劉麗華 王巧玲 艾紅 曹榮敏 于鏑

摘? 要：針對過程控制課程內(nèi)容多、學(xué)時少的問題，通過“翻轉(zhuǎn)課堂”將部分理論教學(xué)內(nèi)容以混合式教學(xué)方式進行，學(xué)生課前通過在線資源自學(xué)相關(guān)知識點并完成項目及測試，課上教師講解重點難點，組織討論并答疑解惑。經(jīng)過兩輪混合式教學(xué)的探索與實踐，取得了初步成效。文章最后探討了混合式教學(xué)的優(yōu)勢及實施中的問題，并對這種教學(xué)模式的推廣實施給出了一些建議。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);過程控制;翻轉(zhuǎn)課堂;傳統(tǒng)課堂教學(xué);在線教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）14-0111-05

Abstract： In view of the problem that process control course has rich contents and less class hours， part of the theoretical teaching contents are carried out in a blended teaching mode through the "flipped classroom". Before class， with the help of the online resources， students get the basic theoretical knowledge by a self-learning mode， and complete the project and test. In class， the teacher explains the key points and difficulties， organizes discussions and answers students' questions. Preliminary results have been achieved after two rounds of exploration and practice of blended-learning. At the end of the paper， the advantages of blended learning and the problems in the implementation are discussed， and some suggestions on the promotion and implementation of this teaching mode are given.

Keywords： blending learning; process control; flipping classroom; traditional classroom teaching; online-learning

混合式教學(xué)的概念是二十世紀九十年代后期提出的，通常是指將“以教師講授為中心”的傳統(tǒng)課堂教學(xué)與“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合來實施教學(xué)的

方式[1]。2011年以后慕課的崛起，為翻轉(zhuǎn)課堂的實施提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，促進了翻轉(zhuǎn)課堂的發(fā)展[2]。近年來各大高校圍繞打造金課，展開了一系列教學(xué)改革，而混合式教學(xué)模式便是其中之一。

一、過程控制課程嘗試混合式教學(xué)方式的背景

過程控制是作者所在學(xué)校自動化專業(yè)三年級的專業(yè)必修課，課程從數(shù)學(xué)和物理的基本概念著手，系統(tǒng)地闡述過程參數(shù)檢測與控制儀表，過程對象的特點，簡單和復(fù)雜控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理、設(shè)計、分析和評價，對控制系統(tǒng)進行綜合設(shè)計。課程內(nèi)容既涉及學(xué)生前期所學(xué)的多科理論基礎(chǔ)知識，同時又涉及日益更新的工業(yè)技術(shù)，還有本專業(yè)學(xué)生甚少接觸的過程工藝問題;然而近年來為適應(yīng)本科生教學(xué)“加強基礎(chǔ)，淡化專業(yè)”的需求，教學(xué)時數(shù)不斷壓縮，目前作者所在自動化專業(yè)普通班的教學(xué)時數(shù)是48學(xué)時，其中理論部分42學(xué)時，實驗6學(xué)時;而卓越工程師班總學(xué)時40學(xué)時，其中理論部分34學(xué)時，實驗6學(xué)時。為探討學(xué)時壓縮情況下提高教學(xué)效果的措施，從2019年春季學(xué)期開始嘗試借助信息技術(shù)對卓越班的過程控制課程部分內(nèi)容實施混合式教學(xué)，結(jié)合課程特點規(guī)劃了混合式教學(xué)的方案，設(shè)計了線上線下的教學(xué)內(nèi)容。2020年春季學(xué)期，由于猝不及防的新冠疫情，所有課程均采取了線上教學(xué)的方式，根據(jù)前期的經(jīng)驗，對于疫情期間過程控制課程的線上教學(xué)采取了基于SPOC加直播答疑的“混合式”教學(xué)方式，受到了學(xué)生的認可。

二、混合式教學(xué)過程的組織與實施

混合式教學(xué)模式從表面上看是“傳統(tǒng)的教學(xué)”模式與“線上教學(xué)”模式的結(jié)合，然而這種結(jié)合不應(yīng)該是二者的簡單疊加，而應(yīng)該是在信息技術(shù)下，融合兩種教學(xué)方式，充分發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢，使其達到最佳的學(xué)習(xí)效果。圖1給出了混合式教學(xué)模式的方案。

（一）混合式教學(xué)內(nèi)容的規(guī)劃

由于E-learning對學(xué)生的自律提出了很高的要求，即便有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，一門課程從頭到尾全部安排這種混合式教學(xué)也會使學(xué)生產(chǎn)生倦怠心理;另外考慮到學(xué)生利用碎片時間學(xué)習(xí)的可操作性，通常都是將知識點進行碎片化處理，如果全部采取這樣的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生較難形成完整的知識體系[3]。因此不宜將全部內(nèi)容均安排為混合式教學(xué)，這樣在混合式教學(xué)實施之前需要對教學(xué)內(nèi)容做出規(guī)劃。

作者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，在2019年春季第一輪混合式教學(xué)試點中，對卓越班安排了3次共8學(xué)時的混合式教學(xué)，第一次選擇了檢測儀表部分，涉及溫度、壓力、流量、液位、成分等的檢測原理及儀表使用注意事項，內(nèi)容繁雜，但教學(xué)大綱僅安排了4學(xué)時，為解決學(xué)時少而內(nèi)容多的教學(xué)難題對這部分內(nèi)容安排了混合式教學(xué);第二次混合式教學(xué)內(nèi)容安排了“階躍曲線法建立過程數(shù)學(xué)模型”;第三次混合式教學(xué)內(nèi)容是單回路控制系統(tǒng)的方案設(shè)計及PID參數(shù)整定，結(jié)合了項目教學(xué)的方式來完成。2020年春季因為猝不及防的新冠肺炎疫情，學(xué)生不能返校，所有課程的教學(xué)都從傳統(tǒng)的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)到了線上的E-learning，混合式教學(xué)內(nèi)容的安排在第一輪的基礎(chǔ)上有所增加。

（二）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的選擇

2019年春季學(xué)期選擇了易于上手的課堂派，這個平臺可以通過網(wǎng)頁端和微信公眾號建立班級，教師可以通過網(wǎng)頁端編輯資料、發(fā)布測試、作業(yè)等，在手機端可以進行多種方式的考勤，發(fā)布公告，可以跟學(xué)生互動;學(xué)生可以通過班級邀請碼加入班級，在微信公眾號參與課堂活動。

2020年春季教學(xué)不得已采用全線上教學(xué)，從接到通知到正式開課只有20多天的時間，即便前期已經(jīng)有了一些積累，但要在這么短的時間內(nèi)迅速建起一門課程的線上教學(xué)，任務(wù)依然非常艱巨，這個時期選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺首先考慮的是課程資源問題，其次是互動性問題?？紤]到建課的時效，放棄了前期用過的課堂派。課程組對比了慕課和學(xué)習(xí)通平臺，對于過程控制課程二者所提供的課程資源基本一致，而學(xué)習(xí)通平臺的師生互動性要比慕課好一些，另外學(xué)習(xí)通平臺具有示范課一鍵建課的優(yōu)勢，且超星提供了大量的圖書和超星學(xué)術(shù)視頻資源，為了學(xué)生學(xué)習(xí)方便，最后選定了學(xué)習(xí)通平臺作為課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和互動平臺。直播則采用了較為穩(wěn)定的騰訊會議，同時以微信群答疑作為輔助手段。

（三）混合式教學(xué)活動的設(shè)計

2019年春季的混合式教學(xué)試點，課程組根據(jù)內(nèi)容規(guī)劃將容易混淆的知識點及對過程對象工藝的補充等知識點通過網(wǎng)絡(luò)平臺給出相應(yīng)的資料，比如熱電偶及溫度變送器的使用，差壓流量計的安裝與使用，差壓流量與輸出信號電流的關(guān)系，DDZ_III調(diào)節(jié)器的信號輸出，測試法建模的流程，調(diào)節(jié)器正反作業(yè)的選擇等，通過錄屏方式制作了15分鐘左右的微課視頻，開課前教師將知識點采用Bloom目標(biāo)分類法給出明確的教學(xué)目標(biāo)[4]，同

時發(fā)布教學(xué)PPT和教學(xué)視頻等資料。第一部分混合式教學(xué)內(nèi)容就儀表的工作原理、使用場合及注意問題等布置了預(yù)習(xí)提綱，提出了50多個問題，要求學(xué)生帶著問題進行線上學(xué)習(xí)，并提交所列問題的學(xué)習(xí)報告，教師批閱預(yù)習(xí)報告，在課堂教學(xué)中針對預(yù)習(xí)報告中問題較多的部分組織討論，答疑解惑;第二部分混合式教學(xué)針對階躍響應(yīng)建模，教師事先將教學(xué)資料發(fā)給學(xué)生，并給出了一個過程對象的階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)，要求學(xué)生在課下通過自學(xué)，編程解決過程建模與校驗，這次課的課堂安排是通過學(xué)生在課堂分享自己的建模過程，教師組織討論，解決建模過程中的常見問題;第三次混合式教學(xué)內(nèi)容是在課堂學(xué)習(xí)完單回路控制系統(tǒng)的方案設(shè)計的基礎(chǔ)上，采用項目教學(xué)的方式進行，學(xué)生自己總結(jié)控制方案設(shè)計的要點，并結(jié)合所給系統(tǒng)運用所學(xué)知識設(shè)計合理的控制方案并對PID控制器參數(shù)進行工程整定，對抗干擾效果進行分析。課上組織小組匯報討論。通過這種方式促進知識的內(nèi)化。三次混合式教學(xué)的教學(xué)活動設(shè)計與實施流程參見表1。

2020年春季我校所有課程教學(xué)不得已采取了全面的線上教學(xué)。傳統(tǒng)的混合式教學(xué)，借助于線下面授課堂的互動學(xué)習(xí)，學(xué)生可以對線上碎片化的知識進行系統(tǒng)化構(gòu)建。疫情期間全部課程線上教學(xué)的鋪開不僅對教師是一種考驗，對學(xué)生來講也是一種挑戰(zhàn)。剛開學(xué)的時候，作者嘗試對過程控制課程教學(xué)全部開展混合式教學(xué)，上課前兩天公布學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)目標(biāo)，發(fā)布學(xué)習(xí)資源（包括PPT和課程視頻），討論主題;每次課都設(shè)計了檢測學(xué)習(xí)效果的客觀測試題目及相應(yīng)的主觀作業(yè)。但是在課上討論時發(fā)現(xiàn)極少有人發(fā)言，導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)課堂難以進行下去。通過學(xué)習(xí)通后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，作者發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生課前無法完成基本理論知識的學(xué)習(xí)。與學(xué)生交流過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所有課程都采取E-leanrning方式時，大部分學(xué)生開始較難適應(yīng)這種變化;另外采用混合式教學(xué)，學(xué)生需要在課前預(yù)習(xí)、查資料的時間要比傳統(tǒng)課堂成倍增加，學(xué)生課業(yè)負擔(dān)過重;發(fā)現(xiàn)這個問題后，作者對前期的教學(xué)方案進行了調(diào)整，大部分課程內(nèi)容采用對分方式，學(xué)生課上通過SPOC（Small Private Online Course）視頻在線學(xué)習(xí)一部分，教師直播講一部分的方式進行;而需要學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的混合式教學(xué)內(nèi)容在第一輪的基礎(chǔ)上略有增加，即增加了DDZ-III型控制器與PID控制規(guī)律的探討及串級控制方案的應(yīng)用，課前利用學(xué)習(xí)通平臺完成理論知識點的學(xué)習(xí)及相關(guān)測試，課上采用騰訊會議直播講解重點難點，課后利用微信群答疑，將原來混合式教學(xué)中的課堂教學(xué)部分用直播講解及微信答疑代替。調(diào)整以后的方案得到了學(xué)生的認可，大部分學(xué)生可以較好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（四）混合式教學(xué)效果評價

混合式教學(xué)效果的評價主要從考試成績、討論答疑的參與度及學(xué)生的滿意度等多個方面來評估。首先從學(xué)生答疑及課堂討論的參與情況來看，學(xué)生在線上學(xué)習(xí)的活躍程度比以往傳統(tǒng)教學(xué)高，討論及答疑環(huán)節(jié)也比以前活躍，學(xué)生評教滿意度為97.3%。作者對于2019年采取混合式教學(xué)試點的卓越班和對照班的考試卷面成績進行了比較，如圖2所示，試點班考試成績70分以上的同學(xué)各分數(shù)段人數(shù)均比普通班高。卷面及格率試點班為83.61%，普通班為51.81%，卷面平均分試點班為71.48分;普通班為56.95分。2020年春季學(xué)期考試卷面及格率為87.88%，卷面平均分70.18分。排除學(xué)生自身素質(zhì)問題，兩屆學(xué)生的考試成績可以從一定程度上說明混合式教學(xué)對于提高教學(xué)效果的作用。

三、混合式教學(xué)實踐的反思

作者對過程控制課程實施了兩輪混合式教學(xué)實踐，如前所述，第一輪的混合式教學(xué)作為試點，安排了部分內(nèi)容作為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，大部分內(nèi)容仍然采用傳統(tǒng)課堂教學(xué);第二輪混合式教學(xué)是在疫情期間所有課程不得不采用線上教學(xué)的背景下開展的。作者基于學(xué)習(xí)通平臺對理論教學(xué)內(nèi)容采取了SPOC建課，將傳統(tǒng)課堂以騰訊會議直播方式代替，在第一輪試點基礎(chǔ)上增加了部分混合式教學(xué)內(nèi)容。反觀這兩次教學(xué)實踐過程，有以下幾點體驗：

（一）混合式教學(xué)可以作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有益補充

基于在線微課的混合式教學(xué)從“以教師講為中心”變成了“以學(xué)生學(xué)為中心”，需要學(xué)生在課前通過教師錄制的微課或SPOC資源獨自完成知識點的學(xué)習(xí)，這樣課堂上減少了教師講授的時間，增加了師生之間的交互式學(xué)習(xí)，可以促進學(xué)生對知識的內(nèi)化，然而這種學(xué)習(xí)方式要求學(xué)生必須在課下投入更多的精力來完成課程資源的學(xué)習(xí)，如果課下任務(wù)不能及時完成，則課堂討論的效果將大打折扣[5]。盡管教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺的后臺數(shù)據(jù)監(jiān)視并督促學(xué)生學(xué)習(xí)，但對于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和自律性均是一種挑戰(zhàn);傳統(tǒng)課堂教師可以根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)適時調(diào)整課程進度，也可以換種方式講解，但是錄制的微課或SPOC網(wǎng)絡(luò)視頻卻做不到這一點，這將導(dǎo)致教師沒有辦法在第一時間發(fā)現(xiàn)問題并解決問題;另外混合式教學(xué)對教師也提出了更高的要求，教師需要在課前規(guī)劃好教學(xué)方案，錄制相應(yīng)的微課視頻，提供充足的優(yōu)質(zhì)課程資源，準(zhǔn)備檢測學(xué)習(xí)效果的測試題和作業(yè)題;線上及時批閱學(xué)生提交的作業(yè)，對學(xué)生提出的問題及反饋信息的歸納整理與及時回復(fù)，等等，工作量是傳統(tǒng)教學(xué)的2倍以上。因此一門課程全部采用這種混合式教學(xué)方式，不管對于學(xué)生還是對于教師都是一種挑戰(zhàn)，但是混合式教學(xué)作為一種先進的教學(xué)方式，重視對學(xué)生自學(xué)能力、總結(jié)能力、寫作能力及項目實施能力等的培養(yǎng)，可以作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有益補充。

（二）混合式教學(xué)的課程考核應(yīng)從多維度進行

傳統(tǒng)課堂教學(xué)重視對知識的獲取，課程考核多以期末考試為主;混合式教學(xué)重視對能力的培養(yǎng)，對課程的考核應(yīng)強調(diào)對過程的多維度評價[6]。可以充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能，對學(xué)生線上學(xué)習(xí)視頻知識點的個數(shù)及學(xué)習(xí)時間，學(xué)習(xí)次數(shù)，參與討論的情況，知識點測試，線下學(xué)習(xí)的表現(xiàn)，項目、作業(yè)完成情況等均作為過程考核的依據(jù)計入期末總評成績。這樣加重對過程的考核可以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，促進學(xué)生更認真地做好課前的學(xué)習(xí)，提高對資料的搜集整理，學(xué)會對結(jié)果進行分析。

（三）混合式教學(xué)不宜同時在多門課程中開展

在開展混合式教學(xué)的過程中，大部分學(xué)生能夠積極配合，線上學(xué)習(xí)討論與傳統(tǒng)教學(xué)方式的情況相比，學(xué)生的活躍程度明顯提高，但是這需要學(xué)生在課前投入更多的精力自主學(xué)習(xí)，如果多門課程同時開展線上線下的混合式教學(xué)，會對學(xué)生造成較大的學(xué)業(yè)負擔(dān)，從而導(dǎo)致部分學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，在課堂上應(yīng)付了事，反而不利于教學(xué)效果的提高。另外如果全部課程都開展線上線下結(jié)合的混合式教學(xué)，對網(wǎng)絡(luò)硬件資源也是挑戰(zhàn)，上課高峰期可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程受阻，這些問題在疫情期間作者及同事深有體會。因此作者認為正常情況下混合式教學(xué)方式不宜在所有課程教學(xué)中全面鋪開，每學(xué)期可以根據(jù)課程特點適當(dāng)開展2～3門課程的混合式教學(xué)[2]。

四、結(jié)束語

針對我校過程控制課程的特點進行了兩輪混合式教學(xué)模式的教學(xué)改革探索，嘗試了基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式結(jié)合，以及基于學(xué)習(xí)通網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的SPOC線上教學(xué)與直播答疑方式結(jié)合的混合式教學(xué)模式。從學(xué)生參與學(xué)習(xí)的活躍度及考試成績等方面看出混合式教學(xué)模式對于促進知識內(nèi)化、提高教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生能力培養(yǎng)都起到了積極的作用。然而采用混合式教學(xué)對于學(xué)生和教師都提出了挑戰(zhàn)，學(xué)生需要適應(yīng)這種新的學(xué)習(xí)方式，教師要掌握信息技術(shù)的應(yīng)用，要付出大量的精力來進行課程的前期準(zhǔn)備、應(yīng)對教學(xué)過程中發(fā)生的一些問題。另外混合式教學(xué)這種先進模式在實施過程中還有很多問題值得探討，這次疫情期間線上教學(xué)的全面開展給大家積累了一定的經(jīng)驗，后續(xù)可以在此基礎(chǔ)上探討更好地推進混合式教學(xué)實施的措施。

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