混合式教學(xué)理論在水聲學(xué)原理課程中的應(yīng)用研究

唐帥 張馳

摘? 要：為進(jìn)一步落實(shí)新時(shí)代軍事教育方針，深化水聲學(xué)原理課程教學(xué)改革，以混合式教學(xué)理論為基礎(chǔ)，提出“重構(gòu)教學(xué)空間布局、重塑教學(xué)信息動(dòng)線、重建教學(xué)評(píng)價(jià)模式”的混合式教學(xué)改革思路。該文介紹基于智能教輔系統(tǒng)的水聲學(xué)原理課程教學(xué)改革解決方案和實(shí)施效果，總結(jié)課程由傳統(tǒng)教學(xué)模式向混合式教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn)。通過課程混合式教學(xué)改革，進(jìn)一步提升學(xué)員對(duì)水聲學(xué)知識(shí)的廣度和深度，為生長(zhǎng)軍官專業(yè)背景課程教學(xué)模式創(chuàng)新提供參考樣例。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；混合式教學(xué)；水聲學(xué)；以學(xué)為中心；智能教輔系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G640? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）23-0108-04

Abstract： In order to further implement the military education policy of the new era and deepen the teaching reform of the course of underwater acoustic principles， based on the mixed teaching theory， we put forward the mixed teaching reform idea of "reconstructing the teaching space layout， reshaping the teaching information moving line， and reconstructing the teaching evaluation mode". The paper introduces the solution and implementation effect of the teaching reform of the course of Underwater Acoustic principles based on the intelligent teaching assistant system. This paper summarizes the experience of curriculum transformation from traditional teaching mode to mixed teaching mode. Through the mixed teaching reform of the course， the breadth and depth of the students' knowledge of Underwater Acoustics has been further improved. The study provides a reference example for the innovation of the teaching mode of the professional background course for growth officers.

Keywords： academic reform; mixed teaching; Underwater Acoustics; learning-centered; intelligent teaching aid system

新一輪軍隊(duì)院校教育改革對(duì)生長(zhǎng)軍官確定了“本科教育、首次任職培訓(xùn)融合培養(yǎng)”的新型培養(yǎng)模式。在這種新型培養(yǎng)模式下，必須進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“以學(xué)為主”，堅(jiān)持把培養(yǎng)能打仗打勝仗人才作為第一要?jiǎng)?wù)[1]。由于聲波是目前水中信息唯一良好傳遞的載體，水聲環(huán)境素養(yǎng)是潛艇指揮員必備的作戰(zhàn)素養(yǎng)之一，是生長(zhǎng)軍官院校培養(yǎng)的核心能力素質(zhì)。因此，水聲學(xué)原理課程作為提升學(xué)員水聲環(huán)境素養(yǎng)的專業(yè)背景課程，在新一輪課程教學(xué)改革過程中，對(duì)于水聲學(xué)原理課程的建設(shè)提出了新要求，核心要義是突出學(xué)為中心，需要進(jìn)一步創(chuàng)新教學(xué)方式，豐富學(xué)習(xí)資源，支持學(xué)員開展多樣性學(xué)習(xí)，寬容對(duì)待學(xué)員個(gè)體差異，注重過程性評(píng)價(jià)，推動(dòng)學(xué)員素養(yǎng)形成，實(shí)現(xiàn)學(xué)員對(duì)水聲環(huán)境知識(shí)能力的自我構(gòu)建。

混合式教學(xué)（Blended Learning）是為了追求更佳的教學(xué)效果，最大化地提高教學(xué)質(zhì)量，在先進(jìn)教學(xué)理念指導(dǎo)下，有機(jī)結(jié)合多種教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)線上、線下教學(xué)方式相互混合，既發(fā)揮教員主導(dǎo)作用，又充分體現(xiàn)學(xué)員主體地位的一種綜合教學(xué)方式[2-4]?；旌鲜浇虒W(xué)在我國(guó)高等教育領(lǐng)域已推廣多年，但由于混合教學(xué)法實(shí)施的復(fù)雜性和多維性，在軍校高等教育教學(xué)領(lǐng)域其潛力的發(fā)揮依然受到種種因素的制約，將混合式教學(xué)應(yīng)用到課程教學(xué)中的極其少見。本文以新型培養(yǎng)模式下生長(zhǎng)軍官專業(yè)背景課水聲學(xué)原理教學(xué)改革為契機(jī)，提出了混合式教學(xué)改革思路，介紹了基于智能教輔系統(tǒng)的課程教學(xué)改革解決方案和實(shí)施效果，總結(jié)了水聲學(xué)原理課程由傳統(tǒng)教學(xué)模式向混合式教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換經(jīng)驗(yàn)。

一? 混合式教學(xué)模式改革思路

（一）? 課程特點(diǎn)

水聲學(xué)原理課程是生長(zhǎng)軍官專業(yè)背景課程，是基礎(chǔ)學(xué)科向水聲學(xué)綜合應(yīng)用轉(zhuǎn)化的重要橋梁課程。課程內(nèi)容是以聲納方程為主線，通過海洋的聲學(xué)特性、海洋中的聲傳播理論、典型傳播條件下的聲場(chǎng)、聲波在目標(biāo)上的反射和散射、海洋中的混響及水下噪聲等水聲學(xué)要素的逐步展開，如圖1所示。課程通常采用小班教學(xué)，每班30～40人，學(xué)員來自不同專業(yè)，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和專業(yè)背景存在差別，若采用傳統(tǒng)講授方式，不利于引導(dǎo)不同基礎(chǔ)、不同專業(yè)學(xué)員在水聲學(xué)框架基礎(chǔ)上結(jié)合各自專業(yè)背景主動(dòng)建立自我知識(shí)架構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)景。

（二）? 教改思路

混合式教學(xué)模式為解決這一問題提供了契機(jī)，以信息技術(shù)為支撐，教員通過轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，突出學(xué)員的主體地位，促進(jìn)學(xué)員學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，促使有效學(xué)習(xí)行為的發(fā)生，形成“以學(xué)員為中心”的教與學(xué)[5-7]，有利于培養(yǎng)學(xué)員的探究能力和創(chuàng)新精神。在采用混合式教學(xué)模式對(duì)該課程進(jìn)行改革中，依托教學(xué)空間和教輔平臺(tái)的建設(shè)，設(shè)計(jì)了課程改革思路，如圖2所示。

1）重構(gòu)教學(xué)空間布局。在“混合式學(xué)習(xí)”的推動(dòng)下，學(xué)習(xí)空間擴(kuò)大了，包括教室物理空間和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間。線下部分應(yīng)通過設(shè)計(jì)靈活桌椅布局、增加交互設(shè)備來加大課堂互動(dòng)，通過相互啟發(fā)，促進(jìn)學(xué)員加深對(duì)水聲學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用，通過對(duì)教學(xué)空間信息化改造為主要教學(xué)環(huán)節(jié)和教員習(xí)慣實(shí)現(xiàn)技術(shù)賦能，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)電腦、大屏等教學(xué)設(shè)備的智能控制，最大程度降低使用門檻，減少教員操作難度。

2）重塑教學(xué)信息動(dòng)線。按照技術(shù)是工具，教育是目的的原則，積極運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，促使混合式教學(xué)在日常教學(xué)中發(fā)揮最大效用，通過線上平臺(tái)完成教學(xué)資源組織和管理，將單一的水聲學(xué)原理課本知識(shí)，進(jìn)一步拓展為水聲學(xué)慕課、水聲學(xué)專業(yè)文獻(xiàn)、演訓(xùn)視頻等多方位課程資源，將單一的授課方式拓展為多方式融合，激發(fā)學(xué)員主動(dòng)學(xué)習(xí)意愿，推動(dòng)傳統(tǒng)教學(xué)活動(dòng)從“以教為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)為中心”，幫助教員以學(xué)員的需求為準(zhǔn)，創(chuàng)設(shè)學(xué)員個(gè)性化學(xué)習(xí)，使得學(xué)員可以在信息技術(shù)的幫助下采用新方式進(jìn)行水聲學(xué)原理課程學(xué)習(xí)，享受其所提供的便利，促進(jìn)學(xué)員更多的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作，引發(fā)對(duì)水聲學(xué)應(yīng)用的深入思考。

3）重建教學(xué)評(píng)價(jià)模式。從大數(shù)據(jù)視角來看，混合式學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)不斷產(chǎn)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)改進(jìn)學(xué)習(xí)成效的過程。學(xué)習(xí)者，既是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生者，又是數(shù)據(jù)的獲益者，設(shè)計(jì)線上線下多元評(píng)價(jià)與及時(shí)反饋機(jī)制，通過定量與定性結(jié)合，堅(jiān)持知識(shí)與能力并重，以評(píng)價(jià)基本知識(shí)與基本技能掌握為本，兼顧考核學(xué)員分析和解決水聲學(xué)問題、應(yīng)用水聲知識(shí)的能力，通過數(shù)據(jù)采集，支撐教學(xué)資源、教學(xué)策略的及時(shí)調(diào)整，促使教員和學(xué)員及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身存在的問題，并予以改進(jìn)。

二? 基于智能教輔系統(tǒng)的混合式教學(xué)模式改革實(shí)現(xiàn)

針對(duì)水聲學(xué)原理專業(yè)背景課程定位及特點(diǎn)，依據(jù)混合式教學(xué)改革思路，構(gòu)建了“線上自學(xué)+課堂講授+重點(diǎn)研討+專題匯報(bào)”的傳統(tǒng)課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)相融合的混合式教學(xué)模式。

（一）? 改造教學(xué)空間布局，促進(jìn)啟發(fā)研討教學(xué)

構(gòu)建了基于信息化環(huán)境下的智慧教學(xué)空間，支持教員根據(jù)教學(xué)需要開展形式多樣的教學(xué)活動(dòng)，如圖3所示，同時(shí)教室中可采用電子黑板、交互平板終端等，突出“以學(xué)員為中心”，促進(jìn)學(xué)員之間的共同學(xué)習(xí)，通過與教員、同學(xué)進(jìn)行討論交流，甚至爭(zhēng)辯形成學(xué)習(xí)共同體。通過構(gòu)建基于多屏終端的研討式教室環(huán)境，支持分組式教學(xué)，教員可實(shí)現(xiàn)對(duì)多屏協(xié)作內(nèi)容的查看和廣播同屏，更好地完成協(xié)作教學(xué)，例如對(duì)于深海會(huì)聚區(qū)現(xiàn)象的影響，組織學(xué)員從對(duì)抗雙方維度進(jìn)行思考，通過交流研討，進(jìn)一步加深理解。同時(shí)每個(gè)小組的學(xué)員可通過終端，實(shí)現(xiàn)文件上傳，完成小組協(xié)作學(xué)習(xí)。通過教學(xué)空間改造進(jìn)一步引導(dǎo)開展師生間的合作式教學(xué)，有效支撐課程混合式教學(xué)的課堂組織。

（二）? 搭建教學(xué)輔助平臺(tái)，支撐混合式教學(xué)模式

通過搭建在線學(xué)習(xí)平臺(tái)、課堂互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)員課前在線預(yù)習(xí)、課中分析討論、課后在線復(fù)習(xí)的水聲學(xué)原理課程混合式教學(xué)模式，促進(jìn)課程由傳統(tǒng)教學(xué)向新型教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，豐富教學(xué)內(nèi)容、提高教學(xué)成效、激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，典型教學(xué)場(chǎng)景如圖4所示。

1）課堂外。支持跨終端接入的在線課程學(xué)習(xí)，滿足在線課程的教學(xué)管理和應(yīng)用，建設(shè)信息化教學(xué)平臺(tái)；教員可通過辦公終端進(jìn)行課程創(chuàng)建和課前備課，嵌入視頻、PPT、電子圖書和試題測(cè)驗(yàn)等資源，制作多媒體和試題測(cè)驗(yàn)；學(xué)員在課前進(jìn)行有引導(dǎo)的預(yù)習(xí)，并進(jìn)行相應(yīng)自測(cè)練習(xí)和小組討論，通過預(yù)習(xí)課程資源，掌握自己無法理解的知識(shí)點(diǎn)，帶著問題開展線下學(xué)習(xí)，有效提升學(xué)習(xí)效率。

2）課堂內(nèi)。教員能夠通過授課終端與學(xué)員學(xué)習(xí)終端形成同步和即時(shí)反饋，支持教員能夠第一時(shí)間感知學(xué)員對(duì)所講授課件的理解情況，及時(shí)調(diào)整自己的教學(xué)節(jié)奏和方式；同時(shí)，教員可以在課堂上有針對(duì)性地對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行課堂測(cè)驗(yàn)，選取之前在備課系統(tǒng)中的試題，也可以臨時(shí)出題；授課過程中，學(xué)員可以進(jìn)行投屏，將自己的答題、作業(yè)、學(xué)習(xí)等課堂學(xué)習(xí)情況通過圖片的方式展示給教員或者其他同學(xué)，例如每章節(jié)思維導(dǎo)圖作業(yè)分享（圖5）、聲線繪制分享和互評(píng)等，提高學(xué)員對(duì)聲學(xué)物理圖像的理解，調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)課堂生生互助。

（三）? 挖掘教學(xué)平臺(tái)數(shù)據(jù)，提升教學(xué)過程性評(píng)價(jià)

通過教學(xué)空間的信息化系統(tǒng)和教學(xué)的課前、課中、課后各環(huán)節(jié)一體化融合貫通，全面記錄教與學(xué)過程中的所有數(shù)據(jù)，輔助教員清晰了解每個(gè)學(xué)員的學(xué)習(xí)情況，可為學(xué)員提供個(gè)性化教學(xué)，因材施教。

首先，教員能夠針對(duì)課堂數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化分析，通過課前預(yù)習(xí)情況，課中出勤率、課件理解情況、知識(shí)點(diǎn)掌握情況、課堂評(píng)價(jià)情況和課后回顧情況等多維度的教學(xué)數(shù)據(jù)分析，有針對(duì)性地改善相應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，為教學(xué)優(yōu)化和調(diào)整提供完整的數(shù)據(jù)支持。其次，經(jīng)過后臺(tái)匯總分析，幫助教員快速了解學(xué)員對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況、作業(yè)完成情況、對(duì)上課內(nèi)容的喜愛程度，給予教員直觀的課堂數(shù)據(jù)支撐，幫助教員快速調(diào)整教學(xué)方向，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)，真正實(shí)現(xiàn)以師生為中心的多樣化教學(xué)模式，釋放教員的教學(xué)創(chuàng)造性，也讓學(xué)習(xí)方式更科學(xué)高效，激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)潛能。再次，課堂全部教學(xué)過程數(shù)據(jù)，支持一鍵導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)靈活管理，并直觀地進(jìn)行課堂教學(xué)數(shù)據(jù)分析，有針對(duì)性地改善教學(xué)環(huán)節(jié)，幫助教員提升教學(xué)質(zhì)量。最后，考慮到學(xué)員學(xué)期制學(xué)習(xí)過程，支持學(xué)員在整個(gè)學(xué)期的在線及課堂學(xué)習(xí)過程中將作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、考勤等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一查詢及匯總導(dǎo)出，方便教員獲取學(xué)員在線及課堂教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)。

三? 實(shí)施成效

教學(xué)的主體是教員和學(xué)員，主體中的核心是學(xué)員。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，“以教員為中心”的授課模式，存在“以教員為中心基于經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)預(yù)設(shè)、難以即時(shí)評(píng)測(cè)、師生互動(dòng)不夠和缺乏課內(nèi)外協(xié)作互助”等不足，限制了知識(shí)轉(zhuǎn)化率?；谥悄芙梯o系統(tǒng)的水聲學(xué)原理課程混合式教學(xué)改革有效破解了傳統(tǒng)教學(xué)中的難題，促使傳統(tǒng)教學(xué)形態(tài)發(fā)生了變革，幫助教員進(jìn)一步關(guān)注到了每個(gè)學(xué)員的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)行為，精準(zhǔn)地獲得了學(xué)員的真實(shí)表現(xiàn)，提升了課前導(dǎo)學(xué)的針對(duì)性；課中有針對(duì)性地進(jìn)行分組學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，建立了新型的信息化課堂教學(xué)模式，促使原來單調(diào)、枯燥的課堂變得生動(dòng)多元化，增進(jìn)了課堂學(xué)習(xí)的交互與協(xié)作，促進(jìn)了師生角色關(guān)系的轉(zhuǎn)變，特別是通過不同專業(yè)的學(xué)員的分組討論，進(jìn)一步提升了學(xué)員課上交流互動(dòng)，通過不同專業(yè)角度進(jìn)行思考和研討，增加了討論維度和廣度；課后，針對(duì)崗位任職需要，引入研究課題，構(gòu)設(shè)任務(wù)情境，驅(qū)動(dòng)學(xué)員擴(kuò)展閱讀、查閱資料、總結(jié)提煉，完成自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，提升崗位任職及專業(yè)學(xué)習(xí)能力，并利用動(dòng)態(tài)教學(xué)數(shù)據(jù)收集分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化決策、即時(shí)化評(píng)價(jià)、立體化交流、智能化推送和可視化呈現(xiàn)等，推動(dòng)了“以學(xué)員為中心”的教學(xué)實(shí)施，鞏固了學(xué)員學(xué)習(xí)的主體地位，實(shí)現(xiàn)了“把課堂還給學(xué)員，讓學(xué)員自己成為學(xué)習(xí)的主人”的教學(xué)改革初衷。

四? 結(jié)束語(yǔ)

水聲學(xué)原理課程是生長(zhǎng)軍官在本科教育過程中打牢水聲學(xué)基礎(chǔ)、理解水聲環(huán)境現(xiàn)象、建立水聲環(huán)境意識(shí)和提升利用水聲環(huán)境解決實(shí)際問題能力的重要專業(yè)背景課程，是支撐后續(xù)首次任職培訓(xùn)課程學(xué)習(xí)、專業(yè)業(yè)務(wù)能力提升、作戰(zhàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)。本文針對(duì)新型人才培養(yǎng)模式，結(jié)合課程特點(diǎn)和首次崗位任職需求，分析了課程教學(xué)現(xiàn)狀和新時(shí)代軍事教育方對(duì)課程建設(shè)提出的“以學(xué)為主”新要求，以“混合式教學(xué)”教學(xué)理念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了課程教學(xué)改革思路，并通過教學(xué)空間改造和智能教輔系統(tǒng)建設(shè)支撐實(shí)現(xiàn)了水聲學(xué)原理課程混合式教學(xué)模式改革實(shí)現(xiàn)，通過教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變幫助學(xué)員更好地夯實(shí)了水聲環(huán)境專業(yè)理論基礎(chǔ)，提升了對(duì)水聲環(huán)境意識(shí)和思考能力，同時(shí)提高了教員在信息化教學(xué)數(shù)據(jù)支撐條件下開展教學(xué)設(shè)計(jì)和組織教學(xué)的能力。

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基金項(xiàng)目：軍隊(duì)裝備工程重點(diǎn)學(xué)科專業(yè)建設(shè)“‘以學(xué)員為中心的水聲環(huán)境專業(yè)背景課混合式教學(xué)模式研究”（軍訓(xùn)[2019]126）；泰山學(xué)者工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助（2021-261）

第一作者簡(jiǎn)介：唐帥（1984-），男，漢族，山東青島人，博士，副研究員。研究方向?yàn)樗暛h(huán)境效應(yīng)。