譚羽非 牛冬茵

摘? ? 要：混合式教學(xué)模式是指將網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合的一種新型教學(xué)模式。文章以“工程熱力學(xué)”專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)為例，通過建立基于MOOC背景下的混合式教學(xué)模式，明確教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，完成教學(xué)設(shè)計(jì)，并開展教學(xué)探索與實(shí)踐。教學(xué)實(shí)踐效果表明：混合式教學(xué)模式可有效提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，化解部分學(xué)生對研究型教學(xué)模式的不適應(yīng)。尤其在2020年春季的疫情期間，混合式教學(xué)模式的實(shí)施最大限度地減輕疫情對教學(xué)工作的影響，增強(qiáng)了教學(xué)效果，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)，具有較大的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：MOOC;“工程熱力學(xué)”;混合式教學(xué)模式;應(yīng)用與實(shí)踐

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? 文章編號：1002-4107（2021）05-0058-03

一、前言

“工程熱力學(xué)”課程是高等工科院校絕大多數(shù)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，在本課程教學(xué)中實(shí)施科教結(jié)合的研究型教學(xué)模式，能有效提高學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新能力，同時(shí)也能促進(jìn)教師教學(xué)與科研的互補(bǔ)。但同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)，有小部分學(xué)生由于學(xué)習(xí)理解能力較差和缺少自主學(xué)習(xí)能力，導(dǎo)致其并不能適應(yīng)研究型教學(xué)模式，甚至對專業(yè)基礎(chǔ)課出現(xiàn)知識消化不良的情況和排斥厭倦情緒。

大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（massive open online courses，簡稱 MOOC），作為一種全新的在線課程開發(fā)模式[1]，具有課程資源豐富、形式靈活、學(xué)習(xí)無空間時(shí)間限制等優(yōu)點(diǎn)[2]。MOOC的出現(xiàn)和實(shí)施，使不同層次學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)成為可能[3]。

2019年秋季學(xué)期，哈爾濱工業(yè)大學(xué)將MOOC引入到“工程熱力學(xué)”課程研究型教學(xué)方式中，基于MOOC平臺，探索并實(shí)踐了線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式[4]。教學(xué)實(shí)踐效果表明：混合式教學(xué)模式既能實(shí)現(xiàn)不同層次學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，化解學(xué)生對研究型教學(xué)模式的不適應(yīng)，又能提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)評價(jià)效果和學(xué)生的創(chuàng)新能力都有較大幅度的提高。尤其在2020年春季的疫情期間，混合式教學(xué)模式最大限度減少了疫情對教學(xué)工作的影響，增強(qiáng)了教學(xué)效果，對優(yōu)化雙一流學(xué)科建設(shè)，全面提升高等學(xué)校人才培養(yǎng)水平和創(chuàng)新能力，具有較大的推廣價(jià)值。

二、混合式教學(xué)模式的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）確定教學(xué)目標(biāo)

“工程熱力學(xué)”課程是本科學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，首先需要教導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，其次需要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。以《熱力學(xué)第一定律》教學(xué)為例，在進(jìn)行混合式教學(xué)模式方案設(shè)計(jì)時(shí)，確定了3個(gè)教學(xué)目標(biāo)。

1.素質(zhì)教育引導(dǎo)：通過課程思政，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到規(guī)律不能違背，只有通過認(rèn)識規(guī)律和利用規(guī)律，才能改造世界為人類造福。

2.知識點(diǎn)掌握：使學(xué)生深入理解熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)，熟練掌握各種熱力學(xué)第一定律表達(dá)式的適用條件，正確靈活運(yùn)用能量方程數(shù)學(xué)表達(dá)式，完成各種熱力計(jì)算。

3.能力培養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識自然界的一切事物都是有規(guī)律可循的，拓展學(xué)生視野，掌握寬廣的跨學(xué)科知識，為今后從事熱能專業(yè)技術(shù)和科學(xué)研究工作，奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)

優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計(jì)是提高課程教學(xué)水平的前提，應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)性、整體性、協(xié)調(diào)性的理念，有利于優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)效率。

1.教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)對象及教學(xué)內(nèi)容，恰當(dāng)?shù)剡x擇教學(xué)環(huán)節(jié)，把握好每個(gè)環(huán)節(jié)的任務(wù)和要求，相輔相成，互相協(xié)調(diào)，合理地分配各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)時(shí)間?；谥R結(jié)構(gòu)反復(fù)研討梳理，將教學(xué)課程劃分為課前、線上、線下和課后4個(gè)階段。力求以學(xué)生為中心，有步驟地開展教學(xué)活動，以解決教學(xué)內(nèi)容增加、教學(xué)時(shí)數(shù)減少的問題，使課堂教學(xué)達(dá)到最好的效果。構(gòu)建混合式教學(xué)模式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)脈絡(luò)圖，如圖1所示。

2.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)是教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)過程也就是教師認(rèn)真鉆研教學(xué)大綱、教科書，選擇、組織教學(xué)內(nèi)容的過程。

以《熱力學(xué)第一定律》教學(xué)為例，學(xué)生在大學(xué)物理中已經(jīng)學(xué)習(xí)過能量守恒定律，對能量不能產(chǎn)生和消滅是已知的。因此對于《熱力學(xué)第一定律》的線上教學(xué)，不能從能量守恒定律來源講起，而應(yīng)該從生活中的熱力現(xiàn)象出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而講解第一定律的理論實(shí)質(zhì)。線下教學(xué)是要讓學(xué)生掌握涉及到熱現(xiàn)象能量守恒的特殊性的實(shí)際工程問題如何用理論解釋，更重要的是要掌握能源危機(jī)的起源及危害性，明確為何要節(jié)能。

教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)目標(biāo)的映射關(guān)系如表1所示。

三、混合式教學(xué)模式的教學(xué)過程組織

按照課前、線上、線下和課后4個(gè)階段組織混合式教學(xué)過程，同時(shí)注意因材施教，強(qiáng)調(diào)個(gè)性化、差異化的教與學(xué)。

（一）課前階段

教師在班級群內(nèi)發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)書，強(qiáng)調(diào)教學(xué)要求、目標(biāo)以及重點(diǎn)和難點(diǎn)，并在MOOC平臺上傳PPT和總結(jié)性文檔，發(fā)布教學(xué)資訊，布置閱讀的書籍和練習(xí)題。學(xué)生登錄MOOC平臺，根據(jù)教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，通過觀看視頻、學(xué)習(xí)PPT和教材相關(guān)內(nèi)容，了解課程的知識點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，以及教學(xué)目標(biāo)的要求，能夠有的放矢地形成針對性學(xué)習(xí)。

（二）線上教學(xué)階段

2018年在中國大學(xué)MOOC平臺上，“工程熱力學(xué)”課程首次上線運(yùn)行時(shí)，就有60所高校，2458人參與學(xué)習(xí)因共享范圍廣，應(yīng)用效果好，示范性強(qiáng)，獲得了2019年“黑龍江省精品在線開放課程”。

《熱力學(xué)第一定律》線上教學(xué)時(shí)間為75分鐘。教師按照教學(xué)框架設(shè)計(jì)組織MOOC平臺上的教學(xué)資源，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容梳理知識點(diǎn)，對知識單元進(jìn)行碎片化處理，將邏輯性強(qiáng)、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的知識點(diǎn)進(jìn)行重組，每個(gè)知識模塊都要體現(xiàn)出課程內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)，并根據(jù)知識點(diǎn)的難易程度進(jìn)行詳細(xì)講解。每節(jié)視頻后設(shè)置3～5道相關(guān)的交互式在線測驗(yàn)題，幫助學(xué)生理解重要的知識點(diǎn)，便于學(xué)生自主檢測對知識的掌握情況，提出問題。

（三）線下階段

線下教學(xué)時(shí)間為100分鐘。學(xué)生完成線上學(xué)習(xí)后，記錄下學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的難以理解的問題，并向教師反饋。教師根據(jù)學(xué)生線上教學(xué)平臺反饋的自學(xué)情況，了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，確定重點(diǎn)講解內(nèi)容，形成后續(xù)課堂教學(xué)的訓(xùn)練指導(dǎo)方案。根據(jù)學(xué)習(xí)情況劃分學(xué)生小組，學(xué)生按組查閱相關(guān)資料，為課堂討論作準(zhǔn)備，后續(xù)開展討論、探究環(huán)節(jié)均以此小組劃分為準(zhǔn)。

線下教學(xué)時(shí)，教師首先對學(xué)生的“痛點(diǎn)問題”進(jìn)行講解，即學(xué)生易錯(cuò)、難懂、需要深層講解的問題，幫助學(xué)生消化、快速梳理和深入剖析。并進(jìn)一步對學(xué)生進(jìn)行抽查，鞏固學(xué)生知識體系，要求學(xué)生不僅要會求解，還要會舉一反三，拓展深化。

我們在線下教學(xué)部分，還開啟了翻轉(zhuǎn)課堂模式，聯(lián)系工程實(shí)際應(yīng)用加深對課程內(nèi)容的理解，如：熱力學(xué)第一定律中不同表達(dá)式的適用條件、水變油為何是偽科學(xué)等，以鞏固學(xué)生對理論知識的掌握。此外，我們還將科研項(xiàng)目的創(chuàng)新內(nèi)容引入課堂，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)并投入使用的太陽能增溫沼氣系統(tǒng)，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生深入理解熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)，正確靈活運(yùn)用能量方程數(shù)學(xué)表達(dá)式，完成各種熱力計(jì)算。

（四）課后階段

課后階段是反饋優(yōu)化環(huán)節(jié)。在完成課堂教學(xué)后，教師在線上布置單元測試，在線下布置課后作業(yè)以及思考題，并布置撰寫一篇能源問題及建筑節(jié)能的科技小論文。對于測試和思考題，學(xué)生有疑點(diǎn)或感興趣的地方，可以隨時(shí)通過MOOC專門設(shè)置的在線討論區(qū)提出問題，由教師進(jìn)行答疑解惑，并預(yù)約線下答疑及交流活動。教師還可根據(jù)學(xué)生的作答結(jié)果對落后的學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)，并將學(xué)生的共性問題歸納起來，留待下次課堂統(tǒng)一講解。

學(xué)生通過這樣的反饋方式了解自身的學(xué)習(xí)狀態(tài)和問題，以此改進(jìn)自己的學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力。教師則通過分析學(xué)生反饋的學(xué)習(xí)效果，找出教學(xué)內(nèi)容及策略的不足之處，及時(shí)對之后的課程內(nèi)容及進(jìn)度的安排進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

四、混合式教學(xué)模式效果分析

對2018級59名學(xué)生進(jìn)行教學(xué)效果分析，總分共計(jì)100分?；旌鲜浇虒W(xué)基于MOOC平臺，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況重新建立了由三部分構(gòu)成的評價(jià)量化標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)綜合（作業(yè)和實(shí)驗(yàn)成績，占比10%）+ MOOC成績（單元測試，占比5%）+ 期末考試成績（占比85%）。

對上屆和本屆學(xué)生的期末成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對比不同屆學(xué)生在學(xué)期結(jié)束時(shí)的期末答題情況和成績可發(fā)現(xiàn)，本屆學(xué)生成績在混合式教學(xué)模式下有了明顯的提高，本屆學(xué)生及格率和優(yōu)秀率達(dá)到了97%和22%，分別較上屆傳統(tǒng)教學(xué)模式下的學(xué)生提高了5%和14%，且學(xué)生的綜合分析和工程應(yīng)用題目答題情況明顯更好。這說明學(xué)生能夠適應(yīng)基于MOOC背景下的混合式教學(xué)，并且接受良好，混合式教學(xué)的教學(xué)效果也要優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)模式。

根據(jù)對學(xué)生的問卷調(diào)查與溝通交流，70%以上的學(xué)生都表示非常愿意繼續(xù)使用基于MOOC平臺的混合式教學(xué)模式，僅有3名學(xué)生表示猶豫，認(rèn)為在課程上需要投入的精力增多?？梢姡琈OOC背景下的混合式教學(xué)模式受到了大多數(shù)學(xué)生的肯定與歡迎。

2020年春季，受疫情因素影響，全國高校都開通了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)主講的“工程熱力學(xué)”課程，在專業(yè)教指委的推薦下，共有128所高校、3 167人參加學(xué)習(xí)，393人發(fā)帖參與在線討論交流，最大限度地減輕了疫情對教學(xué)工作的影響。

五、總結(jié)

混合式教學(xué)模式將教學(xué)劃分為課前、線上、線下和課后4個(gè)階段，最大限度將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)課堂教學(xué)緊密融合在一起，二者相輔相成，拓展了教與學(xué)的時(shí)間和空間，彌補(bǔ)了教學(xué)內(nèi)容增加、教學(xué)時(shí)數(shù)減少的不足，解決了學(xué)生對研究型教學(xué)不適應(yīng)的問題，構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)個(gè)性化協(xié)作學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，同時(shí)滿足了學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的需求。

混合式教學(xué)相較于傳統(tǒng)課堂，增加了課前自學(xué)及課后反饋的階段，強(qiáng)調(diào)教師和學(xué)生的交流互動式教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和競爭欲，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)，但同時(shí)也加重了學(xué)生的任務(wù)，投入課程的時(shí)間和精力大幅增長。

總體來看，在“工程熱力學(xué)”這門工科專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)實(shí)踐中，MOOC與課堂教學(xué)融合的混合式教學(xué)模式提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，很好地化解了學(xué)生對研究型教學(xué)的不適應(yīng)，提升了教學(xué)效果，課程成績、作業(yè)完成率相較于傳統(tǒng)教學(xué)都有較大進(jìn)步。促進(jìn)學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力的提升，提高了教學(xué)質(zhì)量，驗(yàn)證了混合式教學(xué)模式的有效性，具有很高的推廣實(shí)踐價(jià)值。

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編輯∕陳晶