线上线下混合式教学模式在实践教学中的应用——以材控专业“专业基础实验2”课程为例
朱万军，刘 冰，曹 艺
(辽宁科技学院 冶金与材料工程学院，辽宁 本溪 117004)
长期以来，应用型本科高校的实践教学受到传统教学模式的束缚，教师作为实践的主体，在每次课前安排好实验项目和实验内容。上课时教师讲解实验目的、实验基本原理、实验内容和实验操作步骤等；
然后学生只需要按照教师讲解和实验指导书上的操作步骤就可以完成实验，这种机械、呆板、单一的实践教学模式极大地限制了学生学习的积极性、主动性和创造性，不能激发学生独立思考的兴趣和热情，以至于难以提高实践教学质量，阻碍了对学生工程实践能力和创新能力的培养。2019年以来，教育部发布了《关于一流本科课程建设的实施意见》等相关教育改革文件，明确提出了各高校应当运用适当的数字化教学工具，结合本校实际对校内课程进行改造，实施学生线上自主学习与线下面授有机结合开展翻转课堂、混合式教学，建设线上线下混合式一流课程。
为响应教育部的号召，解决传统实践教学模式存在的问题，2020年起，辽宁科技学院材料成型及控制工程专业对传统的实践教学模式进行了改革，依托网络教学平台，实施了线上线下混合式的实践教学模式。通过信息化技术与实践课程的深度融合，线上线下混合式教学改变了以往实践课程教学内容的呈现方式、教师的教学方式和教学方法、学生的学习方式和师生互动方式，提高了学生学习的积极性和主动性，拓展了学生的创新思维，改善了实践教学效果[1]。下面以材控专业的“专业基础实验2”课程为例，介绍实践课程线上线下混合式教学模式的具体实施。
“专业基础实2”课程是材料成型及控制工程专业学生必修的专业实践课。课程的教学目标是使学生能较系统地掌握金属材料塑性成形基础实验的基本原理、实验方法和基本操作知识，培养学生的实验技能，提高学生的实践动手能力；
培养学生具有通过实验现象和实验仪器表征，运用金属塑性成形知识进行实验分析并得出合理有效实验结论的能力。该课程安排在材控专业第5学期的17周-20周进行，是在学生本学期专业基础理论课程学习结束后进行的4周集中实验课程，共计96学时。学生在之前的1-4学期已完成了相关的学科基础实验的学习和实践，具备了一定的实验基本技能。因此，该课程的8个专业基础实验项目均设置为设计性和综合性实验。
2020年9月起，“专业基础实验2”课程开始实施线上线下混合式教学。教师首先在学习通平台上进行了“专业基础实验2”网络教学课程的建设。在网络教学平台上每个实验项目分别设置独立学习单元，每个学习单元都设置了实验目的、实验原理、实验要求、实验教学课件、实验设备操作视频和实验相关问题的讨论等多个学习任务点。实验教学课件和实验设备操作视频由实验指导教师制作完成。实验开始前，学生要在学习通平台上完成各实验项目的全部任务点学习。在实验过程中，学生与老师、学生与学生之间可以随时在讨论区针对相关的实验问题进行线上互动讨论和交流[2]。
“专业基础实验2”课程线上线下混合式教学的具体实施分为4个步骤：学生自主学习(线上)、自主学习效果测评(翻转课堂)、学生实验操作(线下)和考核评价(线上、线下)，具体步骤如图1所示。
3.1 学生自主学习(线上)
每个实验项目开始前，学生在学习通的“专业基础实验2”网络课程平台上进行自主学习，学生要认真完成每个实验项目设置的实验目的、实验原理、实验要求、实验教学课件、实验设备操作视频等任务点的学习。各实验教学课件以讲解实验目的、实验原理、实验内容、实验要求等为主，而不涉及具体的实验过程和实验步骤，打消学生对教师讲授和实验指导书过强的依赖性心理[3]；
同时，学生在自主学习的过程中，可在讨论区与学生相互讨论并思考、回答教师提出的问题。学生完成任务点学习后，要以小组的形式进行实验设计方案的制定。
3.2 自主学习效果测评(翻转课堂)
学生自主学习结束后，教师对学生的学习效果要进行测评，该过程在线下以翻转课堂的形式进行。首先，学生以小组为单位通过PPT课件向老师和同学们汇报制定的实验设计方案，实验设计方案应包括实验目的、实验原理、实验设备及原料、实验方法、实验预期效果和创新点等；
然后，该组实验设计方案汇报结束后，班级其他小组的同学可对该小组的实验设计方案进行提问和讨论；
最后，实验教师要对该实验设计方案进行讲评，肯定实验设计方案正确的部分、指出实验设计方案中的不正确、不合理之处。实验设计方案的汇报和研讨结束后，学生要依据老师和同学提出的问题，对实验设计方案进行修改。实验设计方案最终由教师审核同意后，学生方可进入实验室开展实验。教师要对该教学环节中实验设计方案和学生的现场表现进行考核评价，该教学环节的考核评价既对学生自主学习的效果进行了考核，又为下阶段线下实验的开展提供了有力的保障。
3.3 学生实验操作(线下)
学生进入实验室后，首先，教师要对学生进行实验安全教育，包括实验室安全教育和实验设备操作安全教育；
其次，教师进行实验设备操作的示范性教学、学生开始熟悉实验设备的操作、教师对学生操作实验设备的过程进行指导并提出改进意见；
最后，学生在能够正确、熟练地操作实验设备后，方可按照教师审核同意后的实验设计方案，独立或小组合作操作实验设备进行实验。实验时，要及时、准确地记录实验数据，实验结束后要对实验数据进行整理、对实验结果进行分析、得出有效结论。实验结束离开实验室前，学生要收集整理好实验材料和实验工具及实验设备、清理好实验室环境卫生。实验过程中，教师对学生的实验操作和实验表现进行考核评价。具体线下混合式教学的实施过程如图1所示。
图1 线下混合式教学的实施过程
3.4 考核评价(线上、线下)
为了能够全面、客观和公正地考核学生的课程表现。任课教师对“专业基础实验2”课程的考核方式进行了改革，打破实践课程传统的考核方式，侧重考核学生在实验时的自主学习、实验平时表现、过程体验、工程实践能力和思维创新等。任课教师根据实验课程的特点、课程目标和实践训练要求，通过线上自主学习与线下实践相结合[4]、实验平时表现成绩与实验考核成绩相结合、操作考核成绩与理论考核成绩相结合、工程实践基本能力与创新能力相结合，建立了实践课程多元化的实践考核评价方法。
“专业基础实验2”课程的总评成绩由学生8个实验项目的线上自主学习成绩和线下成绩组成。线上自主学习成绩包括了全部实验项目的课程视频学习、学习次数、交流讨论和签到等方面的成绩。线下总成绩由各个实验项目的线下成绩组成，根据不同实验项目的学时和实验类型，确定了各实验项目线下成绩占线下总成绩的权重值，各实验项目权重值的分配如表1所示。
表1 各实验项目线下成绩权重值
每个实验项目的线下成绩由学生实验过程表现、实验设计方案和实验报告、操作考核和理论考核(答辩)四个部分成绩组成，各部分占比如表2所示[5]。结合实践教学的课程属性和课程目标，侧重学生工程实践能力的培养，确定了“专业基础实验2”课程的最终考核总成绩为线上成绩占比20%和线下总成绩占比80%。
表2 学生线下成绩组成
为了保证课程考核的公正性、合理性和严肃性，任课教师在课程开始之前，要将该课程的考核形式、成绩组成、考核内容、考核指标点和考核标准等向学生公布，使学生在开课前明确该课程最终考核成绩的构成要素，以便使学生能够在实验时认真完成实验的各个环节。
多元化的考核评价方法，充分考虑了实验过程的多种因素，全面地考核了实验过程的各个方面，能够客观、全面、公正地评价学生的真实实验学习效果；
同时，也充分调动了学生学习的主观能动性，激发学生积极参与工程实践的兴趣，收到了良好的实践教学效果。
“专业基础实验2”课程通过两年来的线上线下混合式教学的研究与实践，取得了如下的成效：
(1)建设了“专业基础实验2”线上学习平台。通过线上课程平台的建设，使该课程教学的主体由教师向学生进行转变，使教学的目的性、针对性更加明确。教师在线上教学平台上将课程的教学内容、教学任务、教学要求以及实验设备的操作等以课件、慕课、短视频等形式发布；
学生在线上进行自主的学习；
教师和学生、学生和学生可以在平台上开展相关问题的讨论和交流等。这些都为学生对该课程的学习提供了丰富多彩的教育环境和有力的学习工具，为学生的自主、合作、探究学习搭建了新的平台。课后的调查显示，90%以上的学生，对该课程网络平台的内容、形式给予充分的肯定。
(2)该课程在线上线下的混合式教学中，应用了多种教学方法。应用的教学方法有线上线下相结合的混合式教学法、学生在学习通网络平台上开展的自主学习法、师生在线上线下进行的讨论教学法、在实验室进行的实验设备操作演示教学法、学生进行实验设备操作训练的练习教学法和以各个实验项目为载体的任务驱动教学法。以上这些教学方法的结合，丰富了该实践课程的教学手段，提高了实践教学质量和教学效率。
(3)通过线上线下混合式教学的实施，学生积极参与到该实践课程的学习和实践中，学习的积极性、主动性明显提高，教学效果显著提升。经过两年的线上线下混合式的教学实践，该课程的课堂教学秩序、教学效果明显改善，学生线上任务点学习的完成率和线下到课率均达到100%；
学生成绩比往届有明显的提升，实施线上线下混合式教学以前的学生成绩优良率在30%以下，改革之后的2020年和2021年该课程的优良率分别为33.3%和37.9%；
同时，在后续的专业课程教学中，学生对专业基础知识的掌握程度得到任课教师的认可，对该课程的教学效果给予较高的评价。
(4)该课程线上、线下混合式教学的实施，使学生的工程应用能力和创新能力也有了明显提高。2020年以来，本专业学生获得了全国金相技能大赛一等奖和二等奖、全国失效分析大奖赛一等奖、全国大学生冶金科技竞赛三等奖以及省级竞赛奖项等优异成绩。
(5)该课程建立了多元化的考核评价机制。通过线上线下相结合、平时表现成绩与考核成绩相结合、操作考核成绩与理论考核成绩相结合、工程实践基本能力与创新能力相结合，建立了多元化考核评价机制，使实验课程的考核更加公正、合理。“专业基础实验2”课程结束后，针对该课程的考核方式、考核内容、最终总成绩的评定进行了问卷调查，调查结果如图2所示。调查反馈显示，92%以上的学生认为课程成绩的评定合理、全面、公正。
图2 “专业基础实验2”课后问卷调查结果
随着互联网技术的发展和现代信息技术在教育中的应用，越来越多的应用型高校重视在实践教学中采用线上线下混合式的教学模式。文章以“专业基础实验2”课程为例，详细介绍了实践课程的线上教学平台建设、线上线下混合式教学的实施过程、多元化的考核评价机制和实施效果的分析。通过实践课程线上线下混合式教学模式的研究与实践，旨在构建有效的实践教学模式和教学方法，探索出能够促进实践教学的教学质量、教学效率和教学水平持续提高的有效措施。
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