混合式教學(xué)在“水輪機(jī)”課程中的探索與應(yīng)用

毛秀麗 李挺 陳帝伊

摘? ? 要：為了切實(shí)提高本科生教學(xué)質(zhì)量，在分析了線上教學(xué)與線下教學(xué)各自特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了對(duì)“水輪機(jī)”課程運(yùn)用混合式教學(xué)模式的探索與實(shí)踐。實(shí)踐表明，線上教學(xué)與線下教學(xué)互補(bǔ)的教學(xué)方式，有助于提升“水輪機(jī)”課程的教學(xué)效果。在此基礎(chǔ)上，完善創(chuàng)新型課本二維碼建設(shè)及校企共建教學(xué)資源庫(kù)，對(duì)建設(shè)專業(yè)課程意義重大。

關(guān)鍵詞：水輪機(jī);混合式教學(xué);單一教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.3? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2020）09-0040-02

“水輪機(jī)”課程的課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握水輪機(jī)工作原理、相似理論及主要綜合特性曲線的應(yīng)用，以及水輪機(jī)正確選型和主要參數(shù)的計(jì)算方法。實(shí)踐教學(xué)部分則要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解各類型水輪機(jī)結(jié)構(gòu)組成及機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，并將所學(xué)理論知識(shí)在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用。此外，學(xué)生對(duì)水輪機(jī)各部件的設(shè)計(jì)方法和制造工藝有一定的了解，可為他們將來(lái)在水輪機(jī)制造企業(yè)及水電站運(yùn)行管理等部門(mén)工作打下基礎(chǔ)。“水輪機(jī)”課程作為專業(yè)核心課，其具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性與實(shí)踐性，理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式對(duì)教師和學(xué)生提出了更高的要求和挑戰(zhàn)[1]。如果囿于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，則很難面對(duì)這樣的挑戰(zhàn)。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與普及促進(jìn)了線上教學(xué)平臺(tái)的成長(zhǎng)，多樣化的學(xué)習(xí)方式進(jìn)入了教師與學(xué)生的視野[2]。但是針對(duì)核心專業(yè)課程開(kāi)展線上與線下相結(jié)合的混合教學(xué)模式的教學(xué)改革較少。今年春節(jié)前夕爆發(fā)的新型冠狀病毒疫情，導(dǎo)致學(xué)校無(wú)法按原定計(jì)劃復(fù)課。但在國(guó)家強(qiáng)有力的部署下，教育系統(tǒng)通過(guò)線上教學(xué)實(shí)現(xiàn)了“停課不停教、不停學(xué)”的良好局面，并為開(kāi)展混合式教學(xué)提供了一個(gè)契機(jī)。本文以“水輪機(jī)”課程為依托，嘗試了對(duì)該課程進(jìn)行混合式教學(xué)的改革。

一、單一教學(xué)方式存在的問(wèn)題分析

教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”雙方面組成了教學(xué)行為[3]，二者的協(xié)同性直接決定教學(xué)質(zhì)量。從教學(xué)行為方式這個(gè)角度上剖析，可發(fā)現(xiàn)線上教學(xué)與線下教學(xué)存在的問(wèn)題如下。

（一）線下教學(xué)中存在的問(wèn)題

面對(duì)諸如新型冠狀病毒此類不可預(yù)測(cè)的客觀性災(zāi)難，線下教學(xué)模式因缺乏靈活性而不能正常開(kāi)展。對(duì)于人數(shù)逾百的大課，教學(xué)質(zhì)量受到硬件條件的限制，如教師在課堂上要用PPT演示授課內(nèi)容時(shí)，后排學(xué)生無(wú)法看清PPT的演示內(nèi)容等。此外，在線下教學(xué)中教師只能顧及大部分學(xué)生的課堂反映，不能實(shí)時(shí)掌握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況;而學(xué)生的學(xué)習(xí)能力參差不齊，使得部分學(xué)生在課堂上并不能掌握教師所講內(nèi)容，導(dǎo)致“教”與“學(xué)”的脫節(jié)。上述問(wèn)題普遍存在于各大高校的課堂教學(xué)之中，如何解決值得每一位教師深思。

（二）線上教學(xué)中存在的問(wèn)題

線上教學(xué)的開(kāi)展在很大程度上依賴于參與者的網(wǎng)絡(luò)寬帶與服務(wù)器的處理能力。2020年2月份全國(guó)推廣基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的線上教學(xué)，其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)崩盤(pán)和卡課的現(xiàn)象層出不窮，嚴(yán)重打亂了正常的教學(xué)秩序。線上教學(xué)課堂互動(dòng)多為文字表述，一方面教學(xué)效果沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)好，另一方面容易讓學(xué)生的學(xué)習(xí)出現(xiàn)跟風(fēng)的現(xiàn)象，人云亦云，重復(fù)前一位學(xué)生答案。在隨堂演練過(guò)程中，教師無(wú)法直接觀察到學(xué)生的具體情況，亦無(wú)法察覺(jué)學(xué)生是否在線聽(tīng)課還是掛機(jī)。上述現(xiàn)象是線上教學(xué)不可避免的弊端所在。

此外，線上教學(xué)的內(nèi)容表達(dá)受到一定程度的限制。一方面，“水輪機(jī)”等工科類專業(yè)課程涉及多類復(fù)雜機(jī)械圖形及公式，線上教學(xué)在線畫(huà)圖不方便。由于每次屏幕呈現(xiàn)內(nèi)容有限，使得公式推導(dǎo)前后內(nèi)容難以連接起來(lái)，從而讓復(fù)雜公式推導(dǎo)過(guò)程的演練較為困難。另一方面，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建可以實(shí)現(xiàn)線上的實(shí)驗(yàn)課程，但局限于簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)。對(duì)一些專業(yè)課實(shí)驗(yàn)，如基于不同工況水輪機(jī)運(yùn)行等實(shí)驗(yàn)，線上教學(xué)目前無(wú)法按實(shí)際情況呈現(xiàn)。

二、“水輪機(jī)”課程混合式教學(xué)的探索與應(yīng)用

西北農(nóng)林科技大學(xué)“水輪機(jī)”課程3個(gè)學(xué)分，48課時(shí)（第一章緒論10課時(shí)，第二章水輪機(jī)工作原理6課時(shí)，第三章水輪機(jī)空化與空蝕8課時(shí)，第四章水輪機(jī)相似理論10課時(shí)，第五章水輪機(jī)特性與特性曲線8課時(shí)，第六章水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)2課時(shí)，第七章反擊式水輪機(jī)引水室、第八章反擊式水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)、第九章水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪設(shè)計(jì)與第十章水輪機(jī)尾水管共計(jì)2課時(shí)，第十一章水輪機(jī)運(yùn)行檢修、第十二章水輪機(jī)新技術(shù)共計(jì)2課時(shí)）。教師在規(guī)定課時(shí)內(nèi)講授課程全部?jī)?nèi)容并不可行，因此對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行合理的調(diào)整與遴選、采用多樣化授課方式等，是提高課程教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。

（一）創(chuàng)新教學(xué)方式

改革專業(yè)課程教學(xué)方式不僅是當(dāng)下的重要任務(wù)，更是長(zhǎng)久之計(jì)。在線下教學(xué)中，罕見(jiàn)有學(xué)生主動(dòng)向教師請(qǐng)教課業(yè)問(wèn)題，答疑解惑比率極低。但是線上教學(xué)卻讓那些平時(shí)不愛(ài)發(fā)問(wèn)的學(xué)生變身“鍵盤(pán)俠”，學(xué)生通過(guò)小窗口向教師發(fā)送問(wèn)題人數(shù)可達(dá)50%。而且化身“鍵盤(pán)俠”的學(xué)生所詢問(wèn)的問(wèn)題質(zhì)量經(jīng)常出乎教師預(yù)料，該方式極大地提高了學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的參與感與創(chuàng)新意識(shí)。無(wú)獨(dú)有偶，很多教師一改平時(shí)上課過(guò)于拘謹(jǐn)或是照本宣科的狀態(tài)，在屏幕中更能放開(kāi)并展現(xiàn)出不同程度的幽默風(fēng)趣，使得課堂氛圍積極而熱烈。在線上教學(xué)過(guò)程中，課堂作業(yè)的進(jìn)行方式也展現(xiàn)出一定的特色，可按照學(xué)生學(xué)號(hào)順序編制排列組合函數(shù)，所留小作業(yè)采用學(xué)生互批方式，并展示在教學(xué)群中。實(shí)踐表明，該方式一方面盡可能避免出現(xiàn)作業(yè)相互抄襲現(xiàn)象，另一方面讓學(xué)生改變了對(duì)待作業(yè)的態(tài)度，提高了學(xué)習(xí)積極性。

性能優(yōu)良的網(wǎng)課平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋及強(qiáng)度是線上教學(xué)得以順利開(kāi)展的保障。在開(kāi)展線上教學(xué)時(shí)，出現(xiàn)的學(xué)生“跟風(fēng)”問(wèn)題、聽(tīng)課掛機(jī)問(wèn)題、在師生進(jìn)行互動(dòng)時(shí)打字浪費(fèi)時(shí)間問(wèn)題、連麥回答依賴于學(xué)生所處環(huán)境等問(wèn)題，都制約著師生互動(dòng)的效果與效率。因此，若能開(kāi)發(fā)一種智能檢測(cè)系統(tǒng)嵌入教學(xué)平臺(tái)，從根本上避免此類問(wèn)題的發(fā)生，則線上教學(xué)效果將得到極大的提升。此外，線上教學(xué)可依賴于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，而對(duì)于偏復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)則須現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。綜上所述，混合式教學(xué)方式能從“教”與“學(xué)”兩個(gè)方面有效提高課程教學(xué)效果。

通過(guò)對(duì)89位聽(tīng)課學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)研可知，學(xué)生對(duì)網(wǎng)速滿意度達(dá)97.75%，課后主動(dòng)咨詢過(guò)教師問(wèn)題的學(xué)生占50.56%，對(duì)網(wǎng)絡(luò)形式作業(yè)滿意度達(dá)98.88%。覺(jué)得線上教學(xué)對(duì)“水輪機(jī)”課程學(xué)習(xí)很有幫助的學(xué)生占66.29%，認(rèn)為有些幫助的學(xué)生占33.71%。

（二）優(yōu)化師資，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享

國(guó)內(nèi)高校諸多教授同時(shí)兼任行政職務(wù)，雙肩挑的工作導(dǎo)致教授給本科生上課機(jī)會(huì)偏少。線上教學(xué)能集合較多學(xué)生同時(shí)開(kāi)課，為教授開(kāi)展本科教學(xué)工作提供了較好的平臺(tái)。此外，還可統(tǒng)籌教師專業(yè)特長(zhǎng)，結(jié)合教師科研內(nèi)容對(duì)專業(yè)課程組隊(duì)開(kāi)展線上教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)。從全國(guó)同專業(yè)同課程角度講，建立資源庫(kù)共享線上教學(xué)資源，不僅可以促進(jìn)教師之間的互相學(xué)習(xí)，也可以促使學(xué)生學(xué)多人之所長(zhǎng)。一些學(xué)習(xí)能力偏弱的學(xué)生，可通過(guò)多次觀看學(xué)習(xí)教學(xué)資料庫(kù)，提高學(xué)習(xí)效果。

值得一提的是可以開(kāi)展課本二維碼的建設(shè)工作。諸如能源類工科專業(yè)涉及諸多復(fù)雜機(jī)械，對(duì)于課本上現(xiàn)有的二維圖學(xué)生理解機(jī)組結(jié)構(gòu)極為困難。因此，若能將三維設(shè)計(jì)模型加入到資源庫(kù)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到某個(gè)機(jī)組工程圖難以理解，就可以掃描課本圖旁二維碼觀看其三維結(jié)構(gòu)將會(huì)極大提高教學(xué)效果。

由水輪機(jī)制造企業(yè)及水電站等部門(mén)參與建設(shè)的在線資源庫(kù)，包含深厚的工程實(shí)踐知識(shí)。以往本科教學(xué)除實(shí)習(xí)外，鮮見(jiàn)企業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)課堂，并且工程實(shí)踐很難準(zhǔn)確無(wú)誤地反映到課本上來(lái)。為水輪機(jī)制造、運(yùn)行檢修等過(guò)程搭建線上平臺(tái)，無(wú)疑是有助于從本質(zhì)上提高教學(xué)效果，讓師生均受益，為學(xué)生以后選擇明確工作方向奠定基礎(chǔ)。下面的圖1即為本文“水輪機(jī)”課程混合式教學(xué)模式圖。

三、結(jié)論

實(shí)踐證明，混合式教學(xué)方式有助于提升“水輪機(jī)”這門(mén)專業(yè)課的教學(xué)效果。該教學(xué)方式對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)有重要意義，在引導(dǎo)學(xué)生夯實(shí)理論的同時(shí)，可通過(guò)校企聯(lián)合等方式提高了學(xué)生工程意識(shí)與工程素養(yǎng)。利用先進(jìn)手段開(kāi)展教學(xué)不僅能夠統(tǒng)籌安排教師資源，且讓教授更多地參與到本科生教學(xué)中成為可能?！八啓C(jī)”課程教學(xué)資源庫(kù)的建設(shè)不僅豐富了學(xué)生學(xué)習(xí)資源，更是有效地解決了課時(shí)少等問(wèn)題。

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[責(zé)任編輯? 李金波]