【封面文章】基于iMOOC 平台的混合式教学设计与实践
《计算机教育》2017年第5期 封面文章
摘 要：传统以教师为中心的教学强调以“传递—接受”为标志的教与学活动，而信息化条件下以学生为中心的教学则强调“自主—探究—合作”，两种教学思想融合形成学教并重的教学理念。文章阐述以该教学理念为基础基于iMOOC 平台对飞行控制系统课程进行混合式教学：自主学习阶段，由学员在线学习教员提供的信息化教学资源并提出存在的疑问；研讨实践阶段，学员根据疑问进行课堂研讨并进行虚拟仿真实验；巩固拓展阶段，学员通过阅读文献和实际装备实验，掌握发展前沿和实际装备。
关键词：iMOOC 平台；飞行控制系统；混合式教学；信息化；装备
0 引 言
1 混合式学习
混合式学习（blended learning，B-Learning）是指综合运用不同的学习理论、技术和手段以及应用方式以实施教学的一种策略，通过有机地整合面对面的课堂学习（face to face）和在线学习（online learning 或E-Learning），将两者的优势结合起来。“混合”在形式上是在线学习（on-line）与面对面学习（off-line）的混合，其更深层次包括不同教学理论，如建构主义、行为主义和认知主义教学模式的混合，教师主导活动和学生主体参与的混合，课堂教学与在线学习不同学习环境的混合，不同教学媒体的混合，课堂讲授与虚拟教室的混合等[2]。
传统的以教师为中心的教育思想强调以“传递—接受”为标志的教与学活动，而以学生为中心的教育思想强调以“自主—探究—合作”为标志的教与学活动。在以B-Learning 为标志的混合式教育思想则兼取“传递—接受”和“自主—探究”二者之所长，强调有意义的传递与教师主导下的自主探究相结合为标志的教与学活动[1]。通过融合以教为主和以学为主两种教学思想，形成学教并重的教学理念，既可发挥教员引导、启发和监控教学过程的主导作用，又能充分体现学员作为认知过程主体的主动性、积极性和创造性。
2 iMOOC平台
军队院校的信息化教学环境和地方高校存在较大差异，首先是军校宿舍和教学办公场地禁止接入互联网，其次是学员在学校的学习生活以集体活动为主。因此，不能照搬地方高校的MOOC教学模式，必须根据军校的特色和实际情况开展教学模式改革[3-4]。
2016 年，空军工程大学航空航天工程学院邀请陕西师范大学教师发展中心的教师举办了“教学信息资源建设暨教学模式创新”专题研修班，并依托军网引进iMOOC 教学平台，构建具有军校特色的SPOC（small private online course）教学环境，以推动课程教学模式改革落到实处。
iMOOC 平台是由陕西师范大学教师发展中心开发的E-Learning 教学系统，能提供课程资源共享、在线作业、在线考试、在线讨论、各类统计等丰富的功能，满足开展在线和自主学习的要求。
3 基于iMOOC平台的混合式教学实践
我们以现有的网络教学环境iMOOC 为平台，采用在线学习和传统课堂教学相结合的方式，建设立体化教学资源，并采取多样性的教学方法，组织形式丰富的教学内容进行混合式教学实践。
3.1 课程试点
飞行控制系统课程是空军航空工程领域电气工程及其自动化专业的一门专业方向类必修课。本课程是在学生已经掌握自动控制原理等课程的基础上，着眼于飞行控制技术发展方向，立足机载设备现状，研究飞行控制系统的基本原理和基本方法的一门课程；同时也能为学员学习机载飞行控制设备相关课程打下良好的基础。
飞行控制系统是飞机的关键系统，对飞行安全起到极其重要的作用，交联关系复杂，其实际工作过程在地面难以复现。根据多年的教学实践，本门课程在学习过程中主要存在的问题有原理抽象难理解、结构复杂难掌握且与实际装备脱节。因此，利用信息化技术优化教学过程，进行混合式教学改革试点是提升本门课程教学效果的一个有效途径。
3.2 教学内容分析
我们以飞行控制系统课程第七章第一部分内容——放宽静稳定性分析为例，详细介绍混合式教学设计。针对该教学内容，我们采用美国当代著名心理学家、教育家布鲁姆的教育目标分类表对教学活动进行分析[5]，教学内容、目标及活动在分类表中的位置见表1。
飞机静稳定性的定义和放宽静稳定性的原因是重点内容，在此基础上分析放宽静稳定性设计带来的收益；增稳补偿方式是难点内容，让学员能最终掌握放宽静稳定性的实现方法，通过仿真和实装实验，内化所学理论知识。在实现知识目标的同时，教师还需要将自主学习、表达沟通、协作学习、分析解决问题、实际动手、创新等能力素质目标，科学合理地融入整个教学过程。
3.3 教学组织实施
秉承学教并重的教学基本理念， 基于iMOOC 在线学习平台，我们将教学过程设计为自主学习、研讨实践和巩固拓展3 个阶段。
3.3.1 自主学习阶段
学员在线学习教员提供的信息化教学资源，完成相应任务并就存在的疑问进行在线交流讨论，通过电子学档监督和督促学员在线学习过程，提升自主学习效果。
首先，根据目前学员均为数字原住民的特点，借鉴游戏化学习的思想进行微课策略设计。为学习者创建身份增强其沉浸感，在学习之初就明确目标规则，设计学习路径并在各阶段完成后给予相应奖励以提高其学习兴趣；在学习过程中采用叙事化手法讲述课程内容，使学员更易于接受。
为了提高在线学习效果，采用交互式课件制作软件articulate storyline，制作具有反馈功能的微课，即学员学完某知识点后立即完成测验，如答错则反馈至相应知识点复习，直至答对问题才能进入下一知识点的学习，学习流程如图1 所示。
利用数据库软件设计学员电子学档，记录各教学单元学生学习情况并同时向教员和学员开放，教员可由此监督学员的学习效果，学员则可了解自身学习情况。
学员登录iMOOC 平台，进入飞行控制系统课程本章节进行微课学习，具体流程如下：①创建学习者身份，使其更具有参与感，提高互动性；②明确学习任务及学习路线，给出各任务点奖励规则；③完成课前测试，检查学员对已有知识的掌握情况，获得新课学习资格；④观看眼镜蛇机动视频，思考问题，引入本次课的学习内容；⑤ 完成各学习环节任务，观看内容讲解，回答相应测试题，答对即进入下一环节并获得相应积分，答错则返回内容讲解部分复习；⑥各环节任务完成后，获得微课学习的最终评分；⑦思考放宽静稳定后会带来哪些影响。
完成微课学习后，学员就学习过程中的疑难问题和微课中给出的思考题，在讨论区自由交流。最后，在线下就课堂小组讨论题目和分组实验完成相应的准备工作。
3.3.2 研讨实践阶段
研讨实践阶段根据自主学习和讨论区交流情况，设计课堂研讨流程，进行小组研讨，教员进行相应的理论讲解并总结小组发言情况，给出最终的结论。本次课的课堂研讨流程如图2 所示。
首先明确可以通过飞行控制系统的设计提高静不稳定飞机本体的稳定度，然后根据研讨流程依次就采用迎角反馈的特点及有何弊端、俯仰角速度反馈如何提高阻尼比、实际工程实现问题这3 个话题进行研讨，由小组发言人阐述研讨结果，教员进行必要的理论讲解后给出最后的结论。
根据自主学习阶段留下的任务，以给定的静不稳定飞机模型为对象，分别在采用迎角反馈、同时采用迎角和俯仰角速度反馈条件下进行虚拟仿真，分析飞机的动态性能。将所学放宽静稳定性设计的理论知识直接用于虚拟仿真实验，可以真正实现学以致用，使学员对所学知识理解更深、记忆更牢。
3.3.3 巩固拓展阶段
课后，学员到知网数据库查询放宽静稳定性设计的相关文献，每人选定一篇进行精读，撰写学习报告并上传至iMOOC 平台。
学有余力的学员还可以申请进入实验室完成相应的拓展训练内容，到自动飞行控制系统实验室进行全系统实物仿真实验，了解实际作战装备。
3.4 教学效果评价
为了全面考核学生学习效果，与传统模式仅考虑考试成绩和实验成绩相比，我们将考试成绩比重降低为40%，平时成绩和拓展实验成绩均计入总成绩，比重分别为40% 和20%，使得学习过程的各环节都纳入评价指标，实现了全过程评价。
平时成绩（百分制）由自主学习、研讨实验和课后作业阶段的各项目得分情况，按照设定的比重加权得到，分值比例见表2。
通过相关调查问卷和考核评价，结果表明采取混合式教学以后，学员感觉不仅对理论知识理解更加深刻，而且在表达沟通、协作学习等方面的能力也有不同程度的提高。本次课的教学大幅提高了学员对飞机放宽静稳定性设计的理解，贴近实际作战装备，对培养学员的创新意识及提升其实践能力有较好的借鉴意义。
4 结 语
为充分贯彻学教并重的教学理念， 基于iMOOC 平台对飞行控制系统课程进行混合式教学改革，其特色主要体现为以下几方面。
（1）以学教并重理念为根本进行一体化设计。将以教为主和以学为主两种教学观有机结合，形成学教并重的教学理念。结合本专业人才培养和课程教学目标，将教学策略、教学模式、教学实施等进行一体化设计，确保教学设计本身的系统性、合理性和有效性。
（2）充分运用信息化教学资源和手段提升教学效果。依托iMOOC 信息化教学平台，综合运用多种信息资源和手段开展混合式教学，特别是把交互式微课用于自主学习，让学员在游戏环境中掌握知识点，增强了学员学习过程的沉浸感；采用所学理论直接进行虚拟仿真实验，达到了对所学知识理解更深、记忆更牢的目的。
（3）通过多环节实践突出学以致用。按照理论学习—计算机仿真—虚拟实验—实装实验的思路逐步拓展深入，加深了学员对理论知识的理解，提升了学员适应岗位需求的能力。
实践表明，基于iMOOC 平台的混合式教学模式对于学员的专业课程学习，特别是与实际装备紧密相连的专业课程学习能够取得较好的效果，具有较好的借鉴意义。
参考文献：
[1] 何克抗. 教育信息化发展新阶段的观念更新与理论思考[J]. 课程.教材.教法, 2016, 36(2): 3-10.
[2] 李克东, 赵建华. 混合式学习的原理与应用模式[J]. 电化教育研究, 2004, 5(7): 1-6.
[3] 王瑞敏, 曾韵, 王立新, 等. 基于SPOC的军队院校混合式教学模式[J]. 计算机教育, 2016(2): 26-29.
[4] 李祁. 面向MOOC的军队院校大学计算机基础课程教学设计与实施[J]. 计算机教育, 2015(19): 98-101.
[5] Anderson L W. 布卢姆教育目标分类学: 分类学视野下的学与教及其调解[M]. 蒋小平, 张琴美, 罗晶晶, 译. 修订版. 北京: 外语教学与研究出版社, 2009: 54-90 .
作者简介
解武杰，李洪波，李 瑾，董文瀚，孔星炜
（空军工程大学 航空航天工程学院，陕西 西安 710038）
解武杰（第一作者），男，副教授，研究方向为飞行数据智能处理，18991168021@189.cn；
李洪波（通信作者），男，讲师，研究方向为现代控制理论与应用，lhbfirst-81@163.com。
基金项目
空军工程大学2016 年教学研究重点课题“基于信息化资源的教学模式改革与实践”（JY2016102）。
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