线上线下混合式教学在动力气象学课程中的实践创新

摘  要：针对动力气象学线下教学中一直存在的课堂教学时间紧、内容多、难度大的问题，基于OBE教育理念，将线上教学手段引入课程教学过程，开展线上线下混合式教学的实践探索，并重点对教学手段和评估方式进行创新。实践表明，所设计的动力气象学线上线下混合式教学模式能够增强学生参与度，有效评估学生学习效果，为强化“反馈-提升”环节提出解决方案，有效提升动力气象学课程的教学效果。

关键词：线上线下混合式教学；动力气象学；高校教育；教学手段；评估方式

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）09-0063-04

Abstract： The offline teaching of dynamic meteorology has always been confronted with the problems of the limited class time， the large amount of learning content， and the great learning difficulty. Based on the OBE education concept， the online teaching method was introduced into the teaching process， and the practical exploration of the online and offline hybrid teaching was carried out. The teaching methods and the evaluation methods were also innovated. Practice shows that the designed online and offline hybrid teaching mode of Dynamic Meteorology can improve the participation of the students， and the learning effects of students can be effectively evaluated. This hybrid teaching method proposed solutions for strengthening the feedback improvement part， and can effectively improve the teaching effect of Dynamic Meteorology course.

Keywords： online and offline hybrid teaching method; Dynamic Meteorology; college education; teaching means; evaluation method

高素质人才培养的关键是建设好专业核心课程，这对开展高等教育提出了更高要求。近年来国家相继出台了高等教育课程建设的新举措和新政策，使得“打造金课、建设一流课程、课程思政”等教学理念和要求成为目前高等教育改革中的优先工作[1]。教育部发布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020 年）》指出，教育信息化发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心，提出了信息技术应与教育全面“深度融合”的全新理念[2]。

自2020年新冠病毒感染疫情暴发以来，多所高校的线下教学活动受到不同程度的影响。而得益于科技的不断发展，大量新型教学设备走进课堂，有效丰富了教学手段，也催生了多种新型教学模式，使得课程教学不再局限于实体课堂和上课时间，而拓展至互联网虚拟空间和学生自主学习时间，使得学生学习的灵活性大大提高，有效降低了新冠感染疫情对高校课程教学的影响。尤其是随着各互联网平台上公开课、慕课课程的广泛开设，学生获取相关优质课程资源的手段更丰富，渠道也更畅通，显著提高了学生的学习参与度。而线上教学平台能提供的各类教学模块功能强大，在发布试题、统计学情等方面具有方便、快捷、精准的特点，也得到了教师的广泛认可。当前的线上、线下混合的教学模式，可以借助现代信息技术、教育技术和互联网技术等多种技术手段，对教学资源进行优化重组、整合、呈现和应用，将传统线下面对面的课堂教学、实训教学与在线网络教学深度融合，以寻求两者优势互补，实现教学效果最佳化[3]。这种模式，综合了网络教学和课堂教学二者的优势，既能体现教师组织、启发、引导和监控教学过程的主导作用，又能充分发挥学生学习的积极性、主动性与创造性，适应了“APP一代”学生的学习特点，因而在当前教育界得到广泛推行和应用[4]。随着后疫情时代的到来，线下教学虽然依然是高等教育的主要教学形式，但线上教学手段依然因其不可比拟的优势而被广泛应用于线下教学之中，有效提升了教学效果[5-6]。

动力气象学是大气科学的一个重要分支学科，主要应用物理学定律和数学方法研究大气运动的动力和热力过程，从理论上探讨大气环流、天气系统演变和其他大气运动过程的规律，是天气学、数值天气预报等学科专业课程的基础，学科地位十分重要。国防科技大学气象海洋学院的动力气象学课程始建于20世纪70年代，主要面向本校大气科学、军事海洋学和应用气象学专业本科生，课程积淀深厚，编著出版的《动力气象学》教材已重印8次，被南京信息工程大学、兰州大学等双一流学校（专业）作为教材广泛使用，2008年课程被评为国家精品课程，2020年被评为湖南省线下一流课程[7]。但动力气象学课程具有理论性强、概念抽象、数理推导多的特点，长久以来都以线下课程教学为主，一直存在课堂教学时间紧、内容多、难度大的问题。学生在课堂上疲于应对，参与度总体较低，课堂氛围较为沉闷，教师难以对学生学习效果形成高效评估。在以往的动力气象学课程的教学实践中，如何使课堂生动起来、如何提升学生学习参与度、如何高效测评学生学习效果，一直是任课教师致力解决的重要问题。

在20世纪90年代，国外学者提出了基于成果导向的教育理念（Outcome based Education，OBE），其核心是以学习成果为导向，即通过以学生为中心的多元个性化的教学实践，使受教育者获得学习成果，并利用学习者的学习成果反馈改进原有的课程设计和课堂教学[8]。这样的教学理念得到了我国学者的广泛认可，并在我国学者开展的教学实践中进一步得到了扩展和深化。为适应新形势下大气科学本科人才的培养要求，有效提升动力气象学的课程教学效果，国防科技大学动力气象学教学团队对传统的动力气象学线下课程教学模式进行了改革，引入了OBE教学理念，将线上教学手段引入课程教学过程，开展了线上线下混合式教学的实践探索，并根据课程教学情况对现有线上、线下混合式教学模式进行了创新，使得新模式能够更适应大气科学学科的教学实践，能为进一步丰富大气科学类课程的教学手段、提升教学效果提供参考。

一  线上线下混合式教学模式在践行OBE教育理念中的实践

无论是传统的线下课堂教学还是新型的线上教学，其目的均是达成知识和技能的传递。在传统的课堂教学中，教师与学生处于同一场所，交流直接便捷，教师对学生学习状态的了解也更加直接；而线上教学则通过网络开展，并不要求学生和教师处于同一空间，但能够发挥互联网资源丰富和线上教育平台功能强大的优势[9]。

传统的线下动力气象学教学模式主要包括课堂教学和课后作业两个环节，其中，课堂教学是学生接触新知识并完成学习的主要过程，课后作业则主要帮助学生加深对重要知识点的掌握和理解。在教学过程中，教师通过观察学生的课堂表现和批改课后作业来分析学情，并通过开展作业讲解和辅导答疑对学生所学知识进行巩固强化，从而形成“学习-反馈-矫正”的学习闭环。但是，在实际的教学过程中，课程教学的重点和难点主要基于教师经验确定，这就会导致教师对当前学生学习情况掌握不够充分，容易忽略学生关切问题，并且，在课堂上主要以教师讲授为主，学生的课程参与度相对较低，学习兴趣也相对较低。而作业讲解和课后答疑则往往由于课时安排等客观因素并不及时，存在一定的滞后性，这使得教师难以对学生学习情况形成及时高效的评估，学生也难以及时通过教师对作业的批改进一步加强和巩固所学内容。

而单纯以线上手段开展教学的弊端也较为明显。目前，依托线上教学手段和各类互联网公开课、慕课课程的教学实践已广泛应用于各类课程，这样的课程学习有效提高了学生的学习参与度，丰富了学生获取知识的手段。但是，这样的教学方式也存在问题，一方面所有学生接触的课程内容完全一样，难以针对学生个性开展针对性教学，尤其是对个别学生关注的问题也难以进行针对性解答；另一方面，单纯利用线上学习课程，学生的学习往往局限于听完课程讲授，教师对学生学习情况的掌握较为有限，因此并不能确保形成“学习-反馈-矫正”的学习闭环。

这样单纯开展线上或线下教学的模式已不能适应强调“学生中心、产出导向、持续改进”的新型OBE成果导向教育理念。OBE教学理念，强调的是以成果为导向的教学，其目标是使学生通过教学过程最终达到学习目的，要以学生为主体，以教师为主导，需要回答以下四个问题：①我们希望学生取得怎样的学习成果？②为什么学生要取得这样的学习成果？③如何有效帮助学生实现这些学习成果？④如何知道学生取得了这些学习成果？在实际教学活动中，教师需要针对这四个问题进行教学设计。在教学实践的过程中，针对“我们希望学生取得怎样的学习成果”和“为什么学生要取得这样的学习成果”的问题，教师在制定人才培养方案和撰写课程教学计划的过程中已能明确回答，而回答“如何有效帮助学生实现这些学习成果”和“如何知道学生取得了这些学习成果”的问题，则要求教师在日常教学中对教学手段和评估方法进行创新。

目前，将线上教学手段引入线下教学过程则为回答这两个问题提供了有益的尝试，已开展的研究表明，线上线下混合式教学能够让学生参与到课堂学习之中，能够更容易与讨论式、启发式等教学手段进行深度结合，是提高学生学习参与度的有效方法[10-12]。但需要说明的是，虽然教师对“线下教学过程需引入线上教学手段”已形成共识，但教师对于线上教学的作用认识并不一致。有教师将线上教学作为一种“教学手段”，在线下教学过程中，教师充分利用互联网的丰富资源和线上虚拟仿真的强大功能，对较为抽象的课堂内容进行生动再现，帮助学生建立起更加直观、具体的概念模型，从而加深学生对知识点的认识和理解。也有教师将线上教学作为一种“教学过程”，在这种模式中，教师主要将教学内容分为线上学习和线下教学两个部分，其中线上学习完全依托学生自行开展，线下教学则以教师课堂讲授为主，两部分的教学内容互不重叠，以此来达到发挥学生主观能动性、提升学生学习参与度、节约基础知识点在课堂上的讲授时间的目的，从而提高教学效果。

以上线上线下混合式教学模式对动力气象学课程存在的问题提出了一定的解决方案，但本教学团队通过教学实践发现，已有的教学模式并不能完全解决动力气象学课程教学中学生学习效果难以及时高效评估的问题，并且在线上线下混合式教学模式和OBE教育理念的框架下，学生学习过程中“反馈-矫正”的环节也有待进一步加强。因此，在动力气象学线上线下混合式教学模式初步具备实践基础的前提下，仍需考虑对教学模式的持续改进。

二  线上线下混合式教学模式的动力气象学课程教学设计

国防科技大学无军籍本科学员在管理方面与地方大学存在一定差异，学生时间较为零碎是其主要特点。在以往的教学实践中，大量的课程内容仅局限于课堂教学，使得学生在课堂学习过程中疲于应对，而其零散时间难以得到有效利用。国防科技大学智慧教室的广泛投入使用和无线网络的全面覆盖为开展线上线下混合式教学创新提供了条件保障，在此基础上，动力气象教学团队在2021年春季和秋季两个期班中开展了教学实践。本教学团队针对教学对象的具体特点，主要基于OBE教育理念开展教学手段创新，充分利用当前线上教学平台功能强大和线上教学资源获取便捷的优势，对强化动力气象学教学过程中的“反馈-矫正”和评估环节提出了可行措施，为回答“如何有效帮助学生实现这些学习成果”和“如何知道学生取得了这些学习成果”的问题提供了思路。