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工科专业课程线上线下融合式教学方法设计与实践
发布时间:2021-11-08 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
工科专业课程线上线下融合式教学方法设计与实践
康正阳,苏小平,陈国荣,周剑锋 
(南京工业大学 机械与动力工程学院,江苏 南京 211816)
[  ]在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)肆虐期间,国内高校积极建设互联网教学通道,实现了疫情防控期间“停课不停教、停课不停学”。目前,国内疫情已得到有效控制,但仍需防范输入性风险,线上教学将常态化、长期化。本文基于调查问卷研究,梳理出当前线上教学遇到的瓶颈问题,针对工科专业课程的特点,设计线上线下相融合的教学方法,并实践于“汽车制造工艺学”课程。从短期看,本研究将服务于特殊时期教学任务的顺利开展;从长期看,契合于我国网络强国战略,对推动互联网在高等教育领域的广泛应用有一定借鉴作用。
[关键词]线上线下教学;教学方法设计;工科专业课程;混合式教学
[基金项目]江苏省2019教改重点项目(项目编号:2019JSJG024);南京工业大学2019校级教改一般项目(项目编号:20191124);南京工业大学2020疫情防控期间在线教学实践与探索专项课题。
[作者简介]康正阳(1988—),博士,讲师,研究方向:车辆工程
 
一、引言
自2019年12月份新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情爆发以来,全国上下一心、众志成城,已取得阶段性防疫胜利。国内高校快速响应《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》教育部文件精神,组织开展全面在线教学活动。经过师生的共同努力,实现了疫情防控期间“停课不停教、停课不停学”,保证了各项教学任务平稳有序开展。
当前,国内疫情趋于稳定,各行各业都在推进全面复工复产。但是,截止本文投稿之日,国外疫情仍处在快速发展阶段,可以预见在未来相当长的一段时间内,防疫工作将常态化。对于高校而言,开学后还是应当维持线上教学通道畅通,形成线上和线下教学并重的教学模式。
本研究针对工科专业课程,探索线上线下融合的教学模式。从短期看,将服务于特殊时期教学任务的顺利开展;从长期看,契合于我国网络强国战略,对推动互联网在高等教育领域的广泛应用有一定借鉴作用。
 
二、在线教学现状分析
2.1在线教学调查问卷
在线教学需要充分了解学生的学情,如此才能在直播授课时把握课堂节奏,真正实现从知识中心向学生中心转化[1]。为获得真实的学情数据,本研究设计匿名调查问卷。
调查问卷
1、在线上课期间你能够全程全神贯注吗?()
A.完全可以;B.大部分时间可以;C.大部分时间不可以;D.完全不行
2、选出三个可能导致你网络授课走神的原因()
A.网络上其它有意思的内容;B.周围环境影响,如床、零食、家人等;C.没有老师监督;D.对授课内容不感兴趣;E.授课时间太长;F.网络不畅
3、对于网络教学课后作业,你的看法是?()(多选)
A.能够督促我完成网上教学内容;B.没有起到督促我学习的作用;C.题目答案可以复制粘贴,起不到考核效果;D.能够起到考核效果
4、返校后,你希望教师在线下课堂通过何种方式授课?()
A.复习和回顾线上教学内容;B.师生互动,面对面答疑;C.翻转课堂,将自己对课程的思考与班级同学分享;D.教师单方面授课,没有互动;E.在确保安全的前提下,也不开展线下教学
5、你的目前存在的困扰有:()(可补充)
A.线上教学的知识点掌握不牢靠;B.自知自律性不强,却又找不到办法;C.网络或硬件条件不佳;D.网络课程质量层次不齐;E.不太好意思找老师请教问题;F.不能按时上线,原因是
6、你认为较好的在线教学应包含哪些特征?按重要性排序()(可补充)
A.课程录播;B.定时直播;C.PPT讲义;D.在线答疑互动;E.网络教案(学习通平台);F.多媒体资源
7、你认为线上和线下教学的主要区别是?按重要性排序()
A.有无老师监督;D.学习氛围;B.线上效率较高;E.师生互动;C.线上效率较低
 
 
2.2结果分析与讨论
收到问卷样本143份,具有统计学意义。基于对调查问卷结果的统计及分析,得到以下几点结论。
(1)国内互联网基础设施建设足以支撑在线教学要求。极少数同学反映硬件条件不足或网络条件不佳问题,说明目前在线教学平台对学习条件(如电脑、手机、网络等)的要求较低。多数学生较为开放,愿意与老师沟通或请教问题,说明学生已能接纳并且适应在线教学模式。
(2)超过半数的学生对线上教学的认同感并没有想象中的那么高,主要存在三方面问题:知识点掌握不扎实(32%),自律性不强(29%),以及在线课程的质量层次不齐(20%)。虽然受调查群体课后作业完成情况良好,但仍有34%的学生认为需要通过线下教学复习回顾线上教学内容,反映出他们对现阶段学习质量缺乏自信。
(3)相较于线下教学,线上教学的影响因素明显增多,仅有2%的同学能够始终保持注意力。一方面,家中环境较为舒适,干扰因素较多;另一方面,受到网络不畅(19%)和网络其它内容吸引(14%)也会造成课堂分神;另有23%的学生将原因归结为缺少教师的监督。上述因素很难得到根本解决,体现出线上教学的局限性。
(4)教师在线上教学中仍需发挥主体和中心作用。当问及在线教学最应该包含的教学内容,76%的学生选择了与教师授课相关的教学方式,包括课程录播(33%)和定时直播(43%);其中,定时直播的方式更受欢迎,可能是因为其更有利于学生安排自己的学习计划。其它内容,包括PPT讲义、在线答疑、网络教案、多媒体资源占比都很低,说明在学生心目中,充沛的网络资源都不及教师授课来得重要;部分教师采取的“完善在线资料+在线交流、答疑”的教学方式未必可取。
(5)高校教师亟需改进授课、考核方式以适应线上教学的特点。在课后作业方面,有18%的学生坦言作业可以通过复制粘贴快速完成,实际效果甚微。在授课时长方面,在线教学很难长时间保持注意力,因此更适合采用专题式教学方法,即将一节课拆分成2-3个专题,每一个专题代表一个关键的知识点。
(6)对于工科专业课程,线上/线下教学需要深度融合。提及线上/线下教学的区别,超过半数(60%)的学生认为是学习氛围,另有21%的同学认为是有无老师监督;高达50%的学生期待通过面对面答疑(29%)或翻转课堂(21%)的方式增强师生互动。上述数据说明线上教学具有局限性,其并不能够完全替代大学校园的学习生活;开展线上线下融合教学的关键点在于充分发挥“校园氛围”和“教师领路”的关键作用。
 
三、线上线下融合式教学方法设计
通过调查问卷研究,基本摸清了线上教学的实际成效,明确了其在学习氛围营造、师生互动、教师监督等方面的先天性缺陷,为开展线上线下融合教学指明了大体方向。本文针对“汽车制造工艺学”课程,设计具体教学方法。
3.1线上教学部分
(1)“一拆多”和“多合一”专题式教学
“新工科”以培养多样化、创新型卓越工程科技人才为目标[2];反映到具体授课中,既需要培养学生将复杂工程问题拆解的能力,也需要传授学生对零散知识点归纳、整合和发散的能力。另一方面,在线教学具有快节奏、多媒介、可回溯的特点,赋予专题式教学更多可能性。在教学实践中,将专题授课时长控制在15-20分钟,每次课完成2-3个专题。例如,将铸造工艺拆解为“砂型铸造”和“特种铸造”两个专题各20分钟,专题之间穿插讲述我国铸造业发展现状(5分钟)。上述两个专题首先帮助学生构建铸造技术分类体系,其次对铸造工艺的选择、工艺设计、缺陷分析等进行深入浅出的讲解。
(2)数位资源的充分运用
互联网技术的快速发展使得优质教育资源触手可及。在此背景下,授课重点还应该包括运用数位资源的能力,包括:信息检索能力、信息整合能力、信息去伪能力、信息转移能力。采取以下措施激发学生发散性思维和提升数位资源利用率:1)着重阐述教学内容的内在逻辑,而不是仅仅讲述知识点;2)每次课就1-2个议题进行开放性讨论;3)发布网络资源(视频、文档等),并指出它们与课程的关联;4)布置课程大作业,让学生针对某一个汽车零件,分析其制造过程。
(3)优化课后作业题型和考核方式
“南京工业大学-超星网络教学平台”能够便捷的建立作业题库,题型包括选择题、判断题和问答题。采取以下考核方式:1)运用平台功能形成乱序的作业题,增大作业抄袭难度;2)允许重复答题,多次答题取最高分;3)布置少量开放式主观题;4)根据后台数据,掌握每道题错误率,并对共性错误着重展开分析。
 
3.2线下教学部分
(1)分组式翻转课堂教学
翻转课堂(Inverted Classroom)是指重新调整课堂内外的时间,将学习的决定权从教师转移给学生[3]。本研究通过该授课模式督促学生开展自主学习,提升线下教学课堂效率。具体而言:第一步,将学生按照线上教学大作业选题情况分组,包括:发动机缸体组、车门组、曲轴组、车身组、转向节组等,每组成员3-6人;第二步,各组成员推选主汇报人,教师排定汇报次序,每组展示时间为10分钟,答辩时间3分钟;第三步,教师指导梳理报告主线逻辑,协助每组成员完成汇报PPT;第四步,各组成员在线下教学环节完成汇报,教师点评并启发式提问。
(2)线上专题的串讲与讨论
针对调查问卷反映的师生互动不够的问题,线下教学环节将分出一块时间对线上教学内容进行串讲。串讲将帮助学生从“专题化知识点”中梳理出一条更为清晰的技术脉络。在“汽车制造工艺学”课程中,选取了最为典型的汽车发动机作为串讲对象,囊括了设计、铸造、锻造、加工、定位、检测、装配、误差分析、失效形式等知识点,横跨了多个教学环节;期间通过双向问答,形成师生间的双向反馈。
(3)改进各教学环节的成绩占比
高等教育中,考试成绩的意义应当超脱于考核和分层,更多的作为一种认识自己、改进自己、完善自我的激励手段。基于上述观点,本研究将线上教学环节的成绩比重(课程总分的比例)设置为35%,其中考勤10%,课后作业10%,大作业15%;线下教学环节的成绩比重设置为65%,其中考勤5%,笔试成绩40%,翻转课堂20%。上述成绩配比能够有效调动学生参与翻转课堂和课后作业的积极性,改变学生原本“重考试,轻实践”的错误学习策略。
 
四、结论
本研究是在后疫情时期背景下,对工科专业线上线下融合式教学方法的思考和具体实践。首先,梳理了目前线上教学遇到的瓶颈问题,确立了总体教学思路;然后,针对工科专业特点,结合“汽车制造工艺学”课程,通过六大改进措施,优化线上和线下教学方案;最终,实现了线上和线下教学环节的交叉互补和深度融合。后续还将通过多轮教学实践,持续改进教学方案的具体实施方式,不断扩充教学资源数据库,并侧重于教学方案和教学经验的转移。
 
[参考文献]
[1]当教师遇上直播课[N]. 中国教师报,2020-04-29(004).
[2]高教司. “新工科”建设行动路线(“天大行动”). 2017-04-08.
[3]张荣芸, 时培成, 肖平. 翻转课堂在高校工科教学中的应用——以《工程机械底盘》课程为例[J]. 开封教育学院学报, 2017, 37(9):133-134.
Practice Research of Online-offline Integrated Teaching for Engineering Courses
KANG Zheng-yang, Su Xiao-ping, CHEN Guo-rong, ZHOU Jian-feng
(School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu 211816, China)
Abstract: During the outbreak of COVID-19, domestic universities actively built internet teaching channels to maintain the regular teaching and studying. At present, the domestic epidemic has been effectively controlled, however it is still necessary to prevent the input risk of the epidemic, the online teaching will be normalized. Based on the questionnaire research, the present study sorts out the bottleneck issues encountered in the online teaching and designs the online-offline integrated teaching methods according to the characteristics of engineering courses. The method is practiced in the course of "Automobile Manufacturing Technology". In the short term, this research will serve for improving the teaching quality in the special periods; in the long term, it is related with the China's network power strategy, and has a certain reference role in promoting the wide application of the Internet in the field of higher education.
 
Keywords: Education and teaching forum; engineering teaching; comprehensive ability training; college students