线上线下混合式教学模式的应用探索
——以传感器与智能检测技术课程为例

李莉平

(嘉兴职业技术学院智能制造学院，浙江嘉兴，314036)

一、引言

教育部在《教育信息化“十三五”规划》中提出要推动形成基于信息技术的新型教育教学模式，促进教育信息化，充分发挥信息技术对教育的革命性影响作用。[1]基于信息化技术的混合式教学是将传统教学和在线教学结合起来，形成线上与线下优势互补、过程交叉的教学模式。[2]线上是指网络学习平台，学生进行线上学习时可以自主控制在线学习的时间、地点、路径和进度。线下是指教师与学生面对面交流，线下教学能有效解决教学中的重难点问题，完成课程实操训练。线上和线下混合式教学不是将不同时段的线上和线下教学机械地叠加在一起，而是将它们有机地融合在一起，在教学实施过程中要形成二者时而独立，时而“你中有我，我中有你”的局面。[3]线上和线下混合式教学实施时教师将由施教者的角色变为指导者的角色，学生由被动变主动，学习活动更加丰富多彩，教学方法灵活多变，能更好地引导学习者循序渐进地学习，知识的掌握也由浅入深，最后发展为深度学习。[4]近十年，随着互联网技术的发展，信息技术手段的多样化，信息资源的愈加丰富，混合式教学进入了飞速发展的阶段，成为现代教学手段中的一种主流模式。

二、教学现状分析

传感器与智能检测技术是机电一体化技术及电子自动化专业的一门专业核心课程，其主要学习内容是传感器及自动检测技术。该课程几乎涉及所有科学技术的交叉应用。由于传感器不同，其工作原理各异，理论上以物理“效应”、化学“反应”、生物“机理”为基础，与通信技术、信息技术等多门学科密切相关。在设计、制造、应用等方面，它涉及电工电子技术、机械制造技术、化学化工技术、生物技术等多领域的知识。因此，传感器与智能检测技术课程是一门多学科交叉、知识互相渗透的课程。由于该课程知识范围广，密集性极高，理论性强，所涉及的概念抽象而难以理解，加上高职院校学生在学习上普遍存在基础较差、学习能力较弱等特点，学生在学习该课程内容时必然存在一定困难，很难实现“理论—实践—理论”的知识体系提升。

对以往传感器与智能检测技术教学的调查发现，传统教学模式的课堂上教师基本上是使用较为单一、传统的方式进行讲授，如PPT展示或板书。由于时间和空间的限制，学生在课堂上无法快速理解或吸收课堂教学内容，课后没有学习或交流平台补充学习，知识的空白度逐渐升高，产生学习障碍，最终导致学习兴趣下降。本研究的问卷调查显示，学生普遍认为传统教学模式对于在互联网环境下成长起来的他们来说吸引力较弱，课堂教学枯燥无味，课程知识体系结构及内容难以掌握。他们希望课堂上能经常有新鲜、新奇、有趣、刺激的事物出现，刺激他们的感官，活跃他们的思维，激发他们的学习欲望。

基于以上情况，结合线上线下混合式教学模式的优势，本研究对传感器与智能检测技术课程进行线上线下混合式教学模式的探索和实践，旨在改善课程教学效果。

三、改革方向

(一)提高学生自我学习能力

传感器与智能检测技术课程所覆盖的知识面广，涉及物理、生物、化学、信息技术等多学科知识，而高职学生普遍基础较差、学习能力不强，这些都给教学活动的开展带来了一定的困难。教师可以在教学过程中使用混合式教学模式，采用线上和线下两种途径开展教学，充分利用互联网技术，加强学生的课前预习，把传统的课堂讲授通过微视频的形式前移，给予学生充分的时间完成学科知识的自我学习，尽可能让每个学生都带着较好的知识基础走进教室，从而充分保障课堂教学质量。

(二)加强学生对知识的理解，增强学习效果

传感器与智能检测技术课程因为所涉及的传感器种类繁多、应用领域广，所以具有知识点多、章节不连续、知识模块多的特点，这给学生认知带来了一定的难度。传统教学模式不利于教师及时帮助学生发现问题、解决问题，不利于学生吸收知识。教师可以使用混合式教学模式，合理设计课堂教学过程，充分利用互联网技术和通信工具，使用音频、视频等资源，根据学生的学习情况在课堂上适当调整学习内容和教学进度，加强重难点的讲解，帮助学生更好地理解知识。同时，教师可以借助线上和线下混合式教学模式，组织学生开展讨论、反复学习、强化学习、举一反三，帮助学生更好地吸收知识，增强学习效果。课后学生还可根据资源库延伸课堂教学，进一步复习与强化已学知识内容。

(三)提高学生的学习主动性和课堂参与度

传感器与智能检测技术属于理论类课程，传统的教学模式很容易使整个教学过程枯燥无味，而且高职学生因自身基础较差，学习积极性普遍不高，这使得课堂教学更难开展。采用线上和线下混合式教学模式，在课堂上教师可根据学生的特点，充分合理利用资源库和现代信息技术，适时开展线上线下讨论，以更好地调动学生的课堂参与度，提高学生的学习积极性，增强学生与学生之间、教师与学生之间的互动，提高学生的思考能力、创新能力和批判性思维。

(四)扩展学习时间和空间

教师可以针对传感器与智能检测技术的知识体系特征，采用线上和线下混合式教学模式，重构传统课堂教学，充分利用在线教学平台拓展教与学的时间和空间，使教和学不一定都要在同一时间和地点发生，学生可随时随地学习，教师可随时随地解惑，帮助学生更好地理解和掌握知识。

四、具体措施

混合式教学改革充分发挥了现代互联网信息技术的优势，有效整合资源，合理设计课程，具体做法如下。

(一)软件建设

软件建设的主要任务是建设线上课程。本课程基于SPOC模式在浙江省高等学校在线开放课程共享平台上创建线上课程，作为线上教学资源的主要构成。SPOC模式主要倡导学生自主学习、互动学习，课程设计上要求以学生为中心，教师则为学生学习的组织者、引导者和协调者。[5]基于SPOC模式的线上课程依据课程知识体系特征，将课程内容按照传感器的工作原理进行模块分类，每个模块均分设学情分析、微课、趣味动画、实战训练、讨论交流、积分榜单、创新创强、拓展资源等子项，在线课程知识和内容由浅入深，各模块交互便捷。

混合式教学改革除了在平台上创建SPOC课程，还基于QQ、钉钉等社交媒体软件创建了辅助交流平台，主要用于课堂教学互动环节，使得课堂教学中师生交流更便捷、信息反馈更快速。

(二)硬件建设

硬件建设包含实验实训基地建设和智慧教室建设两部分内容。

实验实训基地建设主要是建设接近真实工业现场的传感器实验室。在设备方面，使用的传感器均为工业用传感器，采用分块式模块化结构，既可以单独使用，又可以通过专用接口模块进行组合。主要包括位移、色标、视觉、光纤、光电、接近、温度、液位、压力等多模块传感器，覆盖了大部分工业现场应用的传感器，同时设备配有物联网传感扩展单元。实训基地硬件设施齐全，主要用于教师课堂教学展示演示、学生实训、课后学生开发拓展项目。开发拓展项目属于学生创新创强阶段，有助于学生实现深度学习。

为了更好地实施混合式教学，增强教学效果，智慧教室也是不可缺少的一部分。智慧教室主要是为教学创造智能化的网络空间，平台搭载有多媒体、网络及智能教学装备，为教师现场教学提供人性化的智能互动空间，营造良好的教学氛围，促进课堂教学有效进行，同时也可实施远程教学。

(三)教学模式构建

整合课程软件、硬件资源，构建混合式教学模式并应用于课前、课中、课后三个阶段。

1.课前

课前实施分两部分内容，主要包括主题信息收集和课程预习两个环节。主题信息收集通常是在课前通过信息平台发布主题任务，让学生以小组为单位收集课题信息并汇总上传至学习平台讨论区。以光电式传感器单元教学为例，教师在课前要求学生以小组为单位使用智慧设备收集监控与报警系统收集图片或视频，并上传至线上交流区。教师将在课堂上以此信息作为课程导入依据，帮助学生认识光电传感装置的作用，激发学生学习欲望。课程预习环节主要在学习平台上进行，学生完成教师规定的SPOC课程相关内容，如微课学习、资料阅读等，对将要学习的内容进行预习，对新章节的重难点先有初步的认识并提出问题，以此保证课堂上能更好地消化吸收教学内容。

2.课中

课堂教学实施分为教师主导阶段和学生主导阶段。教师主导阶段主要由教师通过任务驱动、问题导向、翻转课堂等方法和手段引导学生参与并完成重难点知识的学习，对学生的疑难问题进行详细的讲解、归纳、总结、点评。学生主导阶段以学生为主，学生按教师要求完成重难点知识的延伸理解、课堂分组讨论总结、小组对战等内容。例如，在开展“电子秤单臂电桥性能实训”项目课堂教学时，教师先利用学习平台发布任务书及相关教学资源，并进行必要的安全教育和注意事项演示，然后要求学生分组讨论现有任务书，要求制订项目实施计划，明确操作要点，接着使用智慧投屏、翻转课堂、小组对战等手段和方法帮助学生进一步完善和细化项目实施计划，最后学生自主完成调试项目，通过智能设备拍照并进行智慧投屏。教师组织学生对结果进行组内讨论、小组对战、小组互评，教师对重难点进行总结。

3.课后

课堂教学结束后教师在网络学习平台上发布用于巩固教学内容的课后练习和拓展项目。课后练习形式多样，有在线答题、调查研究报告等多种形式。同时，学习资源平台上提供了多个拓展项目及相关资料和信息，学生可自由选择项目进行开发，利用线下传感器与智能检测技术实训室、电子电工实训室硬件设备，完成智能检测系统的装调与测试。课后拓展项目的开发旨在让学生在近似工业调试现场进行传感器电路的安装和调试，使学生可以深入地了解各类传感器在工业现场的使用及检测，进一步丰富线下教学内容，同时培养学生对工业传感器的应用选型、故障分析与诊断等能力。

五、实施效果

为了更好地了解线上线下混合式教学模式的教学效果，本研究对大数据平台所记录的学生学习数据进行了分析，并对使用线上线下混合式教学前、后两批次各140名教学对象分别进行了线下问卷调查，综合调查数据结果如表1所示。

表1 线上线下混合式教学改革前、后教学效果调查情况表

以上数据结果显示：采用线上线下混合式教学模式能明显改善学生的学习效果。学生学习的主动性、积极性也有了很大的提高，能更好地专注于课堂教学，积极参与教师组织的课堂互动，按时完成学习任务，通过测试，学生学习成绩普遍表现良好，较传统教学有了大幅度提升。

六、结语

研究表明，利用互联网技术的优势，使用线上线下混合式教学打破了传统的教学模式，教法灵活多变、过程可控性强，使得课堂变得生动有趣，扩大了学习空间，丰富了教学内容，有效地提高了学生的学习积极性，增强了学习效果，为学生提供了发展学习的机会。研究同时发现，线上线下混合式教学的课程评价体系较复杂，评价内容多，信息反馈不够及时，今后将加强这些方面的研究。