軍校“工程電磁場”線上線下混合式教學模式研究

［摘 要］ 在分析軍隊院校“工程電磁場”課程性質及當前理論教學中存在的突出問題的基礎上，以雨課堂網絡教學平臺作為依托，以課前、課中、課后為抓手，構建線上線下相結合的“三環一體，雙邊互動”混合式教學模式并開展教學實踐。課前設計“精選視頻、自主學習、基礎測試”的預習環節，課堂設計“動態反饋、案例分析、頭腦風暴”的教學環節，課后設計“課堂延伸、知識強化、拓展學習”的鞏固環節，結合多樣化的教學方式、全程的交流互動打造生動的全周期課堂。通過比較法研究了線上線下混合式學習對教學效果的影響，初步教學實踐表明，相比于傳統教學，混合式教學模式提高了學生參與度、學生成績和綜合能力，并結合課程教學改革實踐，給出了一些思考與建議。

［關鍵詞］ 線上線下；混合式；教學模式；工程電磁場

［基金項目］ 2022年度海軍教育成果培育項目“水下電磁攻防方向‘工程電磁場’課程改革與實踐”（NUE2022TA13）；2021年度海軍工程大學教育科研項目“依托雨課堂平臺的線上線下混合式教學模式研究——以‘工程電磁場’為例”（NUE2021ER13）

［作者簡介］ 吳軻娜（1989—），女，河南長垣人，碩士，海軍工程大學電氣工程學院講師，主要從事工程電磁場課程教學及改革研究；劉月林（1989—），女，湖北孝感人，碩士，海軍工程大學電氣工程學院講師，主要從事電磁場理論研究；周國華（1981—），男，江蘇丹陽人，博士，海軍工程大學電氣工程學院副教授（通信作者），主要從事艦船磁性防護技術研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）27-0129-04 ［收稿日期］ 2023-09-05

疫情過后，教育教學回歸正常化，經歷了一輪全國規模的線上教學實踐，我國高校的教育教學方式勢必發生一定的調整，以學生為主體、教師為主導的線上線下混合式教學模式逐漸成為教學主流。教育部印發的《關于一流本科課程建設的實施意見》指出，課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量［1］。國家致力于建成五類共萬門左右國家級一流本科課程，并明確表示大力倡導基于國家精品在線開放課程應用的線上線下混合式優質課程申報，申報課程門數在國家級一流本科課程申報中占比最大。可見，打造線上課堂與線下課堂教學相融合的混合式“金課”是中國高等教育未來發展的主流。如何將線上教學與傳統線下教學有機結合，充分利用線上教學優勢與線下教學模式互補來達到教育方式的改革，形成“1+1＞2”的效果，并最終實現高等教育教學質量的提高，值得我們認真思考［2］。“工程電磁場”課程國內外已經建成了豐富多樣的優質“金課”資源，結合軍隊院校教學對象和教學內容的特殊性，如何充分借鑒、形成合力，發揮聯合效應是課程組首要研究解決的問題。本文首先嘗試在深入剖析軍隊院校“工程電磁場”課程教學定位不同的基礎上，闡述采用線上線下混合式教學的必要性；其次，以“雨課堂”網絡教學平臺作為依托，構建線上線下相結合的“三環一體、雙邊互動”混合式教學模式并開展教學實踐；最后，結合課程教學改革實踐給出思考與建議。

一、軍校“工程電磁場”課程的特殊性

“工程電磁場”是高等學校工科電類專業開設的一門重要的基礎課程，教學內容涉及各類電磁理論、電磁應用、電磁控制，是聯系電磁場基礎知識與電磁應用的橋梁課程，是電類專業學生應具備的知識結構的重要組成部分。軍校“工程電磁場”課程在前述目標的基礎上，更突顯以提升“崗位任職水平”“備戰打贏能力”的高階目標。軍校學生學習電磁場理論主要服務部隊裝備涉及的電磁現象或電磁過程的控制，因此在傳統基礎理論學習的基礎上，學生必須完成以軍事電磁案例為牽引的實踐應用的挑戰。就學科特點而言，課程內容多而復雜、知識體系框架大，如何在有限的教學計劃安排下，拓寬教學空間、時間尺度，融入軍事電磁案例的分析研究，加強基礎能力培養的同時，實現服務部隊、備戰打贏的高階目標是課程組面臨的教學難題，而線上線下混合式教學模式的出現為我們提供了一條可行之路。

二、“工程電磁場”課程教學中存在的突出問題

（一）“場”思維培養的不足

學生通過“工程電磁場”課程的學習須要具備三種思維：推理演繹的邏輯思維、實驗驗證的實證思維和“場”思維。以推理和演繹為特征的邏輯思維已經在前期以“高等數學”為代表的課程學習中形成，以實驗和驗證為特征的實證思維也已在以“大學物理”為代表的課程學習中形成［3］，而“場”思維在通識教育中鮮有滲透，主要通過以“工程電磁場”為代表的課程滲透。在傳統理論教學模式中，課堂教學只強調知識傳播的完整性，忽視了學生“場”思維的培養與建立，而混合式教學模式為“場”思維的培養提供了便利。線上學習過程中，基于豐富的圖片、視頻和仿真教程，將無形的“場”直觀化、可控化地向學生呈現，學生充分利用豐富的線上優質資源適應思維的轉變。然而，思維不同于知識，思維的形成需要指導者在潛移默化中進行引導，擁有“場”思維的教師會將這種思維應用于工程實踐和生活中的方方面面，而與教師在線下課堂面對面地交流就顯得不可或缺。

（二）理論知識與工程實踐的脫節

“工程電磁場”課程作為“大學物理”電磁學的延伸，課程目標旨在提升學生解決實際電磁問題的能力，服務專業課程學習與學術研究需要，而工程實踐的精髓在于分析和解決。在實際的軍事案例中，往往會出現多個場并存的現象，且與普通工程示例不同，軍事案例中的電磁現象及電磁過程的分析需要具備一定的軍事專業背景知識，而線上學習的前瞻性和自主研究性有效解決了這個問題。教師通過將軍事案例提前發布，給予學生充分的時間查閱文獻資料，了解相關軍事背景知識、研究相似案例，有效提升問題分析效率。該課程的題目往往對學生的自主學習研究能力、思維的嚴謹性和創新能力提出挑戰，這種情況下師生面對面充分討論分析的環節必不可少。

（三）學生個體差異化與學習進度的矛盾

學生學習能力存在個體化差異，在傳統教學模式中，課堂時間有限，教學任務固定，不可能分配大量時間回顧先導知識，全班的課程進度由教師決定。教師只能照顧到部分學生，很難兼顧到每一名學生因材施教。而線上教學平臺，教師可以提前上傳先導知識的學習視頻及測驗，學生可以結合自身水平及學習能力，自主決定視頻資源的暫停、回放和快進，教師通過測驗題的反饋全面掌握學生的預習效果和學習問題。但是，無論線上學習資源多么豐富、線上討論多么熱烈、線上測驗多么優秀，在無人監管的現實狀態下都無法避免部分學生學習動力不足、復制他人成果、應付差事的情況出現。這種情況下，線下課堂學習氛圍的營造就顯得尤為重要。

（四）學習反饋滯后于教學過程的矛盾

“工程電磁場”課程學習難度大，問卷調查顯示接近90%的學生存在畏學心理。這種情況下，學生學習反饋的及時掌握成為提升教學質量的關鍵一環。在傳統教學模式中，受教學時間、空間的限制，教師很難及時掌握學生對本次課堂內容的學習理解情況。教師可以基于線上平臺于課中、課后發布知識測驗，基于大數據自動完成批改，實現智能分析，及時全面掌握每一名學生的學習實況，實現教學反饋與教學過程偕行。但是，無論線上學習評價功能多么優秀，針對學生的答疑解惑都離不開線下課堂的相輔相成，師生面對面討論交流的環節必不可少。

三、以雨課堂為平臺的線上線下混合式教學模式設計與實踐

軍隊院校“工程電磁場”課程教學目標注重學生的能力培養，課程內容體現軍事特色，突出“場”的思想是基礎、方法是橋梁、計算仿真為手段，激勵學生在原理、方法與應用方面的融會貫通。因此，在課程內容設計上寬口徑、厚基礎，積極引入軍事裝備的案例；在教學方法上以案例為牽引開展問題引導式和啟發式教學，豐富課堂教學形式；在教學組織上以課前、課中、課后為抓手實現線上線下相結合的混合式教學模式，打造“課前+課上+課后”緊密銜接的“三環一體、雙邊互動”的全周期課堂。

（一）課前預習——精選視頻、自主學習、基礎測試

傳統教學模式的預習形式以學生在課前自主預習教材為主，形式單一且效果不理想。以雨課堂為平臺的線上預習以課件推送的形式展開，教師在授課之前，對教學內容進行分析，結合學情優選預習視頻、設計思考題，形成雨課堂課件向學生推送。預習視頻可精選在線資源，也可根據培養目標自制線上精講視頻，并依托雨課堂平臺的課件語音功能，實現教師對學生自學知識點的線上指導。另外，基于雨課堂的線上統計功能，將學生預習的效果以統計表的形式導出。統計表量化反映學生整體預習情況，為課前的學情分析和課堂授課環節的動態調整提供了智能導向作用，也為翻轉課堂的嘗試提供了一個智能化平臺。

（二）課堂教學——動態反饋、案例分析、頭腦風暴

通過雨課堂的線上預習，學生帶著“問題”來上課，教師帶著“答案”來授課。授課前通過“掃碼”“課堂暗號”等形式進入課堂，授課過程中每一頁授課PPT同步在學生端呈現，便于學生保存課件及課程內容回顧，每一頁課件下方設置“收藏”和“不懂”按鈕，學生可以整理收集課堂環節的疑問點和難點，教師也會及時收到匿名“不懂”數據的反饋，動態調整授課節奏及重點、難點的講解。另外雨課堂設置限時答題、隨機點名、彈幕等其他功能，課堂中適宜穿插既活躍了課堂氣氛，又調動了學生的學習主動性，激發了學生的學習熱情。

傳統教學模式僅基礎知識的講解就占用大量課堂時間，混合式教學模式將該部分進行了前置，安排在線上自學完成。課堂教學中以軍事案例為牽引，引導學生轉換固有學習思維，由“做習題的學生”轉換為“探討問題的研究者”，能夠培養學生的知識遷移能力與應用能力，實現教學目標從低階到高階的過渡。

（三）課后鞏固——課堂延伸、知識強化、拓展學習

“工程電磁場”課程強調學生具備解決實際電磁現象、電磁過程的能力。因此，課后環節作為課堂的延伸，除了設置測試題強化基礎知識點外，高階性地設置簡答題、仿真分析等主觀題培養學生分析問題的邏輯思維和解決問題的知識應用能力。雨課堂作為線上答疑平臺，擔任“第二課堂”的角色，教師和學生共同參與討論、分析、解決，為學生的綜合能力培養目標提供數字化依據。

四、以學生綜合能力評價為標準的混合式教學效果分析

新的創新教學模式施行以后，都需要合理有效的考評方式檢驗評估教學效果。在OBE工程教育理念的指引下，我國高校日益重視日常教學的過程控制。任課教師應及時改變過去“一張試卷定優劣”的做法，更加注重課程考核的多元性，以過程控制思想為導向，全過程考核、評價學生的學習成績。雨課堂科學地覆蓋了課前、課上、課后的每一個教學環節，為師生提供完整立體的教學過程數據支持，也給過程性考核插上智慧的翅膀。以同張試卷的期末考試成績為依據開展對比分析，結果表明，混合式班級學生卷面平均成績比傳統班級學生卷面平均成績高約7.4分，一定程度上說明混合教學法比傳統教學法提高了教學效果。

五、線上線下混合式教學模式研究的幾點思考

混合式教學并非用信息化的教學手段全面取代傳統面對面教學，而是結合傳統課堂教學和在線教學資源的優勢開展教學，既體現教師的主導作用，又突出學生作為學習主體的積極性、主動性和創造性［4］。教師不僅要充分利用好線上平臺組織教學，還要正確引導學生主動參與教學活動，積極協作、深入思考、不斷探索。結合教學實踐，給出以下幾點思考。

（一）關注混合式教學課程團隊的建設

對教師來講，開展線上線下混合式教學需要大量的前期準備工作。教師授課的PPT、教案、講義都需要重新設計、編寫，教學進程在課程教學全周期都處于動態調整狀態，教學環節離不開精心設計。上述這些內容不是簡單的建設與重復，沒有充分的前期準備、沒有足夠的時間付出、沒有足夠的理論積累和不斷學習的能力是難以勝任混合式教學改革要求的。因此，開展混合式教學模式改革需要形成課程團隊，達成混合式教學的共識，齊力探討、協調發展、迎艱克難，集團隊之力建設好混合式教學模式的開展基石。

（二）注重教師信息化教學水平的培訓

學校教育信息化的成敗，在很大程度上取決于教師的信息化能力是否與時俱進。在眾多硬件和軟件撲面而來的今天，能否發揮其應有的作用，以及發揮多大作用，都取決于教師的信息化教學能力。雨課堂與課程的整合，不是簡單地把軟件運用到課程教學中，而是伴隨著教學思想、教學方式的變革。因此，為深化開展線上線下混合式教學改革，教師信息化水平的提升是基礎，學校在師資隊伍建設工作中應關注教師信息化教學水平素養的培訓。

（三）重視學生自主學習能力和學習習慣的培養

混合式學習對學生的自主學習能力和學習習慣提出了更高要求。在混合式學習模式中，學生是整個學習過程的主體和重心，根據教育學理論，學生存在個體差異性，學生學習的主動性、使用手機的自律性和學習能力的高低對學習效果影響巨大。另一方面，學生是否會因時間占用對課程產生疲倦感甚至反感，且如果有數門課程都使用混合式教學模式是否會導致學生沒有足夠時間完成多門課程的相應任務，這也是需要教學工作者充分調研學情、深入研究和關注的一個方面。

參考文獻

［1］教育部.關于一流本科課程建設的實施意見：教高

〔2019〕8號［A/OL］.（2019-10-30）［2023-08-05］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191031_406269.html.

［2］張春雷，武精科，沈威，等.線上—線下混合式教學改革探索：以“工程地質學”課程為例［J］.教育教學論壇，2020，12（50）：182-183.

［3］高麗萍，劉亞，彭敦陸，等.翻轉教學在算法設計與分析中的應用研究［J］.計算機時代，2014（11）：65-67.

［4］邱樂泉，汪琨，湯曉玲，等.基于移動學習的生物化學課程混合式教學改革初探［J］.微生物學通報，2019，46（10）：2787-2793.

Research on the Mixed Online and Offline Teaching Mode of Engineering Electromagnetic Field in Military School

WU Ke-na， LIU Yue-lin， ZHOU Guo-hua

（School of Electrical Engineering， Naval University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033， China）

Abstract： Based on the analysis of the nature of the “Engineering Electromagnetic Field” course in military academies and the prominent problems in current theoretical teaching， the “Rain Classroom” network teaching platform is used as the basis， and pre class， in class， and post class stages are used as the starting points to construct a mixed teaching mode of “three links in one， bilateral interaction” that combines online and offline teaching. The teaching team designs a preview session of “selected videos， self-directed learning， and basic testing” before class， a teaching session of “dynamic feedback， case analysis， and brainstorming” in the classroom， and a consolidation session of “classroom extension， knowledge reinforcement， and extended learning” after class. Combining diverse teaching methods and full process communication and interaction， the team creates a vivid and full cycle teaching process. Through comparative analysis， the impact of mixed learning online and offline on teaching effectiveness was studied. Preliminary teaching practices have shown that compared to traditional teaching， mixed teaching mode improves student participation， grades， and comprehensive abilities. In addition， consideration and suggestions were given based on the practice of curriculum teaching reform.

Key words： online and offline; mixed; teaching mode; Engineering Electromagnetic Field