田明丽　赵换丽

［摘 要］采用“SPOC+翻转课堂”混合式教学模式的目的是为学生创造一种高参与度的课堂体验。然而，由于学生学习惯性，翻转课堂环节往往存在课堂活力不足、讨论参与度低等问题。文章结合平顶山学院工程光学课程近年来的课改实践，依据该课程实验资源丰富、理实结合紧密的特点，提出了“任务驱动线上学习，实验助力课堂翻转”的技术线路，通过合理整合课程资源、充分介入实验元素、完善多元评价机制等一系列举措，打造“线上+线下”“理论+实验”双混合学习模式，有效推动了课堂翻转，提升了学生学习的主动性和参与意识，课堂氛围呈现明显变化。

［关键词］SPOC；翻转课堂；理实一体；工程光学

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）03-0046-04

近年来，随着信息化技术在高等教育领域的普及以及OBE（Outcome?Based Education）教育教学理念的深度渗透，“SPOC+翻转课堂”混合式教学模式在高校各级各类课程中得以广泛应用[1-2]。相对于传统课堂授课，这种混合教学模式由于学习资源丰富、学习时空灵活、信息交换及时、课堂互动充分等特点，更能突显学生中心地位，提升学生学习效果。然而在实施中我们发现，由于大学生传统学习方式的惯性，翻转课堂环节往往存在课堂活力不足、讨论参与度低等普遍问题。而相对于线上学生自主学习，线下翻转课堂是师生深度交流、达成高阶目标的主场。如何激活线下课堂活力、实现高效课堂翻转是作为课程设计者与实施者的教师应高度关注的核心问题。

本文依据工程光学课程实验资源丰富、理实结合紧密的特点，提出 “任务驱动线上学习，实验助力课堂翻转”的技术线路，通过合理整合课程资源、充分介入实验元素、完善多元评价机制等一系列举措，打造“线上+线下”“理论+实验”双混合学习模式。

一、问题及沿改

工程光学是平顶山学院（以下简称我校）为测控技术与仪器专业开设的一门专业基础课。该课程除了要求学生掌握几何光学和物理光学的基础理论外，更重要的是培养学生具备与工程实际相结合的实践与应用能力[3-4]。而该课程涉及的概念多、公式多、图形多、原理抽象，使部分学生有畏难情绪，学习主动性与积极性不高[5-6]；由于课时少，该课程多以理论讲授为主，实验开出率低，学生实践与应用能力不强；传统课堂教学以“教师讲、学生听”为主，信息单向输送，课堂缺乏活力；评价方式传统，学生课堂表现、课后拓展等环节在学业成绩中较少体现。

为适应我校向应用型大学转型发展，2015年起，工程光学课程团队（以下简称课程团队）开始积极融入OBE教学理念，进行对分课堂、翻转课堂等尝试。2016年课程团队开始在超星平台建立工程光学SPOC课程，开展线上、线下混合式教学探索。工程光学2019年被认定为我校精品在线开放课程；2022年被认定为河南省线上线下混合式省级一流本科课程。近3年来，课程团队致力于理论与实验的高度融合，打造了“线上+线下”“理论+实验”双混合学习模式；同时更新、优化了课程内容，体现出课程的“两性一度”和价值引领。目前，该课程已经拥有丰富且多维度的学习资源，双混合模式优势日趋凸显。

二、课改实践

（一）整合资源提兴趣

为满足学生线上线下混合式学习需求，提升学生兴趣，从2016年开始，课程团队在超星教学平台建设了自己的SPOC课程。课程团队结合地方院校学生基础，梳理了与课程内容相关的思政素材，将学科前沿、技术进步、软件设计等融入课程，突出内容“两性一度”和价值引领。比如在“几何光学的基本定律”一章的教学中，课程团队引用我国古代《墨经》中记载的小孔成像、影子形成等作为教学案例，在帮助学生理解基本定律的同时，增强文化自信。又如在“典型光学系统”一章的教学中，课程团队将“中国天眼”FAST系统、中国超级显微镜、华为手机摄像头等创新技术成果引入课堂，加强了学生的知识外延，同时增强了学生的民族自豪感。再如在“双光束干涉系统”一节的教学中，课程团队将引力波探测装置作为教学案例，使迈克尔逊干涉仪这一传统仪器的教学更加紧贴学科前沿，极大地提升了学生兴趣。课程团队通过线上平台，增加了基于Zemax的光学设计案例，辅助学生参加学科竞赛和毕业设计，提升课程的高阶性和职业融合度。在搭建SPOC课程框架时，课程团队充分利用超星教学平台的多元化优势，探索学生喜闻乐见的知识展示方式，对应章节知识点录制了颗粒化短视频供学生线上自学；同时上线课程PPT，使章节内容系统化；精心组织章节测试题供学生线上检测；开发与课程内容相关的综合性练习和开放性作业，促进学生能力拓展，提高课程挑战度。目前，线上课程按章节展开，包含教学视频、教学课件、章节测试和能力拓展等四个模块。

除了线上资源外，课程团队还不断补充、完善实验资源，目前实验室总面积400m2，有光学平台、分光计、多种干涉仪、光谱仪以及各种光学元器件近千件，不仅可以满足一般的学生实验需要，还可以满足课堂演示及课堂分组实验需要。

（二）理实贯通练能力

为充分贯彻OBE教育教学理念，课程团队在教学上采用“SPOC+翻转课堂”模式。课堂翻转的实现，离不开学生的深度参与，但长期以来，部分学生已养成了被动听课的习惯，不愿意、不主动参与课堂探究和讨论；学生普遍没有预习行为，对讨论的内容缺乏共识，感觉无话可说。

针对以上学情，课程团队利用自建的SPOC课程平台，通过下发任务清单的形式驱动学生进行线上学习。这种任务驱动下的线上学习目标明确、内容确定，不仅解决了课前预习问题，还为教师课堂教学设计反馈信息，使得课堂教学更具有针对性。由于工程光学课程实验素材丰富、理实结合紧密，在设计课堂教学环节时，课程团队充分引入实验元素，通过实物展示、演示实验、学生分组实验等形式，助力课堂翻转，使学生在课堂上有事做、有话讲，沉浸式参与其中。这种 “线上+线下”“理论+实验”的双混合模式极大地激活了学生的学习活力，使学生的课堂参与度明显提升，使学生的实验技能和实践能力也得到了有效锻炼。

实施流程如图1所示，课程团队将学生的学习过程分为“课前线上学习、课中翻转课堂、课后能力拓展”三个阶段。

课前，针对知识目标，教师首先发放任务清单，驱动学生线上观看短视频，完成章节测试。教师依据学生线上完成情况设计具有针对性的课堂学习环节。工程光学作为理实结合紧密的课程，其内容大多具有丰富的实验和应用背景，教师在教学时应尽可能结合实验资源，融入实物展示、实验演示、分组实验等环节助力课堂翻转。

课中，以实现课程能力目标为导向，将实验元素恰当融入理论课教学中，推进课堂翻转。通过“新课导入—重难点梳理—参与式实验与讨论—学习总结—自评互评”等环节，完成课堂翻转，引发学生深度学习，促进知识内化；运用小组竞赛、结果展示、质疑辩论等手段，开展以“实作—合作—沟通—测评”等为主要途径的参与式学习，突出以学生为中心，提高学生的综合能力。

课后，基于课堂的深入学习，依靠线上能力拓展模块，设计综合性练习或开放性作业，提高课程挑战度。

师生双向进行课后反思与总结，完成“目标—措施—评价”的闭环。思政育人要贯穿整个流程，教师就应找到合适的切入点，将其有机融入教学环节。

以“望远镜系统”一节教学设计和实施为例。

本节课知识目标包括：掌握开普勒望远镜和伽利略望远镜的基本结构及其成像特性；掌握视觉放大率、工作放大率、分辨率的概念及其相关性。能力目标包括：能量化计算镜筒长度、视觉放大率、分辨率等光学参数；能正确选择物镜和目镜，初步设计或搭建望远镜光路，并能对实验数据进行正确的采集、处理、分析与解释。在提升学生素养上，可借助目视光学仪器“光瞳衔接”原则，培养学生的规范和规则意识；在思政元素融入方面，可结合“中国天眼”FAST系统的建设过程与成就，增强学生的民族自豪感。

教学资源方面，课程团队在超星平台上录制了对应本节知识点的教学短视频以及PPT，设计了配套的章节测试题（客观题）；在线上能力拓展模块链接有CCTV科技之光录像——《“中国天眼”FAST系统》。实验资源包括焦距、口径不等的透镜若干、普罗Ⅰ型转像棱镜、米尺（被观察目标物）、钢卷尺、光具座、透镜夹若干。

教学实施过程如表1所示：本节课所涉及的知识目标，比如望远镜基本结构及其成像特性、放大率和分辨率的计算公式及其推导，通过课前任务驱动让学生线上学习；所涉及的能力目标，比如量化计算、器件选择、光路搭建、现象观察、分析与解释等放在课中线下课堂完成；拓展与创新类作业放在课后线上、线下联合完成；选择《“中国天眼”FAST系统》作为课程思政素材引入课堂教学，对应育人目标。

“线上+线下”“理论+实验”双混合学习模式的有效实施极大调动了学生的学习主动性，充分体现了以学生为中心的教学理念，使教学目标得以高效落实。

（三）评价多元激活力

为全程督导学生的学习投入，充分激发课堂活力，达到以评促学效果，课程团队坚持过程性评价与结果性评价相结合，将线上学习、课堂表现、线下作业、实验操作、实验报告等过程性学习成果按比例计入成绩，如图2所示，有效地避免了学生平时不努力、考试靠突击的现象。

三、课改成效

经过几年课程建设和改革，目前工程光学课程已形成了目标明确、资源丰富、特色突出、成效显着的课程体系。具体表现在：一是通过自建SPOC课程，形成了丰富的、立体式的教学资源，为学生的学习提供了多种场景和渠道。二是形成了以“任务驱动线上学习，实验助力课堂翻转”为特色的“线上+线下”“理论+实验”双混合学习模式。三是建立和完善了多元考核评价体系，极大地提升了学生学习的主动性和参与意识。四是线上线下自然融入思政元素，做到课程思政与专业课程同向同行，实现价值引领和立德树人目标。近年来，与本课程相关的课程目标达成度、继续深造率有显着提升，学生在省级以上学科竞赛、职业技能大赛、创新创业大赛中屡获嘉奖。

以本为本，根植课程。秉承以学生为中心，持续改进的建设宗旨， 课程团队将不断积累经验，及时反馈教学效果，持续更新、补充课程资源，优化教学模式。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 丁永刚，金梦甜，张馨，等.基于SPOC的翻转课堂2.0教学模式设计与实施路径[J].中国电化教育，2017（6）：95-101.

[2] 叶立国.思政课“三位一体、四步走”SPOC翻转课堂教学模式探索：以“原理”课程为例[J].思想政治教育研究，2022，38（1）：84-88.

[3] 巫建坤，赵双琦，邓文怡.工程光学基础课程的实验教学改革[J].实验室研究与探索，2001，20（4）：29-30.

[4] 张建寰，颜黄苹，黄元庆.突出“实践”特色 建设工程光学精品课程[J].高等理科教育，2009（2）：108-111.

[5] 蔡怀宇，郁道银，李清.“工程光学”国家精品课程的建设与改革[J].高等理科教育，2006（2）：38-40.

[6] 蔡怀宇，汪毅，江俊峰，等.深化“工程光学”课程改革 打造一流本科“金课”[J].教育教学论坛，2020（40）：129-131.

［责任编辑：钟 岚］