線上線下混合式教學(xué)模式的應(yīng)用探索
——以傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)課程為例

李莉平

(嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，浙江嘉興，314036)

一、引言

教育部在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中提出要推動(dòng)形成基于信息技術(shù)的新型教育教學(xué)模式，促進(jìn)教育信息化，充分發(fā)揮信息技術(shù)對(duì)教育的革命性影響作用。[1]基于信息化技術(shù)的混合式教學(xué)是將傳統(tǒng)教學(xué)和在線教學(xué)結(jié)合起來，形成線上與線下優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、過程交叉的教學(xué)模式。[2]線上是指網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生進(jìn)行線上學(xué)習(xí)時(shí)可以自主控制在線學(xué)習(xí)的時(shí)間、地點(diǎn)、路徑和進(jìn)度。線下是指教師與學(xué)生面對(duì)面交流，線下教學(xué)能有效解決教學(xué)中的重難點(diǎn)問題，完成課程實(shí)操訓(xùn)練。線上和線下混合式教學(xué)不是將不同時(shí)段的線上和線下教學(xué)機(jī)械地疊加在一起，而是將它們有機(jī)地融合在一起，在教學(xué)實(shí)施過程中要形成二者時(shí)而獨(dú)立，時(shí)而“你中有我，我中有你”的局面。[3]線上和線下混合式教學(xué)實(shí)施時(shí)教師將由施教者的角色變?yōu)橹笇?dǎo)者的角色，學(xué)生由被動(dòng)變主動(dòng)，學(xué)習(xí)活動(dòng)更加豐富多彩，教學(xué)方法靈活多變，能更好地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)，知識(shí)的掌握也由淺入深，最后發(fā)展為深度學(xué)習(xí)。[4]近十年，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)手段的多樣化，信息資源的愈加豐富，混合式教學(xué)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段，成為現(xiàn)代教學(xué)手段中的一種主流模式。

二、教學(xué)現(xiàn)狀分析

傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)及電子自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，其主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是傳感器及自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。該課程幾乎涉及所有科學(xué)技術(shù)的交叉應(yīng)用。由于傳感器不同，其工作原理各異，理論上以物理“效應(yīng)”、化學(xué)“反應(yīng)”、生物“機(jī)理”為基礎(chǔ)，與通信技術(shù)、信息技術(shù)等多門學(xué)科密切相關(guān)。在設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用等方面，它涉及電工電子技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、化學(xué)化工技術(shù)、生物技術(shù)等多領(lǐng)域的知識(shí)。因此，傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)課程是一門多學(xué)科交叉、知識(shí)互相滲透的課程。由于該課程知識(shí)范圍廣，密集性極高，理論性強(qiáng)，所涉及的概念抽象而難以理解，加上高職院校學(xué)生在學(xué)習(xí)上普遍存在基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)能力較弱等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程內(nèi)容時(shí)必然存在一定困難，很難實(shí)現(xiàn)“理論—實(shí)踐—理論”的知識(shí)體系提升。

對(duì)以往傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)教學(xué)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式的課堂上教師基本上是使用較為單一、傳統(tǒng)的方式進(jìn)行講授，如PPT展示或板書。由于時(shí)間和空間的限制，學(xué)生在課堂上無法快速理解或吸收課堂教學(xué)內(nèi)容，課后沒有學(xué)習(xí)或交流平臺(tái)補(bǔ)充學(xué)習(xí)，知識(shí)的空白度逐漸升高，產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙，最終導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣下降。本研究的問卷調(diào)查顯示，學(xué)生普遍認(rèn)為傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)于在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下成長(zhǎng)起來的他們來說吸引力較弱，課堂教學(xué)枯燥無味，課程知識(shí)體系結(jié)構(gòu)及內(nèi)容難以掌握。他們希望課堂上能經(jīng)常有新鮮、新奇、有趣、刺激的事物出現(xiàn)，刺激他們的感官，活躍他們的思維，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望。

基于以上情況，結(jié)合線上線下混合式教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，本研究對(duì)傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)課程進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)模式的探索和實(shí)踐，旨在改善課程教學(xué)效果。

三、改革方向

(一)提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力

傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)課程所覆蓋的知識(shí)面廣，涉及物理、生物、化學(xué)、信息技術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，而高職學(xué)生普遍基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，這些都給教學(xué)活動(dòng)的開展帶來了一定的困難。教師可以在教學(xué)過程中使用混合式教學(xué)模式，采用線上和線下兩種途徑開展教學(xué)，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)學(xué)生的課前預(yù)習(xí)，把傳統(tǒng)的課堂講授通過微視頻的形式前移，給予學(xué)生充分的時(shí)間完成學(xué)科知識(shí)的自我學(xué)習(xí)，盡可能讓每個(gè)學(xué)生都帶著較好的知識(shí)基礎(chǔ)走進(jìn)教室，從而充分保障課堂教學(xué)質(zhì)量。

(二)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果

傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)課程因?yàn)樗婕暗膫鞲衅鞣N類繁多、應(yīng)用領(lǐng)域廣，所以具有知識(shí)點(diǎn)多、章節(jié)不連續(xù)、知識(shí)模塊多的特點(diǎn)，這給學(xué)生認(rèn)知帶來了一定的難度。傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于教師及時(shí)幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，不利于學(xué)生吸收知識(shí)。教師可以使用混合式教學(xué)模式，合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué)過程，充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信工具，使用音頻、視頻等資源，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況在課堂上適當(dāng)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度，加強(qiáng)重難點(diǎn)的講解，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)。同時(shí)，教師可以借助線上和線下混合式教學(xué)模式，組織學(xué)生開展討論、反復(fù)學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、舉一反三，幫助學(xué)生更好地吸收知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。課后學(xué)生還可根據(jù)資源庫(kù)延伸課堂教學(xué)，進(jìn)一步復(fù)習(xí)與強(qiáng)化已學(xué)知識(shí)內(nèi)容。

(三)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和課堂參與度

傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)屬于理論類課程，傳統(tǒng)的教學(xué)模式很容易使整個(gè)教學(xué)過程枯燥無味，而且高職學(xué)生因自身基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)積極性普遍不高，這使得課堂教學(xué)更難開展。采用線上和線下混合式教學(xué)模式，在課堂上教師可根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，充分合理利用資源庫(kù)和現(xiàn)代信息技術(shù)，適時(shí)開展線上線下討論，以更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂參與度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)學(xué)生與學(xué)生之間、教師與學(xué)生之間的互動(dòng)，提高學(xué)生的思考能力、創(chuàng)新能力和批判性思維。

(四)擴(kuò)展學(xué)習(xí)時(shí)間和空間

教師可以針對(duì)傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)的知識(shí)體系特征，采用線上和線下混合式教學(xué)模式，重構(gòu)傳統(tǒng)課堂教學(xué)，充分利用在線教學(xué)平臺(tái)拓展教與學(xué)的時(shí)間和空間，使教和學(xué)不一定都要在同一時(shí)間和地點(diǎn)發(fā)生，學(xué)生可隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，教師可隨時(shí)隨地解惑，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)。

四、具體措施

混合式教學(xué)改革充分發(fā)揮了現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效整合資源，合理設(shè)計(jì)課程，具體做法如下。

(一)軟件建設(shè)

軟件建設(shè)的主要任務(wù)是建設(shè)線上課程。本課程基于SPOC模式在浙江省高等學(xué)校在線開放課程共享平臺(tái)上創(chuàng)建線上課程，作為線上教學(xué)資源的主要構(gòu)成。SPOC模式主要倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、互動(dòng)學(xué)習(xí)，課程設(shè)計(jì)上要求以學(xué)生為中心，教師則為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者和協(xié)調(diào)者。[5]基于SPOC模式的線上課程依據(jù)課程知識(shí)體系特征，將課程內(nèi)容按照傳感器的工作原理進(jìn)行模塊分類，每個(gè)模塊均分設(shè)學(xué)情分析、微課、趣味動(dòng)畫、實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練、討論交流、積分榜單、創(chuàng)新創(chuàng)強(qiáng)、拓展資源等子項(xiàng)，在線課程知識(shí)和內(nèi)容由淺入深，各模塊交互便捷。

混合式教學(xué)改革除了在平臺(tái)上創(chuàng)建SPOC課程，還基于QQ、釘釘?shù)壬缃幻襟w軟件創(chuàng)建了輔助交流平臺(tái)，主要用于課堂教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)，使得課堂教學(xué)中師生交流更便捷、信息反饋更快速。

(二)硬件建設(shè)

硬件建設(shè)包含實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)和智慧教室建設(shè)兩部分內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)主要是建設(shè)接近真實(shí)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器實(shí)驗(yàn)室。在設(shè)備方面，使用的傳感器均為工業(yè)用傳感器，采用分塊式模塊化結(jié)構(gòu)，既可以單獨(dú)使用，又可以通過專用接口模塊進(jìn)行組合。主要包括位移、色標(biāo)、視覺、光纖、光電、接近、溫度、液位、壓力等多模塊傳感器，覆蓋了大部分工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的傳感器，同時(shí)設(shè)備配有物聯(lián)網(wǎng)傳感擴(kuò)展單元。實(shí)訓(xùn)基地硬件設(shè)施齊全，主要用于教師課堂教學(xué)展示演示、學(xué)生實(shí)訓(xùn)、課后學(xué)生開發(fā)拓展項(xiàng)目。開發(fā)拓展項(xiàng)目屬于學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)強(qiáng)階段，有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。

為了更好地實(shí)施混合式教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)效果，智慧教室也是不可缺少的一部分。智慧教室主要是為教學(xué)創(chuàng)造智能化的網(wǎng)絡(luò)空間，平臺(tái)搭載有多媒體、網(wǎng)絡(luò)及智能教學(xué)裝備，為教師現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)提供人性化的智能互動(dòng)空間，營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍，促進(jìn)課堂教學(xué)有效進(jìn)行，同時(shí)也可實(shí)施遠(yuǎn)程教學(xué)。

(三)教學(xué)模式構(gòu)建

整合課程軟件、硬件資源，構(gòu)建混合式教學(xué)模式并應(yīng)用于課前、課中、課后三個(gè)階段。

1.課前

課前實(shí)施分兩部分內(nèi)容，主要包括主題信息收集和課程預(yù)習(xí)兩個(gè)環(huán)節(jié)。主題信息收集通常是在課前通過信息平臺(tái)發(fā)布主題任務(wù)，讓學(xué)生以小組為單位收集課題信息并匯總上傳至學(xué)習(xí)平臺(tái)討論區(qū)。以光電式傳感器單元教學(xué)為例，教師在課前要求學(xué)生以小組為單位使用智慧設(shè)備收集監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)收集圖片或視頻，并上傳至線上交流區(qū)。教師將在課堂上以此信息作為課程導(dǎo)入依據(jù)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)光電傳感裝置的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望。課程預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)主要在學(xué)習(xí)平臺(tái)上進(jìn)行，學(xué)生完成教師規(guī)定的SPOC課程相關(guān)內(nèi)容，如微課學(xué)習(xí)、資料閱讀等，對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，對(duì)新章節(jié)的重難點(diǎn)先有初步的認(rèn)識(shí)并提出問題，以此保證課堂上能更好地消化吸收教學(xué)內(nèi)容。

2.課中

課堂教學(xué)實(shí)施分為教師主導(dǎo)階段和學(xué)生主導(dǎo)階段。教師主導(dǎo)階段主要由教師通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)、問題導(dǎo)向、翻轉(zhuǎn)課堂等方法和手段引導(dǎo)學(xué)生參與并完成重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生的疑難問題進(jìn)行詳細(xì)的講解、歸納、總結(jié)、點(diǎn)評(píng)。學(xué)生主導(dǎo)階段以學(xué)生為主，學(xué)生按教師要求完成重難點(diǎn)知識(shí)的延伸理解、課堂分組討論總結(jié)、小組對(duì)戰(zhàn)等內(nèi)容。例如，在開展“電子秤單臂電橋性能實(shí)訓(xùn)”項(xiàng)目課堂教學(xué)時(shí)，教師先利用學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布任務(wù)書及相關(guān)教學(xué)資源，并進(jìn)行必要的安全教育和注意事項(xiàng)演示，然后要求學(xué)生分組討論現(xiàn)有任務(wù)書，要求制訂項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，明確操作要點(diǎn)，接著使用智慧投屏、翻轉(zhuǎn)課堂、小組對(duì)戰(zhàn)等手段和方法幫助學(xué)生進(jìn)一步完善和細(xì)化項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，最后學(xué)生自主完成調(diào)試項(xiàng)目，通過智能設(shè)備拍照并進(jìn)行智慧投屏。教師組織學(xué)生對(duì)結(jié)果進(jìn)行組內(nèi)討論、小組對(duì)戰(zhàn)、小組互評(píng)，教師對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

3.課后

課堂教學(xué)結(jié)束后教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)上發(fā)布用于鞏固教學(xué)內(nèi)容的課后練習(xí)和拓展項(xiàng)目。課后練習(xí)形式多樣，有在線答題、調(diào)查研究報(bào)告等多種形式。同時(shí)，學(xué)習(xí)資源平臺(tái)上提供了多個(gè)拓展項(xiàng)目及相關(guān)資料和信息，學(xué)生可自由選擇項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)，利用線下傳感器與智能檢測(cè)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室、電子電工實(shí)訓(xùn)室硬件設(shè)備，完成智能檢測(cè)系統(tǒng)的裝調(diào)與測(cè)試。課后拓展項(xiàng)目的開發(fā)旨在讓學(xué)生在近似工業(yè)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行傳感器電路的安裝和調(diào)試，使學(xué)生可以深入地了解各類傳感器在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的使用及檢測(cè)，進(jìn)一步豐富線下教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工業(yè)傳感器的應(yīng)用選型、故障分析與診斷等能力。

五、實(shí)施效果

為了更好地了解線上線下混合式教學(xué)模式的教學(xué)效果，本研究對(duì)大數(shù)據(jù)平臺(tái)所記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，并對(duì)使用線上線下混合式教學(xué)前、后兩批次各140名教學(xué)對(duì)象分別進(jìn)行了線下問卷調(diào)查，綜合調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。

表1 線上線下混合式教學(xué)改革前、后教學(xué)效果調(diào)查情況表

以上數(shù)據(jù)結(jié)果顯示：采用線上線下混合式教學(xué)模式能明顯改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性也有了很大的提高，能更好地專注于課堂教學(xué)，積極參與教師組織的課堂互動(dòng)，按時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，通過測(cè)試，學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)普遍表現(xiàn)良好，較傳統(tǒng)教學(xué)有了大幅度提升。

六、結(jié)語

研究表明，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使用線上線下混合式教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教法靈活多變、過程可控性強(qiáng)，使得課堂變得生動(dòng)有趣，擴(kuò)大了學(xué)習(xí)空間，豐富了教學(xué)內(nèi)容，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生提供了發(fā)展學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，線上線下混合式教學(xué)的課程評(píng)價(jià)體系較復(fù)雜，評(píng)價(jià)內(nèi)容多，信息反饋不夠及時(shí)，今后將加強(qiáng)這些方面的研究。