王国亮 张青 王涛
[摘 要] 网络通信技术的高速发展，给以“互聯网+”为背景的教育模式提供了成长的土壤，通过网络开展教学活动越来越普遍。线上线下混合式教学模式突破了传统教育时间、空间的界限，又兼顾传统教学方式的优势，极大助力了教学模式的转变和发展。基于线上线下混合式教学，结合专业基础课程特点，以深度学习为目标，从培养学生的创新思维能力、增强探索精神出发，尝试对“材料科学基础”课程开展教学实践，旨在为教学方法创新提供经验借鉴。
[关键词] 深度学习;混合式教学;材料科学基础;教学探索
[基金项目] 火箭军工程大学教育教学理论研究项目
[作者简介] 王国亮（1977—），男，陕西凤翔人，博士，火箭军工程大学核工程学院副教授，主要从事材料科学与工程研究。
[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2021）32-0075-04 [收稿日期] 2020-11-13
新时代、新技术带来社会的剧烈变迁，信息传播的速度快、广度深，人们获取知识的方式和习惯正在悄然改变。这些变化会对我们的教学带来什么影响？教师与学生之间观念不同造成的代沟现象，对师生沟通会造成哪些冲击？教师是否应该坚守自己的理念去影响、改变学生，还是调整思路以顺应学生的喜好？以上是教师不得不思考的问题。为了达到预期的教学目标，面对学生翻天覆地的变化，我们如果视而不见，仍然采用严肃的教学手段，以严肃的表现形式讲授传统严肃的学科内容，那学生不接受我们、不理解我们就显得顺理成章[1]。但如果一味迁就学生，教学的结果又会偏离预定的教学目标。教学的最高境界是“潜移默化”，如何做好新时代的“潜移默化”，从教学方法上进行创新探索无疑是一个非常好的突破口。
通信技术高速发展使得网络带宽由“TXT时代”进入“AVI时代”，网络让“抖音”走进千家万户，也给MOOC、翻转课堂、微课等以“互联网+”为背景的教育方式提供了成长的土壤。通过网络开展在线教学，在当代教育领域已经深入人心，采用这种方式进行教学的活动也越来越普遍。与传统课堂的面对面教育不同，在线教学方式更加灵活，其表现形式也更加多样，面临的问题和挑战在实践中不断展现。本文基于线上线下混合式教学特点，结合专业基础课程内容，从培养学生的创新思维能力、增强探索精神出发，尝试对“材料科学基础”课程开展教学实践，旨在为教学方法创新提供经验借鉴。
一、线上与线下教学模式的对比
线下教学主要指的是传统的课堂教学，传统课堂上，教师往往扮演知识传授者的角色，学生始终处于对知识的被动接受位置[2，3]，缺少对问题本质的主动探究。学生发现问题、创造性解决问题能力的培养受到一定制约，对学生的差异化培养需求也不容易得到充分满足。
线上教育作为一种创新模式，吸引了教育工作者的广泛关注[4]。线上教学方式的发展是一个渐进的过程，2000年左右就已经有人尝试网络教学[5]。2012年，发展为面向更多学生的大型开放式网络课程，即MOOC[6]。美国的顶尖大学陆续设立网络学习平台[7]。其后，迅速在世界范围内流行。当前，伴随互联网带宽和网速的增长，网络直播开始流行，并被越来越多地应用到教学之中。随着互联网教学方式和手段的丰富，现在可以采用录播、直播、班级群等多种方式，在不同平台上开展。有调查表明[8]，一些高校2020年春季学期在线教学中，一半以上的教师倾向选择直播授课，其他选择线上辅导、录播授课或自建翻转课程的教学方式。对于部分只采用线上手段的课程教学效果调研发现，一些教师反馈授课过程中对学生的状态很难准确掌握，担心的主要问题是学生的学习效果，对于教学互动的方式和效果还不满意。对学生的调查结果表明，大部分学生对在线教学总体满意，相当部分的学生不太习惯只在线上开展学习，总体满意度略低于课堂教学。由此可见，只采用线上授课是远远不够的。那么，线上线下混合式教育又有什么突出优势呢？
二、线上线下混合式教学的优势分析
线上线下混合式教学是由课前资源推送、线上课堂讲解、线下内容补充、课后在线测试、期末笔试考核等部分组成的完整课程教育模式，兼具传统课堂教学和线上教学的优势，逐渐成为部分高校教师广泛使用的授课方式。特别是受新冠肺炎疫情影响，更多人开始对在线教学方式进行研究，进一步催化了线上线下混合式教学的发展。线上线下混合式教学主要有以下突出优势。
（一）突破传统授课时间、空间的限制
与传统的面对面教育不同，线上线下混合式教育模式没有太多的时间和空间限制，学习者可以通过互联网随时随地获取知识，只要他们能够上网[9]。在线教学模式为学习者提供了更多的选择，通过提供同一课程或科目的多种课程，还有机会获得著名教授制作的精品教育资源，这在传统的学习环境中是不可能的。
（二）精细化的数据采集牵引线下教学重点变化
目前，线上教学的各类平台都具有翔实的数据采集功能，可以为线下混合教学提供重要参考。以雨课堂为例，从发布预习任务开始，学生的学习状态就处于采集阶段，教师可以查看其观看视频时间、回答问题情况、标记难点问题等。在授课阶段，教师针对预习的数据统计，针对性地调整授课重点，讲解授课难点，提高线下授课效率。
（三）线下教学过程补充了线上教学的约束性
根据调研情况，在线课程教学过程中的约束性较弱，许多人会在课程结束前退学。部分学生反馈线上学习缺乏监管，自主学习动力不足，学习成效参差不齐。在学习过程中，学生深度参与在线课程教学的动力，不仅受在线课程的技术因素影响，如在线课程的生动性、教师学科知识和互动性，而且也受到课程本身性质（课程难度）所引发的潜在互动效应的影响。这也导致一个比较严重的问题：教师为了适应在线课程教学模式需要，对一些平时需要反复讨论或计算的部分做简化处理;学生也倾向在学习过程中开启“观看模式”，主动思考的意识被弱化，不容易投入学习的氛围之中，遇到一些比较难理解的知识点缺少深究的动力。然而，对于线上线下混合式教学而言，线上教学的约束性可以由线下教学补足，采用面对面授课、小组交流、学习内容分享、课程测试等手段牵引学生的注意力和学习兴趣。
（四）有利于学生学习主动性、创新意识培塑
互聯网作为重要的学习资源，通过线上线下混合的教育模式，教授给学生自主学习的方法和手段。网络上信息传递极为快速、便捷，通过培塑学生学习的主动性，借助互联网自主地、有针对性地、有选择地学习，可以实现教育的差异化，同时又有利于促进教育公平。
三、基于线上线下混合式教学专业基础课程深度学习方法探索
为顺应时代发展变化，提高传统专业基础课程教学效果，我们尝试对“材料科学基础”这门课程的教学方法进行改革。为实现学生深度学习的目标，我们在课堂教学中融合在线教学的方法和手段，开展该课程线上线下混合式教学的探索。
（一）课程现状分析
通过交流调研本专业在校学员及毕业学员“材料科学基础”这门课程的学习情况，我们发现采用传统的线下授课方式仍有很多亟待解决的问题。首先，教学方式单一，学生兴趣不够浓厚。现有授课模式下，教学材料主要通过PPT讲解，强调学生对基本理论的记忆，这样往往容易减弱学生的学习兴趣，让本就不容易接受的理论课程更加枯燥乏味。缺乏对课程的兴趣，这就造成学生不愿意探索更深入的内容，学习效果大打折扣。其次，学生学习不深入。“材料科学基础”这门课内容理论性较强，部分章节对学员的理解能力有较高的要求。现有的授课方式中，学员学习的渠道主要是在课堂，课程节奏较快，学生课堂上未理解的内容，没有手段进行重复，对于思维方式的培养也有所缺乏，大部分学生只注重考什么就突击什么，学习不够深入，往往考试结束之后，很快就遗忘相关内容，对于内容的深刻理解和掌握还有待加强。第三，考核过程不够科学。以往的考试主要采用终结性笔试的方式，课程考核内容以理论为主，主要考查学员对基础理论的掌握情况，缺乏对思维过程、创新能力的考核，无法完整反映学生的学习情况。而且，考试结束之后，考核结果的应用范围相对有限，只能用来评价是否通过本门课程，对学生的督促作用发挥不明显，无法起到考核促进学习的效果。针对上述问题，我们从教学目标出发，结合线上线下教学的特点，对本门课程进行调整。
（二）调整教学目标和方法
从培养学生的创新思维能力、增强探索精神出发，我们对“材料科学基础”这门课程的教学目标进行适应性调整：一是通过线上自主学习、线下授课辅导，让学生掌握本门课程的基本概念和重要结论，完成知识的传授;二是结合线上资源推送，拓展学生的视野眼界，了解知识背后的思想碰撞，激发引导学生形成科学的思维方式，培育学生主动学习的兴趣。教学方法上，首先，加强与学生的沟通，结合线上授课过程数据评价，引导学生分析自我学习情况，分析自我成长需求，主动查漏补缺，差异化教学。其次，结合线上线下授课过程，积极引导掌握主动学习的方法，培养学习的自主性，具备自学能力。授课过程中，以解决实际问题为牵引，加深理论理解，培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力。
（三）优化教学过程实施
当前有些教学方法受到教师的欢迎，如翻转课堂[ 10 ]、案例式教学[ 11 ]。这类课堂实施过程中对学生的课前预习要求非常高，而实际上高校学生能做到充分课前预习的并不多。对于专业基础课程这类理论性较强的课程，很多情况下并不容易开展。为实现学生的自主成长，教师若以应试教育模式对所有知识点逐一解释就背离了深度学习的要求。如果尝试对相关知识背景进行拓展，有时候更能激发学生对所学内容的兴趣，在介绍背景知识的同时，将一些涉及核心知识点的问题抛出来，让学生主动思考、求解答案。因此，我们的整体教学思路是采用“前+后”的模式，即一节课的前半部分是讨论讲授上次课安排的自学任务，后半部分是引导学生发现新问题，布置课后学习任务。
以“材料科学基础”这门课为例，在课程开始，我们提出一些问题，让学生自主探索学习，因为该课程在网上的各种资源比较丰富，有的学生习惯通过网络获得他们所需的知识，我们就因势利导让学生对自己查阅到的内容进行介绍。很多学生发现百度百科的部分解释并不详细，于是我们又引导学生在网上查找一些比较专业的文献资料。通过查阅不同文献资料，对比不同文献对于一些问题的描述，让学生体会到知识发现、探索的乐趣，掌握开展科学研究的方法。在线下授课过程中，课堂提问是一个非常重要的互动交流手段，但是现实中，教师无法做到面面俱到，往往只有部分学生深度参与讨论。为了解决这个问题，我们在线下授课时开展线上平台推送，让所有学生深度参与其中，根据平台反馈数据统计，全面快速地掌握所有学生的学习状态，了解教学情况，从而适时调整教学要点，保证教学效果。
在硬件建设方面，为实现信息技术与教育教学融合、线上与线下有机结合，对传统的教室进行数字化改造，建设了相应的信息化教学平台，包括网络、显示终端、教学资源库等。教师可以在教学过程中方便地穿插进行数字化在线教学;构建丰富的线上教学资源库，满足教师和学生在线学习需求;针对学生特点，利用当前流行或学生熟悉的软件开展在线教学活动，增加传统课堂教学的生动性和灵活性。
（四）量化教学效果评估
为避免灌输式教学，教学中强调兴趣引导与考核激励共同牵引，真正实现学生主动学习、积极探索、勇于创新的目标。利用线上教学平台，我们对线下课堂效果提供详细、全面的学习数据统计，指导和评估线下教学。具体而言，在预习阶段，通过线上推送图片、习题、PPT、视频等素材，记录学生的预习情况，牵引授课重点，找准理解难点，为线下授课提供指导。在授课阶段，一方面，通过网络平台设置随堂测验，准确掌握每一名学生的学习状态，以及他对特定知识点的识记情况，有利于我们视情况调整教学重点，提高线下教学效率;另一方面，通过线下建立学习小组、开展交流分享、提交思维导图等方式，校准线上数据的真实性。考核评价过程，以评促学，及时发布个人量化学习状态统计，督促学生适时调整学习状态，分析自我学习情况，分析自我成长需求，主动查漏补缺，注重自主学习，达到深度学习目的。
四、結语
教育的最终目的是培养人。面对日益变化的外界环境，传统的课堂面临挑战，也充满改革的机遇。线上线下混合式教学模式的发展，突破了传统教育时间、空间的界限，又兼顾传统教学方式的优势。日益增多的优质教育资源和众多方便、易用的授课平台，更极大助力了教学模式的转变和发展。当然，由于线上线下混合式教学模式仍处于发展阶段，仍有大量工作需要完成，如果教师的教学设计理念更新不及时、参与课程改革原动力不足、高质量线上资源匮乏等因素，制约着创新教育模式的推广，这也是我们下一步工作的重点。
参考文献
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[3]袁晓建.论在教育活动中教师应重视学生的主体地位和作用[J].交通高教研究，2004（4）.
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Tomsk State University Experience[C]// European Conference on Massive Open Online Courses.Springer，Cham，2017.
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[10]胡志胜.翻转课堂教学在高校思想政治理论课的设计与实施——评《高校思想政治理论课翻转课堂教学设计》[J].中国党政干部论坛，2020，376（3）：100.
[11]郭春晓，郭艳凤，林燕.大学数学案例式教学与数学实验相结合的研究与探索[J].教育教学论坛，2020（30）：373-375.
Online and Offline Blended Teaching Based on Deep Learning：
Taking the Professional Basic Course of Materials Science Foundation as an Example
WANG Guo-liang， ZHANG Qing， WANG Tao
（College of Nuclear Engineering， Rocket Force University of Engineering， Xi"an， Shaanxi 710025， China）
Abstract：
The rapid development of network communication technology has provided the growth soil for the education model based on “Internet+”. It is becoming more and more common to carry out teaching activities through the Internet. The online and offline blended teaching model breaks through the boundaries of time and space of traditional education. It takes into account the advantages of traditional teaching methods， which greatly promotes the transformation and development of the teaching model. Based on online and offline blended teaching， this paper combines the characteristics of professional basic courses， takes deep learning as the goal. It starts from cultivating students" innovative thinking ability and enhancing the spirit of exploration， and tries to carry out teaching practice in the course of Materials Science Foundation， aiming to provide experience reference for the innovation of teaching methods.
Key words：
deep learning; online and offline blended teaching; Materials Science Foundation; teaching exploration