李德友,宮汝志,王洪杰
(哈爾濱工業(yè)大學 能源科學與工程學院,哈爾濱 150001)
近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,在線教學得到了快速發(fā)展,突破了傳統(tǒng)學習方式在時間和空間上的局限性,逐漸獲得了學生和家長的廣泛認可[1]。如愛課程、學堂在線、智慧樹以及中國大學MOOC等在線學習平臺的快速建設,越來越多教師選擇參與在線課程的建設,優(yōu)質(zhì)的教學資源為線上教學提供了保障。
2020年初突發(fā)的新冠肺炎疫情致使全國大中小學校不能正常開學,為響應教育部“停課不停學”的號召,絕大多數(shù)高校選擇了在線教學方案。曹敏惠等[2]依托中國大學MOOC平臺,采用在線翻轉課堂教學模式,順利進行疫情期間教學。侯德亭等[3]采用釘釘直播與網(wǎng)上精品資源課自主學習相結合的線上教學模式,保證了疫情防控期間學生的正常學習。楊屹等[4]采用企業(yè)微信平臺和在線教育綜合平臺,探究了以學生為中心的教育理念,獲得了學生認可。曾艷萍等[5]分別從學校、教師和學生層面探究了在線教學質(zhì)量提高的策略,并以電化學基礎課程為例,詳細介紹了在線教學方案及實施效果。王維[6]剖析了在線教學存在的問題并給出改進的意見。綜上可見,合理的在線教學方案可克服疫情帶來的困難并高質(zhì)量完成教學任務。
哈爾濱工業(yè)大學能源科學與工程學院的工程流體力學是能源與動力工程、飛行器動力工程、核工程與核技術等專業(yè)基礎課,在能源類學生培養(yǎng)體系中占有重要地位,是未來從事流體力學及流體相關專業(yè)人員必備的知識,主要講授流體力學的基本概念、基本理論以及在工程實際中的應用。工程流體力學既有基礎學科的性質(zhì),又有鮮明的技術科學學科特點[7]。通過該課程的學習,學生了解了流體的基本概念和屬性,基本掌握了流體靜力學、運動學、動力學的基礎知識和基本理論,基本掌握了運用流體力學知識解決工程實際的分析和運算能力以及流體力學常用的實驗技巧[8]。
2009年工程流體力學課程被評為國家精品課程,2013年被評為國家精品資源共享課,2019年完成了MOOC(大型開放式網(wǎng)絡課程)并編有配套教材,具有全程錄像、教學課件、例題習題、試題庫等良好的網(wǎng)絡資源[9]。根據(jù)現(xiàn)有的在線資源,對工程流體力學教學方案進行了改革,建立了“網(wǎng)絡視頻+直播課程+實時問答”的混合式在線教學模式,自2020年2月24日起每周三次課,每次3學時,確保工程流體力學課程教學任務的順利進行,使學生在家也能夠正常學習,保證了學習質(zhì)量。
充分利用工程流體力學現(xiàn)有的在線資源,選取中國大學MOOC、愛課程、騰訊視頻、微信、QQ平臺等多平臺融合的方式,建立了“網(wǎng)絡視頻+直播課堂+實時問答”的混合教學模式,整個教學團隊全員參加,保證了教學質(zhì)量,提高了學生學習效率。
混合教學方案(見圖1),整個方案主要分為三部分:
第一部分為在線自學。以中國大學MOOC平臺MOOC資源為主、愛課程平臺國家資源共享課為輔。MOOC對知識點進行碎片化處理,學生可以根據(jù)每節(jié)的MOOC短視頻對所有知識點進行了解和學習,每周發(fā)布一次6個學時的知識點。國家資源共享課為教學團隊正常上課錄像視頻,有板書過程,可以使學生根據(jù)授課教師的思路進行筆記記錄,與直接面授效果一樣。通過MOOC課程和國家資源共享課程,學生完成所有知識點的自學過程。
第二部分為網(wǎng)絡直播。在網(wǎng)絡直播前需要學生自主完成MOOC和資源共享課的學習,在正常上課期間,利用微信群和騰訊視頻平臺進行網(wǎng)絡直播,時間與正常上課一致,在微信群內(nèi)對知識點詳細講解,網(wǎng)絡資源分享,總結與流體力學知識點相關工程及生活案例進行剖析講解,實時溝通學生自學知識點的掌握程度,進一步詳細講解,使學生徹底掌握每章節(jié)的知識點,達到融會貫通;在習題講解時,采用騰訊視頻直播,針對典型習題進行詳細講解,與學生隨時溝通互動,了解學生做題思路的掌握情況,并繼續(xù)講解。
第三部分為實時問答。在課后,五位團隊教學教師通過微信、QQ和中國大學MOOC平臺討論區(qū)與學生實時溝通,進行實時問答。教師通過通信手段實時督促學生進行學習,學生通過通信手段獲得及時解答和實時交流的環(huán)境。根據(jù)各位教師的實時問答,講共性問題并進行總結,在直播課程進行再次強化。通過反復互動講解實現(xiàn)高質(zhì)量教學。
這種“網(wǎng)絡視頻+直播課堂+實時問答”的混合教學模式,相比于傳統(tǒng)教學模式,更充分利用了MOOC和國家資源共享課網(wǎng)絡教學資源,可以自由安排學習時間和地點,學習進度可以自己掌握,可根據(jù)自身情況進行反復學習;通過直播平臺、微信和QQ平臺與學生進行實時交流,從而更好地掌握學生的學習狀態(tài)和效果。在多個平臺的共同應用下,大幅度提高了教學質(zhì)量和學生的學習效果。
為更好地督促學生進行學習,對課程考核方式進行改革,采用“平時點名10%+課后作業(yè)10%+在線測試10%+實驗10%+期末考試60%”考核方式。中國大學MOOC平臺可以監(jiān)測學生學習記錄,以便統(tǒng)計學生自學情況。網(wǎng)絡直播前采用微信小程序進行簽到點名,根據(jù)簽到情況統(tǒng)計上課出勤情況,綜合自學和網(wǎng)絡直播參與情況確定平時成績,督促學生正常進行學習,解決學生在家學習動力不足的問題。網(wǎng)絡直播后,每章節(jié)布置相關作業(yè)題,按規(guī)定時間提交,進行相關作業(yè)批改,總結易錯題,再次進行詳細講解。在中國大學MOOC平臺上設置每章節(jié)在線小測驗,用以檢測學生本章節(jié)的學習情況,找出共性的易錯題,在直播課堂上再次進行詳細講解。
所采用的網(wǎng)絡授課平臺(見圖2),主要采用中國大學MOOC平臺、愛課程平臺、微信平臺、騰訊會議和QQ平臺。中國大學MOOC平臺具有播放視頻、在線測驗、問答、在線考試等功能,本團隊2019年9月在中國大學MOOC平臺完成了工程流體力學的課程建設(見圖3左);愛課程平臺具有本教學團隊隨堂錄制全程視頻(見圖3右);微信和QQ平臺進行知識點講解,與學生實時互動,并進行實時問答;騰訊會議直播與學生進行語音溝通,實時反饋學習狀態(tài)。
工程流體力學自2020年2月24日起開課的六周時間(見圖4),中國大學MOOC平臺工程流體力學選課人數(shù)為2 787人,收藏人數(shù)為131人,除了哈爾濱工業(yè)大學本校的177人外,還有來自其他高校的學生參與工程流體力學的學習。學生參與討論問題251人,教師參與討論5人,本校學生有73人次參與討論,共用166個討論話題,學生討論問題次數(shù)369次,教師回答次數(shù)170次。
參與流體靜力學測驗、流體運動學測驗、理想流體動力學測驗和旋渦理論基礎測驗分別為251人、177人、134人和87人(見圖5)。根據(jù)章節(jié)重要的程度設置不同題目數(shù)量,對于流體靜力學測驗,滿分人數(shù)為64人,16分的人數(shù)為57人,及格率為68.9%;對于流體運動學測驗,滿分人數(shù)46人,僅錯一題得分20分的人數(shù)為29人,及格率為66.1%;對于理想流體動力學測驗,目前沒有全員參與測試,參與測試人數(shù)僅134人,滿分人數(shù)38人,及格率為64.9%;對于旋渦理論基礎測驗,目前沒有全員參與,滿分人數(shù)57人,占比57.5%,及格人數(shù)68人,占比78.2%。
2020年的新冠肺炎疫情給各行各業(yè)帶來了巨大影響,為保證學生能夠正常學習,哈爾濱工業(yè)大學工程流體力學團隊制定了“網(wǎng)絡視頻+在線直播+實時問答”混合式網(wǎng)絡授課方案,通過多項措施,確保工程流體力學授課正常進行,采用合理方案可以提高學生的自主學習性,保證學習質(zhì)量,提高學生的學習效率。
對于教師來說,在線教學導致工作量大幅增加,不像傳統(tǒng)教學方式那樣可以通過眼神溝通來掌握學生學習情況。在線教學需要教師及時了解學生的上網(wǎng)課情況、學習狀態(tài)、對知識點掌握程度,要一對一地及時回答學生所提出的所有問題。為保證教學質(zhì)量,教師應盡可能地走進學生生活,調(diào)動學生的積極性,引導學生進行自主學習,使學生盡快適應這種新的教學模式。對于學生來說,相比傳統(tǒng)教學方式,各種在線分享資料增多,在線學習需求時間較多,生動形象的短視頻可以加深知識點的理解。但是在線學習的最大問題就是學生自控力不足,因此需要對每個重要的知識點進行作業(yè)測試,讓學生參與程度與成績掛鉤,調(diào)動學生的積極性。從單元測試參與人數(shù)和測驗結果來看,每章節(jié)測試的及格率在60%以上,從數(shù)據(jù)中可以看到,滿分一般維持在40人左右,對于大多數(shù)學生來講,都具有較強的自制力,能夠自主學習及保持良好的學習積極性。
綜上,我們認為只要教學團隊不斷加大對課程教學的投入,制定良好的教學方法,以學生為中心,加強與學生的互動,就能夠在疫情期間較好地完成工程流體力學課程的學習,甚至在疫情結束后這種混合式教學模式也會成為未來高校主流的教學模式,具有更為廣闊的應用空間。