基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高?！哆^程控制》課程混合教學(xué)模式探討

祝國強 張秀宇 孫靈芳 王建國 李靜 張利輝 李志偉

摘要：針對高?！哆^程控制》課程，該研究提出了一種基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的線上、線下混合教學(xué)模式。該教學(xué)模式以“雨課堂”為載體，充分利用現(xiàn)有的MOOC教學(xué)資源，設(shè)計基于問題為導(dǎo)向PBL的《過程控制》課程教學(xué)方式。該教學(xué)模式打通了授課教師-學(xué)生-網(wǎng)絡(luò)資源的聯(lián)系通道，從課前教學(xué)準(zhǔn)備、課中互動交流和課后鞏固提升三個階段實施教學(xué)過程，從而實現(xiàn)以最低成本、最大限度地發(fā)揮面對面教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合的雙重優(yōu)勢，有效地完成知識的內(nèi)化和固化，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，增強學(xué)習(xí)信心，促進教師與學(xué)生的溝通，提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；過程控制；雨課堂；混合式教學(xué)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）30-0113-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

1 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，將各個傳統(tǒng)行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)進行有機結(jié)合，賦予傳統(tǒng)行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的屬性，在互聯(lián)網(wǎng)層面進行更加快速、有序的發(fā)展。2015年全國“兩會”期間，國家將“互聯(lián)網(wǎng)+”列為國家戰(zhàn)略，進一步推進了互聯(lián)網(wǎng)思維進一步融入社會經(jīng)濟生活的各個方面，推動經(jīng)濟和社會形態(tài)不斷地發(fā)生演變。高校教育和教學(xué)過程也與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合越來越緊密，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育已不是單純的教育技術(shù)變革，而成為聯(lián)系教育過去、現(xiàn)在和未來的橋梁[1-3]。2016年，“中國制造2025”計劃正式啟動，將智能制造作為未來發(fā)展的重要方向，其目的在于通過智能化技術(shù)提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。自動控制技術(shù)專業(yè)人才是智能制造目標(biāo)實現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)，但該方面人才短缺的現(xiàn)狀限制了目標(biāo)的實現(xiàn)，這為高?？刂祁愓n程的建設(shè)指明了改革方向[4]。

MOOC即慕課，是將學(xué)習(xí)者作為核心的一種創(chuàng)新教學(xué)方式[5-6]。在慕課平臺上能夠上傳和下載各種網(wǎng)絡(luò)課程資源，并且所有網(wǎng)絡(luò)課程對外免費開放，被廣泛地推廣和應(yīng)用在高等教育以及其他領(lǐng)域。MOOC匯集了國內(nèi)外眾多名校、名師的課程資料，數(shù)量和質(zhì)量得到全面提升[7]。雖然MOOC資源豐富，種類繁多，但由于高校的行業(yè)背景存在巨大差異，MOOC中所涉及的例子和實踐對象都具有明顯行業(yè)特色[8-10]。比如東北電力大學(xué)自動化專業(yè)的《過程控制》課程，所面向的對象為熱力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程，涉及鍋爐、汽包、汽輪機、發(fā)電機等發(fā)電設(shè)備，以及燃煤的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為高溫高壓的過熱蒸汽進而推動汽輪機帶動發(fā)電機產(chǎn)生電能這一生產(chǎn)過程。這對其他院校的學(xué)生來講不合適，同樣其他學(xué)校的MOOC課程也不能完全適合本校學(xué)生學(xué)習(xí)。因此、如何利用現(xiàn)有豐富的MOOC網(wǎng)絡(luò)課程資源，同時考慮高校自身的行業(yè)特色，打造適合本校學(xué)生學(xué)習(xí)的課程學(xué)習(xí)方式是目前教學(xué)改革不可忽視的問題。

以問題為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)法PBL（Problem-Based Leaning）于1969年由美國的神經(jīng)病學(xué)教授Barrows在加拿大的麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)，強調(diào)以學(xué)生的主動學(xué)習(xí)為主，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的以教師講授為主的教學(xué)方式[11-14]。目前，包括我國在內(nèi)的許多國家都將這種先進的教學(xué)方法應(yīng)用到教學(xué)實踐中[13-15]。采用PBL模式能夠幫助學(xué)生樹立中缺的學(xué)習(xí)觀念，遇到問題之后對問題進行分析，尋找解決問題的方法，在學(xué)習(xí)的過程中提升學(xué)生的信息檢索能力、思維能力、合作能力等，培養(yǎng)出能夠真正學(xué)會思考，有創(chuàng)新意識的新時代大學(xué)生。BL教學(xué)案例的編寫增加了不同學(xué)科的教師之間的聯(lián)系，有利于基礎(chǔ)知識和實踐緊密結(jié)合，真正做到因材施教，教學(xué)相長。

自新冠肺炎疫情蔓延以來，對全球范圍內(nèi)的教育事業(yè)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，大多數(shù)中小學(xué)，高校不得不采取線上授課的方式，這也為教育事業(yè)發(fā)展帶來新的“機遇”。在教育部“停課不停教、停課不停學(xué)”的號召下造就了全國范圍內(nèi)的在線教學(xué)盛況[16-17]。隨著我國信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進技術(shù)的推廣和應(yīng)用，線上教育便捷、多元等眾多優(yōu)勢，使其成為新冠疫情期間最常用的教學(xué)方法?，F(xiàn)階段，雨課堂憑借其專業(yè)性、便利性、科學(xué)性的特點，在眾多線上教學(xué)模式或者平臺中脫穎而出，使得越來越多的高校加入其中?！坝暾n堂”實現(xiàn)了對課前-課上-課后教學(xué)全過程的動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集和分析[18-20]。可以貫穿教學(xué)的全過程，能夠?qū)φn前預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)進行全面采集，對課堂教學(xué)資料進行合理分析，對課后作業(yè)資料進行科學(xué)匯總，為實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)奠定堅實的基礎(chǔ)，最大限度地釋放教與學(xué)的能量，推動混合式教學(xué)，形成全方位評價，多通道互動，驅(qū)動教學(xué)探微。

2 《過程控制》課程特點

過程控制課程是自動化、測控技術(shù)與儀器專業(yè)學(xué)生必修的主要專業(yè)課程，具有強理論性、系統(tǒng)性及實踐性等特點，涉及電路、機械、計算機等多個學(xué)科的知識體系。要求學(xué)生具備自動控制理論、計算機控制技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識。其主要任務(wù)是學(xué)習(xí)生產(chǎn)過程中常用的控制系統(tǒng)組成原理、結(jié)構(gòu)特點及典型單元操作過程控制方案的分析，培養(yǎng)學(xué)生具有完成生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)設(shè)計的能力。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)過程中，教師主要借助多媒體設(shè)備進行灌輸式或者填鴨式教學(xué)，學(xué)生們處于被動地位，無法有效激發(fā)學(xué)生們參與課堂教學(xué)的主動性，對于教師布置的任務(wù)，學(xué)生們只是機械性地完成，導(dǎo)致過程控制課程教學(xué)實效較差，存在的問題主要表現(xiàn)為：

（1）采用的教學(xué)方式、方法單一，教學(xué)觀念落后，難以激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，難以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

（2）課前學(xué)生缺少有效的預(yù)習(xí)和必要的知識點儲備?，F(xiàn)階段專業(yè)課教學(xué)方案設(shè)置不合理，教學(xué)內(nèi)容較多，但是教學(xué)時間較短，且需在有限的時間內(nèi)完成所有課程內(nèi)容講解，如果課前學(xué)生不進行相關(guān)知識的預(yù)習(xí)和儲備，很容易跟不上課堂節(jié)奏。

（3）課中師生之間缺少必要的互動交流，教師難以把握每一名學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)。專業(yè)課教學(xué)主要采用講解的方式，在課堂教學(xué)過程中缺少和學(xué)生之間的互動，或者只是采用課堂提問的方式，但該種方式只能夠掌握個別學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，無法實現(xiàn)對所有學(xué)生知識掌握情況的全面了解。

（4）課后缺少有效的反饋，而且評價方式單一。傳統(tǒng)教學(xué)的時效性較差，當(dāng)學(xué)生遇到專業(yè)問題時，無法在課堂上獲得幫助，缺少有效的反饋，而且評價方式以期末考試成績加為數(shù)不多的幾次課后作業(yè)為主，形式較為單一。

從整體分析，現(xiàn)階段《過程控制》課程教學(xué)方式不合理，學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，缺乏有效互動，即使遇到問題也不能夠快速獲得幫助，導(dǎo)致學(xué)生們參與《過程控制》課程的積極性較低，極大地影響了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

3 “雨課堂”教學(xué)模式

雨課堂教學(xué)模式的優(yōu)勢在于其能夠?qū)π畔⒓夹g(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行最大化地利用，并將其與微信平臺、PPT等科學(xué)結(jié)合，創(chuàng)建溝通課堂與課外的橋梁，教師和學(xué)生可以通過雨課堂隨時隨地地溝通、交流，可以實現(xiàn)學(xué)生全天候在線學(xué)習(xí)。雨課堂在《過程控制》教學(xué)中的應(yīng)用能夠貫穿整個教學(xué)過程，讓教與學(xué)更高效。為進行教學(xué)模式和評估方法的探索和創(chuàng)新提供了強有力的工具。雨課堂具有如下特點：

（1）方便智能。在《過程控制》課程教學(xué)前，教師只需要在PPT中安裝免費的插件，就可以將提前準(zhǔn)備的教學(xué)方案接入雨課堂，學(xué)生們只需要掃碼就能夠直接進入課堂學(xué)習(xí)，既方便又智能。學(xué)生們既可以在教學(xué)過程中在線回答問題，也可以對遇到的問題進行總結(jié)，并反饋給教師，教師及時為學(xué)生提供解決方案。同時，教師還可以把各種學(xué)習(xí)資源推送到手機端，學(xué)生們登錄后就可以查閱和學(xué)習(xí)，顯著提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

（2）實時互動。雨課堂具備彈幕功能、實時答題等功能，學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中可以隨時發(fā)送彈幕提問，教師在線解答，良好、實時的互動能夠幫助教師更加快速、準(zhǔn)確、動態(tài)地了解學(xué)生的知識掌握情況，從而大大提高教學(xué)質(zhì)量。

（3）數(shù)據(jù)驅(qū)動?！坝暾n堂”實現(xiàn)了對課前-課上-課后教學(xué)過程的每一個環(huán)節(jié)進行動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集和分析，量化分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為精準(zhǔn)教學(xué)提供數(shù)據(jù)支撐。

4 混合教學(xué)模式實施方案

混合式教學(xué)是在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的有機結(jié)合，借助網(wǎng)絡(luò)平臺增強學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和靈活性，融合線下教學(xué)的特點，做到師生零距離溝通。

基于雨課堂的《過程控制》課程教學(xué)模式可以分為課前教學(xué)準(zhǔn)備階段、課中互動交流階段和課后鞏固提升階段，每個階段可以以PPT和微信為基礎(chǔ)，借助雨課堂來實現(xiàn)師生之間的全面互動，整體教學(xué)模式框架如圖1所示。

（1）課前教學(xué)準(zhǔn)備階段（線上模式）。教師首先基于PBL教學(xué)方法設(shè)計課程教學(xué)大綱、授課計劃，PPT課件。根據(jù)將要學(xué)習(xí)的新知識點，創(chuàng)設(shè)有意義的、與工程實踐相關(guān)的問題和任務(wù)，精選相關(guān)的MOOC資源形成預(yù)習(xí)課件。課前通過“雨課堂”把預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機端，使得學(xué)生能夠方便地了解到本次課程的知識點和相關(guān)學(xué)習(xí)資源。授課教師還可以根據(jù)課程需要在預(yù)習(xí)課件中插入教師自己的語音講解，彌補了單一形式預(yù)習(xí)課件的不足，幫助學(xué)生更好地理解和學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程中存在的問題可通過在線留言的方式提交到云端服務(wù)器，授課教師通過云端服務(wù)器查閱每個學(xué)生的學(xué)習(xí)進度及學(xué)生存在的問題，及時調(diào)整后續(xù)線下授課側(cè)重點。

（2）課中互動交流階段（線下模式）。采用與傳統(tǒng)授課方式相同的集中授課方式。授課教師首先對本節(jié)課中比較復(fù)雜的知識點進行詳細(xì)講解，在知識點講授過程中可根據(jù)課前學(xué)生預(yù)習(xí)情況針對性地對相應(yīng)知識點做重點分析、精講和拓展，同時還可設(shè)置一些小測試，一鍵發(fā)送學(xué)生端，對學(xué)生容易犯錯的問題進行針對性講解。本階段包含線上和線下兩種教學(xué)模式，以線下集中授課為主，線上互動方式為輔，幫助教師和學(xué)生之間建立有效的溝通方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助教師把握教學(xué)進程。

（3）課后（線上模式）。授課結(jié)束后，“雨課堂”通過云服務(wù)器可產(chǎn)生本次授課過程的全方位數(shù)據(jù)分析，授課教師可詳細(xì)掌握授課整體情況及單個學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，為授課教師對授課過程全方位評價提供更為精確的數(shù)據(jù)。學(xué)生也可在課后進行復(fù)習(xí)，課堂所講授的PPT課件、引用的網(wǎng)絡(luò)資源、習(xí)題情況都可以通過手機端方便查閱。學(xué)生課堂上不懂的內(nèi)容和錯題，雨課堂也已經(jīng)進行了分類收集，對疑問還可以在線提交，教師實時在線答疑，及時解決問題。本次課堂授課結(jié)束后，授課教師可通過雨課堂中本次課堂教學(xué)數(shù)據(jù)分析，清楚地知道每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，課堂中的習(xí)題作答及學(xué)生學(xué)習(xí)不理解反饋詳情，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，及時進行教學(xué)總結(jié)和對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)效果、測試成績做出綜合評價。教師可以根據(jù)雨課堂的反饋情況及時調(diào)整課程進度，進而提高課程教學(xué)效果和學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效率。

通過對教學(xué)的課前、課中、課后的三個階段采用線上線下混合教學(xué)模式，全方位打通了授課—教師—學(xué)生—網(wǎng)絡(luò)資源的聯(lián)系通道，以最低成本、最大限度地發(fā)揮面對面教學(xué)和在線學(xué)習(xí)結(jié)合的雙重優(yōu)勢，更有效地完成知識的內(nèi)化和固化，有利于大幅度地提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，增強學(xué)習(xí)信心，促進教師與學(xué)生的溝通。

5 結(jié)語

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，設(shè)計基于“雨課堂”的課堂教學(xué)模式并應(yīng)用于《過程控制》的教學(xué)中，一方面可以把一些優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源（MOOC）整合在一起，采用PBL理論設(shè)計教學(xué)過程打通課前、課中、課后的教學(xué)過程，對學(xué)生課內(nèi)與課外學(xué)習(xí)時間進行科學(xué)重構(gòu)和整體設(shè)計，既滿足了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也提升了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力。新的課程教學(xué)模式形成了線上線下相結(jié)合的高效學(xué)習(xí)模式，既有效提升了課堂教與學(xué)的體驗，又增強了師生互動效果，顯著提高了課堂教學(xué)效率。

參考文獻：

[1] 劉剛，李佳，梁晗.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代高校教學(xué)創(chuàng)新的思考與對策[J].中國高教研究，2017（2）：93-98.

[2] 靳軍.互聯(lián)網(wǎng)+課堂教學(xué)的實踐研究——以職高《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)》為例[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2018.

[3] 肖連軍，高玲玲.高等教育教學(xué)信息化條件下線上教學(xué)模式分析[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（17）：149-150.

[4] 舒杭，王帆，錢文君.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代高校教學(xué)的雙生邏輯與三維結(jié)果[J].現(xiàn)代教育管理，2016（2）：14-19.

[5] 孫雨生，程亞南，朱禮軍.基于MOOC的高校教學(xué)模式構(gòu)建研究[J].遠程教育雜志，2015，33（3）：65-71.

[6] Andone D，Mihaescu V. Blending Moocs Into Higher Education Courses-a Case Study[C]//2018 Learning With MOOCS （LWMOOCS）.Madrid，Spain.IEEE， 2018：134-136.

[7] Zhu M N，Bonk C J，Sari A R. Instructor Experiences Designing MOOCs in Higher Education： Pedagogical， Resource， and Logistical Considerations and Challenges[J].Online Learning，2018，22（4）： 203-241.

[8] 徐葳，賈永政，阿曼多·?？怂?，等.從MOOC到SPOC——基于加州大學(xué)伯克利分校和清華大學(xué)MOOC實踐的學(xué)術(shù)對話[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2014（4）：13-22.

[9] 袁莉，斯蒂芬·鮑威爾，比爾·奧利弗，等.后MOOC時代：高校在線教育的可持續(xù)發(fā)展[J].開放教育研究，2014，20（3）：44-52.

[10] 歐丹麗.基于MOOC及騰訊課堂的《跨境電子商務(wù)》在線教學(xué)新范式[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（33）：202-203，223.

[11] Chen J B，Kolmos A，Du X Y.Forms of Implementation and Challenges of PBL in Engineering Education：a Review of Literature[J].European Journal of Engineering Education，2021，46（1）：90-115.

[12] Nurtanto M，Sofyan H，F(xiàn)awaid M，et al.Problem-based Learning （PBL） in Industry 4.0：Improving Learning Quality through Character-based Literacy Learning and Life Career Skill （LL-LCS）[J].Universal Journal of Educational Research，2019，7（11）：2487-2494.

[13] 劉景福.基于項目的學(xué)習(xí)模式（PBL）研究[D].南昌：江西師范大學(xué)，2002.

[14] 竇亞玲，劉金平.PBL模式下的嵌入式系統(tǒng)中斷機制教學(xué)案例[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（33）：170-172.

[15] 劉陽.PBL教學(xué)模式下的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計研究[D].曲阜：曲阜師范大學(xué)，2015.

[16] 焦建利，周曉清，陳澤璇.疫情防控背景下“停課不停學(xué)”在線教學(xué)案例研究[J].中國電化教育，2020（3）：106-113.

[17] 曾燕，高俊，王清香，等.基于“雨課堂”的課程教學(xué)實踐探索——以高職《C語言程序設(shè)計》為例[J].電腦知識與技術(shù)，2021，17（33）：156-158.

[18] Yang C B，Huan S L，Yang Y.Application of big data technology in blended teaching of college students：a case study on rain classroom[J].International Journal of Emerging Technologies in Learning （IJET），2020，15（11）：4.

[19] Li D H，Li H Y，Li W，et al.Application of Flipped Classroom based on the Rain Classroom in the Teaching of Computer-aided Landscape Design[J].Computer Applications in Engineering Education，2020，28（6）： 357-366.

[20] 陳芳芳.基于雨課堂的數(shù)字電子技術(shù)課程混合式教學(xué)研究與實踐[D].貴陽：貴州師范大學(xué)，2019.

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