應對疫情的混合式教學模式改革與實踐

王昭俊 劉京 董建鍇 劉暢

摘要：在新冠肺炎疫情背景下，探討了線上線下混合式教學模式，并以暖通學科碩士研究生核心課程室內空氣環境為例，從線上線下混合式教學模式的教學內容重構，智慧教學平臺的交流互動設計，翻轉課堂的線上線下混合式教學設計方面對教學內容和教學模式進行改革。結合新冠肺炎疫情網絡資源，深入挖掘課程思政元素，融入CFD模擬案例教學中，重塑教學內容。課程論文過程管理采用翻轉課堂模式，實現線上線下混合式教學，提升學生的學習成效。一個學期的教學實踐表明，線上線下混合式教學效果顯著。

關鍵詞：教學設計;混合式教學;新冠肺炎疫情背景;課程思政;室內空氣環境

中圖分類號：TU6-4 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：10052909（2021）05013405

2020年春季學期，受新冠肺炎疫情影響，教育部號召“停課不停教，停課不停學”，采用線上教學模式保證教學不受影響。為此，哈爾濱工業大學（簡稱“哈工大”）多次組織教師開展網絡授課培訓。如何保證網絡教學的授課效果和面授效果實質等效，這就需要基于線上教學的特點，重構教學內容和教學設計，增加答疑互動、討論等環節來提高學生的關注度，從而提升學習效果。

由于線上教學適于制作大約15分鐘的短視頻或PPT課件，一般圍繞知識點講解制作課件，容易將課程內容碎片化，而碩士研究生更注重創新思維能力的培養，一些知識已經在本科階段儲備，線下教學更適合知識的融會貫通，更易實現課程培養目標的達成;因此，需要探討線上線下混合式教學新模式在研究生教學中的具體應用與效果。

哈工大暖通學科碩士研究生課程體系包括學科基礎學位課、專業學位課、專業選修課、專題課和實踐環節課程。針對當前疫情的嚴峻形勢，營造健康的人居環境尤為重要。而暖通學科課程設置目標就是為了營造健康舒適的室內空氣環境，因此，室內空氣環境課程是暖通學科碩士研究生的核心課程，也是重要的專業學位課，課程內容涉及建筑物理學、生理學、心理學、人類工效學等多學科。以該課程為試點，進行線上線下混合式教學改革具有重要意義。

圍繞暖通學科高水平創新人才的培養目標，教學團隊已開展了教學內容、教學模式、考核模式等多維度的課程教學體系改革與實踐，但尚未開展線上教學模式的研究探索。疫情促使我們深刻反思線上教學的重要性，反被動為主動。不同授課模式對教學內容和教學設計的要求不同。在線課程要求應用信息技術重構課程體系和內容，構建教與學的新型關系。

目前該課程已經完成了2020年春季學期在線課程教學任務，進行了線上線下混合式教學實踐，主講教師王昭俊被授予哈工大研究生課程第一批在線教學“網絡授課金獎教師”榮譽稱號。為此，拋磚引玉，分享該課程線上線下教學改革與實踐中的體會。

一、線上線下混合式教學現狀分析

在線課程來源于英文的OC（Online Course），已有20年歷史。近年來慕課MOOC（Massive Open Online Course）在國內外很流行，是面向大眾的、公開的網絡課程。我國近年來已有2 000多門精品網絡/在線課程。SPOC的概念由加州大學伯克利在線教育主管Armando Fox提出[1]，一般僅對本校或少數高校學生開放的小規模專有在線課程，并對學生設置限制性準入條件，達到要求的申請者才能被納入SPOC課程。

很多學者對MOOC和SPOC的授課方法和教學效果進行了研究。張策等指出線上線下混合式教學模式是基本教學范式，它重新定義了教與學的新型關系，具有重塑課堂體系、內容和教學組織的優勢[2]。章玥等探討了面向混合式線上線下教學的計算機網絡課程新型教學模式，闡述具體措施、面向教學目標的多維度過程化考核評價方法和教學效果[3]。許濤等根據不同的學習模式及社交互動理論，從教學設計的角度系統闡述了慕課教學法的設計，以增強慕課教學的有效性[4]。譚羽非等對工程熱力學MOOC 平臺設計及應用過程進行了總結與分析，認為MOOC提供碎片化的教學，互動交流實時性不強，缺少面對面交流的思維碰撞，學習體驗缺失，為此建議將MOOC和傳統課堂融合，開展線上線下混合式教學[5]。劉全忠等研究了基于MOOC的SPOC課堂教學模式，并結合工程流體力學在線開放課程建設實踐，論述了基于MOOC+SPOC的課程教學設計方法[6]，他認為在大學高等教育中，MOOC等線上精品資源的應用要靠線上線下結合來實現。吳守蓉等從學習者的選課動機、學習行為、滿意度等方面，對MOOC教學效果進行了評價，并提出了教學改進策略[7]。

二、線上線下混合式教學模式改革與實踐

（一）課程改革基礎與存在的問題

室內空氣環境課程是暖通學科碩士研究生重要的專業基礎課和學位課，其基本要求是在本科建筑環境學課程的基礎上，使學生掌握與室內空氣環境相關的國內外標準、研究方法、評價方法、測試和分析方法，以及控制策略原理，其培養目標定位為培養學生的創新思維能力和論文寫作能力。在教學中采用多元化教學方法，重點講授研究方法和設計理念，旨在啟發研究生的研究思路。考核方式采用期末考試+課程論文+演講的方式，重在課程論文的過程管理[8-10]。為了配合教學，教學團隊編著了新教材《室內空氣環境評價與控制》[11]。學生通過該課程的學習，提高了發現問題和解決問題的能力，培養了論文寫作與表述能力，提高了綜合素質。由于教學團隊以前未開展過線上教學，需要先學習線上教學的方法。

MOOC適于大眾化教學，SPOC適用于數十人、數百人的教學。上述網絡教學模式都適用于以知識學習為主的教學組織，即將知識點做成短視頻，學生自學、討論、完成線上測驗和線下考試，就可獲得學分或證書。室內空氣環境課程是暖通研究生專業學位課，注重培養學生融會貫通和創新實踐能力，不適宜簡單地采用MOOC或SPOC教學模式，將知識點碎片化處理。制作精良的MOOC視頻課程需要課程策劃、PPT設計、課程腳本設計、課程素材整理、授課現場拍攝、虛擬場景拍攝、寫真拍攝等，但突如其來的疫情下根本不具備上述條件，但是可以借鑒MOOC和SPOC的視頻制作方法，將部分課件制作成視頻。

（二）線上線下教學模式改革與實踐

在現有教材、PPT課件、錄播視頻、精彩案例和優秀學生論文等教學資源基礎上，搜集網絡關于新冠肺炎疫情負壓病房通風系統設計等新的課程資源，進行教學內容重構。將課件制作成視頻，并提前錄播上傳至雨課堂等教學平臺上，供學生提前學習或課后復習，從而實現線上教學資源的重構。

室內空氣環境課程是暖通專業碩士研究生的核心課程，為確保在開學第一天準時在網上開課，在課前反復與學生進行網絡運行調試、與課題組學生開組會測試不同平臺的授課效果，重點關注網絡的運行狀況。教學團隊采用課前課程錄播、在線教學錄屏、騰訊會議+雨課堂直播、騰訊會議線上討論和答疑、微信群等多種模式授課，

（三）課程論文過程管理的混合式教學設計與實踐

課程除了講授室內空氣環境的研究方法和設計理念外，還通過布置課程論文，啟發學生的研究思路。為了提高課程論文的寫作質量，加強論文寫作的過程指導，提前布置任務，學生線下準備，線上討論。課程論文要求每人一題，因材施教、個性化培養。尤其注重課程論文的過程管理，包括選題、寫作大綱、初稿、終稿和報告答辯等。

教學設計：采用翻轉課堂等教學模式，學生線下獨立完成課程論文，教師定期在線上進行指導，即采用線下+線上的混合式教學模式，增加學生互評和教師點評等互動環節，提升教學質量。

教學實踐：教師在第一堂課就布置課程論文并提出相關要求，讓學生帶著問題去學習和思考。在后續的線上教學過程中就課程論文的選題等，分階段組織學生線下學習和線上討論。學生通過線下搜集資料、線上參與討論，最終完成課程論文，實現了基于翻轉課堂的線上線下混合式教學。

三、基于線上線下混合式教學內容重構與教學設計

（一）線上線下教學內容重構與教學設計

利用網絡資源，重構教學內容：線下通過互聯網搜集課程資源，根據教學大綱和培養目標要求，注重科學素養和科研創新能力的培養，以及價值觀的引領，融入課程思政內容;重新梳理教學內容，凝練重點、難點和熱點問題，基于各章節授課內容的特點，重塑教學內容，以適應網絡教學的需求。

利用智慧教學平臺，提高教學效果：對于重點和難點內容，利用長江雨課堂等智慧教學方法，增加投票、測驗等互動教學環節，吸引學生注意力，幫助學生理解掌握重點，提高線上教學效果。采用騰訊會議+長江雨課堂進行線上教學，實現錄屏回放，便于學生課后復習。

（二）案例分析

針對新冠肺炎疫情涉及的負壓病房通風系統設計問題，通過網上搜集資料，CFD模擬雷神山醫院負壓病房通風系統設計。在介紹5.3 CFD應用案例的過程中，充分挖掘其課程思政元素，融入案例教學，重塑教學內容。

武漢雷神山醫院建筑面積約8萬平方米，1 500張床位，2 300名醫務工作者，12天完成交付，這就是“中國速度”！雷神山醫院的送風排風系統對于傳染病醫院來說十分重要，為了有效避免因空氣流動和污染物排放所導致的交叉感染，在設計送風排風系統時，暖通工程師們設計了4個方案。采用CFD技術模擬計算，分析不同通風氣流組織下污染物濃度擴散瞬態變化規律，發現A方案能有效將病人呼出的污染物送至排風口，并用瞬態動畫演示了污染物在房間內的擴散過程。

教學設計：（1）愛國主義教育，介紹雷神山醫院的建設速度之快，體現了“中國速度”;（2）專業教育與價值觀引領，負壓病房通風系統設計，體現了“暖通人”在這場特殊戰疫中的社會責任擔當、愛崗敬業的奉獻精神和家國情懷;（3）聚焦熱點問題，改革教學內容;（4）采用長江雨課堂等智慧教學平臺，實現錄屏回放，完善教學資源庫。

四、基于課程論文過程管理的線上線下混合式教學案例

進入課程論文初稿的教學環節，采用翻轉課堂實現線上線下混合式教學。以學生課程論文初稿的展示說明線上線下混合式教學改革的效果。

針對新冠肺炎疫情，唐同學擬以“綜合性體育館的通風系統綜述”為題，研究體育館建筑改造為方艙醫院的通風系統優化設計，內容如下：在新型冠狀病毒肺炎疫情暴發時期，由于定點醫院床位有限，無法收治短期內激增的患者。為避免貽誤病情、造成疫情傳播，武漢市設立方艙醫院，對確診的輕癥和普通型患者進行隔離治療，從源頭上切斷傳染源，是疫情得以控制的關鍵舉措。在既有體育館建筑改造成方艙醫院的工程中，通風系統的改造是有效切斷病毒傳播途經的必要條件。文章對體育館常見氣流組織形式進行了深入分析，并探究優缺點、歸納現有方艙醫院的通風系統設計及其氣流組織在流通中的問題，最后總結方艙醫院通風系統的設計要點，并提出未來研究重點。

教學設計：（1）課程論文選題要求新穎，聚焦社會熱點問題，體現“暖通人”的責任擔當;（2）采用翻轉課堂，學生線下查資料，寫課程論文;（3）借助騰訊會議平臺共享學生撰寫的課程論文，并線上匯報;（4）教師線上點評指導。

五、結語

分享了暖通專業室內空氣環境研究生課程線上線下混合式教學模式改革與實踐的經驗與體會。室內空氣環境課程是暖通學科碩士研究生的專業課程，通過采用線下搜集課程思政和專業熱點等教學資源，重構線上教學內容;通過指導學生撰寫課程論文，并加強過程管理，將學生帶入自主學習的情境中，學生線下搜集資料，深入思考，線上答疑解惑，實現線上線下混合式教學，取得了較好的教學效果。文章所探討的線上線下混合式教學模式與實踐方法，對于工科院校研究生類似專業課程的教學具有一定的指導意義。

參考文獻：

[1]徐葳， 賈永政， 阿曼多·福克斯， 等. 從MOOC到SPOC——基于加州大學伯克利分校和清華大學MOOC實踐的學術對話[J]. 現代遠程教育研究， 2014（4）： 13-22.

[2]張策， 徐曉飛， 張龍， 等. 利用MOOC優勢重塑教學 實現線上線下混合式教學新模式[J].中國大學教學， 2018（5）： 37-41.

[3]章玥， 彭超， 劉獻忠. 新工科建設背景下計算機網絡課程教學改革與實踐[J]. 計算機教育， 2019（12）： 40-42，50.

[4]許濤， 禹昱， 郭強. 慕課教學方法設計研究[J]. 現代教育論叢， 2016（6）： 43-49.

[5]譚羽非， 牛冬茵， 張金冬. 《工程熱力學》MOOC平臺的應用實踐與思考[J]. 教育現代化， 2019， 6（30）： 97-98，105.

[6]劉全忠， 李彪， 鄭智穎. 基于MOOC+SPOC的混合教學模式改革與實踐[J]. 教育教學論壇， 2019（47）： 93-94.

[7]吳守蓉， 崔璨， 汪瓊. 基于學習者視角的MOOC教學評價與改進——以北京大學“教你如何做MOOC”課程為例[J]. 中國大學教學， 2016（10）： 68-76.

[8]王昭俊. 室內空氣環境課程建設與實踐[J]. 高等建筑教育，2015，24（Z）：89-92.

[9]王昭俊， 劉京， 王芳， 等. 多元互補式研究生教學模式研究——以哈工大暖通學科為例[J]. 高等建筑教育， 2015， 24（6）： 51-54.

[10]王昭俊. 多元化考核方法研究與實踐——以“室內空氣環境”課程為例[J]. 高等建筑教育， 2019， 28（3）： 85-90.

[11]王昭俊，趙加寧，劉京，王硯玲 編著. 室內空氣環境評價與控制[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社. 2016.