基于畢博平臺的混合式教學模式探索
——以應用光學課程為例

吉紫娟，肖 飛，鄭秋莎，王 筠

(湖北第二師范學院 物理與機電工程學院， 武漢 430205)

基于畢博平臺的混合式教學模式探索
——以應用光學課程為例

吉紫娟，肖 飛，鄭秋莎，王 筠

(湖北第二師范學院 物理與機電工程學院， 武漢 430205)

應用光學是光電信息工程類專業(yè)設(shè)置的專業(yè)核心課程，該課的教學效果直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學習。本文調(diào)研了國內(nèi)幾所知名光電院校的教學模式，結(jié)合我校大力推進教學模式改革的實際情況，以畢博網(wǎng)絡(luò)平臺為依托，對傳統(tǒng)教學模式的不足進行思考分析，并根據(jù)應用光學課程的特點，從教學內(nèi)容、教學方法、教學評價三方面進行了相應的改進和探索。實踐證明靈活的混合式教學模式的實施，對調(diào)動學生的學習積極性及自主學習能力具有一定的積極作用，取得了良好的教學效果。

應用光學；畢博平臺；混合式教學；翻轉(zhuǎn)課堂

1 引言

目前國內(nèi)大多數(shù)高校的課堂教學方式仍以傳統(tǒng)的教師講、學生聽為主，缺乏教學信息的交流，不能有效得調(diào)動學生的學習積極性，學生的自主學習能力沒有得到相應的體現(xiàn)。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，很多高校的教育思想和理念得到了革新，數(shù)字化學習(E-learning)成為一種全新的學習方式，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力等方面表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。然而，隨著對E-learning這種學習方式的研究與實踐，人們發(fā)現(xiàn)該技術(shù)不能完全替代教師的課堂教學，缺乏了教師的有效引導，學習效果沒有達到預期的理想效果。在此背景下，Blending Learning(混合式學習或混合式教學)的概念應運而生。所謂Blending Learning就是要把傳統(tǒng)學習方式的優(yōu)勢和e-Learning (即數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化學習)的優(yōu)勢結(jié)合起來，也就是說，既要發(fā)揮教師引導、啟發(fā)、監(jiān)控教學過程的主導作用，又要充分體現(xiàn)學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性[1]。研究表明，近年來混合式學習在高等教育領(lǐng)域的發(fā)展非常引人注目。賓夕法尼亞州立大學的校長認為混合式學習是：“當今高等教育領(lǐng)域內(nèi)一個毋庸置疑的必然發(fā)展趨勢”[2]。

由于混合式教學是在線學習(On-Line)與面對面學習(Face To Face)兩種典型教學形式的混合[3]，因此支持在線學習的網(wǎng)絡(luò)教學平臺是其必不可少的。在對國內(nèi)外教學平臺的對比研究后，我校引進了國內(nèi)優(yōu)秀的教學軟件畢博(Blackboard)網(wǎng)絡(luò)教學平臺，通過該平臺可以有效地實施混合式教學，充分發(fā)揮學生的主體作用和教師的主導作用，并能有效地和課堂教學 結(jié)合起來，以此來提高教學質(zhì)量和效率。

2 應用光學課程采用混合式教學模式的背景

應用光學作為光學工程、光信息科學與技術(shù)等光電方向?qū)I(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課之一，為其他后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定必備的基礎(chǔ)，在培養(yǎng)學生光電工程素養(yǎng)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。但應用光學課程在教學實踐中長期存在如下問題：(1)教學內(nèi)容上，基礎(chǔ)理論講解不夠深入，應用部分與研究前沿結(jié)合不足，實驗課程不能取得良好實際效果；(2)教學方法上，理論相關(guān)內(nèi)容的教學形式單一，過于注重知識傳授，理論與實踐結(jié)合不足，學生創(chuàng)新意識和動手解決問題的能力不足；(3)教學評價上，教學手段未能與評價機制緊密聯(lián)系，實施效果欠佳，考核方式和評估手段較單一。對學生能力素質(zhì)考察不足[4-6]。因此，國內(nèi)很多開設(shè)此門課程的高等院校都比較注重對該課程的教學改革。

經(jīng)過調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)國內(nèi)知名光電院校已開始實施混合式教學模式并取得了良好的教學效果。浙江大學在講授應用光學這門課的過程中，以國家精品課程網(wǎng)站為平臺，將三個平行班分為在線班、普通班、線上線下結(jié)合班，探索出“O2O”教學模式，即線上線下相結(jié)合的教學模式，實踐證明采用線上線下相結(jié)合的混合式教學模式取得的效果是最好的。2014 年，浙江大學開始實施題為“光電專業(yè)共建國家集成創(chuàng)新課程的探索與實踐”的教研項目，旨在建立國家光學教育 MOOCs 樣板體系，創(chuàng)新光電專業(yè)資源共享課共享方式[7]。天津大學、長春理工大學、南昌航空、武漢大學、國防科技大學、大連大學、四川大學、重慶大學、中國計量學院、燕山大學等20多所院校參與該項目。采用浙大 CNSPOC 云課程平臺提供的課程在線資源，上述成員院?？梢宰寣W生提前在線學習，在課堂上進行知識點的深入討論，經(jīng)過老師引導啟發(fā)學生思考，高效完成相關(guān)學習，真正實現(xiàn)課堂的翻轉(zhuǎn)[8,9]。在具體的實施過程中，長春理工大學對基礎(chǔ)較好的“大珩班”采用了傳統(tǒng)教學與MOOCs教學相結(jié)合的混合式教學模式，最終的考核結(jié)果達到預期效果。

通過上述調(diào)研，結(jié)合我校引入畢博網(wǎng)絡(luò)教學平臺的實際情況，決定對14應用物理學(光電方向)專業(yè)的應用光學課程也采用混合式教學模式，經(jīng)過一年的探索和實踐，教學質(zhì)量得到了提高。

3 應用光學課程采用混合式教學模式的具體實施

實際上混合式教學不只是課堂教學和在線教學兩種形式的簡單疊加。教師應根據(jù)不同的教學目標和教學內(nèi)容，靈活選擇和設(shè)計各種學習活動，讓學生通過參與活動進行學習，形成不同的教學模式，從而實現(xiàn)多種教學模式的混合式教學。因此，在具體實施過程中，筆者從教學內(nèi)容、教學方法、教學評價改革入手，建立了課堂教學與網(wǎng)絡(luò)教學相結(jié)合、教師指導與學生自主學習相結(jié)合、理論教學與案例教學相結(jié)合、傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的多種教學形式的混合式教學模式。以此形成一個多角度、系統(tǒng)化的教學模式，以實現(xiàn)提高學生綜合能力的目標。

3.1 教學內(nèi)容的設(shè)計

應用光學是為設(shè)計各種光學儀器而設(shè)置的一門應用性極強的課程，具有概念多、符號多、習題多、理論知識抽象且與實踐結(jié)合緊密等特點。因此在教學內(nèi)容設(shè)計上要借助畢博網(wǎng)絡(luò)平臺將課程中所涉及到的理論知識要點進行梳理，突出知識體系的重點和難點。如圖1(a)，1(b)所示，以第三章“平面與平面系統(tǒng)”為例，將導論、知識要點、課件、思考題等相關(guān)資料提供給學生，便于學生在自學或預習的時候能迅速抓住學習重點并且根據(jù)自己對知識的掌握情況完成在線練習及在線測試。

圖1(a) 理論知識在線建設(shè)

圖1(b) 理論知識在線建設(shè)

除了加強理論上的學習外，通過實踐解決應用問題的過程來加深對知識的理解和印象，是一種非常有效的學習方法。因此，在教學內(nèi)容設(shè)計上，還利用畢博網(wǎng)絡(luò)平臺將與本課程相關(guān)的最新發(fā)展和研究成果的文字及視頻資料進行發(fā)布或鏈接，如圖2(a),2(b)所示?？梢猿浞职l(fā)揮網(wǎng)上資源共享優(yōu)勢，使學生在學習時既擴展了基礎(chǔ)知識，又開闊了視野，激發(fā)了學生的學習興趣，更進一步，使學生能緊跟科技發(fā)展步伐，培養(yǎng)了學生的科學思維和創(chuàng)新能力。

圖2(a) 實踐知識在線建設(shè)

圖2(b) 前沿知識在線建設(shè)

3.2 教學方法的改進

應用光學課程中章節(jié)之間的遞進或承上啟下關(guān)系不是很明顯，并且在傳統(tǒng)的教學方法中，理論內(nèi)容的教學形式單一，教師在講臺上滿堂灌，過于注重知識的傳授，導致理論與實踐結(jié)合不足，學生的創(chuàng)新意識和動手解決問題的能力不足；學生在下面機械地聽、記，教師和學生之間缺乏基本的交流，導致學生的主動學習精神和自學能力的不足。因此， 在教學中，應改變傳統(tǒng)的教學方法，營造一種使學生能積極探索、樂于交流溝通、自主解決問題的教學氛圍。 基于畢博網(wǎng)絡(luò)平臺上應用光學教學內(nèi)容建設(shè)的逐步完善，我們采用了傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的教學模式。具體教學方法如下：

(1)在每堂課上課之前，將下節(jié)課的學習內(nèi)容、重點、應用案例、參考資料、思考題及課堂上要完成的任務在畢博網(wǎng)絡(luò)平臺公告欄或QQ群中發(fā)布，如圖3所示。

圖3 課前任務布置

學生查看公告欄或QQ群，進行課程內(nèi)容的預習及視頻自主學習，學習過程中可以通過平臺的交流論壇版塊或QQ群進行提問和討論，然后查詢相關(guān)資料，自主解決布置的相關(guān)思考題，培養(yǎng)了學生的自主學習能力，如圖4所示。

圖4 基于平臺的交流討論

(2) 在傳統(tǒng)課堂上，教師對視頻內(nèi)容進行補充及知識點的梳理；通過對學生提問及學生上臺講解來檢查學生自學情況，對學生掌握不夠的地方及重難點部分再次進行講解。在具體的教學過程中，通過使用 Zemax 軟件演示光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及像差，將光學元件實物帶入課堂，設(shè)置隨堂問題讓學生分組討論，教師總結(jié)點評等多種教學手段來提高學生的學習效率。如圖5(a)(b)所示。

圖5(a) 學生上臺講解

圖5(b) 學生分組討論

(3) 在傳統(tǒng)課堂授課結(jié)束后，利用畢博網(wǎng)絡(luò)平臺在公告欄中發(fā)布在線作業(yè)及在線測試的任務，學生在作業(yè)完成過程中有疑問可以在線討論咨詢，也可以在課堂答疑時間向老師咨詢，如圖6(a)(b)所示。通過這種教學方法，可以使學生在完成作業(yè)及測試的過程中進一步鞏固所學的知識要點。

圖6(b) 在線討論咨詢問題

3.3 教學評價改革

教學評價的目的是為了全面了解學生的學習情況，考核學生具備的能力是否達到教學目標，以便在今后的教學中改進教學方法，引導學生從注重考試結(jié)果向注重學習過程轉(zhuǎn)變，提高學生學習的主動性。而在以往的教學中，考核方式和評估手段較單一，更多得側(cè)重于期末考試卷面成績，對學生能力素質(zhì)考察不足。因此，教學評價的方式和標準應多元化，把學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力作為考核指標，即采用多元評價體系。多元評價能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)學習評價和面對面學習評價結(jié)合起來[10]。具體表現(xiàn)如下：網(wǎng)絡(luò)學習評價側(cè)重于學生的個體思維活動，而面對面學習評價側(cè)重于學生的情感、學習策略和合作精神等因素，對兩者進行綜合評價，可以形成一個比較全面的評價體系，達到了全面科學評價學生能力的教學目標。

具體評價方法采用平臺在線自動評價(35%)、課堂表現(xiàn)評價(25%)及期末考試(40%)相結(jié)合的方式。其中平臺在線自動評價包括每章作業(yè)(40%)及測試(含每章測試40%和期中測試20%)兩部分，如圖7(a)(b)所示。課堂表現(xiàn)評價包括小組討論(35%)、翻轉(zhuǎn)課堂(40%)以及調(diào)查報告和課程論文(25%)三部分。

圖7(a) 平臺在線自動評價權(quán)重設(shè)置

圖7(b) 平臺在線自動評分

4 混合式教學模式實施的效果及存在的問題

4.1 混合式教學模式的實施效果

經(jīng)過對應用光學課程的教學內(nèi)容、教學方法、教學評價三方面的改進以及對14應用物理學一個學期的具體實施，該班最終的期末總評成績與前幾屆采用傳統(tǒng)授課方式的班級相比，有了很大的提升，該門課程的總評及格率第一次達到了100%。

此外，通過如圖8所示的在線問卷調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，93%的學生認為采用畢博網(wǎng)絡(luò)平臺及翻轉(zhuǎn)課堂的混合式學習模式提高了自己的自學能力，對自己學習并理解該課程有很好的促進作用；86%的學生表示與傳統(tǒng)的教學模式相比更喜歡這種新的教學模式，認為能提升自己獨立分析問題解決問題的能力，并促進了自己與小組團隊的交流協(xié)作精神，尤其翻轉(zhuǎn)課堂的實施對自身的自信心及表達能力都有了很好的提升。

圖8 教學效果在線問卷調(diào)查

實踐證明，靈活的混合式教學模式的實施，不僅有助于提升課堂的教學效果，更有助于全方位提升學生的綜合素質(zhì)及能力。

4.2 混合式教學模式實施過程中存在的問題

在上述問卷調(diào)查中，有83%的學生反映平均每周用在該課程上的時間在2小時以上，課前的在線預習、在線學習及課后的在線作業(yè)、在線測試占用的時間較多，尤其遇上小組討論及撰寫調(diào)研報告時，所需的時間將更多。該班在一個學期同時有三門課程在實施基于畢博平臺的混合式教學模式改革，每門課程都需要學生花一定的課外時間進行相關(guān)自學，因此如何合理分配線上線下時間，保持學生的學習熱情，不占用學生過多的課外時間，是我們在進行新教學模式改革時需要思考的問題。

此外，由于學生習慣了以前的上課聽講，下課做作業(yè)的傳統(tǒng)教學模式，對于新的教學模式心理準備不足，在實施翻轉(zhuǎn)課堂及小組討論時存在觀望情緒，尤其是有些自覺性稍差、自信心不足的同學，在小組討論時不夠積極，在推選小組代表上臺發(fā)言時，往往依賴表現(xiàn)突出的同學，主動參與意識不夠，因此如何使學生適應新的學習方式，做到人人都能主動參與學習，也是任課老師需要關(guān)注的問題。

最后，作為教師，在混合式教學模式的實施過程中也面臨一些挑戰(zhàn)，該模式與傳統(tǒng)的教學模式相比，對教師的學術(shù)水平、教學能力、工作責任心等各方面提出了更高的要求。教師需要具備更深厚的知識儲備和更強的課堂組織和掌控能力；需要具備開放的教育思維和隨時隨地與學生交流互動的民主風格；教師還需要掌握各種網(wǎng)絡(luò)工具，并進行教學設(shè)計、任務布置、在線輔導及答疑等等，這些都需要教師付出大量的時間和精力，因此需要教師團隊的有效合作。如何組建一個高效合作的教學團隊，打造優(yōu)質(zhì)精品課程，使混合式教學模式得到長期良性的推廣和發(fā)展，也是需要課程負責人及主講教師思考的問題。

5 總結(jié)

本文調(diào)研了國內(nèi)幾所知名光電院校應用光學課程的教學模式，結(jié)合我校大力推進教學模式改革的實際情況，以畢博網(wǎng)絡(luò)平臺為依托，對應用光學課程中采用傳統(tǒng)教學模式存在的問題進行思考分析，并根據(jù)該課程的特點，從教學內(nèi)容、教學方法、教學評價三方面進行了相應的改進和探索。在對14應用物理學一個學期的實踐中，學生積極性高，線上線下表現(xiàn)踴躍，QQ群及討論版塊熱烈；教師和學生線上線下聯(lián)系互動頻繁，加深了師生感情，取得了良好的互動效果及教學效果。此外，混合式教學模式的實施使教師樹立了“以學生為中心”的理念，適應了信息化教育時代背景下教師角色的新定位，積累了新環(huán)境下的教學經(jīng)驗；另一方面，對培養(yǎng)學生掌握網(wǎng)絡(luò)平臺在線學習方法及查閱文獻資料能力，提高其學習的主動性和自我管理能力，使學生成為終身學習者作出了有益的探索。

[1]何克抗．從 Blending Learning 看教育技術(shù)理論的新發(fā)展 ( 上 )[J].電化教育研究,2004,(3):1-6.

[2]江文華,江衛(wèi)華.世界數(shù)字化學習的發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢與展望[J].社會科學家，2005，(1)：244-246．

[3]楊麗,趙冬生.基于Moodle 平臺的混合式學習研究[J]. 首都師范大學學報(自然科學版)，2010,(2):6-10．

[4]宋碧英．對提高地方普通高校本科教學質(zhì)量的思考[J]. 價值工程，2011,(1):294-295．

[5]於康．應用光學的教育發(fā)展現(xiàn)狀分析及研究[J].電子世界，2014,(7):183-184．

[6]馬開劍．傳統(tǒng)課程與教學范式的缺陷探析與整體轉(zhuǎn)向[J].當代教育科學，2004,(15):22-25．

[7]鄧立兒,劉鈞，陳陽．基于O2O教學模式的《應用光學》課程改革與實踐[J].價值工程,2016,35(17):158-160.

[8]李欣午,牛東來.線上與線下雙重互動的翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計及實踐[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015，25(12):72-77.

[9]李曉東,曹紅暉.基于微課的翻轉(zhuǎn)教學模式研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2015，25(9):70-76.

[10]馬文婕，徐素霞．網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的自評和互評[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2006，(3):54- 56．

Blended Teaching Mode Based on Blackboard Platform—A Case Study of Applied Optics Course

JI Zi-Juan, XIAO Fei, GENG Qiu-Sha, WANG Yun

(School of Physics & Mechanical Electrical Engineering, Hubei University of Education, Wuhan 430205, China)

As a core course of photoelectric information engineering, the teaching effect of Applied Optics course directly influences the study of following courses. In this paper, we have investigated the teaching modes of several well-known photoelectric universities. Combined with the situation of our school’s teaching reform and the Blackboard platform, we have analyzed the deficiencies of the traditional teaching mode. In addition, according to the characteristics of Applied Optics course, we improved and explored the teaching content, teaching methods and teaching evaluation. Practice shows that the blended teaching mode has a positive effect to improve students’learning initiative and autonomous learning ability, and achieved good teaching effect.

applied optics；blackboard platform；blended teaching；flipped classroom

2017-01-05

2016年湖北第二師范學院教學改革項目(X2016015)

吉紫娟(1981-)，女，江蘇常熟人，講師，工學碩士，研究方向為光電技術(shù)、光學設(shè)計。

G42

A

1674-344X(2017)2-0085-06