三环混合式教学研究与实践

姚莹 张金 朱敏

[摘 要] 随着信息化技术在教学过程中的应用和推广，混合式教学成为高等教育课程教学设计与信息技术深度融合的主流发展方向。基于线上线下教学优势，提出“课前预习导学、课中疑问翻转、课后总结拓展”的三环混合式教学，采用任务驱动、翻转课堂、思维导图等多种教学策略，打造时空混合、策略混合、手段混合的教学新方法。从学情统计数据、期末笔试成绩和学期调查问卷分析结果看，该教学方法可以有效激发学员学习的主观能动性，有力提升学员的团队协作能力，显著提高课程教学质量和效果。

[关键词] 三环混合式教学;教学融合;教学效果

[基金项目] 2017年度安徽省质量工程教学研究项目“探索科学性与军事特色并重的测控技术与仪器专业建设途径”（2017jyxm0992）

[作者简介] 姚 莹（1988—），女，安徽合肥人，硕士，中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院机械工程系讲师，主要从事教学理论与方法研究;朱 敏（1991—），男，安徽潜山人，硕士，中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院机械工程系讲师，主要从事教学理论与方法研究;张 金（1973—），男，安徽潜山人，中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院教授（通信作者），博士，硕士生导师，主要从事高等教育理论与管理研究。

[中图分类号] G642      [文献标识码] A     [文章编号] 1674-9324（2021）12-0156-05     [收稿日期] 2020-08-07

一、引言

信息化教学手段的应用和推广，引发高等教育课程教学改革。教育部2012年颁布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》强调，要将信息技术与高等教育深度融合，以充分发挥信息化教育在教育改革和发展中的支撑与引领作用。《国家中长期教育改革与发展纲要（2010—2020年）》指出，“创新网络教学模式，促进优质教育普及，同时提高教员应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。”[1]如何有效整合课堂传统教学和信息化教学资源，利用信息化教学手段，优化课程教学设计，改进评价方式，促进教学效果的提升，是目前高等教育课程教学改革的一个重要研究课题。

二、三环混合式教学设计思路

传统教学模式是以教员主导，学员被动学习。虽然安排师生互动环节，但是仍有大量课堂教学时间进行理论讲授，教员多选用板书、PPT等传统教学手段，学员课堂表现为“长于听、讷于言”，大大削弱了其学习主动性[2]。学员课前预习多着眼于教材内容，缺少情境氛围，难以产生学习兴趣;课后巩固多关注于作业和考试，难以形成拓展技能。单纯线上教学模式虽然以学员为主导，可以自主安排学习内容和学习时间，借助网络平台进行线上自主学习，但缺少教员知识引导、讲解重难点和专项能力训练，无法及时解决学习上遇到的疑难问题，同时缺乏必要的监督和管理，部分自制力较差的学员学习效果不佳。

混合式教学综合传统教学和线上教学的优点，成为信息技术与课程教学深度融合的有效载体之一[3]。加拿大卡尔加里亚大学的加里森教授提出，混合式教学重在师生交互，培养学习者的问题解决能力[4]。建构主义理论提出，学习的主要目标是“意义建构”，学习的基础是“情境”“交流”和“协作”，强调学习的自主性和知识的自我构建[5]。目前，混合式教学模式改革是国内外高等教育在信息时代下教学发展的重要方向。北京师范大学黄荣怀教授的“三环节说”将混合式学习分为前端分析、活动与资源设计和教学评价三个环节[6]。空军工程大学的李超提出能力导向型混合式教学，以专业和岗位能力需求为牵引，以课程内容模块化重构和混合式教学为手段，实施混合式教學，进行能力的学习强化、实践创新与测评提高。国防科技大学的丁菊丽提出“校本特色混合模式”，基于目标先行，重在课堂面授，遵循结果导向的混合式教学模式。

在此基础上，笔者提出三环混合式教学新方法，具体分为课前预习导学、课中疑问翻转、课后总结拓展三个环节，如图1所示。

结合网络教学软件、视听演示技术、虚拟仿真教学系统、交互式电子白板等信息化教学环境，将课前、课中、课后三个教学环节有效衔接。利用网络教学资源平台，课前教员精心营造教学情境，线上发布预习任务，学员自主完成预习导学题目，探究任务中涉及的课程新知识，激发学员学习兴趣，实现学情一级反馈;课中采用疑问翻转等教学策略，由学员根据导学提出关于新知识的问题，教员归纳总结，释疑解惑，并结合课程教学重难点，详述内容要点，并借助网络教学软件，实现隔空交流互动;课后学员梳理总结，建立章节知识点的思维导图。通过线上作业、限时测试、思考互动题目等巩固练习，学员实现知识内化和学情二级反馈，教员及时进行教学反思，结合学科竞赛备赛、专项技能拓展和科研讲座等活动，引导学员应用拓展所学知识，实现学情三级反馈。结合学情多级反馈和学员拓展应用成果，进行教学反哺，完善课程教学情境和教学设计。

三环混合式教学以学员为中心，突出学员主体地位，教员作为“设计者”“引导者”和“督促者”，依照课前、课中、课后三个环节设计教学活动，融入信息化教学环境，营造“教学情境”，引导“互动交流”、组织“分组协作”和督促“巩固提高”。不断增强教学过程中的学员参与度，培养学员思维拓展和凝炼应用能力，同时充分发挥教员的引导监督作用，采用多元化评价方式，激发调动学员的主观能动性和学习积极性，以期达到最优教学效果。

三、三环混合式教学实践

加涅在教学设计原理中提出，“教学系统设计是对教学系统进行具体计划的系统化过程”。本文以“传感与测试技术”课程中光电传感器为例，根据课程的教学现状和体系化改造的实际需求，结合任务驱动、翻转课堂、思维导图等混合式教学策略，从教学目标确定、学情特点分析、教学手段融合、教学实施过程和课程评价考核等角度，开展三环混合式教学实践。

（一）教学目标确定

围绕学员首次岗位任职能力培养的核心目标，课程教学以任务驱动、疑问解决、应用提升为教学设计的主线，理论学习与实践应用双轨并进，将课程教学目标划分为知识、能力和情感三个层次。知识目标为理解光电传感器的基本效应原理，掌握光电传感器的典型应用和基本特性;能力目标为学会根据应用场合和性能要求选用不同的光电传感器;情感目标为体验和领悟状态现场测试判断能力，掌握传感器应用能力和装备“知装”“熟装”能力。重点培养学员自主学习、团队协作的能力，激发学员学习的主动性和积极性。

（二）学情特点分析

在教学设计之前，先对课程学习对象的学情特点进行分析。本课程的学习对象为大三学员，已完成高等数学、自动控制原理、电工技术基础等课程。学员掌握测试系统的基本概念，具备电路分析基本能力，但对传感器的原理、特性和系统性的理解不够充分，综合运用不够灵活。因此，在保证课程信息化教学资源平台正常运行的基础上，在教员指导下学员完成课前预习导学、课中疑问翻转和课下总结拓展的三环混合式教学，在本课教学过程中切实可行。

（三）教学手段融合

根据课程在专业人才培养方案中的定位，以及与前后课程的衔接，本文设计课前、课中和课后三个教学环节，将课程教材、教学视频、应用案例等学习资源与多媒体、网络教学平台、虚拟仿真等信息技术进行有效整合，选用多种教学策略，开展三环混合式教学过程与信息化教学手段融合实践。

1.线下学习资源与信息技术的融合。课程线下学习资源包括课程教材、应用案例和参考文献等。课程所选教材为自编教材，理论知识较为深入，应用案例为光电传感器在实际测试系统中应用介绍或实物图片，课程不具备线上线下立体化学习资源和师生交互功能。为了更好地组织教学，笔者开发配套的教学资源，平台将教材内容分章节细化为导学任务、传感器操作和应用场景模拟视频等线上学习资源，借助网络教学平台，增设视频浏览、预习导学、在线答疑等学习模块。这为后续课堂教学的信息传递了提供丰富的信息化资源保障。

2.多种教学策略的融合。三环混合式教学分为课前、课中、课后三个环节，运用任务驱动、翻转课堂、思维导图等多种教学策略，注重课堂教学的“起承转合”。

课前教员营造教学情境，发布导学任务，上传教学资源。学员通过网络教学资源平台自主预习，完成导学任务，总结预习收获和疑难问题。课中教员以翻转课堂形式开展教学。首先由学员汇报导学完成情况和疑难问题;其次教员细心讲解疑难涉及的知识点，借助教学软件，如超星学习通、腾讯会议、希沃白板等，展示教学主要内容;最后教员围绕教学重难点，设置升级提问，引导学员进一步思考，组织学员分组讨论，并及时互动和答疑解惑。课后学员以团队形式，根据学习成果，分一节、一章、一课三个等级绘制思维导图，总结知识框架。借助在线互动模块和学科竞赛备赛活动，教员采用课后作业、限时测试和科研讲座等方式，辅导学员强化练习和拓展应用，实现知识内化和应用提升，为后续的综合创新研究打牢基础。

（四）教学实施过程

本文以“光电传感器”单元为例，根据三环混合式教学设计组织教学活动，为各个教学环节选择相应的教学手段和教学方法。

1.课前预习导学。其一，情境营造。课前教员在网络教学资源平台上传坦克二次着火场景和灭火防爆等教学资料，发布预习导学任务，包括光的基本特性和灭火检测方式等，营造光电检测教学情境。课堂授课结合教学情境，以坦克火灾作为开篇导入，引出光电传感器可快速发现火情，检测光信号的内容。其二，预习导学。学员利用信息化教学软件和资源平台完成课前预习和导学任务。学员可根据自己的学习习惯和时间自主安排学习活动，从导学任务中自主探究火灾中如何快速发现火情，利用何种传感器，以及各自优缺点等。遇到学习问题可以利用在线互动模块与教员、同学交流。教员通过线上批阅导学任务，了解学员学习情况，反馈学习效果，并监督学员的自主学习。

2.课堂疑问翻转。课中教学主要借助信息化教学软件来组织。课堂疑问翻转主要包括如下内容：其一，翻转课堂。学员利用“共享屏幕”功能或现场演讲的方式，汇报预习导学任务完成情况，并针对火灾场景下如何检测火灾提出解决方案，提出针对光电传感器提出学习疑问，体现预习导学的学习效果。教员针对学员的疑问集中讲解和示范，强调授课重难点，即光电传感器的基本原理和应用特性，讲解光电传感器应用案例时结合坦克灭火系统，衔接光电传感器检测的原理、特性和应用知识，贯穿教学始终。其二，强化练习。学员在教员的引导下，首先利用在线互动模块分组讨论新思考，然后通过团队合作，提出解决方案，最后修改完善任務文档，重新理解课程内容。设置随堂限时测试，强化理论知识，及时考查学习效果。

3.课后导图总结。课后总结归纳有助于学员梳理、吸收、提高课堂学习成果，通过思维导图、巩固拓展和应用创新等多种方式，引导学员实现知识内化，培养技能。其一，思维导图。课后学员根据学习成果，梳理课程授课内容，绘制光电传感器的思维导图，明确知识框架。学员借助作业提交功能提交导学任务文档、章节作业和思维导图等，教员通过线上批阅，完成考核评价，也可以将优秀作业分享到网络资源平台进行网络评价。通过思维导图，充分展现学员的学习效果，提高学员归纳、提炼、总结的思维能力，为教学反思提供直观的学情反馈。其二，巩固拓展。借助在线互动模块，教员辅导学员强化练习，引导学员思考不同原理的光电传感器有何区分;结合“开拓杯”学科竞赛，开发光电传感器拓展项目，师生共同研究，拓展创建应用案例，补充线上教学资源，提升学员团队协作和实际应用能力;利用“在线测试”模块在线答题，巩固光电传感器理论知识;利用超星学习通、慕课、泛雅等平台资源，学员可以观看科研讲座视频，搜集光电传感器课外资料、创新成果等。

课堂教学实施过程如图2所示。

（五）課程评价考核

在三环混合式教学中，课程考核评价采用终结性考核和形成性考核相结合评价方式，注重学员的全面发展和持续进步。终结性考核评价为期末笔试成绩，形成性考核评价主要分为学习成果和学习表现两大类。学习成果评价包括课前导学任务文档、章节作业、思维导图等;学习表现评价包括学员线上学习时间、线上互动活跃度、教学资料阅读量以及每一环节学员的学情统计数据等。考核评价标准制定学员个性化评价标准，根据每个学员的情况，评价的形式包括学员自评、教员评价、生生互评和网络评价等多元化形式。

四、教学效果评价分析

评价最重要的意图不是为了证明，而是为了改进。笔者选择2017级测控与仪器专业49名学员作为教学对象，在“传感与测试技术”课程中采用三环混合式教学，采集学员学情统计数据、学期调查问卷、期末笔试成绩等数据，并与2016级测控与仪器专业132名学员采取传统授课+线上辅助的教学对应的统计数据相比较，从而完成三环混合式教学效果分析。

（一）学情统计数据

学情统计数据借助“超星学习通”软件统计学员课前和课后线上学习情况，主要评价学员学习积极性、资源利用率和问题解决等能力是否有所提高。笔者统计分析教学资源日章节学习次数和线上作业质量数据（图3、图4），结果表明基于三环混合式教学方法的学员对教学资源的主动学习积极性有明显提高，教学资源得到充分利用，作业完成率和平均成绩也有明显增长，表明学员导学探究、问题解决能力有效提高。

（二）学期调查问卷

学期调查问卷数据主要反映学员在三环混合式教学下的教学效果、信息化教学手段等的评价。调查问卷中设置整体感知、教学活动和教学效果等评价项目，统计结果如图5和图6所示。

（三）期末笔试成绩

期末笔试成绩考查学员在教学过程中理论知识掌握情况和技能综合应用情况。笔者对比2016级和2017级学员的期末笔试成绩，划分优秀、良好、及格和不及格四个等级，如图7所示。对比结果显示，学员的优秀等级有所上升，良好等级学员数占比增大，不及格者占比大幅减少。

综上，课程教学深度融合现代信息技术，通过教学实践不断发掘存在的问题、不断完善改进，以期达到更加理想的教学效果。三环混合式教学探究高等教育中混合式教学创新发展的途径，以学员为主体，以教员为主导，在混合式教学设计中寻求突破，在教学手段中力求融合，将课前、课中、课后三个教学环节形成前后呼应、环环相扣的教学新方法，既能有效地激发学员的自主学习动力，有力地提升学员的团队协作能力，又能明显地提高学员学习效果，实现教学效果的优化，着实推动课堂教学改革。

参考文献

[1]汪基德.从教育信息化到信息化教育——学习《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》之体会[J].电化教育研究，2011（9）：5-10.

[2]张华峰，史静寰.中国大学生课堂积极表达行为的影响因素分析[J].高等教育研究，2020，41（3）：86-93.

[3]葛福鸿.基于智慧教学平台的高校混合式教学模式构建与应用研究[D].临汾：山西师范大学，2019.

[4]Horzun M B，Kaymak Z D，Gungoren O C.Structural Equation Modeling towards Online Learning Readiness， Academic Motivations， and Perceived Learning[J].Educational Sciences Theory&Practice，2015，15（3）：759-770.

[5]何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报（会科学版），1997（5）：74-81.

[6]黄荣怀，马丁，郑兰琴.基于混合式学习的课程设计理论[J].电化教育研究，2009（1）：11-16.

Research and Practice of Three-link Mixed Teaching

YAO Ying， ZHANG Jin， ZHU Min

（PLA Army Academy of Artillery and Air Defense， Hefei， Anhui 230031， China）

Abstract： With the application and popularization of information technology in the teaching process， mixed teaching has become the mainstream development direction of the deep integration of course design and information technology in higher education. Based on the advantages of online and offline mixed teaching， this paper puts forward a three-link mixed teaching method， which includes “preview and guidance before class， flipped class with questions， and summary and expansion after class”. We adopt a variety of teaching strategies， such as task-driven teaching， flipped classroom， mind map and so on. We also adopt some new teaching methods of space-time combination， strategies combination and means combination. According to the learning situation statistics， final written examination results and semester questionnaire analysis， three-link mixed teaching can effectively stimulate the students subjective initiative in learning， effectively improve the students team teamwork ability， and significantly improve the quality and effect of course teaching.

Key words： three-link mixed teaching; teaching integration; teaching effect