军校“工程电磁场”线上线下混合式教学模式研究

［摘 要］ 在分析军队院校“工程电磁场”课程性质及当前理论教学中存在的突出问题的基础上，以雨课堂网络教学平台作为依托，以课前、课中、课后为抓手，构建线上线下相结合的“三环一体，双边互动”混合式教学模式并开展教学实践。课前设计“精选视频、自主学习、基础测试”的预习环节，课堂设计“动态反馈、案例分析、头脑风暴”的教学环节，课后设计“课堂延伸、知识强化、拓展学习”的巩固环节，结合多样化的教学方式、全程的交流互动打造生动的全周期课堂。通过比较法研究了线上线下混合式学习对教学效果的影响，初步教学实践表明，相比于传统教学，混合式教学模式提高了学生参与度、学生成绩和综合能力，并结合课程教学改革实践，给出了一些思考与建议。

［关键词］ 线上线下；混合式；教学模式；工程电磁场

［基金项目］ 2022年度海军教育成果培育项目“水下电磁攻防方向‘工程电磁场’课程改革与实践”（NUE2022TA13）；2021年度海军工程大学教育科研项目“依托雨课堂平台的线上线下混合式教学模式研究——以‘工程电磁场’为例”（NUE2021ER13）

［作者简介］ 吴轲娜（1989—），女，河南长垣人，硕士，海军工程大学电气工程学院讲师，主要从事工程电磁场课程教学及改革研究；刘月林（1989—），女，湖北孝感人，硕士，海军工程大学电气工程学院讲师，主要从事电磁场理论研究；周国华（1981—），男，江苏丹阳人，博士，海军工程大学电气工程学院副教授（通信作者），主要从事舰船磁性防护技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）27-0129-04 ［收稿日期］ 2023-09-05

疫情过后，教育教学回归正常化，经历了一轮全国规模的线上教学实践，我国高校的教育教学方式势必发生一定的调整，以学生为主体、教师为主导的线上线下混合式教学模式逐渐成为教学主流。教育部印发的《关于一流本科课程建设的实施意见》指出，课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量［1］。国家致力于建成五类共万门左右国家级一流本科课程，并明确表示大力倡导基于国家精品在线开放课程应用的线上线下混合式优质课程申报，申报课程门数在国家级一流本科课程申报中占比最大。可见，打造线上课堂与线下课堂教学相融合的混合式“金课”是中国高等教育未来发展的主流。如何将线上教学与传统线下教学有机结合，充分利用线上教学优势与线下教学模式互补来达到教育方式的改革，形成“1+1＞2”的效果，并最终实现高等教育教学质量的提高，值得我们认真思考［2］。“工程电磁场”课程国内外已经建成了丰富多样的优质“金课”资源，结合军队院校教学对象和教学内容的特殊性，如何充分借鉴、形成合力，发挥联合效应是课程组首要研究解决的问题。本文首先尝试在深入剖析军队院校“工程电磁场”课程教学定位不同的基础上，阐述采用线上线下混合式教学的必要性；其次，以“雨课堂”网络教学平台作为依托，构建线上线下相结合的“三环一体、双边互动”混合式教学模式并开展教学实践；最后，结合课程教学改革实践给出思考与建议。

一、军校“工程电磁场”课程的特殊性

“工程电磁场”是高等学校工科电类专业开设的一门重要的基础课程，教学内容涉及各类电磁理论、电磁应用、电磁控制，是联系电磁场基础知识与电磁应用的桥梁课程，是电类专业学生应具备的知识结构的重要组成部分。军校“工程电磁场”课程在前述目标的基础上，更突显以提升“岗位任职水平”“备战打赢能力”的高阶目标。军校学生学习电磁场理论主要服务部队装备涉及的电磁现象或电磁过程的控制，因此在传统基础理论学习的基础上，学生必须完成以军事电磁案例为牵引的实践应用的挑战。就学科特点而言，课程内容多而复杂、知识体系框架大，如何在有限的教学计划安排下，拓宽教学空间、时间尺度，融入军事电磁案例的分析研究，加强基础能力培养的同时，实现服务部队、备战打赢的高阶目标是课程组面临的教学难题，而线上线下混合式教学模式的出现为我们提供了一条可行之路。

二、“工程电磁场”课程教学中存在的突出问题

（一）“场”思维培养的不足

学生通过“工程电磁场”课程的学习须要具备三种思维：推理演绎的逻辑思维、实验验证的实证思维和“场”思维。以推理和演绎为特征的逻辑思维已经在前期以“高等数学”为代表的课程学习中形成，以实验和验证为特征的实证思维也已在以“大学物理”为代表的课程学习中形成［3］，而“场”思维在通识教育中鲜有渗透，主要通过以“工程电磁场”为代表的课程渗透。在传统理论教学模式中，课堂教学只强调知识传播的完整性，忽视了学生“场”思维的培养与建立，而混合式教学模式为“场”思维的培养提供了便利。线上学习过程中，基于丰富的图片、视频和仿真教程，将无形的“场”直观化、可控化地向学生呈现，学生充分利用丰富的线上优质资源适应思维的转变。然而，思维不同于知识，思维的形成需要指导者在潜移默化中进行引导，拥有“场”思维的教师会将这种思维应用于工程实践和生活中的方方面面，而与教师在线下课堂面对面地交流就显得不可或缺。

（二）理论知识与工程实践的脱节

“工程电磁场”课程作为“大学物理”电磁学的延伸，课程目标旨在提升学生解决实际电磁问题的能力，服务专业课程学习与学术研究需要，而工程实践的精髓在于分析和解决。在实际的军事案例中，往往会出现多个场并存的现象，且与普通工程示例不同，军事案例中的电磁现象及电磁过程的分析需要具备一定的军事专业背景知识，而线上学习的前瞻性和自主研究性有效解决了这个问题。教师通过将军事案例提前发布，给予学生充分的时间查阅文献资料，了解相关军事背景知识、研究相似案例，有效提升问题分析效率。该课程的题目往往对学生的自主学习研究能力、思维的严谨性和创新能力提出挑战，这种情况下师生面对面充分讨论分析的环节必不可少。

（三）学生个体差异化与学习进度的矛盾

学生学习能力存在个体化差异，在传统教学模式中，课堂时间有限，教学任务固定，不可能分配大量时间回顾先导知识，全班的课程进度由教师决定。教师只能照顾到部分学生，很难兼顾到每一名学生因材施教。而线上教学平台，教师可以提前上传先导知识的学习视频及测验，学生可以结合自身水平及学习能力，自主决定视频资源的暂停、回放和快进，教师通过测验题的反馈全面掌握学生的预习效果和学习问题。但是，无论线上学习资源多么丰富、线上讨论多么热烈、线上测验多么优秀，在无人监管的现实状态下都无法避免部分学生学习动力不足、复制他人成果、应付差事的情况出现。这种情况下，线下课堂学习氛围的营造就显得尤为重要。

（四）学习反馈滞后于教学过程的矛盾

“工程电磁场”课程学习难度大，问卷调查显示接近90%的学生存在畏学心理。这种情况下，学生学习反馈的及时掌握成为提升教学质量的关键一环。在传统教学模式中，受教学时间、空间的限制，教师很难及时掌握学生对本次课堂内容的学习理解情况。教师可以基于线上平台于课中、课后发布知识测验，基于大数据自动完成批改，实现智能分析，及时全面掌握每一名学生的学习实况，实现教学反馈与教学过程偕行。但是，无论线上学习评价功能多么优秀，针对学生的答疑解惑都离不开线下课堂的相辅相成，师生面对面讨论交流的环节必不可少。

三、以雨课堂为平台的线上线下混合式教学模式设计与实践

军队院校“工程电磁场”课程教学目标注重学生的能力培养，课程内容体现军事特色，突出“场”的思想是基础、方法是桥梁、计算仿真为手段，激励学生在原理、方法与应用方面的融会贯通。因此，在课程内容设计上宽口径、厚基础，积极引入军事装备的案例；在教学方法上以案例为牵引开展问题引导式和启发式教学，丰富课堂教学形式；在教学组织上以课前、课中、课后为抓手实现线上线下相结合的混合式教学模式，打造“课前+课上+课后”紧密衔接的“三环一体、双边互动”的全周期课堂。

（一）课前预习——精选视频、自主学习、基础测试

传统教学模式的预习形式以学生在课前自主预习教材为主，形式单一且效果不理想。以雨课堂为平台的线上预习以课件推送的形式展开，教师在授课之前，对教学内容进行分析，结合学情优选预习视频、设计思考题，形成雨课堂课件向学生推送。预习视频可精选在线资源，也可根据培养目标自制线上精讲视频，并依托雨课堂平台的课件语音功能，实现教师对学生自学知识点的线上指导。另外，基于雨课堂的线上统计功能，将学生预习的效果以统计表的形式导出。统计表量化反映学生整体预习情况，为课前的学情分析和课堂授课环节的动态调整提供了智能导向作用，也为翻转课堂的尝试提供了一个智能化平台。

（二）课堂教学——动态反馈、案例分析、头脑风暴

通过雨课堂的线上预习，学生带着“问题”来上课，教师带着“答案”来授课。授课前通过“扫码”“课堂暗号”等形式进入课堂，授课过程中每一页授课PPT同步在学生端呈现，便于学生保存课件及课程内容回顾，每一页课件下方设置“收藏”和“不懂”按钮，学生可以整理收集课堂环节的疑问点和难点，教师也会及时收到匿名“不懂”数据的反馈，动态调整授课节奏及重点、难点的讲解。另外雨课堂设置限时答题、随机点名、弹幕等其他功能，课堂中适宜穿插既活跃了课堂气氛，又调动了学生的学习主动性，激发了学生的学习热情。

传统教学模式仅基础知识的讲解就占用大量课堂时间，混合式教学模式将该部分进行了前置，安排在线上自学完成。课堂教学中以军事案例为牵引，引导学生转换固有学习思维，由“做习题的学生”转换为“探讨问题的研究者”，能够培养学生的知识迁移能力与应用能力，实现教学目标从低阶到高阶的过渡。

（三）课后巩固——课堂延伸、知识强化、拓展学习

“工程电磁场”课程强调学生具备解决实际电磁现象、电磁过程的能力。因此，课后环节作为课堂的延伸，除了设置测试题强化基础知识点外，高阶性地设置简答题、仿真分析等主观题培养学生分析问题的逻辑思维和解决问题的知识应用能力。雨课堂作为线上答疑平台，担任“第二课堂”的角色，教师和学生共同参与讨论、分析、解决，为学生的综合能力培养目标提供数字化依据。

四、以学生综合能力评价为标准的混合式教学效果分析

新的创新教学模式施行以后，都需要合理有效的考评方式检验评估教学效果。在OBE工程教育理念的指引下，我国高校日益重视日常教学的过程控制。任课教师应及时改变过去“一张试卷定优劣”的做法，更加注重课程考核的多元性，以过程控制思想为导向，全过程考核、评价学生的学习成绩。雨课堂科学地覆盖了课前、课上、课后的每一个教学环节，为师生提供完整立体的教学过程数据支持，也给过程性考核插上智慧的翅膀。以同张试卷的期末考试成绩为依据开展对比分析，结果表明，混合式班级学生卷面平均成绩比传统班级学生卷面平均成绩高约7.4分，一定程度上说明混合教学法比传统教学法提高了教学效果。

五、线上线下混合式教学模式研究的几点思考

混合式教学并非用信息化的教学手段全面取代传统面对面教学，而是结合传统课堂教学和在线教学资源的优势开展教学，既体现教师的主导作用，又突出学生作为学习主体的积极性、主动性和创造性［4］。教师不仅要充分利用好线上平台组织教学，还要正确引导学生主动参与教学活动，积极协作、深入思考、不断探索。结合教学实践，给出以下几点思考。

（一）关注混合式教学课程团队的建设

对教师来讲，开展线上线下混合式教学需要大量的前期准备工作。教师授课的PPT、教案、讲义都需要重新设计、编写，教学进程在课程教学全周期都处于动态调整状态，教学环节离不开精心设计。上述这些内容不是简单的建设与重复，没有充分的前期准备、没有足够的时间付出、没有足够的理论积累和不断学习的能力是难以胜任混合式教学改革要求的。因此，开展混合式教学模式改革需要形成课程团队，达成混合式教学的共识，齐力探讨、协调发展、迎艰克难，集团队之力建设好混合式教学模式的开展基石。