混合式教学在泵与泵站的应用

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摘要：为了提升学生自主学习能力和实现“以学生为中心”的有效本科教学，文章采用“线上SPOC学习+线下合作研讨”的混合式教学模式。该模式的教学流程为学生在线上课堂自主学习基础知识并完成线上测试，线下课堂在教师的指导下进行合作学习和项目研讨，课后线上观看重难点讲解视频和测验进行了巩固，以此提高学生的自主学习能力、团队协作能力、交流沟通能力和知识获得感，实现“以学生为中心”的教学模式。

关键词：混合式教学；SPOC；合作学习；项目研讨；以学生为中心

2019年10月，教育部发布《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》（教高〔2019〕8号）文件，正式提出“一流本科课程”建设目标，即“让课程优起来、教师强起来、学生忙起来、管理严起来、效果实起来”。笔者在教学实践中发现，利用信息化技术改革传统课堂教学，构建混合式教学模式有助于提高学习效率。当前混合式教学模式在课堂教学中的应用日渐增多[1-3]，信息化教学手段也越来越普及，各种教学平台也相继出现，但每所学校的学情不同、定位不同、课程目标不同导致实施效果差异较大，所以探索适合本校学情、本专业培养目标和课程性质的混合式教学模式显得至关重要。根据一流本科课程分类建设的基本原则，教师要依据本校办学定位和本专业人才培养目标，建设适应创新型、复合型、应用型人才培养需要的一流本科课程。课程目标要有助于实现本专业人才培养目标。因此，笔者考虑到所在学校的人才培养目标定位是培养应用型人才，所以课程建设目标应围绕应用型人才对知识、能力、素质的要求进行，要着重培养学生解决问题的综合能力。“泵与泵站”是给排水科学与工程专业学生的专业基础课，该课程对应用型人才的教学目标是：能够自主分析并合理选择水泵机组，了解水泵运行过程中可能出现的问题，提出解决方案，了解泵房的组成和结构。本文将围绕“SPOC+合作学习+项目研讨”混合式教学模式的提出背景、设计思路和在“泵与泵站”课程中的课堂实施，探索在信息化教学手段下如何应用混合式这一主流教学模式开展适合应用型人才培养目标的教学，以供其他理工科课程参考。

一、“SPOC+合作学习+项目研讨”混合式教学提出背景

SPOC（SmallPrivateOnlineCourse）指的是小范围、私有性在线课程，一般指的是应用于本校或本专业学生教学的线上课程，因此，其特点是更具有针对性。混合式教学的基本流程是：教师利用信息化教学平台将在线教学资源（如慕课视频、自制讲解视频、微课或互动课件等）提前发布给学生，并制作测试题检查学生学习情况，即完成SPOC线上教学；当学生回到线下课堂时，教师回答学生的问题，学生回答教师的问题，从而了解哪些知识还没有被吸收，教师在课上与学生一起完成作业或其他任务。合作学习是指学生为了共同完成一项较难的任务，有明确分工地进行互助性学习。由于合作学习更符合实际工作场景，在帮助学生解决复杂问题、促进学生形成良好的工作品质等方面实效显著[4-5]，因此，在线下课堂教学中可根据课程目标和内容灵活采用此形式。项目研讨是为了增强本科课程学习的高阶性，鼓励学生进行理论与实践的结合，将实际工程项目引入课堂，在教师指导下分小组进行研讨。合作学习和项目研讨有时可同时进行。SPOC、合作学习和项目研讨三者有机结合可充分发挥各自的优势。SPOC课程学习一般由学生在线上单独完成，这时候的学习和理解是存在差异的；然后在课堂上小组基于共同目标进行合作学习，解决问题任务。教师通过提问可了解学生对教学目标的掌握情况，从而提出重点和难点；项目研讨是为了解决一些复杂问题，通过采用合作学习方法，教师可让组间互相学习，各组也可提出自己的解决方法。三者配合使用最终可获得比传统课堂教学更好的效果，学生的各方面能力也能获得提升。

二、“SPOC+合作学习+项目研讨”混合式教学设计思路

(一)课程定位和目标的重新制定

任何一门课程在设计其教学模式时，应考虑其课程定位和课程目标。以“泵与泵站”课程为例，它是给排水科学与工程专业学生必修的一门专业主干课程，其在后续的“给水工程”“排水工程”“建筑给水排水工程”等课程教学中均有应用，尤其是学生在进行自来水厂、污水厂和建筑给排水工程毕业设计时，须用到选泵和泵房设计等知识。因此，本门课程的教学目标主要是让学生学会选泵，并了解水泵的运行管理和泵房的组成。同时为适应行业产业发展需求，在行业或企业专家参与的情况下综合制定本课程的一些具体培养目标，如掌握泵站的调速运行、并联运行和标准化泵房的设计管理等。

（二）设计学习活动

在课程目标的指导下，设计线上和线下学习任务。混合式教学的本质是构建一个学习生态社区，综合运用信息技术工具来搭建物理和虚拟的学习空间，设计不同类型的学习活动，为教师与学生、学生与学生，甚至学生自己的思维碰撞提供条件，锻炼学生的思维与能力。

（三）培养学生自主学习能力

学生的自主学习能力影响到后面的互动交流、团队协作和创新，甚至会影响学生今后的个人发展。因此，应重点培养学生的自主学习能力。为了培养学生自主学习能力，按“计划任务阶段、行为调控阶段和自我反思阶段”三大阶段来设计自主学习过程。首先，教师通过在线学习平台上的数据反馈弄清每名学生的个人学习状况，为每一名学生制定有针对性的学习方案和提升策略，对学习进度快、学习能力强的学生可发布一些难度较大、综合应用较强的项目研讨案例，这也为后面的项目研讨分组划定提供依据。其次，在计划付诸实践的过程中，教师要加强学生的行为调控。在学生完成教师布置的任务的过程中，总会遇到各种各样不能解决的问题，这时就需要教师帮助其解决，引导其进行高阶性的深度学习，学会解决问题，建立自己的知识架构。最后，要注意引导学生养成自我反思的习惯。学会反思，才能不断进步，教师要帮助学生培养自我总结能力、自我评价能力和自我补救能力。

（四）增强交互活动

为实践“以学生为中心”的线上和线下学习，教师须设计丰富多彩的交互活动。在线上课堂，师生可采用文本、图片、语音和视频等多种方式，实现同步交互和异步交互，既可以有一对一的交互，也可以有一对多的交互。教师要力求通过多样的交互拉进师生之间的距离，让学生感受到教师不仅存在于课堂，也存在于线上这样一个学习社区，从而激发学生的学习热情。在线下实体课堂，教师要围绕课程目标，通过设计“师生”交互和“生生”交互活动，组织好项目研讨，辅助学生完成学习目标。

（五）建立科学的评价制度

为了激发学生学习动力，必须完善过程评价内容和制度，加强研究型项目的学习，丰富项目答辩式等过程评价方式，拓展课程学习的深度，学生通过自我评价和师生的相互评价能够有所提高，并相互监督、共同进步。

三、“SPOC+合作学习+项目研讨”混合式教学的实施

（一）构建SPOC课堂

教师根据本校学生实际和课程目标对MOOC、线上精品课程等加以应用，针对学生问题录制的讲解视频，或在腾讯会议、直播平台上和学生互动，并将讨论形成的视频资源上传到校内在线学习平台上，供学生有目的地自主学习和反复观看，形成SPOC线上课堂。

（二）科学组建合作小组

合作小组的组建遵循“同组异质、组间同质”的原则[4]，融入“积极互赖”要素[5]，在小组成员角色定位中，利用“方法互赖”中的“角色互赖”和“任务互赖”，使小组内成员分别担任互补的角色。根据线上教学平台提供的数据进行分析，找出“异质”的学生组成“互赖”小组，可形成积极的带动效应，从而使学生获得团队合作的愉悦感。以“泵与泵站”这门课来举例，合作小组每组4人，其中组长1名，组长的特质是具有责任心和保守特质，而组员的特质是具有一定的批判精神和创造性，但是实际应用能力稍弱。这样可形成特质互补，有利于完成项目任务。

（三）选择合作完成的项目

合作完成的项目应以达到课程目标为根本，符合学生认知能力、有合作价值，须经过团队协作才能较好完成，须侧重应用和解决实际问题。以“泵与泵站”这门课为例，学生分组合作完成的项目主要为泵组的选择和运行工况分析，同时须根据实际工况调整泵组的运行方式。

（四）在实体课堂中教师引导学生解决问题

在线下实体课堂中，教师需要对学生遇到的问题进行重点讲解，引导其学会解决问题，为他们任务的顺利完成提供保障和监督。比如，学生在完成选泵这一任务时，会遇到水泵性能曲线找不到、并联曲线不会做、需能曲线画不出、工况点不会分析等问题。这时教师要以实例来进行详细讲解。教师在进行实例讲解时需要列出问题解决步骤、资料查找方式、曲线做法、工况点分析表格等以供学生参考。但同时需要引出一些问题，让学生自己去解决。这样教学就变得有的放矢，教学活动的组织也是基于问题导向，将学生的参与度将大大提升。再比如水泵机组调速运行是一个难点，部分学生不会进行调速分析，需要教师重点、多次讲解，并将学生的疑惑点汇总讨论并分析解决。

（五）对学生进行积极的评价

合作式学习任务完成一部分时，需要让学生积极展示其阶段成果，引导学生进行自我评价及小组成员间的互评，及时发现问题，并依靠大家一起解决问题。任务最终完成后可以组织学生进行组与组之间的比赛，对优胜者给予积极评价和分数奖励，并帮助其他学生找出须改善的部分，鼓励其持续改进。

四、课程中的应用

（一）运行效果

采用“SPOC+合作学习+项目研讨”混合式教学模式后，课堂不再是教师一个人说的算，而是大家都在积极讨论，参与感明显增加，且学生自主学习能力、团队协作能力和解决问题能力大大提升，学生的发言次数、任务完成质量都得到了提高。学生在讨论中互相学习，互相参照，互相提高，最终的课程成绩较之前也有所提升。该模式在课前、课中和课后的实施效果如下。1.课前，在信息化教学平台上发布学习材料和测验，学生在学习完材料后即可参与线上测验，平台自动统计学生答题情况（见图1），教师根据统计数据分析学生学习薄弱点。2.课中，教师对学生未能掌握的知识点进行重点讲解，然后提出问题任务，小组讨论后，教师检查学生的完成情况，并对不能完成的问题和任务进行重点讲解。3.课后，教师在信息化教学平台上发布课后测验，及时了解学生对该堂课内容的掌握情况，并且不定时发布一些比较难的课后任务，需要小组合作才能完成，完成后由学生小组在线上讲解完成情况和过程，学生和教师参与讨论。

（二）出现的问题

混合式教学模式在实施过程中也出现了一些问题，列举如下。1.小组合作时有些组不愿意小组讨论，甚至出现一人独大的情况。这可能是组内成员分工不明确、小组作业不具合作性、小组成员组成不合理等原因造成的，需要根据实际情况分析解决。2.线上SPOC课程的学习需要占用学生大量的时间，部分基础较差的学生自主学习会比较吃力，因此课程线上和线下学时的分配要力求合理，平时分要侧重在SPOC内容的学习表现上，同时SPOC课程内容可设置不同的难易等级，满足不同学生的学习需求。3.不同学生可能要求教师在课堂上讲授不同的内容，这时就会出现什么要讲、什么不要讲的问题，使教师难以抉择如何有效利用课堂时间。这时测验数据和线上讨论可以成为教师选择讲授内容的依据。所以教师要充分利用信息化教学技术，采用数据进行分析，合理抉择。

五、结论

课堂实施效果表明，在“泵与泵站”课程教学改革中，采用“SPOC+合作学习+项目研讨”的混合式教学模式，在线平台对课后测试的自动评分功能减轻了教师的负担，同时让学生更容易掌握自己的学习情况；SPOC课程上的视频信息内容丰富、知识点密集，学生可以暂停、回顾任何一个知识点，是一种非常高效的信息传递方式和自主学习平台；小组合作和项目研讨培养了学生团队协作、交流沟通和解决问题的能力。该模式真正实现了“以学生为中心”的教学，是一种可行、值得推广的教学改革之路。

参考文献：

[1]徐冰洁,王慧娟,张新华,等.混合式教学模式在水力学实验课程中的应用探索———以九江学院为例[J].化工高等教育,2020(4).

[2]汪玲萍.应用型本科院校混合式学习模式建构探索[J].教育与职业,2018(3).

[3]曹桂秋,朱新华,袁淑芳,等.基于“翻转课堂”的混合式学习模式在诊断学教学中的应用[J].高教探索,2017(S1).

[4]周世春.初中音乐合作式教学的构建及积极作用分析[J].名师在线,2019(33).

[5]王胥人,张云雁,夏德萌,等.合作式PBL教学中学生的角色定位和思维习惯对课程学习的影响[J].中国高等医学教育,2019(9).

作者：蔡丽云 单位：厦门大学嘉庚学院