基于混合教學理念的《航空發(fā)動機原理》教學模式探索

王正鶴，魏振偉，趙輝，馬震宇

摘 要：隨著信息技術(shù)逐步深入到高等教育教學改革實踐中，文章結(jié)合《航空發(fā)動機原理》課程的教學實踐，在混合教學設(shè)計的基本需求分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于混合教學理念的教學模式，實現(xiàn)培養(yǎng)學生自主學習能力、創(chuàng)新能力和提升教師素質(zhì)和教學科研能力的目標，達到構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的教與學教學模式的目的。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機原理；混合教學；教學方法；教學效果

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）18-0094-03

Abstract： In the context of the gradual deepening of information technology in the practice of higher education reform， this paper， based on the analysis of the basic requirement of blended instruction design in combination with the teaching practice of the Principle of Aero-engine course， constructs a new teaching mode based on the theory of blended instruction， for the purpose of achieving the aims of fostering students' autonomous learning ability and innovative ability as well as improving the teacher's teaching quality and teaching research ability， so as to finally achieve the purpose of constructing the sustainable development of teaching.

Keywords： aero-engine principle； blended instruction； teaching method； education effect

中國高等教育跨越式地步入大眾化教育階段后，學分制、大班額的教學手段普遍施行，學生的學習需求日益多元化，教學注重規(guī)模效益的同時也要在一定程度上滿足個體需求[1]。近年來，隨著國家對航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)投入的持續(xù)加大，加之航空公司機務維修需求逐年上升，航空動力相關(guān)專業(yè)招生規(guī)模逐年擴大，同時，也對相關(guān)專業(yè)本科生培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。在本科生教學中，構(gòu)建新的教學模式、運用現(xiàn)代教學技術(shù)，進行教學方法和教學模式的改革和創(chuàng)新，對于培養(yǎng)適應現(xiàn)代信息社會發(fā)展的高素質(zhì)創(chuàng)新人才，打造新世紀大學生“理論+技能+實踐”綜合素養(yǎng)，具有現(xiàn)實的緊迫性和客觀的必要性，同時也具有重要的理論意義和實踐意義。

一、課程教學現(xiàn)狀分析

在高校教育教學改革中，在線學習和課堂面授相結(jié)合的混合教學模式日益成為一個新的研究與應用方向，強調(diào)學習對象、學習環(huán)境、學習方式和學習評價等教學各要素要有機“混合”，著眼“具體問題具體分析”，以追求學習“最優(yōu)化”[2，3]?！逗娇瞻l(fā)動機原理》課程是飛行器動力工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，課程的掌握情況直接影響到后續(xù)航空發(fā)動機領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)課的學習?！逗娇瞻l(fā)動機原理》課程的學習可為學生奠定堅實的專業(yè)理論，對將來學生從事航空發(fā)動機研發(fā)、制造和維修等工作具有重要作用[4]。當前，傳統(tǒng)的教學模式是以課堂教學為主，教學方法比較單一，存在重理論輕實踐的傾向，致使學生對理論課程難以深入理解。因此，《航空發(fā)動機原理》課程教學要不斷進行創(chuàng)新和改革，以適應對學生的成才需求和培養(yǎng)要求?；旌辖虒W模式對于航空發(fā)動機原理課程教學的改革、創(chuàng)新具有實踐指導意義，本文將從課程特點出發(fā)，結(jié)合當前仍面臨的問題，從教學方法和教學模式方面對《航空發(fā)動機原理》課程教學實踐進行初步改革，以期改善教學效果。

二、《航空發(fā)動機原理》課程混合教學設(shè)計需求分析

《航空發(fā)動機原理》課程是飛行器動力工程專業(yè)的一門主干課程，同時也是航空動力專業(yè)的特色課程，在航空類專業(yè)人才培養(yǎng)計劃中占有重要地位，對學生的崗位任職能力和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有十分重要的作用。

《航空發(fā)動機原理》課程是一門基礎(chǔ)理論與應用、技術(shù)與工程實踐緊密結(jié)合的專業(yè)課程，涉及多門課程的關(guān)聯(lián)和交叉，綜合性和先進性較強。課程內(nèi)容以國內(nèi)外綜合高性能航空發(fā)動機的最新技術(shù)為著眼點，主要涉及航空發(fā)動機的基本工作原理、基本設(shè)計分析方法和基本設(shè)計分析技能，帶有綜合應用性質(zhì)。該課程即要學習不同類型航空發(fā)動機的工作原理、基本要求和整體性能指標，還需要在理解組成航空發(fā)動機主要部件的工作原理和工作特性的基礎(chǔ)上，掌握航空發(fā)動機各個部件的匹配工作，實現(xiàn)對不同類型航空發(fā)動機的共同工作特點和整機性能的分析，在學習中貫穿了“整體-部件-整體”的主線，具體知識構(gòu)架圖如圖1所示。課程內(nèi)容在保證知識結(jié)構(gòu)完整的同時，要對整體各部分內(nèi)容的相互聯(lián)系、相互引用和補充進行連續(xù)性、模塊化、邏輯性的優(yōu)化設(shè)計。

航空發(fā)動機作為高新技術(shù)產(chǎn)品，其種類多樣，結(jié)構(gòu)復雜精細，實物昂貴，單憑文字描述和圖片展示，其工作原理難于理解，且原理部分涉及大量的氣動力學和熱力學公式以及復雜的計算分析方法，對學生來說，教學內(nèi)容艱澀難懂。采用傳統(tǒng)的以課堂為主的教學模式，教學過程中缺乏真實場景和過程的體驗，學生在學習中處于被動接受的地位，容易喪失學習興趣和學習的主動性和創(chuàng)造性，所學知識在實際工作環(huán)境中難以靈活地遷移應用。另外，由于《航空發(fā)動機原理》課程內(nèi)容多，師生、生生間的課堂交流和互動在傳統(tǒng)課堂教學中開展有限，教師無法照顧到每位學生的個體差異。因此，需要在考慮到學生個性化學習需求的同時，在有限的課時內(nèi)松弛有度又高效地完成《航空發(fā)動機原理》課程的教學目標。

課程教學對象屬于第一代互聯(lián)網(wǎng)原住民“90后”大學生，熟悉互聯(lián)網(wǎng)工具的使用，信息獲取手段極度多樣化，個人選擇多元化，接受新鮮事物能力強，其中部分學生在課堂上不愛提問，但很樂于通過網(wǎng)絡(luò)平臺與教師進行交流，對即時反饋有較高的要求[5，6]。這些特點有利于教師利用豐富的網(wǎng)絡(luò)學習資源組織混合教學，通過學生主體性與教師主導性的結(jié)合來強化學生主體作用的發(fā)揮，探索“課堂+網(wǎng)絡(luò)+技能實訓”互相融合的混合教學模式，實現(xiàn)學生對專業(yè)核心課程《航空發(fā)動機原理》課程的個性化的主動式學習和創(chuàng)造性學習，在適當?shù)臅r間，通過適當?shù)膶W習方式，給不同的學生提供適當?shù)膶W習內(nèi)容和支持，加強教學互動，促進教學相長，從而達到改善教學質(zhì)量、提高教學效率的效果。

三、基于混合教學理念的教學模式構(gòu)建及教學策略

混合教學強調(diào)將教師主導與學生主體地位相結(jié)合，依據(jù)“通用教學設(shè)計模型”ADDIE模型[7]，以教學目標和教學問題為牽引，針對《航空發(fā)動機原理》課程，通過探討“學什么”、“如何學”、“如何評價”三個問題，對教學活動進行分析、設(shè)計、開發(fā)、實施和評價五個環(huán)節(jié)的流程研究，將線上交互式協(xié)同學習、線下自主學習和高效課堂學習有機融合，嘗試構(gòu)建基于混合教學理念的《航空發(fā)動機原理》課程的教學模式設(shè)計，如圖2所示。

（一）前期準備

前期準備階段主要包括分析、設(shè)計和開發(fā)三個環(huán)節(jié)，是混合教學能夠成功實施的前提。此階段，教師對課程教學目標、教學對象、教學內(nèi)容和教學環(huán)境進行深入分析，依據(jù)教學大綱，將總體知識分解為具體知識單元，以知識單元內(nèi)的知識點作為基本學習單位，綜合教學目標、教學內(nèi)容特點、學習方法等因素將知識點歸納為四類，分別為概念定義型、原理技術(shù)型、實踐操作型和計算推理型，實現(xiàn)課程知識顆?；纸?。開發(fā)制作教案、課程腳本、多媒體課件以及微視頻，將重要或難度較高的知識點配套設(shè)計開發(fā)一個或多個微課及配套的資源包，對知識點的課堂學習和在線學習教學過程進行合理地規(guī)劃設(shè)計，設(shè)置合適的任務和問題，提高教學的趣味性，吸引學生思考學習，以充分調(diào)動學生學習的積極性，便于碎片化學習和移動學習。

由于《航空發(fā)動機原理》課程原理復雜、理論與實踐聯(lián)系緊密、綜合性強，需將教學內(nèi)容和實際充分聯(lián)系，根據(jù)知識點特點的不同，采用不同的針對性混合策略設(shè)計教學過程，構(gòu)建教學情境，開展教學實踐。

（二）實施過程

混合教學理念下，在教學實施階段，借助功能強大的在線教學平臺和智能終端上的即時互動軟件與課堂及實驗室教學的結(jié)合來輸出教學活動，傳遞教學方案和教學內(nèi)容。

結(jié)合學生熱衷于使用智能終端觀看視頻的特點，教師課前將課程詳細的學習進度表和切實可行的階段性學習事項和任務以及課程考核方式和考核標準等線上資源有序推送至網(wǎng)絡(luò)教學平臺，引導學生有針對性地進行課前線上自主學習、自測和線下教材預習、課前任務操作訓練，讓學生帶著自己的思想、批判式思維來上課，同時根據(jù)線上學習情況動態(tài)調(diào)整課堂面授的重心。

在課堂學習環(huán)境中，教師通過講授、討論互動、交流答疑、作業(yè)任務檢查、進行角色互換、組織分組討論或者建立小組任務匯報、通過移動終端進行線上知識測驗和習題訓練等形式開展《航空發(fā)動機原理》課程重難點講解，了解學生的疑惑，合理布置學習任務，學生在教學任務的指引下學習自由度更大，使學生作為知識的“創(chuàng)造者”積極投身學習活動，實現(xiàn)師生、生生間的有效互通，構(gòu)建“對話”課堂。

課后學生在線上進行回顧復習、共享交流或分組協(xié)同學習并結(jié)合身學習成果將反思總結(jié)記錄于學習平臺，進行線上交流。線下完成針對性的作業(yè)與任務的同時，讓學生明白發(fā)動機原理的知識與實際的廣泛聯(lián)系，真正體現(xiàn)運用理論知識解決實際問題的意義。教師根據(jù)學生階段性學習效果，兼顧考慮不同學生之間的差異性，設(shè)置相應的擴展任務和擴展性學習資源，給予學生個性化輔導，驅(qū)動不同層次學生學習，充分調(diào)動學生自主探究的積極性，激發(fā)學習興趣與實踐熱情，提高學生運用工程觀點解決實際問題的能力，拓展知識寬度，培養(yǎng)崗位任職能力。

（三）評價改進

對學習效果進行科學、公平的評價是保證教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而采取多元化、全方位的發(fā)展性評價方法是混合教學順利實施的有力保障。混合教學強調(diào)個性化學習，注重學生從基礎(chǔ)到綜合運用的層次化和全面化，關(guān)注學生的自主學習、合作學習能力和實際情形下解決問題的能力，采取知識測試和能力素質(zhì)考核相結(jié)合的評價方式，使評價過程貫穿于課程學習的全過程，實行評價考核的常態(tài)化和全程化，同時促進學生對課程學習情況進行階段性地自我評價和反思。

開課之際，將《航空發(fā)動機原理》課程的考核方式和考核標準在線發(fā)放給學生，并在課堂教學中闡明評價實施細則，使學生更加重視課程的全過程主動學習。綜合形成性評價和終結(jié)性評價，評價過程由師生共同參與，開展教師評價、學生自評、小組評價和學生互評等，對學生的線上學習過程和課堂綜合表現(xiàn)進行全面評價。教師針對學生的在線學習過程記錄，重點關(guān)注學生的自主學習、合作交流能力。對課堂面授環(huán)節(jié)，重點關(guān)注學生的表達能力、協(xié)調(diào)能力和對團隊的貢獻能力。利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺布置的作業(yè)和自測題和網(wǎng)絡(luò)教學平臺的自動批改功能，學生可以進行自我評價，同時，教師也可以引導學生在網(wǎng)絡(luò)教學平臺總結(jié)記錄階段性的學習心得和反思，及時了解學生的學習情況。作為過程性評價的重要組成部分，學習心得和反思總結(jié)可以作為可再用的學習資源和教學改進資源，促進教學過程進入螺旋上升的超循環(huán)過程。在分組項目任務、項目匯報和實踐環(huán)節(jié)等教學模塊完成之后，針對學生取得的項目任務協(xié)作完成情況和項目匯報表現(xiàn)、實踐操作過程和實踐任務分析報告等階段性成果進行小組內(nèi)評價和學生互評，促進學生互相學習和評價能力的培養(yǎng)，有利于激發(fā)學生的積極性。最后將線上、線下評價結(jié)果與作業(yè)任務、課程期末試卷評價結(jié)果相結(jié)合，綜合評價學習成績。

此外，可以通過問卷調(diào)查的方式組織學生將自己的學習感受、對混合教學的建議在教學平臺上反映給教師，以及時獲得學生對教學的反饋，幫助教師掌握教學效果，改進教學。

四、結(jié)束語

隨著航空產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，在信息化普及的基礎(chǔ)之上，在《航空發(fā)動機原理》課程開發(fā)過程中，基于混合教學理念促進信息技術(shù)與課程的全面深度融合，將以教為主和以學為主這兩種教學模式有機結(jié)合，能夠有效利用教學時空，滿足學生對《航空發(fā)動機原理》課程學習的個性化需求，有利于提高學生自主學習能力和職業(yè)綜合能力，提高教學效率和效果。同時，關(guān)于《航空發(fā)動機原理》課程的改革是一項長期工程，混合教學理念引起了學生的認知模式、學習方式以及教師的教學模式、教學策略和角色的變革，教學組織對教師的素質(zhì)和能力和學生的自主學習能力和創(chuàng)新能力提出了更高的要求。需要教師進一步學習新的教學理論并創(chuàng)新性地結(jié)合航空發(fā)動機原理理論進行混合教學的實踐和理論創(chuàng)新，需要具備更強線上線下混合教學組織能力并付出更多的實踐和精力，對于教師的綜合組織能力是極大的挑戰(zhàn)。另外，進一步增強校企合作，結(jié)合多方面的力量，以工作過程和職業(yè)素養(yǎng)為導向，采取多樣化的混合模式對課程進行深度開發(fā)，以提升航空發(fā)動機相關(guān)的專業(yè)教學質(zhì)量和航空專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，值得進一步深入探索。

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