“船舶电力推进”课程线上线下混合式教学研究

乔鸣忠 朱鹏 夏益辉 关清心

摘 要：“船舶电力推进”课程是船舶电气工程专业的必修课程，为了提升教学质量，开展线上线下混合式教学改革，本文从教学内容拆分、线上线下教学实施进行深入研究，实践表明混合式教学有助于培养学生自主学习习惯，开阔视野，提高课程的教学质量。

关键词：船舶电力推进；线上线下混合式；教学实施

当前大学教育普遍采用传统的线下“以教师为中心”的“填鸭式”教学模式，往往不能达到较好的教学效果，而若仅依靠单一的如MOOC和SPOC等在线教育模式，同样也存在着教学模式单一、教学质量难以把控等问题。

随着互联网技术的快速发展，各行各业都进入了“互联网+”的时代，高等教育也融入其中。2019年国家出台了《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号）文件，文件指出：线上线下混合式一流课程主要指基于慕课、专属在线课程（SPOC）或其他在线课程，运用适当的数字化教学工具，结合本校实际对校内课程进行改造，安排20%～50%的教学时间实施学生线上自主学习，与线下面授有机结合开展翻转课堂、混合式教学，打造在线课程与本校课堂教学相融合的混合式“金课”［14］。

“船舶电力推进”课程作为我校的首批试点课程也开展了线上线下混合式教学改革，从近两年的教学效果来看，学生的学习兴趣愈发浓厚，课程教学质量明显得到提升。

1 课程背景

“船舶电力推进”课程是船舶（电子）电气工程专业必修课程，一般在第三学年开设，前导课程主要有“自动控制原理”“电机学”“电力电子技术”“电气数字控制技术”等，该课程理论难度较大，前导课程都是电气专业最难修的课程。这门课程要应用单片机（或数字信号处理器）控制变频器（或逆变器）对交直流电机实施调速控制，是弱电控制强电的典型课程，内容涉及自动控制、电机、电力电子装置、计算机控制等诸多理论，课程理论深奥，同时也具有较强的实践性，课程施教的难度非常大，学生也普遍反映比较难学。

学好这门课程，一方面可以帮助学生打通各前导课程知识壁垒，将知识融会贯通，另一方面作为专业课，学生可以学习船舶电力推进系统的运行原理和控制技术等专业知识，了解电力推进系统装（设）备构造及其性能。因此，该课程可以培养学生分析和解决装备实际使用中问题的能力，对于奠定学生必要的工程技术素质和提升实践能力具有重要意义［4］。

该课程共有40学时，教改后10学时为线上自主学习，30学时为线下课堂教学。教学内容如何拆分、线上自主学习和线下教学如何衔接、老师如何参与线上教学管理等一系列問题在改革之初一直困扰着我们。

2 教学内容拆分

线上侧重认知类知识，线下侧重技能类知识，这是教学内容拆分的原则。另外值得关注的是教学内容拆分不仅仅是把原先40学时的内容分成线上和线下两部分，而是线上的10学时要拓展更多的内容，把当前国内外网络优质资源（不仅限于MOOC课程）尽量多地吸收进来，开阔学生的视野，提高教学质量［58］。

在教改之前，课程团队就建设了“船舶电力推进”课程配套MOOC课程，所有的知识点在MOOC课程都有体现。但是实施过程中依然会存在问题，“船舶电力推进”课程有些认知类的知识点深奥，仅通过MOOC的学习，学生很难理解，为此，课程组对课程内容进行了梳理，将认知类中的基础知识和网络优质信息资源留在线上，难点知识和应用案例调整至线下授课，具体内容见下表。

同时，对课程内容顺序进行了调整。一是从逻辑角度重新编排教学内容。教学内容的主线是先讲解船舶的综合电力系统，让学生了解综合电力系统对电力推进分系统的要求，而后从螺旋桨的特性讲起，为了满足机—桨特性，推进电机及其控制性能得到了界定，因此，推进变频器的工作特性和性能必须和“机—桨”匹配，最后再讲解主推进装置和侧推装置的结构和工作原理，内容环环相扣，逻辑清晰，逐步深入，易于学生掌握和理解。

二是从认知角度重构教学内容。突破教材章节限制，将关联的内容结合讲解，如讲解螺旋桨反转特性时，要插入推进电机机械特性；讲解交流推进电机直接转矩控制时，要插入变频器SVPWM调制技术等，打破各章节的知识壁垒，学生才能将知识融会贯通。

学生在线上10学时的自主学习时间内，以老师推荐的内容为主，也可以学习其感兴趣的内容，或者是通过网络复习前导课程“电机学”“电力电子技术”等课程中晦涩难懂的内容。

实践发现：学生不仅仅利用安排的10个学时上网学习，在业余时间也有不少同学在网上自主学习，线上授课资源的丰富性以及实践性弥补了线下授课枯燥乏味的不足，线下授课的互动性又增强了学生与老师之间的交流，线上线下混合式教学可以培养学生自主学习的习惯［912］。

3 教学实施

线上线下混合式教学重在混合，线上作为线下不可分割的一部分，教学目标、教学内容、教学活动、教学评价是一体化的。那么，如何实现一体化的教学设计呢？

首先，要开展好线上线下混合式教学，前提是有优质的线上资源，也就是有优质的MOOC课程，课程组建设了“船舶电力推进”课程配套的MOOC课程，另一方面针对该课程的核心内容“交直流调速技术”，在国家MOOC平台选择多门相关课程，主要以国家级线上一流课程、省级线上一流课程以及虚拟仿真实验教学一流课程为主。

教学实施图

每次课堂教学采用“课前、课中、课后”三个阶段，“设疑—目标牵引—新知预判—探究释疑—仿真验证—总结拓展”六个环节，组织实施（上图）。课前：学生利用军事职业教育平台，针对本次课程需掌握的学习目标，开展线上MOOC课程和相关文献资料自主学习，通过具体的学习目标和知识掌握程度，牵引学生自主学习，并通过MOOC课程测评学习情况，预判学生学情，优化教学内容。课中：采用启发式、探究式等教学法，按照“设疑—目标牵引—新知预判—探究释疑—仿真验证—总结拓展”六个环节开展教学。以问题链为主线，对重要内容开展精讲研讨，对难点内容在线上自学的基础上实施采用翻转课堂等教学活动，重点引导探究释疑环节的参与式学习，释疑相关问题，并进行仿真验证。同时，贯穿以能力测评为导向的形成性考核，激发全员参与学习，测评学习目标达成度。课后：利用军事职业教育平台，开展高阶大作业的线上交流讨论，为后续课程研讨探究做好更充分的准备。

为了保证学生在线自主学习效果，还有两个问题急需解决。

一是学生在线学习的自觉性如何保障？线上学习如果没有教学的管理与服务，也会存在大量学生不认真学习，边玩边放MOOC视频的现象。我们的解决办法是，老师在课堂上通过Uclass平台进行测试，学生在手机上现场答题，答错题的同学要上台解释对该题的理解，老师现场讲解，如果大家都掌握了，就可以进行后续的教学环节。

二是教师在线教学的参与如何保障，线上学习的时间一般比较随机，答疑互动是不及时的。我们常用的方法是课程组5名老师在课程教学期间轮流在线上值守，每人每天一小时，进行线上的答疑和作业批阅，值守老师在线上教学的管理中承担着重要的角色。

线下教学活动如何组织实施呢？线上线下混合式教学强调“线上与线下有机结合开展翻转课堂、混合式教学”，线下的教学内容必须重新整合，并与线上内容相互呼应，体现线上与线下的“混合”。

线下教学我们采用“四结合”的教学模式，将“自学—讲授—讨论—实验”四种教学形式有机地结合于一体，学生可以通过线上自主学习网络、教材预习等模式进行，再根据课堂讲授或翻转课堂对重点知识内容进行把握，课下对课程知识点及相关问题组织讨论，最后通过实验进行验证和总结分析，实现理论知识与实践有效结合和紧密联系。另外，为加深学员对原理知识的理解，开展了基础性原理实验与MATLAB仿真相结合，提升学生自主实践能力。依托实验室平台及虚拟训练课程，学生可以在线上或线下自主开展装（设）备理论学习、操作训练和考核。

实践发现：相比较传统的线下教学方法而言，90%以上的学生赞同线上线下混合式教学方法。这种方式为学生们提供了丰富的课程资源，并且随着智能手机的普及应用，学生们可以打破时间和空间的限制，随时随地进行课程知识的学习、复习和巩固以及与任课教师的交流和沟通。线上线下混合式教学能逐步培养学生自主学习的习惯，线下翻转课堂质量明显提升，学生的知识面明显扩大［1315］。

4 小结

线上线下混合式教学重在混合，线上作为线下不可分割的一部分，教学目标、教学内容、教学活动、教学评价是一体化的。教学内容拆分不仅仅是把课程内容分成线上和线下两部分，而是线上的教学要拓展更多的内容，把当前国内外网络优质资源（不仅限于MOOC课程）尽量多地吸收进来，开阔学生的视野，提高教学质量。

线上线下混合式教学能逐步培养学生自主学习的习惯，线下翻转课堂质量明显提升，开阔了学生的知识面。

参考文献：

［1］教育部.教育部关于一流本科课程建设的实施意见［J］.中华人民共和国国务院公报，2020（5）：5762.

［2］陆国栋.治理“水课”打造“金课”［J］.中国大学教学，2018（9）：2325.

［3］钦小平，魏晓慧，贺婷.线上线下混合式教学模式的探索与实践［J］.惠州学院学报，2021，12（6）：120124.

［4］安然.线上线下教学模式在PLC技术课程中的应用研究［J］.电子世界，2020（12）：7980.

［5］乔鸣忠，朱鹏，魏永清，等.“船舶电力推进”课程案例式教学研究［J］.科教导刊，2022，09（25）：97100.

［6］夏益辉，叶志浩，姜广贺，等.船舶电力拖动基础课程教学模式改革研究［J］.教育教学论坛，2020，12（52）：151152.

［7］张文燕.基于课程三菱PLC的线上线下混合教学的探究［J］.现代职业教育，2016（26）：50.

［8］汪婧，丁易新，严梅，等.线上线下混合式电子课程设计教学改革与实践［J］.安徽工业大学学报，2022，2（1）：7879.

［9］张林帅，顾硕鑫，黄小燕，等.线上线下混合式教学方法在欧姆龙PLC课程中的探索与实践［J］.电脑知识与技术，2021，11（31）：241243.

［10］杨芳.基于线上PLC应用技术课程教学的研究和实践［J］.黄冈职业技术学院学报，2020，22（5）：4245.

［11］梁艳，贾先.线上线下混合式教学在实践课中的应用研究——以《智能制造技术》课程为例［J］.科技视界，2020（34）：1820.

［12］卢丹萍.线上线下混合教学在PLC應用技术课程中的教学方法探索［J］.现代职业教育，2019（20）：204205.

［13］施成华，雷明锋.基于能力和素质培养的工科课程混合式教学探索与实践［J］.高教学刊，2021，7（29）：116119.

［14］阳会兵.线上线下混合式金课教学模式的研究与实践——以《“互联网+”现代农业》课程应用为例［J］.长春工程学院学报，2020，21（1）：130133.

［15］赵艳霞，王大红.基于职教云平台《仪器分析》课程线上线下混合式教学模式的实践［J］.武汉职业技术学院学报，2019，18（03）：6063.

基金项目：国家自然科学基金面上项目（51877212）

作者简介：乔鸣忠（1971— ），男，汉族，江苏苏州人，博士，教授，主要从事船舶电力推进系统教学与研究；朱鹏（1984— ），男，汉族，湖北孝感人，博士，副教授，主要从事电力电子与电力传动方向教学与科研；夏益辉（1987— ），男，汉族，河南商丘人，博士，副教授，主要从事电力电子与电力传动方向教学与科研；关清心（1992— ），女，满族，黑龙江哈尔滨人，博士，讲师，主要从事电力电子与电力传动方向教学与科研。