混合式学习(Blended Learning)是一种将高校课堂课程与（MOOCs：Massive Open Online Courses)有机整合的线上线下混合式学习模式。2016 年 2 月，素有高等教育风向标之称的美国新媒体联盟(NMC)推出了一期《地平线报告》(高等教育版), 报告称混合式学习己经成为一种全新的学习方式, 它的平台设计与应用推广将是未来高等教育发展的重要方向。因此，作为现代人才培养并驾齐驱的三驾马车，基于浏览器的理论和程序级实验、创新实践有机同步集成的新型混合式学习平台研究具有重要意义。

然而，现有学习平台存在如下四个教学问题： （1）混合式学习平台的线下部分，将理论学习环节与实验环节、创新实践环节分离，导致：①教师理论讲解难、实验指导难、实践指引难的三难教学模式；②学生理论理解难、实验走形式、实践无条件的低兴趣、低效率、低能力、低创新的四低学习模式；（2）混合式学习平台的线上部分，即由数千所名校参与、数万门课程上线、数亿学生在线学习的慕课，竟然缺乏真实的实验、创新实践两个关键环节；（3）线上、线下二者有机混合的混合式学习平台，没有将实验学习环节、创新实践环节与理论学习环节进行同步有机融合。（4）设备台数少、大型设备共享差、一般设备利用效率低。

上述四个教学问题的解决受制于该领域研究者还没有破解的四个关键技术壁垒：

壁垒一：消除网络时延、丢包、乱序对实验、创新实践影响技术；

壁垒二：在浏览器上完成远程与本地同效的实验、创新实践编程环境构建技术；

壁垒三：具有开放式综合创新实践功能的设备设计技术。

壁垒四：理论、实验、创新实践有机融合技术。

 为了解决上述教学问题，在陕西省自然基金、全国工程专业学位研究生教育自选研究 课题、陕西高校在线开放课程教学改革研究项目、高教研究基金等多个研究课题的资助下， 经过 17 年的潜心研究，推出了具有理论、实验、创新实践三个培养环节有机融合的创新型 人才培养平台。该平台集成了教育学、计算机学、网络通信学、控制学、机械学、工程学、 心理学、机器人学等交叉学科的多学科技术。主要取得的成果如下：

(1)理论、实验、创新实践一体化同步混合式学习平台的关键技术

包括：

1）建立了学生与实验平台通信的理论模型，并提出了提高系统通信效率和稳定性的方法。

2）构建了多层自主网络时延消除模型, 消除了网络时延、丢包、乱序对实验、创新实践的影响。实现了学生在自己手持终端上，登陆浏览器编制实验程序进行远程实验与学生在实验室本地实验同等效果。

3）提出了自主网络时延处理算法与嵌入式网络编程环境有机集成方法。实现了学生随时随地登陆浏览器通过编制程序进行实验、创新实践学习。

4）提出了理论、实验、创新实践有机集成方法，实现了真正的实验、创新实践辅助理论理解，理论指导实验、创新实践的一体化同步学习模式。

5）提出了在浏览器上编程完成实验、创新实践的标准化设备构建方法，实现了大型、综合设备对大众学生的开放、共享。

（2）构建了基于浏览器的理论、实验、创新实践有机融合的混合式学习平台，实现学生手持终端即可进行从入学到毕业全程混合式学习。

包括：

1）提出了理论、实验、创新实践一体化同步课堂教学与理论、实验、创新实践一体化同步慕课教学有机集成方法，实现了理论、实验、创新实践一体化同步的新一代混合式学习模式。

2）提出了理论、实验、创新实践同屏教学模式，实现了类游戏式教学效果。

3）提出了理论、实验、创新实践同屏学习模式，实现了开发游戏式学习效果。

(3)成果解决的教学问题

1) 攻克了网络通信而引起的远程编程控制实验、创新实践与本地实验、创新实践不同效问题。

2) 解决了理论、实验、创新实践三个教学环节因时间、地域限制，不能有机融合的问题：实现了理论教学、实验及创新实践三个环节有机融合，强化了理论学习、实验验证及创新实践的有机融合。

3) 打通了课程学习与实践训练壁垒问题，实现了课程学习与实践训练相辅相成的个性化随时随地全程个性化学习。

4) 破解了实验设备共享与学生专有这一矛盾问题，不仅实现了设备（包括一般实验设备和大型、贵重、台数少的设备）的共享，而且极大的提高利用效率，从而间接的解决了实验设备不足问题。

5) 弥补了风靡全球的慕课（MOOCs）没有实验、创新实践学习环节问题。

该成果共发表论文 106 篇，其中 SCI 索引 33 篇，总引用 463 次，各级奖项10项，发明专利2项，平台设备群维中的管路液压脉冲实验台研制成果撰写了行业标准 3 项。该平 台已经销售到国防科技大学、中国农业大学、西安航空学院等高校和兰州飞行控制有限公司等企业人才培养中，销售金额近 500 万元，其中，西北工业大学应用了 6 年，国防科技大学应用了 4 年，兰州飞行控制有限公司员工培训应用了 3 年。该成果直接推动了我国创 新型人才培养的跨代发展，将为我国创新型人才培养做出重要贡献。