入云入室入袋的車輛工程專業課混合式教學改革實踐

李萍 肖乾 羅世民

摘 要：信息化背景下，多種教學方式的相繼出現，時刻沖擊著傳統教學。本文提出了“入云入室入袋”的混合式教學法，并在車輛工程教學中實踐，取得了較好成效。以云平臺為基礎，結合虛擬+現實教室、通過手機就能訪問互動的混合式教學模式，充分體現OBE教學理念。本文從現狀研究、目標制定及具體實踐等方面進行了闡述。實踐表明，混合式教學兼顧線上自主與線下引導，能夠有效促進學生知識的遷移，實現綜合能力的提高。

關鍵詞：混合式;車輛工程專業;教學改革;線上;線下

中圖分類號：G64? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2020）16-0011-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2020.16.005

一、現狀研究

傳統的理論教學，基本遵循“教師教、學生聽”的單向灌輸模式，尤其適合大班教學，但是教師對課堂的管控度很低，缺乏互動，學生的參與度不高，課堂教學效果不佳。隨著“項目化”“教—學”一體化教學改革的推行，學生的參與度有所提高，但一些客觀條件的局限性仍然存在。

以車輛工程專業為例，鐵路機械笨重復雜，無法實體展示結構突出原理;實驗設備昂貴單一、臺套數有限、擴展體驗難，都是限制教學發展、難以克服的客觀因素。隨著中國高校數字化建設的不斷完善，在大數據、人工智能等新興技術的影響下，混合式教學成了教師教學和學生學習的新途徑。

二、目標制定

混合式教學模式沒有統一的規定。考慮學習和教學的一般規律，要發揮線上和線下兩種教學的優勢，我們從以下三個方面開展了工作。

（一）建設線上資源

線上資源是開展混合式教學的前提。線上資源的建設內容是圍繞課程教學目標來設計的。微課、慕課、超星學習通等平臺都是線上資源的良好載體。建設線上資源的初衷是希望把傳統的課堂講授通過微視頻的形式進行前移，實際上是把傳統課堂教授內容通過網絡資源進行了前置，學生可以自由地掌控學習時間，充分地發揮個人理解力，盡可能帶著較好的基礎知識和基礎問題走進現實課堂。

對于非信息技術專業的教師，打造畫質精良、動畫效果高的課件作品無疑是不現實的，這就需要學校層面的支持。實現的途徑通常有三種：一是學校出資，對外委托課件制作公司，配合教師來共同完成;二是鼓勵成立校內的專業制作團隊，支持團隊進行軟件的學習，打造自己的專業課件制作隊伍;三是鼓勵教師利用簡易的電腦錄屏軟件、編輯軟件制作一些沒有特殊要求的微課、MOOC作品，整個過程，也是提高教師信息素養的一個有效途徑。

課堂上，教師的講授功能弱化，轉而為針對重點、難點或者學生反饋回來的共性問題的討論、答疑上。

（二）組織線下活動

線下活動要能夠檢驗、鞏固、轉化線上知識的學習。線上資源再豐富，隔著冰冷的屏幕，構建的始終是一個相對自閉的環境。即使加入了小組群聊、師生互動，仍舊無法替代現實世界。線下活動是建立在人與人之間的情感上的交流。

通過線上自學，學生基本掌握了專業知識點;通過線下，教師幫助查缺補漏，難點突破后，剩下的就是通過設計一定的課堂教學活動來檢驗所學。傳統的方式是通過課堂作業或者一個目標測試來實現，這個形式不是不好，而是不能一味貫穿始終，否則容易讓人生厭。課堂改革的目標是以學生為主體，教師可以鼓勵學生參與進來，由學生自己出題、自己解答;也可以給幾個經典案例，組織學生進行開放式討論，檢驗學習認知的同時，擴展思維的廣度和深度，使其實現一些更加高層面的教學目標。從而讓學生有更多的機會在認知層面參與學習、發表觀點，而不是像以往一樣通過點名，關注學生是否來了教室。

（三）建立過程評估

線上評估，可以基于在線教學平臺根據學生的上線率、上線時間、在線闖關小游戲或闖關問答得分（時間）來綜合評價課前情況;線下除了到課率，關鍵還要關注學生對問題的參與度，有沒有團隊意識，有沒有參與討論，有沒有個人觀點，有沒有發表意見。這些，都是了解學生學習效果的重要依據。通過這些反饋，讓“教-學”的活動更加具有針對性，而且對學生形成一種激勵。

期末測試成績是一門課程學習的一個成果，目標測試也可以作為學習過程中的一個階段性成果。考試不應拘泥于一張試卷，可以主觀題與客觀題相結合，鼓勵開放式命題，拋棄標準答案，以體現學生對專業知識的掌控度、對問題的探究意識和探究水平為評分依據。無論是線上還是線下，過程和結果都需要開展評估，過程評估能給予學生及時的學習反饋，也能幫助教師及時調整教學方法，形成有效的反饋機制、持續改進。

三、具體實踐

面向國家建設和經濟發展需求，圍繞我校“交通特色、軌道核心”的辦學定位，車輛工程專業旨在培養具備軌道車輛基本理論和專業技能，能在軌道車輛領域從事設計制造、運用維護與管理等方面工作的工程技術人才，積極推動教學改革。秉承“課堂教學改革是教育改革核心”的理念，以課堂教學效果為導向，采用不斷發展的3D技術以及信息技術持續推進軌道車輛專業課堂教學改革，探索構建一個小班教學、以學生為中心的課堂行動模式并不斷實踐優化。

（一）入室

車輛專業教學如大多數工科教學一樣，軌道車輛實物龐大，結構復雜，原理抽象，教師教起來吃力，學生學起來費勁。為解決這個局面，專業首先成立了三維建模團隊，使用三維CAD造型軟件Pro/E等完成了車輛轉向架、車端連接裝置、車體等主要零部件的數字化建模，把火車變成3D數字化模型（如附圖1所示）。教師可在課堂上對模型進行縮放、旋轉、拆裝、剖視等操作展示其結構，同時還可以結合動畫技術展示其工作原理，把“火車開進了教室”。

（二）入云

2016年是虛擬現實（VR）技術發展元年，由于其逼真的3D效果、豐富的交互方式以及沉浸感等優點，VR在教育領域得到廣泛運用。在原有3D技術和軌道車輛3D數字化模型基礎上，充分發揮VR/AR技術軟硬件特點，結合網絡技術以及云技術的發展，搭建軌道車輛課堂VR資源庫。

資源庫是一個SaaS層基于Web的VR資源教學軟件平臺，可供云用戶直接使用。VR云平臺能實現將軌道車輛VR資源放入云平臺存儲并支持教學編輯，更支持多種平臺訪問，包括云終端、PC機、云電視機、手機平臺等（如附圖2所示）。

資源層面將所有的軌道車輛的二維及三維教學資源進行整合，存儲在“云端”。這減輕了教師“負擔”，可用于服務微課、翻轉課堂;硬件層面主要采用虛擬化技術來強化服務器的硬件性能、弱化PC客戶端性能，用戶使用/訪問要求低（只要能接入網絡就能訪問），便于推廣;平臺層面支持師生互動，也支持多用戶在線交互學習，利于培養協作機制，提高人才培養質量。

（三）入袋

碎片化課堂是一場學習模式的革命，它將原本系統堆砌的專業內容打散、形成碎片化知識點，再將知識點進行編輯、封裝成“知識盒子”，對應形成二維碼。學生可以通過微信、QQ掃碼等形式，隨時訪問“知識盒子”。

與傳統的課堂學習相比，具有便捷性、高效性、針對性強、學習資源充足等特點。為了讓軌道交通專業學生創建個性化的學習模式，為學生自主選擇學習時間、學習地點提供了可能。學生也可以用手機、平板電腦等介質隨時隨地登錄VR APP進行學習，把原來只能到存放在實驗室的、體積龐大的車輛零部件從云端讀取到手機中，實現隨時隨地學習。

四、結語

經過幾年實踐，混合式教學由于其互動性強，能較好地引導學生自主學習而廣受學生青睞。學生從學會耐心傾聽到學會靜心思考，從學會有序發言到學會分工合作，從學會責任分擔到學會成果分享，每一步都印證著專業改革之路的成長。

在“互聯網+”的背景下，賦予了混合式教學新的內涵，它沒有統一的模式和規律，不限于任何教學理論、教學策略和方法、教學組織形式，就是要充分發揮“線上”和“線下”兩種教學的優勢改良傳統教學。使用在線平臺，建設數字化的教學資源和虛擬仿真實驗（訓）資源，不是開展混合式教學的最終目的，而是通過形式多樣的教學活動，有效提升多數學生的學習深度。在車輛工程專業課程實施混合式教學，促使教師由知識的傳授者轉變為學習的設計者和引導者，教學由“教師為中心”向“學生為中心”轉變，實現“教為學服務”的轉變。

參考文獻：

[1]高路恒，王斯海，王海鑫.基于線上線下多平臺的混合式教學方法研究與實踐[J].科技風，2019（25）.

[2]賈相武.基于“虛擬+現實+云課堂”的混合式教學研究與實踐——以城市軌道交通車輛檢修課程為例[J].管理觀察，2019（1）.