李 芳，徐 偉，戈曉嵐

(三江學院，江蘇 南京 210012)

工程材料與成型技術基礎是一門專業(yè)性和實踐性都非常強的核心課程。該課程在三江學院主要教學對象為機械設計制造及其自動化專業(yè)學生，課程內(nèi)容是生產(chǎn)制造的核心環(huán)節(jié)。隨著計算機、通信技術和各種移動終端的飛速發(fā)展及普及，以移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算為代表的先進信息技術顛覆了傳統(tǒng)的教學方式和學習方式，線上線下混合式教學也隨著現(xiàn)代教育信息技術的發(fā)展得到了大力推進。在這樣的背景下，工程材料與成型技術基礎課程教學模式需要適應時代，將傳統(tǒng)教學與在線學習相結合，推出全新的課程形態(tài)、教學模式和學習方式，提升教學質(zhì)量。

中國大學MOOC 平臺開通SPOC 服務至今已有7年歷史，在此期間我國上百所學校參與了SPOC 網(wǎng)絡平臺的課程建設，總計開設了千余門SPOC 課程，課程類型包括同步SPOC 和異步SPOC 兩類。異步SPOC(Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程)是使用已經(jīng)結課的MOOC 課程作為源課程的一種線上教學方式，它既能夠借助已有的優(yōu)質(zhì)精品教學資源，又能夠根據(jù)各高校實際課程教學進行靈活的調(diào)整與建設，深受各高校師生們的歡迎。SPOC 在普通高等教育的教學過程中，有助于教師實行針對性更強的個性化教學活動，從而實現(xiàn)教學質(zhì)量的顯著提高。慕課堂微信小程序是中國大學MOOC 平臺研發(fā)的智慧教學工具，能夠與SPOC 平臺在用戶賬號、管理后臺、學習數(shù)據(jù)等方面結合，幫助教師統(tǒng)籌線上與線下課堂，提升教學效率?；谠诰€網(wǎng)絡平臺+智慧課堂的教學應用，已經(jīng)成為現(xiàn)在及未來高校教學研究與改革領域的熱點之一。

一、課程特點與教學現(xiàn)狀

工程材料與成型技術基礎課程主要研究工程材料種類、應用及熱處理工藝、機械零件毛坯制造方法等內(nèi)容。該課程通常安排在制圖、工程力學、機械設計等基礎課程學習和工程訓練之后，是后續(xù)專業(yè)課程的學習基礎，也是機械工程人員必備的知識與技能。通過多年的傳統(tǒng)教學實踐發(fā)現(xiàn)，該課程線下教學存在以下亟待解決的問題。

1.內(nèi)容多課時少。該課程涉及的材料、成形工藝種類繁多，傳統(tǒng)線下教學課堂時間是有限的，教師的知識教授過程無法回放，部分學生存在不能及時消化課堂知識的問題。

2.課前預習不足。傳統(tǒng)線下教學模式中，大部分學生在上課之前不會進行預習，上課時以教師的講授為主，不利于培養(yǎng)學生自主學習能力和思考能力。

3.師生互動交流不足。傳統(tǒng)線下教學模式中，師生交流的時間和方式都受到很大限制，學生學習中的疑問得不到及時解答，學生學習該課程的積極性就會受挫。

4.考核方式單一。傳統(tǒng)線下教學的考核方式相對比較單一，成績的構成主要包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況和期末考試成績，無法很好地注重過程性考核，無法建立全面的課程成績評價。

二、采用線上線下混合式教學的必要性

傳統(tǒng)的線下教學模式以教師課堂講授為主，學生個體的能力和基礎存在差異，統(tǒng)一的課程學習進度無法兼顧每一位同學。基于SPOC+慕課堂的混合式教學拓展了教學的時間、空間、教學手段，正好彌補了這一缺陷。線上，學生可以反復觀看SPOC 在線學習視頻，不受時間和空間的限制，教師可以通過SPOC 平臺分享豐富的教學資源(視頻、文獻、習題、課件等)。根據(jù)SPOC 在線教學平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，教師可以及時得到學生在線學習過程和學習結果的反饋，開展更高效的線下教學設計，提升教學質(zhì)量。教師可以充分利用SPOC 網(wǎng)絡平臺及慕課堂功能，開展實時、多樣、趣味的線上線下相結合的教學互動，創(chuàng)造具有吸引力的課堂，激發(fā)學生學習的主動性，提升課程的教學質(zhì)量。

三、基于異步SPOC 的線上線下混合式教學設計與實施

(一)線上線下混合式教學設計思路

由于大部分SPOC 的研究及建設停留在為學習者提供課程資源的階段，缺少系統(tǒng)性、可操作性的SPOC教學設計模式及教學活動設計模型、學習監(jiān)控和評價方式。為改善以上問題，本文對工程材料與成型技術基礎課程混合式教學進行如下設計，如圖1 所示。教學分為前期準備、知識傳遞、知識運用、知識拓展、評價和反饋改進六個環(huán)節(jié)。

圖1 基于異步SPOC+慕課堂的混合教學模式設計

首先，教師根據(jù)課程內(nèi)容及教學對象的特點，制定教學目標(包括知識能力目標、思政目標)，根據(jù)線上側重基礎學習、線下注重能力培養(yǎng)的原則，重新構建線上和線下教學內(nèi)容。在教學準備階段，教師和學生學習熟悉SPOC 平臺操作功能以及慕課堂小程序的使用功能。教師要做好學習資源(課程導學、視頻資源、線上測試、主題討論、作業(yè))的準備工作。課前，教師發(fā)布課程公告、推送學習資源，學生接受任務完成線上視頻學習和相關測試題。教師根據(jù)SPOC 平臺線上學習數(shù)據(jù)反饋，了解學生學習狀況、學習難點，調(diào)整線下教學。課上，教師采用翻轉課堂組織課程項目化教學，利用慕課堂組織教學活動，學生作為主體自主完成項目方案，師生互動完成研討。課后，教師通過SPOC 平臺發(fā)布單元測試或拓展作業(yè)，互動答疑。課程評價采用線上和線下相結合的評價機制進行，并將評價結果進行反思和反饋，進一步調(diào)整改進教學各環(huán)節(jié)，形成教學閉環(huán)。

(二)線上線下混合式教學實施

1.線上重基礎、線下重應用，重構線上線下教學內(nèi)容

工程材料與成型技術基礎課程既有理論知識又有實踐內(nèi)容，教師要結合本專業(yè)人才培養(yǎng)方案、教學計劃和教材，對課程內(nèi)容進行重新梳理。本次改革采用線上輔助教學模式(線上學習不影響線下教學學時)，安排線上自學32 學時、線下學習60 學時、實踐4 學時。根據(jù)工程材料與成型技術基礎課程內(nèi)容特點，可以將課程內(nèi)容分為基礎概念、性能規(guī)律、實踐性內(nèi)容、綜合問題分析內(nèi)容，其中基礎概念和性能規(guī)律這兩部分內(nèi)容適合開展在線教學，而綜合性能分析、實踐難度較大，宜開展線上引導+線下項目化教學。

2.創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)的異步SPOC 課程網(wǎng)，備好線上線下教學資源

教學資源是開展混合式教學的基礎，根據(jù)工程材料與成型技術基礎課程的教學大綱以及授課計劃，課程教師團隊通過多次研討確定采用山東大學工程材料與機械制造基礎課程作為異步SPOC 配套課程資源。在SPOC 平臺復制源課程學期內(nèi)容，并根據(jù)教學大綱對該線上資源進行刪改、增補和整合。任課教師可以在SPOC平臺進行學生管理、教學單元內(nèi)容發(fā)布(公告、視頻、文檔、作業(yè)與練習、測驗、討論等)、成績管理等操作，在后臺監(jiān)控學生在線學習情況。在線教學需要準備的資源可分為以下三類：(1)引導性資源，如教學方案、教學計劃、教材、教學設計、教案等；(2)內(nèi)容性資源，如多媒體教學課件、微課、電子教材、習題、拓展性資源等；(3)反饋性資源，如學生的學習反饋問題記錄、學員的課后作業(yè)、討論區(qū)的問題解答等。

3.充分利用SPOC 平臺及慕課堂功能，高效組織線上線下混合式教學

(1)課前(線上)，教師導學+學生自學。教師課前利用SPOC 平臺發(fā)布公告，明確課程學習要求，推送學習任務單以及輔助學習資源，引導學生進行自主學習。例如，在工程材料與成型技術基礎課程中，鋼的熱處理部分，教師將知識點進行分解，為學生的線上學習設定問題清單，見表1。學生在接收到學習任務之后，隨時可以登錄SPOC 平臺，觀看教學視頻，并完成相應的測試題。SPOC 平臺會對學生測試題的回答情況進行統(tǒng)計處理，教師根據(jù)線上平臺學生自主學習數(shù)據(jù)反饋情況，針對在線學習中存在的共性問題，調(diào)整線下學習的重點，更有針對性地設計教學內(nèi)容。

表1 鋼的熱處理導學任務單

(2)課中(線下)，教師引導+學生研學。利用慕課堂教學輔助工具，根據(jù)學生掌握的知識點，在慕課堂中創(chuàng)建課堂練習、問卷、討論等教學活動，起到雙重檢測學生學習的效果。以學生為主體，實施翻轉課堂將課堂交還給學生，以問題為導向組織學生分組討論共性的綜合性問題。學生自由分組分工對問題進行探討、分析和總結，教師對小組表現(xiàn)進行點評、答疑、拓展和評分，并作為過程性考核指標之一。最后，教師對本節(jié)課內(nèi)容歸納總結，指出重點、難點。以鐵碳合金相圖學習為例，讓學生從課前導學任務單的逐一解決到完整掌握鐵碳相圖的原理，最終能朝著鐵碳合金“成分-組織-性能”的設計與實現(xiàn)發(fā)展。學生通過教師的協(xié)助和小組的合作，徹底解決了預先設定的學習問題，達成了學習目標，提高了研學能力，培養(yǎng)團隊合作精神。

(3)課后(線上+線下)，師生互動+鞏固拓展。教師課后及時在線上向?qū)W生推送所學知識的梳理與總結、輔導及拓展資源。學生課后仍可以通過SPOC 平臺反復觀看復習上節(jié)課的內(nèi)容，并在規(guī)定時間內(nèi)完成線上課后測試及作業(yè)，這樣可以讓學生鞏固和加深所學的知識。學生在線提交作業(yè)后，SPOC 平臺系統(tǒng)可以對于客觀題自動進行評分，主觀題由教師在線上進行評分，教師可以通過SPOC 平臺數(shù)據(jù)分析及時跟蹤了解學生作業(yè)完成情況。在平臺的討論區(qū)，教師根據(jù)課程內(nèi)容發(fā)布主題討論，營造積極的課程學習氛圍，學生可以發(fā)表自己的看法與觀點和教師進行互動。如學生課后遇到問題，教師還可以根據(jù)學生課后遇到的問題組織在線QQ 討論、答疑。學有余力的學生根據(jù)教師推送的拓展資源進行深入學習，從而更加便捷地進入到下一階段的學習。例如在掌握了鐵碳相圖的原理后，如何實現(xiàn)獲得所需的性能和組織成了學生接下去的學習目標。工程材料與成型技術基礎線上線下混合式教學實施案例，見表2。

表2 工程材料與成型技術基礎線上線下混合式教學實施案例

4.制定線上線下相結合、注重學習過程的多元化教學評價體系

基于SPOC 的混合教學改變以往以期末考試為主的終結性評價轉向側重于知識考核、能力考核、思維方式培養(yǎng)為主的形成性評價，更加注重教學過程中的過程性評價。與傳統(tǒng)線下教學相比，SPOC 在線教學平臺具備強大的統(tǒng)計功能與數(shù)據(jù)資源，教師可以及時跟蹤考察學生的學習效果。線上線下混合式教學考核構成表，見表3。

表3 線上線下混合式教學考核構成表

具體來說，本課程考核評價分為線上考核評價和線下考核評價兩個模塊，其中在線考核評價模塊總占比20%，線下考核評價模塊占比80%。線上考核模塊包括SPOC 在線學習10%(視頻觀看數(shù)量、時長、主題討論等)，在線考核10%(包括在線測試和作業(yè))。線下考核評價模塊包括實踐內(nèi)容占比10%，線下平時成績20%(包括課堂表現(xiàn)和小組合作項目成績)，終結性考試占比50%。與原考核評價系統(tǒng)相比，改革后的評價加大了對學生學習投入度的考核比重，更加強調(diào)過程性考核。制定多元化的評價方式，細則化的評價內(nèi)容，可以強化對混合式學習過程的有效監(jiān)控，達到以評促學的效果。

5.線上線下混合式教學效果

(1)混合式教學可以拓寬教學空間、豐富教學資源，促進學生個性化學習。基礎和能力差的學生可以反復觀看SPOC 在線學習視頻，擺脫了時間和空間的限制。學生帶著感興趣的問題和不懂的知識點進入課堂，能夠提升學生課堂學習的專注度與積極性。

(2)混合式教學激發(fā)學習自主性，促進學習深度、廣度。SPOC 平臺能夠及時并有效地反饋學生學習結果，激發(fā)學生的學習興趣和自主性，讓學生樹立自主學習意識，提升自主學習能力。學生通過完成與工程實際相關的項目方案確定、優(yōu)化改進、總結反思，鍛煉知識遷移的能力。

(3)混合式教學激勵教師教學改革，緊跟時代發(fā)展創(chuàng)新課程教學。SPOC 模式中的教師，從單一的知識傳授者變?yōu)閷W生學習的推動者、領導者與合作者。SPOC 平臺及慕課堂提供了技術支持，教師可以開發(fā)多種教學活動形式吸引學生，打造緊跟時代的現(xiàn)代化課堂。通過SPOC 在線教學平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，教師可以及時得到學生學習過程和學習結果的反饋，開展更高效的教學設計，提升教學質(zhì)量。

課程自2020 年春季學期開始開展基于異步SPOC的混合式教學，經(jīng)過兩個學期的實踐，采用成績分析、問卷調(diào)查、師生座談等方式，對教學效果進行了整體分析。在期末考試題題型相同、難度基本一致的前提下，我們對2019、2020 和2021 年機械設計制造及其自動化學生的考試成績進行了比較分析，如圖2 所示。2020、2021年采用了線上線下混合式教學以后，課程不及格率明顯降低，優(yōu)秀及良好的比例明顯提高，成效顯著。對學生進行問卷調(diào)查，結果表明：約90%學生表示混合式教學形式更為自由，活動形式更為多樣有趣，參與互動更為積極；約85%的學生認為線上學習能明顯改進課堂教學，提升學習效果；也有少部分學生表示，由于自制力較差，線上學習效果欠佳。

圖2 2019、2020 和2021 年學生考試成績統(tǒng)計

四、結束語

基于異步SPOC 的線上線下混合式教學打破了傳統(tǒng)教學模式，是對工程材料與成型技術基礎課程的一次重要改革。教師通過SPOC 平臺將MOOC 的優(yōu)質(zhì)資源與傳統(tǒng)教學相結合，以學生為主體精心設計教學方案，充分結合線上和線下學習的優(yōu)勢。實踐證明，工程材料與成型技術基礎課程混合式教學可以應用于不同層次的學生，打造個性化的學習、拓寬學習的廣度、加強學習的深度，促進學生學習的積極性和自主性，學生對課程知識點的理解和實踐運用能力得到了顯著提升?；旌鲜浇虒W模式拓展了教師的視野，作為教育工作者，要借助SPOC 平臺和慕課堂的優(yōu)勢，把握好教學改革的方向，在實踐中探索和完善多樣式多層次的線上線下混合式教學模式，讓學生成為最終的受益者。