

（一）  课程特点

水声学原理课程是生长军官专业背景课程，是基础学科向水声学综合应用转化的重要桥梁课程。课程内容是以声纳方程为主线，通过海洋的声学特性、海洋中的声传播理论、典型传播条件下的声场、声波在目标上的反射和散射、海洋中的混响及水下噪声等水声学要素的逐步展开，如图1所示。课程通常采用小班教学，每班30～40人，学员来自不同专业，学习基础和专业背景存在差别，若采用传统讲授方式，不利于引导不同基础、不同专业学员在水声学框架基础上结合各自专业背景主动建立自我知识架构和应用场景。

（二）  教改思路

混合式教学模式为解决这一问题提供了契机，以信息技术为支撑，教员通过转变教学观念，突出学员的主体地位，促进学员学习方式的转变，促使有效学习行为的发生，形成“以学员为中心”的教与学[5-7]，有利于培养学员的探究能力和创新精神。在采用混合式教学模式对该课程进行改革中，依托教学空间和教辅平台的建设，设计了课程改革思路，如图2所示。

1）重构教学空间布局。在“混合式学习”的推动下，学习空间扩大了，包括教室物理空间和网络学习空间。线下部分应通过设计灵活桌椅布局、增加交互设备来加大课堂互动，通过相互启发，促进学员加深对水声学知识的理解和应用，通过对教学空间信息化改造为主要教学环节和教员习惯实现技术赋能，实现对教学电脑、大屏等教学设备的智能控制，最大程度降低使用门槛，减少教员操作难度。

2）重塑教学信息动线。按照技术是工具，教育是目的的原则，积极运用现代教育技术，促使混合式教学在日常教学中发挥最大效用，通过线上平台完成教学资源组织和管理，将单一的水声学原理课本知识，进一步拓展为水声学慕课、水声学专业文献、演训视频等多方位课程资源，将单一的授课方式拓展为多方式融合，激发学员主动学习意愿，推动传统教学活动从“以教为中心”转变为“以学为中心”，帮助教员以学员的需求为准，创设学员个性化学习，使得学员可以在信息技术的帮助下采用新方式进行水声学原理课程学习，享受其所提供的便利，促进学员更多的自主学习和协作，引发对水声学应用的深入思考。

3）重建教学评价模式。从大数据视角来看，混合式学习实质上就是一个不断产生学习数据，并利用数据改进学习成效的过程。学习者，既是数据的产生者，又是数据的获益者，设计线上线下多元评价与及时反馈机制，通过定量与定性结合，坚持知识与能力并重，以评价基本知识与基本技能掌握为本，兼顾考核学员分析和解决水声学问题、应用水声知识的能力，通过数据采集，支撑教学资源、教学策略的及时调整，促使教员和学员及时发现自身存在的问题，并予以改进。

二  基于智能教辅系统的混合式教学模式改革实现

针对水声学原理专业背景课程定位及特点，依据混合式教学改革思路，构建了“线上自学+课堂讲授+重点研讨+专题汇报”的传统课堂教学与在线学习相融合的混合式教学模式。

（一）  改造教学空间布局，促进启发研讨教学

构建了基于信息化环境下的智慧教学空间，支持教员根据教学需要开展形式多样的教学活动，如图3所示，同时教室中可采用电子黑板、交互平板终端等，突出“以学员为中心”，促进学员之间的共同学习，通过与教员、同学进行讨论交流，甚至争辩形成学习共同体。通过构建基于多屏终端的研讨式教室环境，支持分组式教学，教员可实现对多屏协作内容的查看和广播同屏，更好地完成协作教学，例如对于深海会聚区现象的影响，组织学员从对抗双方维度进行思考，通过交流研讨，进一步加深理解。同时每个小组的学员可通过终端，实现文件上传，完成小组协作学习。通过教学空间改造进一步引导开展师生间的合作式教学，有效支撑课程混合式教学的课堂组织。

（二）  搭建教学辅助平台，支撑混合式教学模式

通过搭建在线学习平台、课堂互动教学平台等系统，实现了学员课前在线预习、课中分析讨论、课后在线复习的水声学原理课程混合式教学模式，促进课程由传统教学向新型教学模式的转变，丰富教学内容、提高教学成效、激发学员学习兴趣，典型教学场景如图4所示。

1）课堂外。支持跨终端接入的在线课程学习，满足在线课程的教学管理和应用，建设信息化教学平台；教员可通过办公终端进行课程创建和课前备课，嵌入视频、PPT、电子图书和试题测验等资源，制作多媒体和试题测验；学员在课前进行有引导的预习，并进行相应自测练习和小组讨论，通过预习课程资源，掌握自己无法理解的知识点，带着问题开展线下学习，有效提升学习效率。

2）课堂内。教员能够通过授课终端与学员学习终端形成同步和即时反馈，支持教员能够第一时间感知学员对所讲授课件的理解情况，及时调整自己的教学节奏和方式；同时，教员可以在课堂上有针对性地对重点、难点进行课堂测验，选取之前在备课系统中的试题，也可以临时出题；授课过程中，学员可以进行投屏，将自己的答题、作业、学习等课堂学习情况通过图片的方式展示给教员或者其他同学，例如每章节思维导图作业分享（图5）、声线绘制分享和互评等，提高学员对声学物理图像的理解，调动学员学习积极性，促进课堂生生互助。

（三）  挖掘教学平台数据，提升教学过程性评价

通过教学空间的信息化系统和教学的课前、课中、课后各环节一体化融合贯通，全面记录教与学过程中的所有数据，辅助教员清晰了解每个学员的学习情况，可为学员提供个性化教学，因材施教。

首先，教员能够针对课堂数据进行精细化分析，通过课前预习情况，课中出勤率、课件理解情况、知识点掌握情况、课堂评价情况和课后回顾情况等多维度的教学数据分析，有针对性地改善相应的教学环节，为教学优化和调整提供完整的数据支持。其次，经过后台汇总分析，帮助教员快速了解学员对知识点的掌握情况、作业完成情况、对上课内容的喜爱程度，给予教员直观的课堂数据支撑，帮助教员快速调整教学方向，实现精准化教学，真正实现以师生为中心的多样化教学模式，释放教员的教学创造性，也让学习方式更科学高效，激发学员的学习潜能。再次，课堂全部教学过程数据，支持一键导出，实现灵活管理，并直观地进行课堂教学数据分析，有针对性地改善教学环节，帮助教员提升教学质量。最后，考虑到学员学期制学习过程，支持学员在整个学期的在线及课堂学习过程中将作业、测验、考勤等数据的统一查询及汇总导出，方便教员获取学员在线及课堂教学相关数据。

三  实施成效

教学的主体是教员和学员，主体中的核心是学员。在传统课堂教学中，“以教员为中心”的授课模式，存在“以教员为中心基于经验的教学预设、难以即时评测、师生互动不够和缺乏课内外协作互助”等不足，限制了知识转化率。基于智能教辅系统的水声学原理课程混合式教学改革有效破解了传统教学中的难题，促使传统教学形态发生了变革，帮助教員进一步关注到了每个学员的学习过程、学习行为，精准地获得了学员的真实表现，提升了课前导学的针对性；课中有针对性地进行分组学习、协作学习，建立了新型的信息化课堂教学模式，促使原来单调、枯燥的课堂变得生动多元化，增进了课堂学习的交互与协作，促进了师生角色关系的转变，特别是通过不同专业的学员的分组讨论，进一步提升了学员课上交流互动，通过不同专业角度进行思考和研讨，增加了讨论维度和广度；课后，针对岗位任职需要，引入研究课题，构设任务情境，驱动学员扩展阅读、查阅资料、总结提炼，完成自主学习和协作学习，提升岗位任职及专业学习能力，并利用动态教学数据收集分析技术，实现数据化决策、即时化评价、立体化交流、智能化推送和可视化呈现等，推动了“以学员为中心”的教学实施，巩固了学员学习的主体地位，实现了“把课堂还给学员，让学员自己成为学习的主人”的教学改革初衷。

四  结束语

水声学原理课程是生长军官在本科教育过程中打牢水声学基础、理解水声环境现象、建立水声环境意识和提升利用水声环境解决实际问题能力的重要专业背景课程，是支撑后续首次任职培训课程学习、专业业务能力提升、作战创新能力培养的基础。本文针对新型人才培养模式，结合课程特点和首次岗位任职需求，分析了课程教学现状和新时代军事教育方对课程建设提出的“以学为主”新要求，以“混合式教学”教学理念为基础设计了课程教学改革思路，并通过教学空间改造和智能教辅系统建设支撑实现了水声学原理课程混合式教学模式改革实现，通过教学模式的转变帮助学员更好地夯实了水声环境专业理论基础，提升了对水声环境意识和思考能力，同时提高了教员在信息化教学数据支撑条件下开展教学设计和组织教学的能力。

参考文献：

[1] 杨旭光，汪海洋.实战化的军校教育[M].北京：解放军出版社，2015.

[2] [美]克莱顿·克里斯坦森.重塑教育：颠覆式创新如何改变课堂[M].北京：机械工业出版社，2022.

[3] [美]乔纳森·伯格曼，亚伦·萨姆斯.翻转课堂与混合式教学[M].北京：中国青年出版社，2019.

[4] [美]迈克尔·霍恩，希瑟·克莱顿·斯泰克.混合式学习：用颠覆式创新推动教育革命[M].北京：机械工业出版社，2015.

[5] 牟蕾，张军，万小朋.发挥在线开放课程效能 推动“以学生为中心”的教学模式改革[J].中国大学教育，2017（6）：54-55.

[6] 胡谊.教育心理学[M].3版.上海：华东师范大学出版社，2020.

[7] 李珩.教育大数据：开启教育信息化2.0时代[M].重庆：重庆大学出版社，2019.

基金项目：军队装备工程重点学科专业建设“‘以学员为中心的水声环境专业背景课混合式教学模式研究”（军训[2019]126）；泰山学者工程专项经费资助（2021-261）

第一作者简介：唐帅（1984-），男，汉族，山东青岛人，博士，副研究员。研究方向为水声环境效应。