混合式教学在“水轮机”课程中的探索与应用
时间：2021-02-08 10:10:20 来源：达达文档网 本文已影响 人 
毛秀丽 李挺 陈帝伊
摘 要：为了切实提高本科生教学质量，在分析了线上教学与线下教学各自特点的基础上，开展了对“水轮机”课程运用混合式教学模式的探索与实践。实践表明，线上教学与线下教学互补的教学方式，有助于提升“水轮机”课程的教学效果。在此基础上，完善创新型课本二维码建设及校企共建教学资源库，对建设专业课程意义重大。
关键词：水轮机;混合式教学;单一教学
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2020）09-0040-02
“水轮机”课程的课堂学习目标是要求学生掌握水轮机工作原理、相似理论及主要综合特性曲线的应用，以及水轮机正确选型和主要参数的计算方法。实践教学部分则要求学生通过实验了解各类型水轮机结构组成及机组运行状态，并将所学理论知识在课程设计与毕业设计中灵活运用。此外，学生对水轮机各部件的设计方法和制造工艺有一定的了解，可为他们将来在水轮机制造企业及水电站运行管理等部门工作打下基础。“水轮机”课程作为专业核心课，其具有较强的系统性与实践性，理论与实践相结合的教学方式对教师和学生提出了更高的要求和挑战[1]。如果囿于传统的教学模式，则很难面对这样的挑战。
网络技术的发展与普及促进了线上教学平台的成长，多样化的学习方式进入了教师与学生的视野[2]。但是针对核心专业课程开展线上与线下相结合的混合教学模式的教学改革较少。今年春节前夕爆发的新型冠状病毒疫情，导致学校无法按原定计划复课。但在国家强有力的部署下，教育系统通过线上教学实现了“停课不停教、不停学”的良好局面，并为开展混合式教学提供了一个契机。本文以“水轮机”课程为依托，尝试了对该课程进行混合式教学的改革。
一、单一教学方式存在的问题分析
教师的“教”和学生的“学”双方面组成了教学行为[3]，二者的协同性直接决定教学质量。从教学行为方式这个角度上剖析，可发现线上教学与线下教学存在的问题如下。
（一）线下教学中存在的问题
面对诸如新型冠状病毒此类不可预测的客观性灾难，线下教学模式因缺乏灵活性而不能正常开展。对于人数逾百的大课，教学质量受到硬件条件的限制，如教师在课堂上要用PPT演示授课内容时，后排学生无法看清PPT的演示内容等。此外，在线下教学中教师只能顾及大部分学生的课堂反映，不能实时掌握每位学生的学习情况;而学生的学习能力参差不齐，使得部分学生在课堂上并不能掌握教师所讲内容，导致“教”与“学”的脱节。上述问题普遍存在于各大高校的课堂教学之中，如何解决值得每一位教师深思。
（二）线上教学中存在的问题
线上教学的开展在很大程度上依赖于参与者的网络宽带与服务器的处理能力。2020年2月份全国推广基于网络平台的线上教学，其中网络教学平台崩盘和卡课的现象层出不穷，严重打乱了正常的教学秩序。线上教学课堂互动多为文字表述，一方面教学效果没有现场教学好，另一方面容易让学生的学习出现跟风的现象，人云亦云，重复前一位学生答案。在随堂演练过程中，教师无法直接观察到学生的具体情况，亦无法察觉学生是否在线听课还是挂机。上述现象是线上教学不可避免的弊端所在。
此外，线上教学的内容表达受到一定程度的限制。一方面，“水轮机”等工科类专业课程涉及多类复杂机械图形及公式，线上教学在线画图不方便。由于每次屏幕呈现内容有限，使得公式推导前后内容难以连接起来，从而让复杂公式推导过程的演练较为困难。另一方面，虚拟实验平臺的搭建可以实现线上的实验课程，但局限于简易实验。对一些专业课实验，如基于不同工况水轮机运行等实验，线上教学目前无法按实际情况呈现。
二、“水轮机”课程混合式教学的探索与应用
西北农林科技大学“水轮机”课程3个学分，48课时（第一章绪论10课时，第二章水轮机工作原理6课时，第三章水轮机空化与空蚀8课时，第四章水轮机相似理论10课时，第五章水轮机特性与特性曲线8课时，第六章水轮机选型设计2课时，第七章反击式水轮机引水室、第八章反击式水轮机导水机构、第九章水轮机转轮设计与第十章水轮机尾水管共计2课时，第十一章水轮机运行检修、第十二章水轮机新技术共计2课时）。教师在规定课时内讲授课程全部内容并不可行，因此对教材内容进行合理的调整与遴选、采用多样化授课方式等，是提高课程教学质量的重要途径。
（一）创新教学方式
改革专业课程教学方式不仅是当下的重要任务，更是长久之计。在线下教学中，罕见有学生主动向教师请教课业问题，答疑解惑比率极低。但是线上教学却让那些平时不爱发问的学生变身“键盘侠”，学生通过小窗口向教师发送问题人数可达50%。而且化身“键盘侠”的学生所询问的问题质量经常出乎教师预料，该方式极大地提高了学生对课程教学的参与感与创新意识。无独有偶，很多教师一改平时上课过于拘谨或是照本宣科的状态，在屏幕中更能放开并展现出不同程度的幽默风趣，使得课堂氛围积极而热烈。在线上教学过程中，课堂作业的进行方式也展现出一定的特色，可按照学生学号顺序编制排列组合函数，所留小作业采用学生互批方式，并展示在教学群中。实践表明，该方式一方面尽可能避免出现作业相互抄袭现象，另一方面让学生改变了对待作业的态度，提高了学习积极性。
性能优良的网课平台、网络信号的覆盖及强度是线上教学得以顺利开展的保障。在开展线上教学时，出现的学生“跟风”问题、听课挂机问题、在师生进行互动时打字浪费时间问题、连麦回答依赖于学生所处环境等问题，都制约着师生互动的效果与效率。因此，若能开发一种智能检测系统嵌入教学平台，从根本上避免此类问题的发生，则线上教学效果将得到极大的提升。此外，线上教学可依赖于虚拟实验平台开展简易实验，而对于偏复杂的实验则须现场进行。综上所述，混合式教学方式能从“教”与“学”两个方面有效提高课程教学效果。
通过对89位听课学生进行问卷调研可知，学生对网速满意度达97.75%，课后主动咨询过教师问题的学生占50.56%，对网络形式作业满意度达98.88%。觉得线上教学对“水轮机”课程学习很有帮助的学生占66.29%，认为有些帮助的学生占33.71%。
（二）优化师资，实现教学资源共享
国内高校诸多教授同时兼任行政职务，双肩挑的工作导致教授给本科生上课机会偏少。线上教学能集合较多学生同时开课，为教授开展本科教学工作提供了较好的平台。此外，还可统筹教师专业特长，结合教师科研内容对专业课程组队开展线上教学，在教学过程中发挥团队优势。从全国同专业同课程角度讲，建立资源库共享线上教学资源，不仅可以促进教师之间的互相学习，也可以促使学生学多人之所长。一些学习能力偏弱的学生，可通过多次观看学习教学资料库，提高学习效果。
值得一提的是可以开展课本二维码的建设工作。诸如能源类工科专业涉及诸多复杂机械，对于课本上现有的二维图学生理解机组结构极为困难。因此，若能将三维设计模型加入到资源库中，学生在学习过程中遇到某个机组工程图难以理解，就可以扫描课本图旁二维码观看其三维结构将会极大提高教学效果。
由水轮机制造企业及水电站等部门参与建设的在线资源库，包含深厚的工程实践知识。以往本科教学除实习外，鲜见企业工程经验进课堂，并且工程实践很难准确无误地反映到课本上来。为水轮机制造、运行检修等过程搭建线上平台，无疑是有助于从本质上提高教学效果，让师生均受益，为学生以后选择明确工作方向奠定基础。下面的图1即為本文“水轮机”课程混合式教学模式图。
三、结论
实践证明，混合式教学方式有助于提升“水轮机”这门专业课的教学效果。该教学方式对培养学生创新意识有重要意义，在引导学生夯实理论的同时，可通过校企联合等方式提高了学生工程意识与工程素养。利用先进手段开展教学不仅能够统筹安排教师资源，且让教授更多地参与到本科生教学中成为可能。“水轮机”课程教学资源库的建设不仅丰富了学生学习资源，更是有效地解决了课时少等问题。
参考文献：
[1]潘虹，郑源.水轮机课程教学改革的研究与探索[J].中国电力教育，2012，（8）.
[2]赵亮，陈韵，余博.智慧教育视域下普通高校线上教学模式研究[J].电脑知识与技术，2019，（30）.
[3]李冶军.教学反思的问题分析与对策思考[J].现代教育科学，2009，（2）.
[责任编辑 李金波]
