張乾熙 徐 青 李詩詩 李 敏

伴隨互聯(lián)網(wǎng)、智能終端和5G 技術(shù)的高速發(fā)展，同時在新冠肺炎疫情防控的要求下，由于時空自由度大等優(yōu)點(diǎn)，在線教育得到迅速普及，且衍生出諸多在線教育模式。相比線上教學(xué)，線下教學(xué)具有很好的組織性與監(jiān)管性，師生、生生之間的教學(xué)交流更為直觀和便捷。線上教學(xué)與線下教學(xué)活動應(yīng)有機(jī)融合，優(yōu)勢互補(bǔ)，互相促進(jìn)。

2018年8月，教育部提出“各高校要全面梳理各門課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰‘水課’、打造‘金課’”，切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量（教高函〔2018〕 8號）[1]。隨即，國內(nèi)教育工作者針對“金課”的特征和實(shí)踐途徑開展了大量的研究和實(shí)踐[2-6]。本文依據(jù)“金課”的建設(shè)理念，以能源與動力工程專業(yè)核心課程——換熱器原理與設(shè)計(jì)為載體，開展線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐，結(jié)合問卷調(diào)查，對線上線下混合式“金課”進(jìn)行研究。本文的研究成果對“金課”理念和線上線下混合式教學(xué)模式的融合有借鑒意義，且有助于能源與動力工程一流專業(yè)的課程建設(shè)。

一、換熱器原理與設(shè)計(jì)課程教學(xué)研究現(xiàn)狀

換熱器在能源、化工、制冷、動力等工程領(lǐng)域的使用極其廣泛。換熱器原理與設(shè)計(jì)課程的主要目標(biāo)是讓學(xué)生掌握換熱器的基礎(chǔ)知識、主要理論和一些主要類型換熱器設(shè)計(jì)選型及方法，了解一些新型換熱器技術(shù)的現(xiàn)狀及典型產(chǎn)品的特點(diǎn)，為解決工業(yè)換熱方面的生產(chǎn)實(shí)際問題和科學(xué)研究打下良好基礎(chǔ)。作為能源與動力工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，有較多學(xué)者圍繞換熱器原理與設(shè)計(jì)課程的建設(shè)開展研究[7-8]，如：童軍杰等圍繞課程教學(xué)方法開展了研究和實(shí)踐[9-10]；崔曉鈺等為充分發(fā)揮課程網(wǎng)站在換熱器原理與設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的作用，圍繞該課程的網(wǎng)站建設(shè)進(jìn)行了實(shí)踐和研究[11]。

二、教學(xué)模式構(gòu)建

（一）構(gòu)建理念

“金課”的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”（“兩性一度”）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)既是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果的要求，又是對教師教學(xué)能力的要求?！敖鹫n”的“兩性一度”應(yīng)貫徹雙線混融教學(xué)全過程，以學(xué)為本，構(gòu)建一種資源豐富、信息技術(shù)與課程教學(xué)深度融合、線上線下交互多元的新型教學(xué)方式。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本研究遵循以學(xué)生為主的教學(xué)設(shè)計(jì)原則，按照強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心，基于高校課程教學(xué)“兩性一度”的要求，依次從設(shè)定教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、整合學(xué)習(xí)平臺與資源、開展成效評價這四個步驟，進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)。

第一，設(shè)定教學(xué)目標(biāo)。按照能源與動力工程專業(yè)的整體培養(yǎng)目標(biāo)和要求，依據(jù)“金課”的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，對換熱器原理與設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，教學(xué)目標(biāo)具有一定的高階性和挑戰(zhàn)度，其內(nèi)容既涵蓋對工程知識的掌握，又包括設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案與研究能力培養(yǎng)等。

第二，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。首先，需要對教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行深入研究，精選教學(xué)內(nèi)容，并且確保所選教學(xué)內(nèi)容能夠?qū)虒W(xué)目標(biāo)形成完整的支撐。其次，依據(jù)知識要點(diǎn)設(shè)計(jì)和制作小視頻教學(xué)資源，搭建配套習(xí)題庫。通過設(shè)置彈幕、評論區(qū)、討論區(qū)等模塊功能，為學(xué)生在預(yù)習(xí)、課中以及課后練習(xí)中提出疑惑搭建便捷的線上反饋通道。在教學(xué)實(shí)施過程中，教師及時跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度，并對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)識水平有較準(zhǔn)確的把握，線下教學(xué)過程有的放矢，提高教學(xué)效率。

第三，整合學(xué)習(xí)平臺與資源。換熱器原理與設(shè)計(jì)課程的混合式“金課”授課平臺由線上和線下兩個學(xué)習(xí)平臺構(gòu)成。其中，線上平臺有超星學(xué)習(xí)通電腦端和移動端App 兩個接入端。超星學(xué)習(xí)通學(xué)習(xí)平臺界面簡潔，互動性好，含有課程目錄、活動、統(tǒng)計(jì)、資料、作業(yè)、考試、分組任務(wù)（PBL）、討論等模塊功能，構(gòu)架清晰。移動端與電腦端實(shí)時互通，界面簡約，層次功能清晰。線下平臺為智慧教室，配有齊全的教學(xué)黑板、智能電子黑板等硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，搭配專業(yè)的教學(xué)管理系統(tǒng)，可以便捷地實(shí)現(xiàn)線上線下互換，實(shí)現(xiàn)雙線混融，提高學(xué)生的注意力和學(xué)習(xí)效率。智慧教室具備有線和無線網(wǎng)絡(luò)，為學(xué)生的線下學(xué)習(xí)提供便利條件。教室內(nèi)桌椅能夠自由移動，方便實(shí)施小組教學(xué)，課堂形式靈活。

依托線上平臺，搭建了涵蓋PPT 課件、視頻、題庫、案例庫等的教學(xué)資源庫。線上平臺資源不斷迭代更新，教師團(tuán)隊(duì)依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，及時補(bǔ)充或更新課程資源，及時跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，盡可能為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

第四，開展成效評價。通過課程目標(biāo)達(dá)成度分析和問卷調(diào)查進(jìn)行“金課”視角下?lián)Q熱器原理與設(shè)計(jì)課程線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐成效分析，并對實(shí)踐過程進(jìn)行反饋修正。

（三）線上教學(xué)與線下課堂相融合

“金課”視角下，線上線下混合式教學(xué)要避免簡單拼湊，對授課教師教學(xué)能力的要求具有一定的“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”。換熱器原理與設(shè)計(jì)課程的混合式教學(xué)是將線上、線下兩種教學(xué)模式在教學(xué)組織、教學(xué)管理方面進(jìn)行深度融合。

換熱器原理與設(shè)計(jì)課程內(nèi)容涉及的知識面很廣，換熱器是能源、化工、制冷、動力等各種工程領(lǐng)域普遍使用的基本設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用得極為普遍，它的應(yīng)用與能源的開發(fā)與節(jié)約緊密相關(guān)，在能源、化工、制冷、動力等領(lǐng)域占有很重要的地位。換熱器原理與設(shè)計(jì)課程包含很多教學(xué)內(nèi)容，如果單純采用線下教學(xué)模式，其教學(xué)效果會差很多。在教學(xué)換熱器應(yīng)用、換熱器3D 結(jié)構(gòu)、換熱器工作原理等內(nèi)容時，如果采用線上教學(xué)方式，能使學(xué)生獲得更直觀的體驗(yàn)與認(rèn)知，高效地構(gòu)建知識體系和掌握知識要點(diǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳熱設(shè)計(jì)、流動阻力設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)K等內(nèi)容，理論性比較強(qiáng)，內(nèi)容較枯燥或?qū)邮植僮鲗?shí)踐要求高，通過面對面線下教學(xué)的方式，能夠更高效率地達(dá)成課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。線上教學(xué)與線下課堂相結(jié)合，在教學(xué)組織與管理、方法與技巧方面能夠融合互補(bǔ)，從而達(dá)到單一教學(xué)模式無法達(dá)到的優(yōu)質(zhì)教學(xué)效果。

三、實(shí)踐成效

（一）課程目標(biāo)達(dá)成度

依據(jù)能源與動力工程專業(yè)培養(yǎng)方案，換熱器原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)置了3 個培養(yǎng)目標(biāo)，考試內(nèi)容涵蓋這3 個目標(biāo)。本研究采取對比研究方法對課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行分析。本課程有2 個班級按照線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，在同期平行教學(xué)的另外2 個班級中繼續(xù)采用傳統(tǒng)線下教學(xué)模式，課程結(jié)束后開展相同標(biāo)準(zhǔn)的期末考核，比較分析4 個班級最終的課程目標(biāo)達(dá)成度。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，兩種教學(xué)模式差異巨大，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)模式的班級，成績顯著高于實(shí)施單純線下教學(xué)的班級，班級期末成績的優(yōu)良率（80 分及以上）為72.15%，平均分為85.29，而對比班級的優(yōu)良率為53.67%，平均分僅為78.12（見表1）。即使樣本班級的學(xué)風(fēng)有所不同，課程目標(biāo)達(dá)成情況的明顯差異仍表明本研究開展的教學(xué)實(shí)踐取得了優(yōu)異的教學(xué)成效。

表1 課程目標(biāo)達(dá)成度對比統(tǒng)計(jì)

（二）問卷調(diào)查

除了課程目標(biāo)達(dá)成情況之外，學(xué)生滿意度及綜合能力也是評判課程教學(xué)成效的重要指標(biāo)。本研究設(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)效果調(diào)查問卷，基于學(xué)生的主觀評價對線上線下混合式教學(xué)的實(shí)施效果進(jìn)行分析。問卷涵蓋基本情況調(diào)查、線上線下混合式教學(xué)滿意度調(diào)查和開放性問題。

基本情況調(diào)查主要針對學(xué)生對線上教學(xué)內(nèi)容的參與情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，92.15%的學(xué)生都能按時完成教師發(fā)布的各類教學(xué)活動板塊的內(nèi)容，且有81.61%的學(xué)生積極參與網(wǎng)上互動，能夠做到每小節(jié)學(xué)習(xí)發(fā)言2 次以上。表示對線上教學(xué)模式感到難以適應(yīng)的學(xué)生約7.84%，主要原因是線上學(xué)習(xí)時，周邊缺乏師生督促，學(xué)習(xí)興趣不高。

針對線上線下混合式教學(xué)的滿意度，本研究從線上線下學(xué)習(xí)效果滿意度、小組協(xié)作滿意度、評價方式滿意度、整體滿意度四個維度進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，4 個維度的滿意度均超過90%。這個結(jié)果表明，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為通過線上線下混合式教學(xué)，扎實(shí)掌握了換熱器原理與設(shè)計(jì)課程知識，基本具備課程目標(biāo)提及的工程應(yīng)用設(shè)計(jì)能力。

為收集學(xué)生對線上線下混合式教學(xué)的建議，問卷調(diào)查的第三部分為開放性問題。通過對調(diào)查問卷的分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的建議或者本教學(xué)實(shí)踐過程中的不足也得到了很好的反饋。有約32.15%的學(xué)生反映自學(xué)內(nèi)容偏多，11.27%的學(xué)生反映單個課程視頻時間過長，或者注意力難以長時間集中，看視頻效果不佳。這個調(diào)查結(jié)果表明，有少部分學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣更傾向于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，且線上課程視頻時長和生動性方面還需科學(xué)優(yōu)化，后續(xù)將對此進(jìn)一步展開研究。

綜上所述，本研究在“金課”視角下將線上線下混合式教學(xué)模式應(yīng)用于換熱器原理與設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐。在課程目標(biāo)設(shè)計(jì)、授課內(nèi)容篩選、授課平臺搭建與授課實(shí)施過程中，均引入“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”這一“金課”建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并通過分析課程目標(biāo)達(dá)成情況和問卷調(diào)查兩種途徑對實(shí)施過程和實(shí)施效果進(jìn)行分析研究。研究表明，“金課”視角下線上線下混合式教學(xué)能有效提高換熱器原理與設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度，學(xué)生對這一教學(xué)模式的滿意度高。研究也發(fā)現(xiàn)，線上課程視頻資源是學(xué)生比較關(guān)注的一項(xiàng)內(nèi)容，視頻時長和生動性方面還需科學(xué)優(yōu)化。