基于MOOC的混合式教學改革探索與實踐

任素波 金昕 張興中 高新亮 王青亮

摘 ?要：為適應當下高等教育發(fā)展的新趨勢，以專業(yè)基礎課傳熱學為例，介紹了課程團隊在混合式教學模式中的積極探索與實踐經驗。從課程資源建設、混合式課程設計、教學組織實施、課程創(chuàng)新及改革成效等角度出發(fā)，論述了多元化教學的實現(xiàn)路徑與評價方法，構建了“線上學習、線下授課、課程實驗、實物項目”相結合的多元化混合式教學新模式，在改善學生學習效果、促進深度學習的同時，培養(yǎng)了學生解決復雜工程問題的能力和創(chuàng)新能力，助力學生綜合素質的提升。

關鍵詞：混合式教學;線上資源;項目式教學;過程考核

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）33-0121-04

Abstract： In order to adapt to the current new trend of higher education development， taking the professional basic course Heat Transfer as an example， it introduces the active exploration and practical experience of the course team in the blended teaching mode. From the perspectives of curriculum resource construction， blended curriculum design， teaching organization and implementation， curriculum innovation and reform effectiveness， it discusses the realization path and evaluation method of diversified teaching， and constructs "online learning， offline teaching， curriculum experiments， and physical objects" a new diversified and blended teaching model. That improves students' learning effects and promotes deep learning， at the same time it exercises students' ability to solve complex engineering problems and innovation， and helps them improve their overall quality.

Keywords： blended teaching; online resources; project-based teaching; process assessment

為全面振興本科教育，2019年10月，教育部印發(fā)的《關于一流本科課程建設的實施意見》提出，實施一流本科課程“雙萬計劃”，“從2019年到2021年，完成4000門左右國家級線上一流課程（國家精品在線開放課程）、4000門左右國家級線下一流課程、6000門左右國家級線上線下混合式一流課程、1500門左右國家虛擬仿真實驗教學一流課程、1000門左右國家級社會實踐一流課程認定工作”。從教育部預設的各類型一流課程門數(shù)可知，線上線下混合式一流課程所占比重最大，這在一定程度上表明了當今我國教育界對混合式教學的重視程度。在國家層面教育政策的引領下，高等院校、教育機構紛紛開展混合式教學方面的研究與實踐，并取得了大量的教學成果[1-7]，并成為新時代高等教育發(fā)展改革的重要方向，特別是突如其來的新冠肺炎疫情更加速了線上教學、混合教學的進程。

羅映紅[8]提出了高?！岸S三位一體”的混合式教學模式，創(chuàng)新設計了八階段混合式教學過程，在教學過程中融入先進的教學理念、融合現(xiàn)代的信息技術，讓混合式教學改革有章可循、有路可走。

馮曉英等[9]詳細分析了國內外混合式教學20余年的發(fā)展歷程，構建了混合式教學的概念框架和分析框架，為分析近十年來國內外混合式教學的研究現(xiàn)狀提供了基本范式，同時，也指出了當前混合式教學存在的問題，以及今后需要重點關注的五個方面。

劉迎文等[10]基于高等工程熱力學課程進行了互動式與PBL模式相結合的混合式教學研究，實踐結果表明，混合式教學模式有效解決了課時少、實踐教學不足的問題，同時提升了學生自主學習、自主思考、自主科研的能力。

本文從傳熱學課程的混合式教學實踐出發(fā)，介紹了傳熱學課程的課程資源建設、混合式教學設計與實施、實踐教學效果等內容，總結了結合MOOC的混合式教學實踐經驗與教學模式探索。

一、課程資源建設

（一）建設發(fā)展歷程

傳熱學課程源于燕山大學前身即東北重型機械學院創(chuàng)建之初，至今已有61年的開課歷程，已經出版了4版?zhèn)鳠釋W教材。2000年傳熱學課程調整為機械類專業(yè)平臺課，授課人數(shù)年均超過1000人;2005年引進了Holman的英文原版教材;2006年獲評燕山大學校級精品課;2009年引入CDIO理念;2011年搭建課程實物項目平臺;2017年上線中國大學MOOC平臺，開放課程資源;2018年融入課程思政理念，踐行混合式教學;2020年獲評河北省高校精品在線開放課程。經過多年的教學積累與沉淀，逐步形成了以“線上學習、線下授課、課程實驗、實物項目”的多元融合型教學新體系。

（二）課程內容與資源建設

傳熱學課程內容針對工程需求，主要講述傳導傳熱、對流換熱、輻射換熱三種傳熱方式的特征和規(guī)律，面向機械類學生，以OBE理念引領教學全過程，以多媒體技術為手段，以傳熱學基本理論為主線，培養(yǎng)學生具備應用傳熱學知識解決復雜工程問題的能力。

課程教學資源豐富，形成了“課堂資源+在線資源+項目資源+實踐平臺”的課內外混合式學習資源。課堂教學采用團隊負責人張興中教授主編的《傳熱學》教材，內容簡潔、針對性強，面向全國同類院校專業(yè)推廣使用，反響良好。

在線學習資源依托本課程團隊在中國大學MOOC平臺自建的河北省精品在線開放課程，線上資源已經初具規(guī)模，具體包括教學視頻、課件、章節(jié)測驗、互動討論、期末測試等多種形式的在線資源，內容豐富，形式靈活，可滿足不同學生的學習需求和多元化教學需求。

項目資源、實踐平臺依托國家工程中心、傳熱實驗室，具有先進的實驗設備和實驗條件，擁有熱導率測試儀、熱物性測定儀、圓球導熱儀、對流換熱實驗臺、黑度測試儀、電位差計等多種傳熱配套實驗設備，在滿足日常教學需求的同時，可供學生進行開放性實驗，顯著提升了學生的實踐和創(chuàng)新能力，得到廣大師生的一致好評。

二、混合式課程設計

（一）教學目標

在制訂課程教學目標時，立足學校服務國家戰(zhàn)略和區(qū)域經濟的辦學定位，充分結合學院的重型機械及裝備特色和著力培養(yǎng)面向未來、國家需要、行業(yè)亟需的科技創(chuàng)新領軍人才和中堅力量的人才培養(yǎng)目標，秉承OBE工程教育理念，制訂課程目標如下：

知識目標：掌握傳熱學基本理論、分析和計算方法;能夠應用數(shù)學基本知識和傳熱學基本原理，對傳熱學問題進行數(shù)學建模、表達和分析，并能對溫度場和換熱量進行求解。

能力目標：具備對機械工程領域中傳熱問題進行實驗方案設計、系統(tǒng)分析及相應的計算能力，培養(yǎng)其自我學習、并將所學知識創(chuàng)新性、創(chuàng)造性地運用到工程實際的能力。

素質目標：具有創(chuàng)新意識、國際視野和團隊精神，能夠就傳熱問題的解決方案對社會、環(huán)境和安全等方面的影響進行有效溝通與交流。

育人目標：具有良好的職業(yè)道德和工程素養(yǎng)，培養(yǎng)學生崇尚科學精神和工匠精神，激發(fā)其愛國主義和家國情懷。

（二）教學設計

1. 教學理念

傳熱學課程堅持“以學生發(fā)展為中心”，落實立德樹人根本任務，貫徹“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”三位一體的育人理念，從全局角度梳理傳熱基礎理論，充分遴選課程知識點，在課程思政視角下重構傳熱學課程知識體系。

在思政案例創(chuàng)新設計和思政元素凝練過程中，深入梳理導熱、對流換熱以及輻射換熱三大理論體系，依托國家工程中心標志性科研成果、行業(yè)發(fā)展需求，深度挖掘大國重器的紅色基因傳承和卡脖子技術的開拓創(chuàng)新延伸，打造極具機械學科特色的思政案例庫。

強化學生工程倫理教育，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當，堅定社會主義政治認同，實現(xiàn)價值引領與專業(yè)知識傳授的有機融合。

2. 混合式教學設計

傳熱學課程理論與實踐并重，混合式教學設計思路是線上教學以理論學習為主，線下教學則針對學生線上學習的情況，進行知識深化。

線上教學：在線課程資源為團隊自建，視頻講解針對性強，內容涵蓋所有知識點，主要講解傳熱學的基礎理論知識，幫助學生搭建傳熱學知識框架。為保障學生線上學習效果，通常在開課前1周提前向學生下達線上學習的要求和具體任務。除課程視頻外，線上資源還包括彈題、章節(jié)測驗、討論、結課考試等多種學習資源，學習方式靈活，可最大程度滿足學生學習的個性化需求，充分調動學生的積極性，同時也可使用智慧教學工具及時動態(tài)地掌握學生的實時學習情況。

線下授課：進行課堂授課時，充分考慮學生的線上學習情況，針對學生線上學習過程中遇到的問題以及課程難點進行重點講解，同時，結合科研實踐及工程實際中的具體問題，進行討論式、互動式、總結式教學，開展課程實驗和實物項目，強化學生對傳熱學知識的理解和運用，增加學習挑戰(zhàn)度，培養(yǎng)其解決實際問題的能力。

（三）教學內容組織實施

經過多輪次教學實踐，構建了 “線上學習、線下授課、課程實驗、實物項目”相結合的多元化混合式教學模式。線上學習采用視頻學習、章節(jié)測驗、在線討論、期末測試等方式;線下授課使用智慧教室和凸顯“以學生發(fā)展為中心”;課程實驗涉及理論教學核心知識，培養(yǎng)學生的實踐動手能力;實物項目涉及實物制作、三維設計、數(shù)據(jù)分析、匯報答辯等多個方面，將課程理論與實踐考核充分融合;同時引入思政教育，結合課程知識點，從學院傳承與特色中挖掘思政元素，激發(fā)學生愛國熱情和工匠精神。

傳熱學授課對象為機械類三年級本科生，是一門理論與實踐并重的課程，課程原計劃32學時，包括課堂教學24學時，課程實驗8學時。采用混合式教學后，從課堂教學中分配6學時用于線上學習，為保證線上學習效果，在32總學時基礎上額外增加6學時，主要用于在線平臺的章節(jié)測試及期末測試。具體的學時分配見表1。

（四）課程成績評定

課程采用過程與結果并重的多元化考評方式。利用線上資源、智慧教學工具等現(xiàn)代信息技術的靈活性和反饋及時性，通過出勤、隨堂測試、討論、問卷調查等多節(jié)點的過程考核，與實驗、作業(yè)、實物項目、期末考試等傳統(tǒng)考核手段相結合，具體成績評定方式及成績分配見表2。

三、課程創(chuàng)新及改革成效

（一）課程特色與創(chuàng)新

1. 線上自學、線下進階，點燃學生學習內驅力。線上教學與課堂教學相結合，基于互動式教學模式，凸顯學生主體地位;應用智慧教學工具，提高學生參與度，激發(fā)學習興趣。

2. 立足學科，傳承歷史，創(chuàng)新課程思政育人模式。發(fā)揮我校機械工程國家一級重點學科優(yōu)勢，以機械學科發(fā)展為背景，以課程思政為渠道，挖掘凝練思政元素，在課程思政視角下重塑教學體系，豐富課程內涵。

3. 項目驅動，知行結合，強化工程實踐創(chuàng)新能力。以訓練學生創(chuàng)新性思維、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為出發(fā)點，打造聯(lián)合多課程的實物項目，鼓勵學生自由探索，培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際和解決復雜工程問題的能力。

4. 過程考核，能力并重，打造多元綜合考評體系。注重“過程化考核”的激勵作用，過程與結果、知識與能力并重，構建貫通“線上學習、線下授課、課程實驗、實物項目”全過程的課程評價考核方法。

（二）改革成效

采用線上線下混合式教學模式以來，學生對傳熱學知識的掌握、學習成績以及綜合能力均得到了提高，受到了廣大學生的歡迎。依托課程建設和教學實踐，改革成效良好。本課程先后獲得學校精品課程、河北省精品在線開放建設課程，獲批河北省教改項目5項，教學成果受益學生超過2萬人。

在2020年度進行的課程滿意度問卷調查中，基于合格樣本數(shù)376人，結果表明，學生100%完成了在線學習任務，其中，78.2%的同學對于在線自學內容能夠做到主動學習;對于在線平臺測試題目難易程度的調查表明，77.3%的同學認為試題難易適中，11.1%的同學認為試題簡單，另外11.6%的同學認為試題較難;對于在線學習時長的調查表明，58.3%的同學認為在線學時合理，28.5%的同學認為線下學時太少，另外13.2%的同學認為線上學時太少。調查結果為下一輪的教學實踐提供了數(shù)據(jù)支持。

以機械制造及其自動化專業(yè)為例，采用混合式教學后最近兩學期的課程成績對比如圖1所示。由圖中數(shù)據(jù)可知，兩學期的線上學習成績基本相當，平均成績在85分以上，表明學生對于線上學習任務完成的較好，學習效果理想;在試卷難度相當?shù)那闆r下，2020年度卷面平均成績較2019年有一定幅度的提高，說明隨著混合式教學的不斷推進，教學效果日益凸顯。

四、結束語

隨著當今科學技術的不斷發(fā)展，互聯(lián)網科技與教育領域深度結合，“互聯(lián)網+教育”逐漸成為一種新的教育形式，混合式教學正是其典型應用之一。利用現(xiàn)代信息技術手段將線上教學資源與課堂教學相結合，最終引導學生實現(xiàn)深度學習是混合式教學的初衷，然而，想要在混合式教學實踐中取得良好的教學效果，雖有先例可循，卻沒有成熟的經驗可以照搬，需要廣大一線教師做到因地制宜、因課制宜，投入大量精力，不斷實踐與總結，方見成效。

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