線上線下混合式教學(xué)模式探索與實踐
——以“通信原理”課程為例

沙 楠，郭明喜，高媛媛，謝 威，許 魁，申麥英

(陸軍工程大學(xué) 通信工程學(xué)院，江蘇 南京 210007)

一、引言

2018年10月，教育部提出要積極推廣混合式教學(xué)，大力推進(jìn)智慧教室建設(shè)，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。隨后又提出實施一流本科課程“雙萬計劃”，打造在線課程與本校課堂教學(xué)相融合的混合式“金課”，并明確了線上線下混合式一流課程認(rèn)定辦法[1]。近年來，隨著信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)的深度融合，以及教育部一系列相關(guān)舉措的落地，國內(nèi)高校積極探索線上線下混合式教學(xué)發(fā)展路徑，混合式教學(xué)呈現(xiàn)迅猛增長態(tài)勢，必將成為未來教學(xué)的新常態(tài)。

“通信原理”是陸軍工程大學(xué)通信工程學(xué)院通信工程本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。該課程是對實際通信系統(tǒng)的抽象和概括，并揭示其共性規(guī)律，旨在建立通信系統(tǒng)整體框架的概念，在系統(tǒng)級、模塊級層次上研究、分析通信系統(tǒng)的基本組成、基本原理以及系統(tǒng)設(shè)計的基本方法，在整個人才培養(yǎng)方案的課程體系中處于承上啟下的關(guān)鍵地位，既是對先修課程的綜合與應(yīng)用，又為后續(xù)首次任職課程提供重要支撐。該課程重在培養(yǎng)學(xué)員的抽象概括能力、總結(jié)歸納能力、自學(xué)能力及創(chuàng)新精神，強(qiáng)化科學(xué)的思維方式，培養(yǎng)滿足任職需求的工程素養(yǎng)。本文以“通信原理”課程為例，探討線上線下混合式教學(xué)的實施方法，以期為當(dāng)前新型教學(xué)模式的探索提供理論依據(jù)和方法抓手。

二、混合式課程教學(xué)理念與目標(biāo)

(一)教學(xué)改革理念

線上線下混合式課程是線上課程(MOOC或SPOC)與線下課程(實體課堂課程)相結(jié)合的一種課程，其目的是推動課堂革命與學(xué)習(xí)革命，使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)向主動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。從形態(tài)上看，具有三大特征：線上+線下、翻轉(zhuǎn)課堂、師生高效互動。在這種模式下，遵循什么樣的教學(xué)理念是課程改革建設(shè)必須厘清的首要問題。實施混合式課程教學(xué)一是要體現(xiàn)“以學(xué)為中心”的教學(xué)特點，即堅持立德樹人以及“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的基本原則；二是要體現(xiàn)“兩性一度”的教學(xué)要求，即提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)度。

對于“通信原理”課程而言，需要在教學(xué)過程中貫徹如下基本理念：一是“知識傳授與能力培養(yǎng)并重”，在傳授通信原理知識的基礎(chǔ)上，著力培養(yǎng)學(xué)員獨立獲取新知識的能力和科學(xué)的思維方式；二是“理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重”，在理論教學(xué)的過程中，強(qiáng)化實踐教學(xué)，將課堂演示實驗和系統(tǒng)模塊設(shè)計實驗有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)員將理論應(yīng)用于實踐的工程意識及工程素養(yǎng)；三是“學(xué)員主體與教員主導(dǎo)并重”，確立教員主導(dǎo)下的學(xué)員主體地位，給學(xué)員更多的思維時間和空間，探索和實踐線上線下混合式教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)員的創(chuàng)新意識；四是“過程管理與目標(biāo)管理并重”，充分利用在線平臺、智慧教學(xué)工具等手段對學(xué)員的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行全過程、多方位的監(jiān)管，促進(jìn)目標(biāo)達(dá)成。

(二)課程教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)理念決定教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計，教員在確定線上線下混合式課程教學(xué)目標(biāo)時既要堅持“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的基本原則，又要對標(biāo)國家一流本科課程“兩性一度”的要求，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造“三位一體”的育人功能。因此，“通信原理”課程教學(xué)目標(biāo)應(yīng)滿足學(xué)員對深層次知識掌握、高階能力發(fā)展和情感升華三個方面的需求。

1.知識目標(biāo)

能夠闡述通信系統(tǒng)的整體框架，會計算通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)，并進(jìn)行綜合性能評估；能夠闡述通信系統(tǒng)的基本概念，闡釋各模塊的工作原理以及相互之間的有機(jī)聯(lián)系；能夠?qū)Ω黝愅ㄐ畔到y(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)級、模塊級理論分析和設(shè)計。

2.能力目標(biāo)

能夠在軟硬件平臺上完成通信系統(tǒng)及主要模塊的仿真和測試；能夠設(shè)計增強(qiáng)實際通信系統(tǒng)有效性和可靠性的技術(shù)方案，提升在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力和創(chuàng)造執(zhí)行力；具備掌握通信領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)出來的新理論新技術(shù)的能力和長遠(yuǎn)發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3.情感目標(biāo)

提升高階思維能力和創(chuàng)新意識；形成理論指導(dǎo)實際的科學(xué)態(tài)度，具備細(xì)節(jié)與全局并重、當(dāng)前與長遠(yuǎn)兼顧、問題與創(chuàng)新迭代的辯證思維；樹立軍人特有的政治觀、職業(yè)觀，形成科學(xué)精神、戰(zhàn)斗精神和家國情懷。

三、混合式課程教學(xué)設(shè)計

教學(xué)設(shè)計也就是課程再造，是指以新思維新方法和新手段，對課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化選擇，對課程教學(xué)方法借助新型教學(xué)手段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計與實施，進(jìn)而使課程展現(xiàn)出更寬廣的視野、更深邃的內(nèi)涵以及更有特色的內(nèi)容體系。教學(xué)設(shè)計包括教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法設(shè)計、教學(xué)活動設(shè)計和考核評價設(shè)計等方面。

(一)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

教學(xué)內(nèi)容不是教材內(nèi)容，需要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和學(xué)情進(jìn)行重構(gòu)。要強(qiáng)調(diào)廣度和深度，體現(xiàn)科學(xué)性；要與時俱進(jìn)，及時將新學(xué)科、新理念以及學(xué)術(shù)前沿成果融入教學(xué)內(nèi)容；要從以教師教為中心到以學(xué)生學(xué)為中心轉(zhuǎn)變，基于MOOC，結(jié)合實際學(xué)情，以SPOC形式對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)；要增加研究性、創(chuàng)新性、綜合性內(nèi)容，加大學(xué)生學(xué)習(xí)投入，科學(xué)“增負(fù)”，讓學(xué)生體驗“跳一跳才能夠得著”的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)。

“通信原理”課程以國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，結(jié)合軍隊特色，突出內(nèi)容的系統(tǒng)性和支撐性，體現(xiàn)內(nèi)容的高階性和創(chuàng)新性，強(qiáng)化內(nèi)容的鑄魂性和為戰(zhàn)性。在體系化課程框架內(nèi)，對理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體梳理，形成基礎(chǔ)知識、模擬通信、數(shù)字通信和同步原理四部分九個知識單元；對講授知識點進(jìn)行整合，即將分散在不同章節(jié)中但具有共性的教學(xué)內(nèi)容挖掘提煉出來，進(jìn)一步梳理知識體系、精煉教學(xué)內(nèi)容；將通信系統(tǒng)涉及到的主要模塊映射到具體的通信裝備或戰(zhàn)場通信環(huán)境中，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)的軍事應(yīng)用場景；采用仿真演示和自主實驗相結(jié)合的方式，設(shè)計層次化的實驗項目，做到因材施教。此外，結(jié)合通信技術(shù)的發(fā)展以及實驗條件的改善，適時更新理論和實踐教學(xué)內(nèi)容，把通信領(lǐng)域的新發(fā)展、新成果及時融入課堂，使教學(xué)內(nèi)容具有時代性和先進(jìn)性。以科學(xué)思想、辯證思維、家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)為主線設(shè)計思政元素，將課程內(nèi)容與思政元素深度融合，進(jìn)一步筑牢學(xué)員思想根基。

(二)教學(xué)方法設(shè)計

教學(xué)方法應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性與互動性，大力推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，改進(jìn)原有在線教學(xué)、課堂教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)中常用的教學(xué)方法，積極引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式與個性化學(xué)習(xí)，驅(qū)動學(xué)生高階思維能力發(fā)展。

“通信原理”課程具有“概念多且復(fù)雜、技術(shù)原理抽象難懂”等特點。在具體實施時，挑選難度適中的初級內(nèi)容，由學(xué)員在線上通過MOOC自主完成學(xué)習(xí)，精選重難點內(nèi)容，以“MOOC+SPOC”形式解決網(wǎng)絡(luò)課堂差異化和因材施教問題；線下課堂教學(xué)針對重難點問題進(jìn)行深度挖掘和重構(gòu)，創(chuàng)設(shè)探究式的研討學(xué)習(xí)環(huán)境，推動課堂向挑戰(zhàn)度和高階性發(fā)展。在這個過程中，采用源自生活實踐的啟發(fā)式教學(xué)、自主發(fā)現(xiàn)重現(xiàn)過程的探究式教學(xué)，以及問題驅(qū)動式、討論式和對比/類比式等多種教學(xué)方法，遵循因材施教原則，適當(dāng)弱化繁瑣的理論推導(dǎo)，注重結(jié)論的理解和靈活運(yùn)用。教學(xué)手段也要與時俱進(jìn)，通過雨課堂教學(xué)平臺和智慧教室，將現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，提高教學(xué)效果。將仿真演示引入課堂教學(xué)，化抽象為具體，化枯燥為生動，提高學(xué)員對所學(xué)理論的感性認(rèn)識。利用思維導(dǎo)圖總結(jié)知識體系，使脈絡(luò)更清晰，促進(jìn)學(xué)員對復(fù)雜知識的理解和把握。

(三)教學(xué)活動設(shè)計

課程既需要“教”，又需要“學(xué)”，而學(xué)生“學(xué)”主要是通過設(shè)計不同教學(xué)活動來促進(jìn)的[2]，可分為課前、課中和課后三個階段，如圖1所示。

1.課前(線上)

教員引導(dǎo)下的自主學(xué)習(xí)，由教員精選線上MOOC資源設(shè)計具有特色化差異的SPOC內(nèi)容，結(jié)合本講導(dǎo)學(xué)一起發(fā)布給學(xué)員。導(dǎo)學(xué)主要包括知識框架、學(xué)習(xí)要求和測試題等，學(xué)員在指定截止時間前自主安排觀看視頻、課件，做好筆記并完成測試題。教員依托MOOC平臺的討論區(qū)發(fā)布學(xué)習(xí)效果問卷，通過分析問卷結(jié)果，綜合線上學(xué)習(xí)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，掌握學(xué)員課前學(xué)習(xí)情況。

2.課中(線下)

以學(xué)員輸出為主的翻轉(zhuǎn)課堂，教員從知識、能力和情感三個層次引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)入深度學(xué)習(xí)，把“講、教”改為“學(xué)、練”，依托雨課堂平臺設(shè)計參與式、探究式、體驗式和合作式的教學(xué)活動，讓學(xué)員學(xué)而有趣、學(xué)而有思、學(xué)而有用。通常可采用生講生評、生問生答、項目匯報、研討辯論、分組討論、同伴互評、案例點評、實驗實訓(xùn)、師導(dǎo)生演、難點答疑等多種翻轉(zhuǎn)課堂形式[3]。例如，“生講生評”是一種以檢查學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果為目的的復(fù)述式或擴(kuò)展式教學(xué)模式，組織過程包括臨時分組、隨機(jī)選擇學(xué)生講解課程內(nèi)容，以及從學(xué)習(xí)成果與學(xué)習(xí)深度兩方面相互評價等。通過“生講生評”，不僅強(qiáng)化了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，還強(qiáng)化了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解深度。在實施翻轉(zhuǎn)課堂過程中，教員要認(rèn)真傾聽并及時復(fù)述學(xué)員的觀點，通過追問、質(zhì)疑、點評等方式，引導(dǎo)學(xué)員展開更高階的思考，促使新的認(rèn)知融入學(xué)員已有的知識結(jié)構(gòu)中；要能夠帶領(lǐng)學(xué)員對討論進(jìn)行梳理、歸納和總結(jié)，使觀點系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，凝練討論成果。

3.課后(線上+線下)

以補(bǔ)充教學(xué)和拓展教學(xué)為主的培優(yōu)扶弱，教員根據(jù)課上表現(xiàn)和課后作業(yè)，給學(xué)困生搭梯子，以線上答疑或線下面對面輔導(dǎo)的形式開展補(bǔ)充教學(xué)；給學(xué)優(yōu)生創(chuàng)機(jī)會，設(shè)計高階的學(xué)習(xí)任務(wù)和相應(yīng)的資源支撐，提供更進(jìn)一步的拓展教學(xué)。在這個過程中，學(xué)員完成總結(jié)提升，教員完成教學(xué)反思。

圖1 混合式教學(xué)活動流程

(四)考核評價設(shè)計

實施嚴(yán)格的考核評價，可以增強(qiáng)學(xué)生經(jīng)過刻苦學(xué)習(xí)收獲能力和素質(zhì)提高的成就感。審核考核評價的實施，可以發(fā)現(xiàn)其是否能夠佐證課程目標(biāo)的達(dá)成以及是否有基于成績分析的持續(xù)改進(jìn)等[4]?；旌鲜浇虒W(xué)的考核評價需要充分發(fā)揮線上考核和線下考核的優(yōu)勢，圍繞課程目標(biāo)是否達(dá)成，利用智慧教學(xué)平臺進(jìn)行教與學(xué)全過程的數(shù)據(jù)收集，構(gòu)建多元化考核評價方式。教學(xué)考評要兼顧實時性和階段性，可包含生生互評和教師評價，需覆蓋線上和線下，涵蓋課前、課中和課后，從而最終達(dá)成多元有效、可評可測的全過程智慧教學(xué)效果[5]。

圖2 形成性考核構(gòu)成情況

“通信原理”課程考核采用多因子加權(quán)綜合評定法，注重基于能力的準(zhǔn)確、全面的考評，包含形成性考核和終結(jié)性考核，分別占比40%和60%。形成性考核由線上視頻學(xué)習(xí)、課前測試、隨堂測試、主題討論、小組互評、平時作業(yè)和實驗報告組成，通過MOOC平臺和雨課堂的數(shù)據(jù)搜集功能，統(tǒng)計學(xué)員線上自學(xué)、課堂互動、課后作業(yè)以及實驗操作等情況，作為形成性評價的依據(jù)，實現(xiàn)過程可追溯、理論有依據(jù)、數(shù)據(jù)可管理。終結(jié)性考核為期末閉卷考試，融入分析綜合和開放型思維的高階試題，提升考核的“挑戰(zhàn)度”，達(dá)到“以考促學(xué)”的效果。圖2 給出了形成性成績構(gòu)成情況及各部分所占比例。

四、實踐效果

“通信原理”課程通過采用線上線下混合式教學(xué)，取得了很好的成效。從學(xué)習(xí)方式看，“MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂”的學(xué)習(xí)模式，實現(xiàn)了內(nèi)容講授可視化，解決了網(wǎng)絡(luò)課堂差異化，增強(qiáng)了實體課堂互動化。從課堂效果看，由以前的沉默式、問答式課堂轉(zhuǎn)變?yōu)閷υ捠?、思辨式、爭辯式課堂，實現(xiàn)了從被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。從學(xué)員狀態(tài)看，自學(xué)能力得到提高，思維水平得到提升，自主發(fā)展意識得到增強(qiáng)。從各級反饋看，混合式教學(xué)得到了學(xué)員、督導(dǎo)的一致好評。近兩年來，學(xué)員評教得分位居我院前列，教學(xué)督導(dǎo)聽查課總體評價優(yōu)良率達(dá)100%。從課終考核結(jié)果看，混合式教學(xué)班無論是優(yōu)秀率還是及格率都高于傳統(tǒng)教學(xué)班，取得了較好的教學(xué)效果，圖3給出了傳統(tǒng)教學(xué)班與混合式教學(xué)班期末終結(jié)性考核成績分布情況。

圖3 兩種教學(xué)班的考試成績分布

五、結(jié)語

在線上線下混合式教學(xué)模式由“新鮮感”向“新常態(tài)”轉(zhuǎn)變的背景下，對標(biāo)“學(xué)為中心”和“兩性一度”要求，以“通信原理”課程為例，探討了線上線下混合式教學(xué)的實施方法。實踐表明，該課程采用的教學(xué)改革模式實現(xiàn)了從教師教為中心到學(xué)生學(xué)為中心的轉(zhuǎn)變，在保證教學(xué)內(nèi)容前沿性和時代性的同時，培養(yǎng)了學(xué)生深度分析、大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神和能力，潛移默化地促成學(xué)員“樂學(xué)、樂研、樂思”，體現(xiàn)了混合式教學(xué)“先學(xué)后教”的真正價值和優(yōu)勢。本文討論的線上線下混合教學(xué)模式可以給同類院校的“通信原理”以及相關(guān)課程教學(xué)改革提供參考借鑒。