田明麗　趙換麗

［摘 要］采用“SPOC+翻轉課堂”混合式教學模式的目的是為學生創(chuàng)造一種高參與度的課堂體驗。然而，由于學生學習慣性，翻轉課堂環(huán)節(jié)往往存在課堂活力不足、討論參與度低等問題。文章結合平頂山學院工程光學課程近年來的課改實踐，依據(jù)該課程實驗資源豐富、理實結合緊密的特點，提出了“任務驅動線上學習，實驗助力課堂翻轉”的技術線路，通過合理整合課程資源、充分介入實驗元素、完善多元評價機制等一系列舉措，打造“線上+線下”“理論+實驗”雙混合學習模式，有效推動了課堂翻轉，提升了學生學習的主動性和參與意識，課堂氛圍呈現(xiàn)明顯變化。

［關鍵詞］SPOC；翻轉課堂；理實一體；工程光學

［中圖分類號］G642.0［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）03-0046-04

近年來，隨著信息化技術在高等教育領域的普及以及OBE（Outcome?Based Education）教育教學理念的深度滲透，“SPOC+翻轉課堂”混合式教學模式在高校各級各類課程中得以廣泛應用[1-2]。相對于傳統(tǒng)課堂授課，這種混合教學模式由于學習資源豐富、學習時空靈活、信息交換及時、課堂互動充分等特點，更能突顯學生中心地位，提升學生學習效果。然而在實施中我們發(fā)現(xiàn)，由于大學生傳統(tǒng)學習方式的慣性，翻轉課堂環(huán)節(jié)往往存在課堂活力不足、討論參與度低等普遍問題。而相對于線上學生自主學習，線下翻轉課堂是師生深度交流、達成高階目標的主場。如何激活線下課堂活力、實現(xiàn)高效課堂翻轉是作為課程設計者與實施者的教師應高度關注的核心問題。

本文依據(jù)工程光學課程實驗資源豐富、理實結合緊密的特點，提出 “任務驅動線上學習，實驗助力課堂翻轉”的技術線路，通過合理整合課程資源、充分介入實驗元素、完善多元評價機制等一系列舉措，打造“線上+線下”“理論+實驗”雙混合學習模式。

一、問題及沿改

工程光學是平頂山學院（以下簡稱我校）為測控技術與儀器專業(yè)開設的一門專業(yè)基礎課。該課程除了要求學生掌握幾何光學和物理光學的基礎理論外，更重要的是培養(yǎng)學生具備與工程實際相結合的實踐與應用能力[3-4]。而該課程涉及的概念多、公式多、圖形多、原理抽象，使部分學生有畏難情緒，學習主動性與積極性不高[5-6]；由于課時少，該課程多以理論講授為主，實驗開出率低，學生實踐與應用能力不強；傳統(tǒng)課堂教學以“教師講、學生聽”為主，信息單向輸送，課堂缺乏活力；評價方式傳統(tǒng)，學生課堂表現(xiàn)、課后拓展等環(huán)節(jié)在學業(yè)成績中較少體現(xiàn)。

為適應我校向應用型大學轉型發(fā)展，2015年起，工程光學課程團隊（以下簡稱課程團隊）開始積極融入OBE教學理念，進行對分課堂、翻轉課堂等嘗試。2016年課程團隊開始在超星平臺建立工程光學SPOC課程，開展線上、線下混合式教學探索。工程光學2019年被認定為我校精品在線開放課程；2022年被認定為河南省線上線下混合式省級一流本科課程。近3年來，課程團隊致力于理論與實驗的高度融合，打造了“線上+線下”“理論+實驗”雙混合學習模式；同時更新、優(yōu)化了課程內(nèi)容，體現(xiàn)出課程的“兩性一度”和價值引領。目前，該課程已經(jīng)擁有豐富且多維度的學習資源，雙混合模式優(yōu)勢日趨凸顯。

二、課改實踐

（一）整合資源提興趣

為滿足學生線上線下混合式學習需求，提升學生興趣，從2016年開始，課程團隊在超星教學平臺建設了自己的SPOC課程。課程團隊結合地方院校學生基礎，梳理了與課程內(nèi)容相關的思政素材，將學科前沿、技術進步、軟件設計等融入課程，突出內(nèi)容“兩性一度”和價值引領。比如在“幾何光學的基本定律”一章的教學中，課程團隊引用我國古代《墨經(jīng)》中記載的小孔成像、影子形成等作為教學案例，在幫助學生理解基本定律的同時，增強文化自信。又如在“典型光學系統(tǒng)”一章的教學中，課程團隊將“中國天眼”FAST系統(tǒng)、中國超級顯微鏡、華為手機攝像頭等創(chuàng)新技術成果引入課堂，加強了學生的知識外延，同時增強了學生的民族自豪感。再如在“雙光束干涉系統(tǒng)”一節(jié)的教學中，課程團隊將引力波探測裝置作為教學案例，使邁克爾遜干涉儀這一傳統(tǒng)儀器的教學更加緊貼學科前沿，極大地提升了學生興趣。課程團隊通過線上平臺，增加了基于Zemax的光學設計案例，輔助學生參加學科競賽和畢業(yè)設計，提升課程的高階性和職業(yè)融合度。在搭建SPOC課程框架時，課程團隊充分利用超星教學平臺的多元化優(yōu)勢，探索學生喜聞樂見的知識展示方式，對應章節(jié)知識點錄制了顆粒化短視頻供學生線上自學；同時上線課程PPT，使章節(jié)內(nèi)容系統(tǒng)化；精心組織章節(jié)測試題供學生線上檢測；開發(fā)與課程內(nèi)容相關的綜合性練習和開放性作業(yè)，促進學生能力拓展，提高課程挑戰(zhàn)度。目前，線上課程按章節(jié)展開，包含教學視頻、教學課件、章節(jié)測試和能力拓展等四個模塊。

除了線上資源外，課程團隊還不斷補充、完善實驗資源，目前實驗室總面積400m2，有光學平臺、分光計、多種干涉儀、光譜儀以及各種光學元器件近千件，不僅可以滿足一般的學生實驗需要，還可以滿足課堂演示及課堂分組實驗需要。

（二）理實貫通練能力

為充分貫徹OBE教育教學理念，課程團隊在教學上采用“SPOC+翻轉課堂”模式。課堂翻轉的實現(xiàn)，離不開學生的深度參與，但長期以來，部分學生已養(yǎng)成了被動聽課的習慣，不愿意、不主動參與課堂探究和討論；學生普遍沒有預習行為，對討論的內(nèi)容缺乏共識，感覺無話可說。

針對以上學情，課程團隊利用自建的SPOC課程平臺，通過下發(fā)任務清單的形式驅動學生進行線上學習。這種任務驅動下的線上學習目標明確、內(nèi)容確定，不僅解決了課前預習問題，還為教師課堂教學設計反饋信息，使得課堂教學更具有針對性。由于工程光學課程實驗素材豐富、理實結合緊密，在設計課堂教學環(huán)節(jié)時，課程團隊充分引入實驗元素，通過實物展示、演示實驗、學生分組實驗等形式，助力課堂翻轉，使學生在課堂上有事做、有話講，沉浸式參與其中。這種 “線上+線下”“理論+實驗”的雙混合模式極大地激活了學生的學習活力，使學生的課堂參與度明顯提升，使學生的實驗技能和實踐能力也得到了有效鍛煉。

實施流程如圖1所示，課程團隊將學生的學習過程分為“課前線上學習、課中翻轉課堂、課后能力拓展”三個階段。

課前，針對知識目標，教師首先發(fā)放任務清單，驅動學生線上觀看短視頻，完成章節(jié)測試。教師依據(jù)學生線上完成情況設計具有針對性的課堂學習環(huán)節(jié)。工程光學作為理實結合緊密的課程，其內(nèi)容大多具有豐富的實驗和應用背景，教師在教學時應盡可能結合實驗資源，融入實物展示、實驗演示、分組實驗等環(huán)節(jié)助力課堂翻轉。

課中，以實現(xiàn)課程能力目標為導向，將實驗元素恰當融入理論課教學中，推進課堂翻轉。通過“新課導入—重難點梳理—參與式實驗與討論—學習總結—自評互評”等環(huán)節(jié)，完成課堂翻轉，引發(fā)學生深度學習，促進知識內(nèi)化；運用小組競賽、結果展示、質疑辯論等手段，開展以“實作—合作—溝通—測評”等為主要途徑的參與式學習，突出以學生為中心，提高學生的綜合能力。

課后，基于課堂的深入學習，依靠線上能力拓展模塊，設計綜合性練習或開放性作業(yè)，提高課程挑戰(zhàn)度。

師生雙向進行課后反思與總結，完成“目標—措施—評價”的閉環(huán)。思政育人要貫穿整個流程，教師就應找到合適的切入點，將其有機融入教學環(huán)節(jié)。

以“望遠鏡系統(tǒng)”一節(jié)教學設計和實施為例。

本節(jié)課知識目標包括：掌握開普勒望遠鏡和伽利略望遠鏡的基本結構及其成像特性；掌握視覺放大率、工作放大率、分辨率的概念及其相關性。能力目標包括：能量化計算鏡筒長度、視覺放大率、分辨率等光學參數(shù)；能正確選擇物鏡和目鏡，初步設計或搭建望遠鏡光路，并能對實驗數(shù)據(jù)進行正確的采集、處理、分析與解釋。在提升學生素養(yǎng)上，可借助目視光學儀器“光瞳銜接”原則，培養(yǎng)學生的規(guī)范和規(guī)則意識；在思政元素融入方面，可結合“中國天眼”FAST系統(tǒng)的建設過程與成就，增強學生的民族自豪感。

教學資源方面，課程團隊在超星平臺上錄制了對應本節(jié)知識點的教學短視頻以及PPT，設計了配套的章節(jié)測試題（客觀題）；在線上能力拓展模塊鏈接有CCTV科技之光錄像——《“中國天眼”FAST系統(tǒng)》。實驗資源包括焦距、口徑不等的透鏡若干、普羅Ⅰ型轉像棱鏡、米尺（被觀察目標物）、鋼卷尺、光具座、透鏡夾若干。

教學實施過程如表1所示：本節(jié)課所涉及的知識目標，比如望遠鏡基本結構及其成像特性、放大率和分辨率的計算公式及其推導，通過課前任務驅動讓學生線上學習；所涉及的能力目標，比如量化計算、器件選擇、光路搭建、現(xiàn)象觀察、分析與解釋等放在課中線下課堂完成；拓展與創(chuàng)新類作業(yè)放在課后線上、線下聯(lián)合完成；選擇《“中國天眼”FAST系統(tǒng)》作為課程思政素材引入課堂教學，對應育人目標。

“線上+線下”“理論+實驗”雙混合學習模式的有效實施極大調動了學生的學習主動性，充分體現(xiàn)了以學生為中心的教學理念，使教學目標得以高效落實。

（三）評價多元激活力

為全程督導學生的學習投入，充分激發(fā)課堂活力，達到以評促學效果，課程團隊堅持過程性評價與結果性評價相結合，將線上學習、課堂表現(xiàn)、線下作業(yè)、實驗操作、實驗報告等過程性學習成果按比例計入成績，如圖2所示，有效地避免了學生平時不努力、考試靠突擊的現(xiàn)象。

三、課改成效

經(jīng)過幾年課程建設和改革，目前工程光學課程已形成了目標明確、資源豐富、特色突出、成效顯著的課程體系。具體表現(xiàn)在：一是通過自建SPOC課程，形成了豐富的、立體式的教學資源，為學生的學習提供了多種場景和渠道。二是形成了以“任務驅動線上學習，實驗助力課堂翻轉”為特色的“線上+線下”“理論+實驗”雙混合學習模式。三是建立和完善了多元考核評價體系，極大地提升了學生學習的主動性和參與意識。四是線上線下自然融入思政元素，做到課程思政與專業(yè)課程同向同行，實現(xiàn)價值引領和立德樹人目標。近年來，與本課程相關的課程目標達成度、繼續(xù)深造率有顯著提升，學生在省級以上學科競賽、職業(yè)技能大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中屢獲嘉獎。

以本為本，根植課程。秉承以學生為中心，持續(xù)改進的建設宗旨， 課程團隊將不斷積累經(jīng)驗，及時反饋教學效果，持續(xù)更新、補充課程資源，優(yōu)化教學模式。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 丁永剛，金夢甜，張馨，等.基于SPOC的翻轉課堂2.0教學模式設計與實施路徑[J].中國電化教育，2017（6）：95-101.

[2] 葉立國.思政課“三位一體、四步走”SPOC翻轉課堂教學模式探索：以“原理”課程為例[J].思想政治教育研究，2022，38（1）：84-88.

[3] 巫建坤，趙雙琦，鄧文怡.工程光學基礎課程的實驗教學改革[J].實驗室研究與探索，2001，20（4）：29-30.

[4] 張建寰，顏黃蘋，黃元慶.突出“實踐”特色 建設工程光學精品課程[J].高等理科教育，2009（2）：108-111.

[5] 蔡懷宇，郁道銀，李清.“工程光學”國家精品課程的建設與改革[J].高等理科教育，2006（2）：38-40.

[6] 蔡懷宇，汪毅，江俊峰，等.深化“工程光學”課程改革 打造一流本科“金課”[J].教育教學論壇，2020（40）：129-131.

［責任編輯：鐘 嵐］