李 成，樊尚春，萬 震

（北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院，北京 100191）

0 引言

在新時代教育環(huán)境的不斷優(yōu)化下，日漸豐富的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、種類繁多的網(wǎng)絡(luò)課程資源不斷沖擊著傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，且后者的教學(xué)不足也逐漸凸顯，尤其是受外部不可控因素影響造成無法線下教學(xué)的情況，例如2020年至今一直困擾民眾生活的新冠病毒，因此，線上線下的混合式教學(xué)已成為新的教學(xué)發(fā)展趨勢[1-2]。在這樣的背景下，依托新型教育理念和互聯(lián)網(wǎng)平臺，線上教學(xué)與課堂教學(xué)的協(xié)同模式將融合兩者的教學(xué)優(yōu)勢，不僅可通過網(wǎng)絡(luò)課程提供豐富的教學(xué)資源、可回放的課程知識[3-4]，以及充分的自由發(fā)揮空間，從而有助于培養(yǎng)學(xué)生獨立自主的學(xué)習(xí)習(xí)慣、科學(xué)思維，并拓展學(xué)生掌握知識的深度和廣度，以及知識綜合運用與復(fù)雜問題的分析及解決能力[5]。當(dāng)然，線上教學(xué)的局限性也是顯而易見的。例如，線上教學(xué)缺乏學(xué)生與學(xué)生之間、同學(xué)與同學(xué)之間的互動，不利于解決問題的協(xié)作組織能力、與師生之間的溝通表達(dá)能力等方面的培養(yǎng)[6]。同時，教師無法對學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)習(xí)行為進(jìn)行有效監(jiān)督，在缺乏學(xué)習(xí)氛圍的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式下，學(xué)生需具有較強的自律性、自控力和自主學(xué)習(xí)能力。再有，線上教學(xué)平臺的穩(wěn)定性、互聯(lián)網(wǎng)上的干擾信息等，極易導(dǎo)致學(xué)生注意力不集中、教師互動性不充分或不及時，導(dǎo)致學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率無法保證[7-9]。

總之，傳統(tǒng)課堂教學(xué)具有言傳身教的優(yōu)點，可近距離全程感受主講教師所傳遞的知識內(nèi)容與科研文化，而線上教學(xué)只占言傳，即隱性課程文化無法從中獲得，但具有開放性，不受時空限制，可重復(fù)學(xué)習(xí)與深度思考。為此，本文在后疫情時代的背景下，以承擔(dān)的“新型傳感技術(shù)”研究生課程為例，針對線上教學(xué)與課堂教學(xué)的基本特征分析，通過構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式與評價體系，探索了線上教學(xué)與課堂教學(xué)之間的協(xié)同建設(shè)，以支撐具有特色、有比較優(yōu)勢的儀器儀表學(xué)科專業(yè)核心課程建設(shè)與高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

1 線上教學(xué)與課堂教學(xué)馮如模式分析

1.1 線上教學(xué)模式

傳感器涉及多學(xué)科領(lǐng)域，具有品種多、應(yīng)用廣的特點，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)傳感器課程時，既要掌握復(fù)雜抽象的理論知識，同時也要將掌握的理論知識應(yīng)用到工程實踐，但因教學(xué)大綱和教學(xué)計劃的要求或有限課時的限制，一些背景性基礎(chǔ)知識、具體的應(yīng)用設(shè)計、詳細(xì)的性能測試分析等無法在線下課堂得以充分講解，甚至某些難點也無法在課堂上充分展開使之不易理解。相對而言，線上教學(xué)可有效解決此問題。課程可充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及其形成的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，以學(xué)生為中心，教師作為線上授課的組織者與指導(dǎo)者，以學(xué)生掌握知識為目標(biāo)完成課程的學(xué)習(xí)。線上教學(xué)最大的優(yōu)勢是不受時間與空間的限制，具有很強的靈活性，教師可通過網(wǎng)絡(luò)平臺實施完善的課前預(yù)習(xí)—課中授課—課后指導(dǎo)的教學(xué)體系，同時豐富且優(yōu)質(zhì)的課程資源（不能僅局限于教學(xué)課件或視頻，盡管該部分非常關(guān)鍵）可以激發(fā)學(xué)生的積極性與主動性，最大程度的提升教學(xué)質(zhì)量[11-12]。但線上教學(xué)也存在不足之處，具體體現(xiàn)為：

（1）教師無法對學(xué)生的課堂行為進(jìn)行監(jiān)督。網(wǎng)絡(luò)平臺雖然便捷，但對學(xué)生的自覺性與學(xué)習(xí)主動性要求較高，易導(dǎo)致學(xué)生的兩極分化嚴(yán)重；

（2）缺乏面對面的溝通互動。教師與學(xué)生、同學(xué)與同學(xué)之間長時間缺乏面對面的溝通交流，易導(dǎo)致學(xué)生的集體意識淡薄，社交能力欠缺；

（3）德育教育嚴(yán)重不足。傳統(tǒng)授課方式下，教師承擔(dān)著傳道、授業(yè)、解惑的責(zé)任，即不單純進(jìn)行專業(yè)知識的傳授，更重要起到價值引領(lǐng)的作用，對學(xué)生的價值觀、人生觀樹立一個榜樣，而線上教學(xué)中教師很難做到對學(xué)生的言傳身教。

1.2 課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以教師與教材為中心，教師講授為主。對于傳感器類課程來說，課堂教學(xué)最大的優(yōu)勢就是創(chuàng)造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，調(diào)動積極性差的同學(xué)參與學(xué)習(xí)，同時在課堂中可以及時討論問題，教師也可以根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度與難度，最大程度的保障了課堂質(zhì)量[13-14]。

但線下課堂教學(xué)的弊端也是顯而易見的，集中體現(xiàn)在以下幾點：

（1）受時間與空間的限制明顯。特殊情況下學(xué)生無法在線下參與課程，或無法進(jìn)行學(xué)生的集中教學(xué)，易導(dǎo)致課程無法按時完成；

（2）學(xué)習(xí)中缺乏主動性。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中存在教師“填鴨式”教學(xué)現(xiàn)象，很難調(diào)動學(xué)生對課程的興趣與積極性，甚至導(dǎo)致學(xué)生將課堂視為負(fù)擔(dān)，教學(xué)效果大大降低；

（3）知識自主選擇性差，知識更新度低。學(xué)生在課堂中被動的接受教師所講授的知識，受課本的局限性與教師的專業(yè)傾向影響；且教材課本的更新迭代速度較慢，落后于發(fā)展迅猛的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信息。

2 線上教學(xué)與課堂教學(xué)的協(xié)同建設(shè)策略

線上教學(xué)與課堂教學(xué)的特點決定了兩者之間存在不同的優(yōu)缺點，但可形成良好的互補關(guān)系，如何將兩者完美的結(jié)合是當(dāng)下最大的挑戰(zhàn)。針對研究生核心專業(yè)課程“新型傳感技術(shù)”在強調(diào)理論基礎(chǔ)教學(xué)的同時，突出傳感器課程的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力，但在有限的教學(xué)課時內(nèi)同時完成理論教學(xué)與實驗教學(xué)具有較大難度，因此在“新冠疫情”的時代背景下引入了線上教學(xué)與課堂教學(xué)結(jié)合的新型教學(xué)模式，并在2020年度的春季學(xué)期進(jìn)行了線上教學(xué)，2020年度的秋季學(xué)期進(jìn)行了線下課堂教學(xué)，線上課程與線下實驗構(gòu)成了完整的課程體系，有效的開展了“新型傳感技術(shù)”課程的教學(xué)活動，對線上教學(xué)與課堂教學(xué)的協(xié)同模式進(jìn)行了積極探索，并取得良好效果。

為實現(xiàn)新時代背景下的線上教學(xué)與課堂教學(xué)之間的協(xié)同，建議從理論知識教學(xué)、實驗實踐教學(xué)、拓展資源教學(xué)三方面入手，提出“理論知識+實驗實踐+拓展資源”協(xié)同教學(xué)模式，如圖1所示。即，積極利用豐富的線上資源和便捷的網(wǎng)絡(luò)平臺，注重對學(xué)生的實踐能力和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，以達(dá)到線上教學(xué)和課堂教學(xué)的有機結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新實踐和溝通協(xié)作能力。

圖1 “理論知識+實驗實踐+拓展資源”的協(xié)同教學(xué)模式Fig.1 the collaborative teaching model of “theoretical knowledge + experimental practice + expanding resources”

2.1 理論知識教學(xué)

理論知識教學(xué)可以充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺的便捷性，在課前結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提前發(fā)布相關(guān)學(xué)習(xí)資料，并有針對性的布置若干預(yù)習(xí)任務(wù)或考核知識點，從而能夠掌握學(xué)生知識水平；課堂中結(jié)合課前預(yù)習(xí)任務(wù)的完成情況，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行直播或MOOC學(xué)習(xí)，并輔以 MOOC及時訓(xùn)練題，評估學(xué)習(xí)效果；課后保留課程錄像，供學(xué)生反復(fù)觀看，同時教師可以豐富課堂內(nèi)容，適當(dāng)對課上內(nèi)容進(jìn)行延伸和擴展。同時，結(jié)合固定課時的線下教學(xué)，使教師與同學(xué)們回歸傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，幫助同學(xué)們梳理知識脈絡(luò)，掌握課程學(xué)習(xí)中的重點、難點內(nèi)容。

例如，在2020年度春季學(xué)期的線上授課中，教師團隊針對傳感器課程特點及學(xué)校特色，將制作的視頻課程和電子課件等線上課程資源投入教學(xué)，通過“課前預(yù)習(xí)—課中授課—課后總結(jié)”的線上教學(xué)模式，完成了傳感器理論基礎(chǔ)（包括工作原理、測量模型、特性影響）的啟發(fā)式教學(xué)，以及傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)優(yōu)化的探究性教學(xué)。

2.2 實驗實踐教學(xué)

實驗實踐教學(xué)可通過老師的引導(dǎo)，將理論知識在教學(xué)演示性實驗、動手實驗中進(jìn)行檢驗，增強學(xué)生對課程知識的理解深度。為此，通過課程網(wǎng)絡(luò)平臺，可提前發(fā)布實驗題目、實驗內(nèi)容、實驗?zāi)繕?biāo)等，在線回答學(xué)生對實驗的疑問，同時學(xué)生們可以提前觀看儀器使用的演示視頻，提前掌握操作步驟，在隨后的線下實踐中，教師稍加演示與指點，學(xué)生便可以熟練掌握操作技巧，可集中時間重點講解實驗中可能存在主要問題，例如實驗設(shè)備的規(guī)范使用、傳感器的標(biāo)定測試流程、實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)記錄與處理、實驗過程中需注意的可能誤差源等。待實驗結(jié)束后，教師可以總結(jié)學(xué)生在實驗中所遇到的問題，在線上平臺集中解答，總結(jié)經(jīng)驗，為學(xué)生答疑解惑，使學(xué)生實現(xiàn)理論與實踐的融會貫通。

例如，圍繞傳感器教學(xué)，結(jié)合“精密光機電一體化技術(shù)”教育部重點實驗室、“慣性技術(shù)”國防科技重點實驗室以及“航空航天先進(jìn)傳感技術(shù)”教育部創(chuàng)新團隊的科研優(yōu)勢，將實驗內(nèi)容融入完成的國家級科研項目形成的科研成果和學(xué)科建設(shè)形成的教學(xué)條件與能力，創(chuàng)建了先進(jìn)傳感技術(shù)、動態(tài)測試與誤差分析、信號分析與處理、測控系統(tǒng)等4個實驗子平臺，體現(xiàn)了“信號發(fā)生—信息獲取—信息傳輸—信息處理”的知識主線，并融合了模塊化設(shè)計的指導(dǎo)思想，既可開設(shè)基于通用測控系統(tǒng)的傳感器（溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)）性能標(biāo)定實驗，也可開設(shè)基于遠(yuǎn)程綜合實驗環(huán)境的提高類和綜合類實驗。

2.3 拓展資源教學(xué)

拓展資源教學(xué)可綜合服務(wù)于課堂教學(xué)與線上教學(xué)。利用線上網(wǎng)絡(luò)平臺的便捷性，可為同學(xué)分享學(xué)習(xí)方法、科技前沿、學(xué)術(shù)動態(tài)、科研進(jìn)展等輔助教學(xué)資源，并在保持理論教學(xué)完整性與科學(xué)實驗可行性的前提下，強調(diào)參與科技項目、培養(yǎng)實踐能力。同時，結(jié)合學(xué)生的興趣愛好與教師的專業(yè)方向，為學(xué)生提供有關(guān)傳感測試及其系統(tǒng)應(yīng)用的實驗條件或技術(shù)指導(dǎo)，助力其開展文獻(xiàn)調(diào)研、問題凝練、實驗測試等創(chuàng)新實踐能力。

例如，教學(xué)團隊依托課程教學(xué)平臺，為學(xué)生分享傳感器領(lǐng)域內(nèi)高水平學(xué)術(shù)論文、學(xué)術(shù)會議報告、傳感器領(lǐng)域相關(guān)進(jìn)展突破與創(chuàng)新成果；同時，充分挖掘傳感器作為信息獲取源頭的關(guān)鍵技術(shù)，支持支撐學(xué)生開展創(chuàng)新大賽，例如中國（國際）傳感器創(chuàng)新設(shè)計大賽，以及傳感器領(lǐng)域的國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議等，為學(xué)生創(chuàng)造機會，增強學(xué)生對傳感器技術(shù)在儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的重要性的切實理解，提升學(xué)生的學(xué)術(shù)性、前沿性和創(chuàng)新性。

3 協(xié)同教學(xué)模式的評價

由于線上教學(xué)與課堂教學(xué)的協(xié)同教學(xué)模式與傳統(tǒng)課堂授課模式的差異化，不單純以考試成績作為學(xué)業(yè)成績的唯一評定標(biāo)準(zhǔn)，而根據(jù)課程的不同性質(zhì)，綜合線上和線下考核，制定不同權(quán)重的評價體系，達(dá)到多元化、分層次的評價標(biāo)準(zhǔn)，從而確定最終學(xué)業(yè)成績，如圖2所示。

圖2 “線上考核+線下考核+加權(quán)分值”的綜合成績考核Fig.2 comprehensive performance assessment of “online assessment + offline assessment +weighted score”

為此，依托建立的傳感器課程教學(xué)平臺，為學(xué)生提供MOOC教學(xué)視頻，并配套及時測試題與各章節(jié)測試題，這樣學(xué)生可在線上完成課程相關(guān)知識點的學(xué)習(xí)與評測，并可記入線上考核的平時成績，而且線上考核還可綜合課堂簽到次數(shù)、課程討論參與度、課后作業(yè)完成度、拓展訓(xùn)練了解程度等環(huán)節(jié)，進(jìn)行課程總成績的占比設(shè)置，例如40%的權(quán)重；線下考核則同樣可多元化、分層次設(shè)計，包括課堂互動程度、課后習(xí)題作業(yè)達(dá)成度、課堂設(shè)計性作業(yè)展示效果，以及實驗考核成績和期末考試成績，這些可占課程總成績的60%。需要說明的是，上述課堂互動程度、課后習(xí)題作業(yè)達(dá)成度、課堂設(shè)計性作業(yè)展示效果等考核環(huán)節(jié)可充分體現(xiàn)學(xué)生的個性化結(jié)果，具有分層次考核特點。譬如，針對某課堂設(shè)計性作業(yè)，學(xué)生進(jìn)行組隊匯報，盡管完成的是同一選題，但要求匯報答辯時體現(xiàn)出分工內(nèi)容，且每部分由負(fù)責(zé)同學(xué)單獨講解與答疑，從而能夠準(zhǔn)確對每個學(xué)生進(jìn)行相對客觀的考核。通過這種多元化、分層次的考核機制，可加強教師對學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量、教學(xué)進(jìn)度與教學(xué)方法的全過程評估，確保線上教學(xué)與課堂教學(xué)的互動深度與推進(jìn)切合度，并可有利于實現(xiàn)教學(xué)考核的公平性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而且，本課程還對選課生進(jìn)行了線上、線下教學(xué)的問卷調(diào)查，選取了83名同學(xué)的有效問卷。結(jié)果表明，有72.29%的學(xué)生建議采用線上教學(xué)與課堂教學(xué)的協(xié)同教學(xué)模式，表示該授課模式可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與選擇性，增強自主學(xué)習(xí)能力，提高教師的課堂教學(xué)效果。

4 結(jié)論

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”以及新冠疫情的時代背景下，線上教學(xué)與課堂教學(xué)協(xié)同的新型教學(xué)模式是時代需要也是未來教育發(fā)展趨勢。在便捷的網(wǎng)絡(luò)平臺與豐富的課程資源環(huán)境下，充分利用教師團隊專業(yè)素養(yǎng)與業(yè)務(wù)能力，積極推進(jìn)新型教學(xué)模式的改革，以達(dá)到線上教學(xué)和課堂教學(xué)的有機結(jié)合。傳感器課程作為一門應(yīng)用型課程，涉及多學(xué)科交叉，具有品種多、應(yīng)用廣、受新技術(shù)推動明顯的特點，因此，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代線上教學(xué)是必要的教學(xué)手段，并能多角度、多層次、生動直觀地將最新的科技動態(tài)、科研成果即時轉(zhuǎn)化為教學(xué)，以緊密結(jié)合儀器類專業(yè)多學(xué)科交叉、涉及領(lǐng)域廣的特點，滿足國家對專業(yè)人才的多樣化需求和學(xué)生對自身成長的個性化需求為目標(biāo)，并與其他學(xué)科核心課程相互支撐，助力學(xué)生的“個性成長、分類卓越”，實現(xiàn)學(xué)生的階梯式學(xué)術(shù)達(dá)成與育人目標(biāo)。