李莉平
(嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院,浙江嘉興,314036)
教育部在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中提出要推動形成基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式,促進教育信息化,充分發(fā)揮信息技術(shù)對教育的革命性影響作用。[1]基于信息化技術(shù)的混合式教學(xué)是將傳統(tǒng)教學(xué)和在線教學(xué)結(jié)合起來,形成線上與線下優(yōu)勢互補、過程交叉的教學(xué)模式。[2]線上是指網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺,學(xué)生進行線上學(xué)習(xí)時可以自主控制在線學(xué)習(xí)的時間、地點、路徑和進度。線下是指教師與學(xué)生面對面交流,線下教學(xué)能有效解決教學(xué)中的重難點問題,完成課程實操訓(xùn)練。線上和線下混合式教學(xué)不是將不同時段的線上和線下教學(xué)機械地疊加在一起,而是將它們有機地融合在一起,在教學(xué)實施過程中要形成二者時而獨立,時而“你中有我,我中有你”的局面。[3]線上和線下混合式教學(xué)實施時教師將由施教者的角色變?yōu)橹笇?dǎo)者的角色,學(xué)生由被動變主動,學(xué)習(xí)活動更加豐富多彩,教學(xué)方法靈活多變,能更好地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者循序漸進地學(xué)習(xí),知識的掌握也由淺入深,最后發(fā)展為深度學(xué)習(xí)。[4]近十年,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,信息技術(shù)手段的多樣化,信息資源的愈加豐富,混合式教學(xué)進入了飛速發(fā)展的階段,成為現(xiàn)代教學(xué)手段中的一種主流模式。
傳感器與智能檢測技術(shù)是機電一體化技術(shù)及電子自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,其主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是傳感器及自動檢測技術(shù)。該課程幾乎涉及所有科學(xué)技術(shù)的交叉應(yīng)用。由于傳感器不同,其工作原理各異,理論上以物理“效應(yīng)”、化學(xué)“反應(yīng)”、生物“機理”為基礎(chǔ),與通信技術(shù)、信息技術(shù)等多門學(xué)科密切相關(guān)。在設(shè)計、制造、應(yīng)用等方面,它涉及電工電子技術(shù)、機械制造技術(shù)、化學(xué)化工技術(shù)、生物技術(shù)等多領(lǐng)域的知識。因此,傳感器與智能檢測技術(shù)課程是一門多學(xué)科交叉、知識互相滲透的課程。由于該課程知識范圍廣,密集性極高,理論性強,所涉及的概念抽象而難以理解,加上高職院校學(xué)生在學(xué)習(xí)上普遍存在基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)能力較弱等特點,學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程內(nèi)容時必然存在一定困難,很難實現(xiàn)“理論—實踐—理論”的知識體系提升。
對以往傳感器與智能檢測技術(shù)教學(xué)的調(diào)查發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)教學(xué)模式的課堂上教師基本上是使用較為單一、傳統(tǒng)的方式進行講授,如PPT展示或板書。由于時間和空間的限制,學(xué)生在課堂上無法快速理解或吸收課堂教學(xué)內(nèi)容,課后沒有學(xué)習(xí)或交流平臺補充學(xué)習(xí),知識的空白度逐漸升高,產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙,最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣下降。本研究的問卷調(diào)查顯示,學(xué)生普遍認(rèn)為傳統(tǒng)教學(xué)模式對于在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下成長起來的他們來說吸引力較弱,課堂教學(xué)枯燥無味,課程知識體系結(jié)構(gòu)及內(nèi)容難以掌握。他們希望課堂上能經(jīng)常有新鮮、新奇、有趣、刺激的事物出現(xiàn),刺激他們的感官,活躍他們的思維,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望。
基于以上情況,結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢,本研究對傳感器與智能檢測技術(shù)課程進行線上線下混合式教學(xué)模式的探索和實踐,旨在改善課程教學(xué)效果。
傳感器與智能檢測技術(shù)課程所覆蓋的知識面廣,涉及物理、生物、化學(xué)、信息技術(shù)等多學(xué)科知識,而高職學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)能力不強,這些都給教學(xué)活動的開展帶來了一定的困難。教師可以在教學(xué)過程中使用混合式教學(xué)模式,采用線上和線下兩種途徑開展教學(xué),充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),加強學(xué)生的課前預(yù)習(xí),把傳統(tǒng)的課堂講授通過微視頻的形式前移,給予學(xué)生充分的時間完成學(xué)科知識的自我學(xué)習(xí),盡可能讓每個學(xué)生都帶著較好的知識基礎(chǔ)走進教室,從而充分保障課堂教學(xué)質(zhì)量。
傳感器與智能檢測技術(shù)課程因為所涉及的傳感器種類繁多、應(yīng)用領(lǐng)域廣,所以具有知識點多、章節(jié)不連續(xù)、知識模塊多的特點,這給學(xué)生認(rèn)知帶來了一定的難度。傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于教師及時幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,不利于學(xué)生吸收知識。教師可以使用混合式教學(xué)模式,合理設(shè)計課堂教學(xué)過程,充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信工具,使用音頻、視頻等資源,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況在課堂上適當(dāng)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進度,加強重難點的講解,幫助學(xué)生更好地理解知識。同時,教師可以借助線上和線下混合式教學(xué)模式,組織學(xué)生開展討論、反復(fù)學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)、舉一反三,幫助學(xué)生更好地吸收知識,增強學(xué)習(xí)效果。課后學(xué)生還可根據(jù)資源庫延伸課堂教學(xué),進一步復(fù)習(xí)與強化已學(xué)知識內(nèi)容。
傳感器與智能檢測技術(shù)屬于理論類課程,傳統(tǒng)的教學(xué)模式很容易使整個教學(xué)過程枯燥無味,而且高職學(xué)生因自身基礎(chǔ)較差,學(xué)習(xí)積極性普遍不高,這使得課堂教學(xué)更難開展。采用線上和線下混合式教學(xué)模式,在課堂上教師可根據(jù)學(xué)生的特點,充分合理利用資源庫和現(xiàn)代信息技術(shù),適時開展線上線下討論,以更好地調(diào)動學(xué)生的課堂參與度,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強學(xué)生與學(xué)生之間、教師與學(xué)生之間的互動,提高學(xué)生的思考能力、創(chuàng)新能力和批判性思維。
教師可以針對傳感器與智能檢測技術(shù)的知識體系特征,采用線上和線下混合式教學(xué)模式,重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué),充分利用在線教學(xué)平臺拓展教與學(xué)的時間和空間,使教和學(xué)不一定都要在同一時間和地點發(fā)生,學(xué)生可隨時隨地學(xué)習(xí),教師可隨時隨地解惑,幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識。
混合式教學(xué)改革充分發(fā)揮了現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的優(yōu)勢,有效整合資源,合理設(shè)計課程,具體做法如下。
軟件建設(shè)的主要任務(wù)是建設(shè)線上課程。本課程基于SPOC模式在浙江省高等學(xué)校在線開放課程共享平臺上創(chuàng)建線上課程,作為線上教學(xué)資源的主要構(gòu)成。SPOC模式主要倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、互動學(xué)習(xí),課程設(shè)計上要求以學(xué)生為中心,教師則為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和協(xié)調(diào)者。[5]基于SPOC模式的線上課程依據(jù)課程知識體系特征,將課程內(nèi)容按照傳感器的工作原理進行模塊分類,每個模塊均分設(shè)學(xué)情分析、微課、趣味動畫、實戰(zhàn)訓(xùn)練、討論交流、積分榜單、創(chuàng)新創(chuàng)強、拓展資源等子項,在線課程知識和內(nèi)容由淺入深,各模塊交互便捷。
混合式教學(xué)改革除了在平臺上創(chuàng)建SPOC課程,還基于QQ、釘釘?shù)壬缃幻襟w軟件創(chuàng)建了輔助交流平臺,主要用于課堂教學(xué)互動環(huán)節(jié),使得課堂教學(xué)中師生交流更便捷、信息反饋更快速。
硬件建設(shè)包含實驗實訓(xùn)基地建設(shè)和智慧教室建設(shè)兩部分內(nèi)容。
實驗實訓(xùn)基地建設(shè)主要是建設(shè)接近真實工業(yè)現(xiàn)場的傳感器實驗室。在設(shè)備方面,使用的傳感器均為工業(yè)用傳感器,采用分塊式模塊化結(jié)構(gòu),既可以單獨使用,又可以通過專用接口模塊進行組合。主要包括位移、色標(biāo)、視覺、光纖、光電、接近、溫度、液位、壓力等多模塊傳感器,覆蓋了大部分工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的傳感器,同時設(shè)備配有物聯(lián)網(wǎng)傳感擴展單元。實訓(xùn)基地硬件設(shè)施齊全,主要用于教師課堂教學(xué)展示演示、學(xué)生實訓(xùn)、課后學(xué)生開發(fā)拓展項目。開發(fā)拓展項目屬于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)強階段,有助于學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。
為了更好地實施混合式教學(xué),增強教學(xué)效果,智慧教室也是不可缺少的一部分。智慧教室主要是為教學(xué)創(chuàng)造智能化的網(wǎng)絡(luò)空間,平臺搭載有多媒體、網(wǎng)絡(luò)及智能教學(xué)裝備,為教師現(xiàn)場教學(xué)提供人性化的智能互動空間,營造良好的教學(xué)氛圍,促進課堂教學(xué)有效進行,同時也可實施遠(yuǎn)程教學(xué)。
整合課程軟件、硬件資源,構(gòu)建混合式教學(xué)模式并應(yīng)用于課前、課中、課后三個階段。
1.課前
課前實施分兩部分內(nèi)容,主要包括主題信息收集和課程預(yù)習(xí)兩個環(huán)節(jié)。主題信息收集通常是在課前通過信息平臺發(fā)布主題任務(wù),讓學(xué)生以小組為單位收集課題信息并匯總上傳至學(xué)習(xí)平臺討論區(qū)。以光電式傳感器單元教學(xué)為例,教師在課前要求學(xué)生以小組為單位使用智慧設(shè)備收集監(jiān)控與報警系統(tǒng)收集圖片或視頻,并上傳至線上交流區(qū)。教師將在課堂上以此信息作為課程導(dǎo)入依據(jù),幫助學(xué)生認(rèn)識光電傳感裝置的作用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望。課程預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)主要在學(xué)習(xí)平臺上進行,學(xué)生完成教師規(guī)定的SPOC課程相關(guān)內(nèi)容,如微課學(xué)習(xí)、資料閱讀等,對將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行預(yù)習(xí),對新章節(jié)的重難點先有初步的認(rèn)識并提出問題,以此保證課堂上能更好地消化吸收教學(xué)內(nèi)容。
2.課中
課堂教學(xué)實施分為教師主導(dǎo)階段和學(xué)生主導(dǎo)階段。教師主導(dǎo)階段主要由教師通過任務(wù)驅(qū)動、問題導(dǎo)向、翻轉(zhuǎn)課堂等方法和手段引導(dǎo)學(xué)生參與并完成重難點知識的學(xué)習(xí),對學(xué)生的疑難問題進行詳細(xì)的講解、歸納、總結(jié)、點評。學(xué)生主導(dǎo)階段以學(xué)生為主,學(xué)生按教師要求完成重難點知識的延伸理解、課堂分組討論總結(jié)、小組對戰(zhàn)等內(nèi)容。例如,在開展“電子秤單臂電橋性能實訓(xùn)”項目課堂教學(xué)時,教師先利用學(xué)習(xí)平臺發(fā)布任務(wù)書及相關(guān)教學(xué)資源,并進行必要的安全教育和注意事項演示,然后要求學(xué)生分組討論現(xiàn)有任務(wù)書,要求制訂項目實施計劃,明確操作要點,接著使用智慧投屏、翻轉(zhuǎn)課堂、小組對戰(zhàn)等手段和方法幫助學(xué)生進一步完善和細(xì)化項目實施計劃,最后學(xué)生自主完成調(diào)試項目,通過智能設(shè)備拍照并進行智慧投屏。教師組織學(xué)生對結(jié)果進行組內(nèi)討論、小組對戰(zhàn)、小組互評,教師對重難點進行總結(jié)。
3.課后
課堂教學(xué)結(jié)束后教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺上發(fā)布用于鞏固教學(xué)內(nèi)容的課后練習(xí)和拓展項目。課后練習(xí)形式多樣,有在線答題、調(diào)查研究報告等多種形式。同時,學(xué)習(xí)資源平臺上提供了多個拓展項目及相關(guān)資料和信息,學(xué)生可自由選擇項目進行開發(fā),利用線下傳感器與智能檢測技術(shù)實訓(xùn)室、電子電工實訓(xùn)室硬件設(shè)備,完成智能檢測系統(tǒng)的裝調(diào)與測試。課后拓展項目的開發(fā)旨在讓學(xué)生在近似工業(yè)調(diào)試現(xiàn)場進行傳感器電路的安裝和調(diào)試,使學(xué)生可以深入地了解各類傳感器在工業(yè)現(xiàn)場的使用及檢測,進一步豐富線下教學(xué)內(nèi)容,同時培養(yǎng)學(xué)生對工業(yè)傳感器的應(yīng)用選型、故障分析與診斷等能力。
為了更好地了解線上線下混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果,本研究對大數(shù)據(jù)平臺所記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進行了分析,并對使用線上線下混合式教學(xué)前、后兩批次各140名教學(xué)對象分別進行了線下問卷調(diào)查,綜合調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。
表1 線上線下混合式教學(xué)改革前、后教學(xué)效果調(diào)查情況表
以上數(shù)據(jù)結(jié)果顯示:采用線上線下混合式教學(xué)模式能明顯改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性也有了很大的提高,能更好地專注于課堂教學(xué),積極參與教師組織的課堂互動,按時完成學(xué)習(xí)任務(wù),通過測試,學(xué)生學(xué)習(xí)成績普遍表現(xiàn)良好,較傳統(tǒng)教學(xué)有了大幅度提升。
研究表明,利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢,使用線上線下混合式教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式,教法靈活多變、過程可控性強,使得課堂變得生動有趣,擴大了學(xué)習(xí)空間,豐富了教學(xué)內(nèi)容,有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強了學(xué)習(xí)效果,為學(xué)生提供了發(fā)展學(xué)習(xí)的機會。研究同時發(fā)現(xiàn),線上線下混合式教學(xué)的課程評價體系較復(fù)雜,評價內(nèi)容多,信息反饋不夠及時,今后將加強這些方面的研究。