基于網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能測評系統(tǒng)的混合式教學(xué)模式

李博洋，韓淑潔，張曉榮

(1.青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，山東 青島　266071；2.中遠(yuǎn)集團(tuán)研發(fā)/技術(shù)中心，北京　100031)

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基于網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能測評系統(tǒng)的混合式教學(xué)模式

李博洋1,2，韓淑潔1，張曉榮1

(1.青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，山東 青島266071；2.中遠(yuǎn)集團(tuán)研發(fā)/技術(shù)中心，北京100031)

摘要：針對航海高職院校學(xué)生基礎(chǔ)弱、學(xué)習(xí)主動性差、缺乏學(xué)習(xí)興趣等原因?qū)е碌慕虒W(xué)效果不理想的困境，對傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行改革，以“輪機工程基礎(chǔ)”課程為例探索采用基于網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)和智能測評系統(tǒng)的混合式教學(xué)模式。介紹網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)課前翻轉(zhuǎn)，并采用四個互動教學(xué)活動和一個現(xiàn)場實訓(xùn)活動突破難點、掌握重點，最后采用智能測評系統(tǒng)形成過程性評價。

關(guān)鍵詞：航海職業(yè)院校；輪機工程技術(shù)；混合式教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)；智能測評系統(tǒng)；翻轉(zhuǎn)課堂；信息化教學(xué)

一、引言

據(jù)調(diào)查，航海類職業(yè)院校的學(xué)生普遍存在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)主動性不強、對學(xué)校和老師的教育接受性差等問題。[1-2]以青島遠(yuǎn)洋職業(yè)學(xué)院為例，近年來，該院生源質(zhì)量明顯下降，學(xué)生入學(xué)分?jǐn)?shù)年年走低，此外，輪機工程技術(shù)專業(yè)本為工科專業(yè)，但每年生源中還招收部分文科生，因此，大多數(shù)學(xué)生理科基礎(chǔ)差、底子??；學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，課堂注意力不集中；少部分家庭條件優(yōu)越的學(xué)生畢業(yè)不打算選擇上船工作，因此學(xué)習(xí)缺少目標(biāo)。上述因素均導(dǎo)致課程教學(xué)效果不理想，畢業(yè)生素質(zhì)達(dá)不到航運公司要求，就業(yè)率有明顯走低的趨勢。

2012年，《教育部關(guān)于加快推進(jìn)職業(yè)教育信息化發(fā)展的意見》中指出，要切實抓好推進(jìn)職業(yè)教育信息化工作，廣泛、深入和有效地應(yīng)用信息技術(shù)，不斷提升職業(yè)教育能力、數(shù)字校園水平和人才信息素養(yǎng)，以信息化促進(jìn)職業(yè)教育現(xiàn)代化，提高教育質(zhì)量。開展混合式教學(xué)模式，使信息技術(shù)和傳統(tǒng)的課程教學(xué)優(yōu)化整合，將現(xiàn)代數(shù)字信息化教學(xué)的優(yōu)點與傳統(tǒng)課程教學(xué)的優(yōu)勢完美深入地融合，突破了教學(xué)的時間與空間的區(qū)域限制，使教學(xué)方法呈現(xiàn)多樣化，教學(xué)方式更為合理，教學(xué)理念更加先進(jìn)。為學(xué)生量身定制混合式的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠發(fā)揮主觀能動性，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，刺激學(xué)生的感官世界，以此來激發(fā)學(xué)生更強的學(xué)習(xí)興趣和更大的潛能，讓學(xué)生自主地選擇真正適合自己的學(xué)習(xí)方式，提高課堂學(xué)習(xí)效率，從而進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。[3-4]筆者以混合式教學(xué)理論為指導(dǎo)，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式，在“輪機工程基礎(chǔ)”課程中進(jìn)行了探索和實踐，切實提高了學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)積極性，取得了良好的教學(xué)效果。

二、網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)

為開展混合式教學(xué)，開發(fā)了“輪機工程基礎(chǔ)”網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括以下6個模塊：知識點串講、章節(jié)測評訓(xùn)練、單學(xué)科考試訓(xùn)練、主機基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練、輔機基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練、輪機基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練。[4-5]

知識點串講模塊見圖1。為實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂提供學(xué)習(xí)資料，將各個知識點通過圖片、動畫、視頻、文字進(jìn)行介紹，將難點做成微課，學(xué)生在上課之前可以利用此模塊反復(fù)觀看學(xué)習(xí)知識點。

圖1　知識點串講界面

章節(jié)測評訓(xùn)練主要是針對每個知識點的一個測試題，用于檢測學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的情況。教師可以根據(jù)課堂教學(xué)的需要，自由選擇出題個數(shù)、每題分值、測試時間以及每個知識點所占的分值比例。教師出題界面如圖2所示。

圖2　教師出題界面

學(xué)生可以針對老師的出題自主地進(jìn)行課前答題訓(xùn)練，并可以利用“查答案”按鈕對答案進(jìn)行查詢。學(xué)習(xí)的答題界面如圖3所示，同時利用“考點解析”按鈕可以查看本題所考知識點的解析，做完測試題后可以點擊“提交”按鈕，系統(tǒng)會給出此次測試的成績分析報告，以便后期學(xué)習(xí)效果跟蹤。

圖3　學(xué)生答題界面

主機基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練、輔機基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練和輪機基礎(chǔ)綜合訓(xùn)練3個模塊主要用于國家海事局考證考試之前的自主復(fù)習(xí)和模擬訓(xùn)練。

三、通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能測評系統(tǒng)實現(xiàn)課前翻轉(zhuǎn)

現(xiàn)以“機構(gòu)與機械傳動”中的一節(jié)課“四桿機構(gòu)的運動特性”為例闡述混合式教學(xué)設(shè)計和實施過程?；诜D(zhuǎn)課堂理念的[6]混合式教學(xué)設(shè)計課前翻轉(zhuǎn)流程如圖4所示。課前讓學(xué)生通過“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與測評系統(tǒng)”觀看微課“四桿機構(gòu)運動之美”，讓學(xué)生對所學(xué)知識點有一些初步的了解和把握。然后，通過做系統(tǒng)中的測評題可了解學(xué)生對知識的掌握情況，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題可隨時通過班級微信群提問，老師第一時間給予解答。

圖4　混合式教學(xué)設(shè)計課前翻轉(zhuǎn)流程

根據(jù)測評題的成績分析和微信群中的問題情況，[7]分析學(xué)情為：學(xué)生已經(jīng)掌握了四桿機構(gòu)的特點、基本類型、演化形式以及它們在工程和生活中的應(yīng)用實例，了解了壓力角與傳動角的概念；但是對于物體的運動特性、傳力特性和壓力角與傳動角的計算分析能力不足。基本掌握了急回特性和死點的定義；但對于急回特性和死點存在的本質(zhì)原因比較迷惑，不會判斷常見四桿機構(gòu)的類型是否具有急回特性和死點。

因此，本節(jié)課的重點為急回特性判定方法、死點的判定方法以及死點利用和克服，本節(jié)課的難點為急回特性和死點存在的原因分析。

根據(jù)上述分析，制訂課堂教學(xué)實施計劃分為四個教學(xué)環(huán)節(jié)(見圖5)。

第一環(huán)節(jié)，探索奧秘：主要探索四桿機構(gòu)存在急回特性和死點的本質(zhì)原因，找到判斷方法，掌握常見四桿機構(gòu)存在急回特性和死點的情況，是這節(jié)課的主要教學(xué)實施過程。

第二環(huán)節(jié)，記憶力大考驗：利用翻翻看游戲，總結(jié)本節(jié)課的主要知識點。

第三環(huán)節(jié)，超級大比拼：利用“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”進(jìn)行在線測試、系統(tǒng)自動評分，并與正確答案對比，形成過程性評價。

第四環(huán)節(jié)，千里眼：對下節(jié)課的任務(wù)進(jìn)行發(fā)布和指導(dǎo)。

圖5　混合式教學(xué)設(shè)計課堂實施流程

四、通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與測評系統(tǒng)實現(xiàn)課堂互動

課堂互動是課程教學(xué)主要實施過程，通過“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”以及4個互動教學(xué)活動和一個現(xiàn)場實訓(xùn)活動突破難點、掌握重點。

1.互動教學(xué)活動Ⅰ：揭秘急回特性存在的原因(難點1)

這是本節(jié)課的第一個難點。將問題分解為5個步驟，讓學(xué)生通過操作“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”中的交互式動畫(見圖6)，解決任務(wù)頁上的問題，由淺入深，一步步找到急回特性存在的本質(zhì)原因——極位夾角不等于0。

圖6　揭秘急回特性存在原因交互界面

2.互動教學(xué)活動Ⅱ：常見四桿機構(gòu)類型中急回特性的存在情況(重點1)

這是本節(jié)課的第一個重點。通過“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”上常見四桿機構(gòu)的3D仿真交互式動畫，交互式進(jìn)行操作，讓學(xué)生利用活動Ⅰ中得到的結(jié)論反復(fù)練習(xí)操作，得出常見四桿機構(gòu)的類型中哪些存在急回特性，同時掌握判斷四桿機構(gòu)是否存在急回特性的方法這一難點問題。

3.互動教學(xué)活動Ⅲ：揭秘死點存在的原因(難點2)

這是本課程的第二個教學(xué)難點。將問題分解為三個步驟，讓學(xué)生通過操作“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”中的交互式動畫，完成任務(wù)頁上的問題(見圖7)，由淺入深，一步步找到死點位置的條件——連桿和從動件在一條直線上。

圖7　揭秘死點存在原因交互界面

4.互動教學(xué)活動Ⅳ：常見四桿機構(gòu)類型中急回特性的存在情況(重點2)

這是本課程的第二個教學(xué)重點。通過“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”中的交互式動畫，逐步進(jìn)行操作，讓學(xué)生利用活動Ⅲ中得到的結(jié)論反復(fù)練習(xí)操作，從而掌握判斷四桿機構(gòu)是否存在死點的方法。通過“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能訓(xùn)練系統(tǒng)”上的各種不同類型四桿機構(gòu)的交互式動畫的操作，得出常見四桿機構(gòu)中分別以曲柄、搖桿和滑塊為主動件時死點的存在情況。

5.實訓(xùn)現(xiàn)場教學(xué)活動

教師講解死點在實際工程中的應(yīng)用，首先利用三維動畫講解死點在實際工程中的運用，以及克服和利用死點的方法。

在實訓(xùn)室通過柴油機的實際運轉(zhuǎn)分析以滑塊為主動件的曲柄滑塊機構(gòu)的運動性質(zhì)；通過盤車來分析以曲柄為主動件曲柄滑塊機構(gòu)的性質(zhì)。讓學(xué)生運用所學(xué)知識分析專業(yè)實際問題，通過實物感性的認(rèn)識與實踐，鞏固所學(xué)知識，同時又提高動手操作能力，真正實現(xiàn)了教學(xué)做一體化。

五、通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與測評系統(tǒng)實現(xiàn)過程性評價

教師通過“網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與測評系統(tǒng)”完成測試，并提交試卷，得到成績分析報告(見圖8)。成績分析報告可以分析包括姓名、學(xué)號、總分、標(biāo)準(zhǔn)答案和所選擇答案、本知識點題目總數(shù)、答對題目數(shù)量、答題所用時間等信息。可以利用“返回測試題”按鈕對做錯的題目返回測試題進(jìn)行學(xué)習(xí)，形成定量評價?！胺祷卣n程首頁”按鈕可以返回課程選擇界面，測試成績會在服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫記錄，作為課程過程性評價的依據(jù)。

圖8　成績分析報告界面

六、總結(jié)與反思

本文以“輪機工程基礎(chǔ)”課程為例，通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)與智能測評系統(tǒng)的使用，實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂和混合式教學(xué)，使課堂師生的互動得以實現(xiàn)，可以實現(xiàn)在線測評，可以對學(xué)生的答案立刻給予反饋，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，充分發(fā)揮了學(xué)生的動手能力和探索精神，真正體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的主體地位，實現(xiàn)教學(xué)做一體化，使得“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式得以實現(xiàn)。因此，本混合式教學(xué)模式對于提高航海類的課程教學(xué)效果有很大的幫助，值得繼續(xù)探索和研究。

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中圖分類號：U676.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-8724(2016)01-0047-04

作者簡介：李博洋(1974-)，男，副教授，大管輪，主要從事船舶節(jié)能減排教學(xué)與研究。

基金項目：全國交通運輸職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會2015年交通運輸職業(yè)教育科研項目(SQ20150001)；中國遠(yuǎn)洋運輸(集團(tuán))總公司應(yīng)用研究計劃項目(2015-1-H-010)

收稿日期：2015-11-02