基于问题导向的融合式高效课堂改革与实践

摘  要：针对传统教学模式存在问题，该文从教学内容、教学方法、教学模式和教学资源上进行全面改革，基于Uclass智慧教学平台，以实际问题牵引教学内容，以教学数据驱动教学精进，以融合式课堂为教学模式，实现线上导学与线下研讨的有机融合，解决传统课堂参与广度不足、深度不够、学习评价单一和教学数据匮乏等问题，学员的学习积极性、主动性大幅提高，取得较好的教学效果。

关键词：智慧教学；混合式教学；问题导向；专业基础课；教学改革

中图分类号：G643      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）26-0114-05

Abstract： In view of the problems existing in the traditional teaching mode， this paper carries out a comprehensive reform from the aspects of teaching content， teaching method， teaching mode and teaching resources. Based on the Uclass intelligent teaching platform， this paper draws the teaching content by practical problems， drives the teaching progress by teaching data， and takes integrated classroom as the teaching mode， realizing the organic integration of online guidance and offline discussion， and solving the problems of insufficient breadth and depth of traditional classroom participation， single learning evaluation， and lack of teaching data， and the students' learning enthusiasm and initiative are greatly improved， and better teaching results are achieved.

Keywords： smart teaching; blended learning; problem oriented; professional basic courses; reform in education

热工基础是海军工程大学轮机工程、机械工程、安全工程等专业的专业背景模块必修课程，主要讲授热能与机械能相互转换的规律、热量传递的规律以及能量的高效利用，为学员学习任职专业课起到预修先导和理论储备的支撑作用，也为其军事职业生涯打下坚实工程基础[1-2]。课程公式多、概念多、难点多，但学时较少。传统的教学模式为讲授式，课堂氛围不活跃，学员参与度低，学员普遍反映难学好、难学透，教学效果难以满足海军创新人才培养要求[3-4]。

智慧教学，即依托互联网、物联网、云计算等信息技术打造的泛在化的教育信息生态系统，以教育信息化促进教育现代化，用信息技术改变传统模式[5-6]。各种智能化的教育教学软件正在走进越来越多的课堂，不但便利了教师的教学工作、提升课堂效率，还能让学生更好地融入和参与到老师的课堂教学活动[7]。

本课程组在多年教学改革经验基础上，基于Uclass智慧教学平台，从教学内容、教学方法、教学模式和教学资源上进行全面改革，以实际问题牵引教学内容，以教学数据驱动教学改进，以融合式课堂为教学模式，实现了线上导学与线下研讨的有机融合，解决了课堂参与广度不足、深度不够、学习评价单一和教学数据匮乏等问题。学员的学习积极性、主动性大幅提高，取得了较好的教学效果。

一  传统教学存在问题

（一）  参与广度不够

多数情况下，学员没有预习习惯和预习资源，教员课堂连续讲授时间过长，只有少数学员能够全程听讲，理解接受，有效思考，大多数学员注意力难以集中，甚至有打瞌睡的现象，学员的教学参与度较低。

（二）  参与深度不够

学员对课堂的参与主要体现在与教员的互动，传统讲授式课堂设计的互动往往停留在少量的、简单的提问，参与流于形式，深度不够，覆盖面小，学员主动学习、主动思考的压力和动力明显不足。

（三）  教学层次不高

由于讲授式教学模式的课堂时间用于单向知识灌输，缺少学员主动参与的思考和讨论环节，使得教学内容大多停留在布鲁姆教学模型的低层次，缺少“金课”的要素——高阶性、创新性、挑战度。

二  教学模式综述

为提高课堂授课效果，大量学者和教育者对课堂教学模式方法进行了深入研究[8-10]，常见的教学模式主要包括：行为导向教学，以活动为导向，以人的发展为本位的全面提高学生的综合能力的职业教学方法[11]；问题导向教学，在教学中从学生的认知规律和实际出发，科学地设计问题，提出问题，通过师生的互动，学生之间讨论，逐步解决问题，达到教学目标[12]；案例教学，将真实生活引入学习之中，模仿真实生活中的职业情境，帮助学习者像从业人员那样思考和行动[13-14]；任务驱动教学，一种建立在建构主义学习理论基础上的教学法，它基于解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念，将再现式教学转变为探究式学习，运用共有的知识和自己特有的经验提出方案、完成任务[15]；讨论式教学，教师把要讨论的内容，分成若干个“单元”，把学生分成小组，在学生全面自学的基础上，每组又各自有所侧重[16]；对分课堂，把一半课堂时间分配给教师讲授，一半分配给学生讨论[17]。

课程组结合课程特点，将各种教学模式在课堂上进行深度融合，提出基于问题导向的融合式高效课堂教学模式，并开展教改实践。问题导向是指，设计导学题目、研讨题目和计算题目，分别用于课前自学、课堂研讨、课后巩固，通过课前、课堂和课后对问题的解答过程提高学生学习兴趣、深入理解教学内容、提高解决实际问题的能力。融合式是指，将学员自主学习、教员难点讲授、学员分组研讨和小组代表汇报等四种教学方法有机融合至同一课堂，并在教学内容上打破章节的隔离，分章节预习，分专题研讨，全课程应用。高效课堂是指，以尽量少的时间和师生劳动，通过提高课堂上教与学的效率，实现教学效果最优，教学效益最好。基于问题导向的融合式课堂教学模式，不仅能够提高课堂效率，通过研讨环节融入课程思政元素，将科学思维训练融入研讨主题，将科学精神与强军精神培育融入教学内容，能够激发学员矢志强军、创新超越、科技兴军的使命担当。

三  Uclass智慧教学平台简介

锐捷Uclass智慧教学平台是一款面向常态化教学，线上线下融合贯通，教学数据全景追踪的智慧教学软件产品。主要特点有：线上线下融合贯通，通过丰富课堂互动促教学模式创新，通过作业资源等线上活动设计，管理学生课外学习过程，有效打通课上课下师生互动与交流通道，实现了一站式教学全过程管理。

四  教学改革主要做法

（一）  教学内容改革

1  编写研讨讲义，重构教学内容

为适应线上线下混合式教学，在参考国内外经典教材内容基础上，编写了《热工基础研讨讲义》，包括导学题目、研讨题目和探究题目，分别用于课前预习、课堂研讨、课后巩固。导学问题主要考察教材基本概念的理解，难度较小，大多可以通过预习独立解答；研讨题目要求对内容深入理解，具有一定的综合分析能力，并具有一定的开放性，适合在课堂上以研讨形式集智解答；探究题目综合性强，并需要一定计算能力，用时较长，适合在课后独立解答。对以上问题的解答过程有助于提高学生学习兴趣，深入理解基本教材内容，培养解决复杂问题的能力和思维。

2  制作线上资源，丰富线上教学

依托Uclass教学平台，课程实施过程中，总计发布线上教学资源253个，包括文档122个，图片49个，音视频102个（图1）。数据表明，资源学习最多245个，最少54个，时长最长42 h 12 min。组织线上教学活动52个，包括作业33个，测验19个（图2）。

3  制作微课视频，提高学习兴趣

围绕课程教学已建成配套能量利用与海军新能源、探究热机效率界限的奥秘等微课6门。其中，热的利用与热力学简史获大学精品微课，动力技术及其军事应用获大学微课制作一等奖、探究热机效率界限的奥秘获大学微课制作三等奖。

（二）  教学模式改革

1  组织开课动员，激发学员热情

为调动学员主动学习的积极性，改变被动式、灌输式的学习习惯，分别制作了开课动员PPT、个人介绍快闪视频，利用晚自习时间，组织了一场别开生面的开课动员，充分激发了学员的参与热情与学习激情。

2  创新课堂活动，增强学员参与

线下教学过程中，依托Uclass教学终端，组织线下课堂活动总计118个，包括课堂问答103个、课堂讨论15个，学生总参与人次3 009次。以2022年秋季学期为例，参加次数最多的103个，最少84个；完成最多的学员为53个，最少的为50个；课堂问答正确率最高96.9%（图3）。

3  组织主题汇报，培养海洋意识

为丰富教学内容，提高学员学习与创新热情，课中和考前，分别以“能源动力新技术”和“传热强化新技术”为主题，组织主题汇报课。以小组为单位，自主选题、自主学习、收集素材，制作课件，上台讲课。一是分享知识与观点，二是体验与同学队友合作、完全投入做一件事情，完成一件作品的成就感。从研讨课效果看，汇报主题包括了海洋温差能发电技术、海洋潮汐能发电技术、涡轮喷气发动机和浸没式冷却技术等工程热物理学科的前沿技术与最新发展动态，既提高了学员学习、合作、表达等能力，又树立了保护海疆、经略海洋的决心与远见卓识。

（三）  实践教学改革

1  电子实验报告，强化数据思维

传统实验报告采用纸质方式提交，为保证内容的完整性，需要从实验指导书抄写大量知识性内容，浪费较多时间。纸质版的提交方式也不利于学员利用电脑工具进行数据计算、绘图等工作。改革后，依托Uclass智慧教学平台，课前线上发布电子版实验指导书，学员可以把主要精力放在实验原理的理解、实验操作和数据处理与分析。课堂先进行理论讲解，之后通过教员示范、学员分组操作，线上提交电子版实验报告（图4），加强操作技能和原理的掌握。

2  虚拟仿真案例，自主探究学习

为了达成高阶教学目标，解决热工课程教学中的重难点问题，引入学科前沿热点，建设了虚拟仿真案例库，主要包括压气机热力过程仿真与计算、制冷循环计算与分析、平壁试件导热特性分析、管内对流换热计算与分析、半导体制冷优化设计和多孔介质复合热沉设计等案例，为学员自主探究学习和探索实践提供了虚拟仿真平台。

（四）  教学激励与跟踪

1  发布专题公告，加强师生交流

为加强师生联系，建立了师生微信群，并邀请了学校教学督导进群跟踪指导。教学实施过程中，在群内发布十余个专题公告，包括任务提醒、疑难解答、注意事项和教学点评等，实时掌握学员情况，鼓励学员创新实践。同时，与学员管理单位保持密切联系，形成室队共建共育的良好局面。

2  自制奖励证书，培养学习达人