文桃 楊 潔 王慶力

［摘 要］隨著近年來信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的教育教學模式已然不能適應(yīng)新時代新工科背景下高素質(zhì)復(fù)合型工程人才的培養(yǎng)要求。該課程教學團隊在前期在線教學的基礎(chǔ)上積極探索和實踐了基于雨課堂和智慧教室的線上線下混合式教學模式。文章從混合式教學與課程分析、混合式教學準備、組織教學、混合式教學的總結(jié)與思考四個方面進行了闡述。

［關(guān)鍵詞］機電一體化技術(shù)（雙語）；混合式教學；智慧教室；教學實踐

［中圖分類號］ G642 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）09-0066-04

近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展疊加新冠疫情的暴發(fā)和持續(xù)，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的教學模式改革與應(yīng)用猶如按下了快進鍵，廣泛應(yīng)用于各個層次、各個專業(yè)的教學及培訓[1-4]。這種新型的教學模式一方面打破了傳統(tǒng)面授教學對時間、空間和對象的限制，另一方面其豐富客觀的教學過程數(shù)據(jù)也幫助教員更加客觀全面地掌握學員的學習情況，為課堂教學設(shè)計以及學員成績考核提供了重要依據(jù)。如何將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更充分、更高效地應(yīng)用于日常的教育教學成為近年來教育領(lǐng)域的熱門課題。課題組在新冠疫情暴發(fā)初期開展了大量在線教學的實踐與探索。實踐發(fā)現(xiàn)，雖然在線教學具有突破時間、空間的巨大優(yōu)勢，但仍然存在涉密內(nèi)容不能線上講授，理論知識與裝備實際結(jié)合少，實物教具互動困難，實驗課程無法開展，師生、生生互動有限，因材施教實施困難等問題[1]。為此，教學團隊在新冠疫情穩(wěn)定、能夠?qū)嵤┚€下面授的情況下，積極探索和實踐了基于雨課堂平臺與智慧教室的線上線下混合式教學模式。實踐表明，該模式能夠很好地解決線上教學存在的問題，有效發(fā)揮線上和線下教學的優(yōu)點，提高教學效果。

一、混合式教學與課程分析

（一）混合式教學

線上線下混合式教學模式是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下的典型應(yīng)用模式，主要是將傳統(tǒng)的單一課堂面授環(huán)節(jié)劃分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)。在課前、課后環(huán)節(jié)，學員通過互聯(lián)網(wǎng)學習平臺自主安排學習，完成相應(yīng)的練習，教員通過教學平臺的學習數(shù)據(jù)了解學員的學習情況，并及時答疑。課中的教學環(huán)節(jié)由教員和學員在教室里共同開展，教員通過理論精講的方式高效地進行知識講授，將更多的時間用來開展以學員為主體、教員為主導(dǎo)的小組探究、翻轉(zhuǎn)課堂等現(xiàn)代教學形式。這種教學方式一方面能夠幫助學員更深入地理解和掌握教學內(nèi)容，另一方面能更好地激發(fā)學員的學習熱情。由此可見，線上線下混合式教學模式能夠充分利用學員課外的碎片化時間，及時了解學員的知識儲備等情況，便于教員及時調(diào)整課堂教學內(nèi)容及教學方式等，提升教學效果，達成教學目標。

（二）課程混合式教學的需求分析

機電一體化技術(shù)（雙語）課程是空軍工程大學本科機械電子工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)雙語教學課程，教學內(nèi)容主要包括機械技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)等，是典型的多學科交叉、滲透、融合而成的課程，具有教學內(nèi)容豐富、綜合性強、理實結(jié)合緊密的特點[1]。此外，該課程的教學目標是在基礎(chǔ)理論教學的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學員的實踐能力與創(chuàng)新能力，為后續(xù)課程及畢業(yè)后崗位任職打下堅實的理論與實踐基礎(chǔ)。但該課程僅有40學時，有限的教學時長與豐富的教學內(nèi)容以及多元的教學目標之間的矛盾長期存在，以致有時為了保證課堂教學內(nèi)容的完整性而不得不采用傳統(tǒng)的講授式教學模式，這在一定程度上導(dǎo)致學員學習參與度不高、教學效果不佳的問題?；谥腔劢淌业木€上線下混合式教學模式能夠很好地解決單一教學模式的矛盾。

二、混合式教學準備

基于智慧教室的線上線下混合式教學是教學團隊在新冠疫情初期線上教學的基礎(chǔ)上進行的進一步探索，是將傳統(tǒng)線下近距離面授和現(xiàn)代在線遠程教學的有機結(jié)合，既能充分利用學員課下碎片化的時間，又能高效發(fā)揮課中集中學習的優(yōu)勢，是實現(xiàn)機電一體化技術(shù)（雙語）課程教學目標的倍增器。但其準備工作相較于傳統(tǒng)教學模式而言更加復(fù)雜，對教員的要求更高，主要包括選用智慧教學平臺、分析智慧教學的可行性、豐富智慧教學資料等。

（一）選用智慧教學平臺

智慧教學平臺是線上線下混合式教學模式順利開展的重要保障。近年來，隨著信息化教學的不斷推廣和發(fā)展，各種在線教學平臺、智慧教室如雨后春筍般出現(xiàn)。為保證課程教學活動的有效開展，結(jié)合院校條件建設(shè)情況及前期在線教學的經(jīng)驗等，教學團隊積極探索實踐了基于雨課堂教學平臺和智慧教室的線上線下混合式教學模式。

1.雨課堂平臺

雨課堂平臺是由清華大學和學堂在線推出的新型教學方案，也是目前高校教師應(yīng)用較廣且影響力較大的教學平臺。它與PPT 課件、微信進行了深度連接，引入了騰訊會議功能，為師生連線互動提供了有力保障。雨課堂教學平臺具有隨機點名、彈幕互動、實時答題、線上考試、直播錄課等功能，具有互動性好、使用方便等優(yōu)點，可有效滿足教學活動開展的需要。此外，雨課堂平臺還具有強大的全周期、全過程教學數(shù)據(jù)收集和分析功能，便于教員及時掌握學員的學習情況，把握教學進度和教學節(jié)奏[5-6]。因此，雨課堂平臺不僅可以用作在線教學，而且適合開展混合式教學。

2.智慧教室

為適應(yīng)新時代信息技術(shù)與教育教學深度融合發(fā)展的趨勢，改善教師的教學手段和提高效率，增強師生雙邊互動，保障教學效果和提高教學質(zhì)量，空軍工程大學積極建設(shè)與推廣基于互聯(lián)網(wǎng)、軍網(wǎng)的智慧教室。該課程教學內(nèi)容為軍民通用技術(shù)，因此采用基于互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的智慧教室，教室配備便于移動的拼接桌椅、連接互聯(lián)網(wǎng)的6臺高清觸屏教學一體機、便攜式學習終端、360°全景錄播系統(tǒng)等硬件設(shè)備。相較于傳統(tǒng)教室而言，智慧教室具有獲取網(wǎng)絡(luò)資源方便、教學過程全記錄、翻轉(zhuǎn)課堂易組織、分組競技易實現(xiàn)、教學評價更客觀等優(yōu)點[7-8]。

（二）課程智慧教學的可行性

線上線下混合式教學模式的特點是“線上自主學習，線下課堂互動”，這也表明實施混合式教學需要滿足以下四個要求：一是學員在課堂外能使用智能設(shè)備，二是互聯(lián)網(wǎng)能較好地覆蓋校園內(nèi)主要的教學活動區(qū)域，三是教學內(nèi)容能夠部分或者全部在互聯(lián)網(wǎng)上公開傳播，四是線上學習內(nèi)容能更好地支撐課堂教學中的互動環(huán)節(jié)，教員、學員能夠熟練掌握智能教學設(shè)備的使用方法。

其中，第4條是對教員和學員智能設(shè)備使用能力、教員教學設(shè)計能力的要求，通過開課前教學設(shè)備使用練習、精心的教學活動設(shè)計即可滿足教學要求。由于軍隊院校教學相較于地方院校教學而言，天然具有一定的特殊屬性，比如教學環(huán)境、設(shè)備、安排、內(nèi)容等都可能涉密。為了預(yù)防泄密問題的發(fā)生，校園互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋、學員智能設(shè)備的使用等都受到了較為嚴格的管控。故第1～3條對軍隊院校教學而言具有一定挑戰(zhàn)度。隨著近年來信息化教學的蓬勃發(fā)展，混合式教學模式在提升教學效果等方面的優(yōu)勢越來越深入人心。為了提高教學質(zhì)量，空軍工程大學在開設(shè)的基礎(chǔ)類課程上積極探索與推廣此類新型教學模式，一方面在線上教學內(nèi)容、教學活動上，嚴格把牢涉密脫密關(guān)卡，另一方面為教員和學員配備了便于信息化教學的便攜式高性能平板電腦，保障學員課后智能設(shè)備使用的時長，搭建了功能完善的高科技智慧教室，改善了校園教學移動網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，并且多次組織教學設(shè)備使用培訓與教學模式改革觀摩活動等。機電一體化技術(shù)作為軍民通用技術(shù)，其教學內(nèi)容具備不涉密教學的自然屬性，可以在互聯(lián)網(wǎng)上公開傳播。綜上所述，機電一體化技術(shù)（雙語）課程在該校開展線上線下混合式教學模式的軟硬件條件完備，可行性較高。

（三）精心準備

課前的準備工作主要包括兩個方面：一是熟悉智慧教學條件，二是針對教學特點及課程內(nèi)容精心設(shè)計教學活動。

1.熟悉智慧教學條件

課前，教員積極參與相關(guān)培訓，到智慧教室實地練習相關(guān)操作，并在智慧教室組織開課前的教學聯(lián)席會，幫助學員快速掌握基于雨課堂和智慧教室的混合式教學操作方法和技巧，為正式講課教學打下操作基礎(chǔ)。

2. 精心設(shè)計教學活動

線上線下混合式教學是線上自主學習與線下課堂教學的有機融合，課前、課中、課后三個教學環(huán)節(jié)之間相互支撐、相互補充、相互耦合。為保證良好的教學效果，必須將三個教學環(huán)節(jié)作為一個整體來進行設(shè)計和優(yōu)化，同時結(jié)合教學條件、課程特點、教學內(nèi)容等方面購置教學設(shè)備、有針對性地設(shè)計教學活動、安裝仿真軟件、編寫教學文檔等。如針對理論性、抽象性較強的機械系統(tǒng)數(shù)學建模部分的教學，采用引導(dǎo)啟發(fā)、類比遷移的方式幫助學員更深入地理解數(shù)學建模的意義和步驟；提前在供學員使用的教學一體機上安裝MATLAB軟件，借助MATLAB軟件對數(shù)學模型進行模擬仿真，以更加形象直觀的方式展示機械特性參數(shù)對系統(tǒng)運行的影響，加深學員對知識的理解；在步進電機部分，購置相應(yīng)的器材并制作演示教具；在Arduino控制器部分，提前購置Arduino開發(fā)學習套件并安裝相應(yīng)的編程仿真軟件，采用項目驅(qū)動式教學法，讓學員實踐體會系統(tǒng)設(shè)計的方法與步驟。此外，針對雨課堂教學平臺的特點，制作課前、課后教學環(huán)節(jié)的手機課件，在課堂教學課件中合理增設(shè)課堂測試與練習題，一方面可以調(diào)節(jié)課堂學習氛圍，另一方面可以及時了解學員的學習情況。

三、組織教學

機電一體化技術(shù)（雙語）課程具有內(nèi)容豐富、理論性與專業(yè)性強、理論和實踐結(jié)合緊密的特點。該專業(yè)在空軍工程大學為雙語教學，對學員的知識儲備、理解能力、實踐能力、學習動力等方面都提出了較高的要求。為更好地激發(fā)學員的學習積極性、主動性以及創(chuàng)造性，提升教學效果，達成教學目標，在院校條件建設(shè)、教學模式研究、課程內(nèi)容分析的基礎(chǔ)上，教學團隊將課程教學分為課前在線自主學習、課中智慧教與學、課后鞏固提升三個環(huán)節(jié)。

（一）課前在線自主學習

高質(zhì)量的課前自主學習支撐高效的課堂教學。課前，教員將專業(yè)詞匯單詞表、微課視頻、網(wǎng)絡(luò)資源以及學術(shù)文獻等資料通過雨課堂平臺發(fā)布給學員，并在其中設(shè)定難度適當?shù)念A(yù)習任務(wù)。課前資料的推送，一方面讓學員通過回顧先修基礎(chǔ)知識，了解課堂教學內(nèi)容，預(yù)習授課內(nèi)容涉及的專業(yè)詞匯，激發(fā)學員的學習興趣，為后續(xù)智慧教室授課環(huán)節(jié)奠定知識基礎(chǔ)，減輕學員課中雙語學習的壓力，提高課堂互動的積極性及互動質(zhì)量；另一方面，學員學習任務(wù)的完成情況能幫助教員了解學員的能力水平、學習興趣點與疑難點，便于教員進一步優(yōu)化和組織課堂教學的內(nèi)容與活動。

（二）課中智慧教與學

課中教學是實現(xiàn)教學目標的核心環(huán)節(jié)。有了課前自主學習的預(yù)熱，學員對課中內(nèi)容已經(jīng)有所了解，因此在智慧教室授課過程中，教員主要扮演引導(dǎo)者、組織者、評價者的角色，幫助學員主動構(gòu)建知識架構(gòu)，形成完善的知識體系。教員要充分利用智慧教室的軟硬件設(shè)備創(chuàng)造以學員為中心的學習氛圍，靈活采用啟發(fā)式、案例研討式等適宜的教學方法精講重難點內(nèi)容，通過小組討論、項目驅(qū)動式教學法促進學員深入理解和鞏固所學理論知識。比如在機械系統(tǒng)數(shù)學建模部分，組織學員分組建模并用MATLAB仿真展示，幫助學員更深入地體會數(shù)學建模的奧妙；在Arduino學習的過程中，利用Arduino套件搭建實踐項目，并通過軟件編程、調(diào)試，讓學員感受控制器的魅力，提高學員的工程實踐能力；在工業(yè)機器人部分，組織學員討論“機器人給我們帶來了什么？”“機器人會取代人類嗎？”通過討論，引發(fā)學員思考，培養(yǎng)學員的思辨能力。教員對學員的互動討論等活動及時進行客觀公正的點評，促進師生深度交流。這種將傳統(tǒng)的教員講授式的課堂教學方式變?yōu)閷W員之間以及學員與教員之間交流合作的互動過程，能在較大程度上激發(fā)學員學習的興趣，調(diào)動學員學習的積極性、主動性，能提高學員掌握理論知識、應(yīng)用理論知識、創(chuàng)新實踐的能力。從課堂學員互動、課后學員反饋可知，基于智慧教室的信息化教學新手段在增強師生互動、提高教學質(zhì)量方面具有較大優(yōu)勢。

（三）課后鞏固提升

及時有效的課后鞏固是對有限課堂學習時間的有力補充，特別是針對理論性、綜合性、專業(yè)性較強的機電一體化技術(shù)課程而言，課后鞏固提升環(huán)節(jié)必不可少。通過支持多種形式作業(yè)的雨課堂平臺，精心設(shè)計課后作業(yè)，能夠促使學員及時鞏固新知識，形成技能技巧，培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)。如通過語音作答的形式布置文獻翻譯閱讀的題目，通過圖片作答的形式布置思維導(dǎo)圖繪制的題目，通過客觀題作答的形式及時獲取學員掌握學習內(nèi)容的情況。實踐表明，基于雨課堂的課后作業(yè)能在一定程度上幫助教員及時掌握學員的學習情況，為后續(xù)課堂教學內(nèi)容回顧提供重要依據(jù)。

四、混合式教學的總結(jié)與思考

在教學實踐過程中，及時地總結(jié)與反思有助于提升教學質(zhì)量、提高教員的教學技能水平。

（一）優(yōu)化課程內(nèi)容，豐富教學資源

機電一體化技術(shù)（雙語）課程具有教學內(nèi)容豐富、理論與實踐結(jié)合緊密、技術(shù)更新迭代快等特點，而線上線下混合式教學模式使得課程教學活動的開展可實現(xiàn)跨時間、跨空間，可以更高效地利用課上整塊化的時間以及課下碎片化的時間來提高學員學習、吸收、轉(zhuǎn)化課程知識的效率；線下設(shè)施設(shè)備齊全的智慧教室使得翻轉(zhuǎn)課堂、項目驅(qū)動、小組討論等教學活動更容易組織，線下面授也能更好地貼合涉密裝備教學的需求。但想要更充分地發(fā)揮線上線下教學模式的優(yōu)勢，必須合理優(yōu)化課程內(nèi)容、豐富教學資源。比如增加需要學員主動思考、文獻資料查閱、小組交流討論、實踐探究的課程內(nèi)容，加深學員對理論知識的理解，提高交流合作的能力、實踐創(chuàng)新能力等；豐富教學多媒體資源庫，將國內(nèi)外機電一體化前沿技術(shù)的視頻、圖片、文獻等資料推送給學員，方便課下進行預(yù)習、知識拓展；豐富教學實物資源庫，便于課中進行互動展示、項目實踐。

（二）優(yōu)化課堂設(shè)計，革新教學方法

基于智慧教室的教與學對教員和學員來說都是全新的體驗，課堂設(shè)計應(yīng)充分考慮學員的新鮮感、好奇心，通過合理設(shè)置課堂教學環(huán)節(jié)來激發(fā)學員的學習積極性，比如通過競賽搶答、系統(tǒng)隨機點答的方式充分活躍課堂學習氛圍；通過教學一體機開展電氣原理圖設(shè)計、系統(tǒng)控制線路圖設(shè)計以及程序編寫驗證等以學員為主體的教學活動，充分發(fā)揮學員的主動性、創(chuàng)造性，更大限度地發(fā)揮建構(gòu)主義教學理念的優(yōu)勢，幫助學員在主動參與學習的過程中構(gòu)建自己的知識體系，培養(yǎng)學員的學習能力、實踐能力以及創(chuàng)新能力。

（三）考核評價多元化，煥發(fā)課堂新活力

線上線下混合式教學模式的教學過程環(huán)節(jié)多、活動豐富，而傳統(tǒng)的以知識點記憶為主的考評機制顯然不適合混合式教學模式的考評。應(yīng)依托雨課堂完備的學習數(shù)據(jù)功能建立全周期、全方位、多層次、多元化的評價考核機制，將學員課前課后任務(wù)的完成情況、課中互動與實踐實驗的情況、期末考試成績等環(huán)節(jié)合理地納入考評范圍之內(nèi)。通過多元的考評機制，不僅可以更客觀全面地考核學生的綜合素質(zhì)，還可以激勵學員認真完成課堂外的學習任務(wù)，積極參與課中實踐互動，最終達到提高教學質(zhì)量的目的。

（四）線上線下要謹慎，涉密保密需留心

鑒于軍隊院校的特殊性，在教學過程及教學環(huán)節(jié)的具體實施時，應(yīng)注意遵守保密的要求。比如在機電一體化技術(shù)（雙語）課程線上線下混合式教學過程中，在線上推送非涉密的國內(nèi)外先進機電一體化技術(shù)應(yīng)用的案例供學員學習，而在線下智慧教室面對面教學過程中，再重點結(jié)合武器裝備進行案例分析、討論探究。通過這種方式，既擴展了學員的工程視野、提高了學員理論聯(lián)系實際的能力，又保證了涉密內(nèi)容不致外漏。

五、結(jié)語

文章重點闡述了在信息技術(shù)與教育教學深度融合的新時代背景下，教學團隊探索與實踐了基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智慧教室的機電一體化技術(shù)（雙語）課程線上線下混合式教學模式?；诨ヂ?lián)網(wǎng)和智慧教室的信息化教學手段強有力地綜合了在線學習和面授學習的優(yōu)勢，能更好地發(fā)揮學員的積極性、主動性和創(chuàng)造性，提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)教學目標。但在實施的過程中，需結(jié)合混合式教學模式的特點，通過優(yōu)化課程內(nèi)容、革新教學方法、多元化考評機制等方式，創(chuàng)造以學員為主、教員為輔的教與學氛圍，提高教學質(zhì)量和教學效果。此外，在線上線下教學過程中還需繃緊保密涉密的弦，不可因麻痹大意鑄成泄密的大錯。

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［責任編輯：黃緊德］