基于網(wǎng)絡教學平臺的計算機類課程混合式教學模式改革探索
——以廣東開放大學為例

賀桂英 李可 曹偉

（廣東開放大學，廣東廣州，510091）

21世紀，隨著網(wǎng)絡技術和信息技術的飛速發(fā)展，高等教育的教學方式也發(fā)生了巨大的變化。新的教育理念、教育方式、教育技術不斷推動著教育實踐的創(chuàng)新發(fā)展。以學生主體、教師主導的新型師生關系，從根本上顛覆了以教師為中心的知識灌輸?shù)慕逃砟睿箤W生個性化學習需求得到生長和滿足[1]。

按照“計算機類教學質量國家標準”所述，計算機類專業(yè)承擔著培養(yǎng)計算機類專業(yè)人才的重任。該專業(yè)大規(guī)模、多層次、多需求的特點，以及社會的高認可度，使其成為供需兩旺的專業(yè)。計算機類專業(yè)人才的培養(yǎng)質量直接影響著我國信息技術的進步，影響著我國的經(jīng)濟建設與社會發(fā)展。同時，計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)中所提供的相關教育認識和內容，對非計算機專業(yè)人才計算機能力的培養(yǎng)也具有基礎性的意義[2]。

開放教育主要基于網(wǎng)絡教學平臺開展教學，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，工科計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)要求教師改變原有的講授式的教學方法，以學生為中心，努力滿足個性化教學需求，在線上線下的教學過程中引導學生學會學習，培養(yǎng)終身學習的習慣和能力，以滿足社會對計算機類專業(yè)人才的需求。

一、基于網(wǎng)絡教學平臺開展教學和計算機類課程教學的主要問題分析

在信息技術飛速發(fā)展的“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，以現(xiàn)代信息技術為支撐，面向社會全體成員開展遠程開放教育的新型高等學?！獜V東開放大學，學生遍布廣東省內各市縣，學生的學習方式是基于網(wǎng)絡教學平臺的自主學習為主，教師線上遠程輔導和線下面授教學為輔。

基于網(wǎng)絡教學平臺開展教學遇到的主要問題是：受中小學課堂教授為主的教學方式影響，開放大學的很多學生還習慣于在教師面授下被動接受知識、在教師的督導下進行操作實踐，自主學習的習慣還沒有養(yǎng)成，還不適應基于網(wǎng)絡教學平臺的自主學習的在線學習模式；同樣，對于很多教學點的輔導教師來說，也習慣性地使用系統(tǒng)有序的講解式教學和示范式演示操作。在新形勢下，這種教與學的模式都不能很好地基于網(wǎng)絡教學平臺開展教學，都難以獲得良好的學習效果。

計算機類專業(yè)大部份課程一般是理論知識與實踐技能相結合，很多核心課程對實踐操作的要求甚至高于對理論知識的掌握。如果按照傳統(tǒng)的教學方法，都會因為學生的被動接受而達不到理想的教學效果。計算機專業(yè)課程教學目的是培養(yǎng)學生的應用開發(fā)設計能力（即實踐應用能力）和工程實施與維護能力。但目前的教學方式由于很少加入這部分內容，使得學生的實踐應用能力沒有得到很好的培養(yǎng)，學生進入企業(yè)實習或工作時顯得所學的知識用不上，不會解決實際問題[3]。正因為計算機類課程的學習特點及教學方式，與傳統(tǒng)文科和理科類專業(yè)都有諸多不一樣的地方，學生在掌握一定的理論知識前提下，還需要更多地進行實踐和應用，在實踐和應用中提升自己的應用能力，因此也有人指出，計算機類工科的專業(yè)課程需要教師更多的“手把手”地教，看起來不太適合于開放教育。但信息技術的發(fā)展和計算機類學生相對于其它專業(yè)學生更強的信息技術應用能力，又使我們有充分的信心，利用網(wǎng)絡教學平臺高質量實施計算機類工科專業(yè)課程的教學。

基于網(wǎng)絡教學平臺自主學習習慣的養(yǎng)成，除了學習方法的指引外，更重要的基礎是設計和建設好網(wǎng)上在線學習資源。學習計算機類課程需要更多實踐操作和實驗驗證，解決辦法之一是建立虛擬實驗實訓平臺，建設相應的實踐教學資源。這正是我們基于網(wǎng)絡教學平臺探索計算機類課程混合式教學模式改革的兩項重點工作。

二、基于網(wǎng)絡教學平臺的混合式教學模式改革

（一）在線課程資源建設

網(wǎng)絡信息技術在教學領域的應用經(jīng)歷了四個主要的發(fā)展階段。第一代是從WWW技術出現(xiàn)至其后10年左右，教學平臺以資源分發(fā)和共享為目的，主要使用的是靜態(tài)WEB技術。第二代網(wǎng)絡教學平臺則充分利用動態(tài)網(wǎng)站技術開展形式多樣的網(wǎng)絡教學互動，包括在線練習、在線考試、問答討論、作業(yè)提交及評價等功能廣泛使用。同時由于網(wǎng)絡速度的提升，教學視頻技術也得到推廣。第三代網(wǎng)絡教學平臺開始面向移動互聯(lián)網(wǎng)技術。為了適應移動終端和移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的行為特征，平臺界面力求簡潔清晰，教學資源從“求多”變?yōu)椤扒缶?，微課以其短小精煉的特點受到廣泛追捧。第四代網(wǎng)絡教學平臺目前還處于萌芽狀態(tài)，人工智能和云計算技術的應用成為其主要的發(fā)展契機。當前的網(wǎng)絡教學平臺正處于第三代到第四代的轉變時期，開放教育的特點使得我們對網(wǎng)絡技術有超越普通學校的渴求和積極開放的態(tài)度。

基于網(wǎng)絡教學平臺開展教學的基礎工作是建設好每門課程的各種學習資源，內容包括知識點教學視頻（微課）、文字導學資料等，需設計好在線討論題、單元測驗題、作業(yè)題、實驗實訓操作訓練等互動內容，如圖1所示。

圖1 課程資源內容圖

在線課程資源不是簡單地將教材內容以文字或音頻、視頻的形式進行搬遷式呈現(xiàn)，而應根據(jù)網(wǎng)絡教學需要精心組織。每一門課程由若干個教學單元（章）組成，每個單元又由若干個知識點構成。單元教學一般由教師給出教學資源，學生從瀏覽單元學習指導開始，觀看知識點教學視頻和知識點文本資料，開展教學討論并完成規(guī)定的作業(yè)練習或實驗實訓操作[5]。

對于計算機類專業(yè)而言，課程中的知識點教學微視頻包括理論知識講解、實踐操作演示和動畫展示等多種形式，方便學生利用業(yè)余時間學習。為了使教學資源更加系統(tǒng)和實用，每門課程都通過1到2個完整的有實用價值的實例將課程主要理論與實踐操作串接成一個整體。知識點講解的微視頻的設計應簡短、重點突出、富有感染力；文字導學資源同樣要簡潔、清晰明了，避免長篇大論。還需精心設計交互內容，包括測驗題、作業(yè)題、討論題、實驗操作等。每個知識點或單元學習結束后，設計10道左右的測驗題，檢驗學習效果。這些測驗題一般設計成單項選擇題或判斷題，教師導入教學平臺后，系統(tǒng)能夠自動批閱并顯示成績，還可以進行必要的提示或點評。布置的作業(yè)應體現(xiàn)學習單元中綜合性或應用性的內容，作業(yè)題設計要有一定的深度，訓練學生的思維和應用知識解決問題的能力。學生可以課余自己找資料完成作業(yè)，然后上傳到教學平臺，由輔導教師批改并給出成績。討論題一般是一些拓展性的問題，同學們圍繞教師發(fā)起的主題發(fā)表意見和想法，教師加以引導，促進知識的理解和拓展。

廣東開放大學的計算機類專業(yè)都按相關標準建立了專業(yè)課程資源，教學微視頻資源涵蓋了課程所有知識點，線上測試題、作業(yè)、討論、實驗和文字資料等內容豐富，保證了混合式教學模式的實施，同時大大減輕了輔導教師的教學任務，讓學生們時時處處可學。

（二）網(wǎng)絡教學平臺對接虛擬實驗實訓平臺

對于像信息安全這樣的計算機類專業(yè)，其課程內容實踐性很強，在遠程開放教育教學中，基于網(wǎng)絡教學平臺開展教學，應如何強調實踐能力和應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)？對此我們建立了專門的虛擬實驗實訓平臺，平臺中建設有計算機類專業(yè)若干課程的實驗和實訓內容，與網(wǎng)絡教學平臺上的課程資源無縫對接，也就是在相關知識點后嵌入對應的鏈接，學生可以直接轉入到虛擬實驗實訓平臺中做相應的實驗或實訓操作，進行虛擬在線實驗或實訓。

計算機類課程的實驗環(huán)境一般要求高，實驗環(huán)境配置復雜。而虛擬實驗實訓教學不需要對硬件設備有太多的要求。學生在遠程的虛擬機上點擊開始實驗，可以根據(jù)實驗內容選擇1～2臺虛擬機，按實驗要求遠程配置實驗環(huán)境，一步一步按要求完成實驗操作。還可以把操作過程截圖，自動生成實驗報告，完成后回到教學平臺繼續(xù)下一階段內容的學習。通過一系列的實驗或實訓，強化對學生實踐動手能力的培養(yǎng)，彌補遠程開放教育實踐教學的不足。學生在網(wǎng)絡教學平臺完成知識點學習后，可以手動跳轉到對應的實驗環(huán)境進行實踐操作，及時鞏固知識。完成實驗操作后，實訓平臺自動反饋相關的實驗信息，方便教師了解學生學習情況，指導更有針對性。教師通過教學平臺的管理端，可以方便地進行管理和維護。

基于網(wǎng)絡教學平臺的知識點視頻學習和虛擬實驗實訓培養(yǎng)學生的實踐動手能力和應用開發(fā)能力，要求學生熟練掌握課程中的基本概念和常用的操作。教師將計算機操作過程和解說進行抓屏錄制，做成課件放在課程網(wǎng)站上，學生能在課后進行復習和總結歸納。要注意培養(yǎng)學生靈活理解這些實踐操作過程的意義，能根據(jù)實際應用要求完成相關操作，并鼓勵學生通過多種方式解決實際問題，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。學生在學會相關操作之后，可引導學生深入思考，串接相關理論知識，引領學生探索、分析問題，使用知識解決實際問題。

（三）基于網(wǎng)絡教學平臺的混合式教學模式的教學組織方式

傳統(tǒng)的教學方法更多是教師在課堂上系統(tǒng)講解知識，學生被動地聽課或聽講座，在課后學生單獨完成作業(yè)和練習。而網(wǎng)絡教學平臺使得學生可以在課余時間或家中自主觀看教師的教學視頻、線上聽講座、自主完成在線測試題；利用面授時間相互討論碰撞出火花，在教師的指導下完成難度較大的作業(yè)和練習，留下更加深刻的學習印象。依托網(wǎng)絡教學平臺可以只需要一位主講教師在網(wǎng)絡教學平臺上在線直播（錄播）講課，可以有M（成千上萬）名學生實時和非實時聽課，再按一定的比例配置N（多）名輔導教師擔任助教，對所負責的學生開展教學輔導答疑，這就是“1+M+N”混合式教學模式。采用這樣的教學模式，可促進教育的公平和均衡化發(fā)展。

開放大學計算機類課程實施線上自主學習和線下面授輔導相結合的混合式教學模式。有了教學平臺上的課程資源（簡稱線上資源），線下的面授輔導課可以更高效、更有針對性。學生在預習章節(jié)知識點內容后，產(chǎn)生的問題可以在面授輔導課中尋找?guī)椭?。在面授課堂上教師講解的主要是重點難點、作業(yè)練習題的解答策略、討論和答疑等。我們在教學實踐中，根據(jù)課程內容的難度安排有約1/4到1/2學時的面授課，如4學分的課程是72學時，一般安排18至36學時的面授輔導，采用翻轉課堂的形式從作業(yè)等問題導入開展教學，重點解決學生自主學習過程中的難點問題，如果學生人數(shù)少就開展一對一的輔導教學。

（四）以學生為中心的教學理念

在基于網(wǎng)絡教學平臺的線上線下混合式的教學過程中，教師要以學生為中心，這不是一句空洞的口號，而是需要參與教學的教師更多的用心與付出。

首先，網(wǎng)絡教學平臺資源安排要以學生為中心，要從學生獲取的方便和快捷、內容的實用和適用等角度去考慮課程教學內容的建設。教學平臺上展示的課程內容不求多而求精，后臺數(shù)據(jù)記錄功能強大且自動智能化，能夠記錄學生的學習行為和教師的教學軌跡，并依此智能化地引導和督促學生的學習指引。

其次，課程資源的建設也應該從學生的角度出發(fā)，了解學生的學習基礎和課程的重點難點，盡量用簡潔的語言、生動的比喻來進行概念說明，通過簡單實用的實例來講解重點難點內容。需要有一條主線連接各個知識點，方便學生將碎片化的知識連接成整體，即提供“向導式”的學習指引。

第三，利用智能化技術提供人性化的反饋和激勵。教學中的討論題、測試題、作業(yè)和實驗等也都要考慮學生的學習基礎和知識點難易程度，測試題、作業(yè)題、討論主題和實驗內容的設計要有助于學生鞏固和理解所學的知識點內容，不能太過簡單也不能太難，盡量以循序漸進、難度適中為原則，以學生為中心去設計和建設。此外，還要為學生提供個人學習行為數(shù)據(jù)和學習效果統(tǒng)計數(shù)據(jù)，例如個人學習時間的曲線、在同班同學中的位置等，并利用文字、語音等方式，自動地、及時地給予相應的激勵。

第四，面授教學輔導要以學生為中心，講授前充分了解學生的學習情況，重點難點問題通過實例串連講授，圍繞作業(yè)或練習題中錯誤率高的題目講解相關原理，并舉一反三，強化重點和難點內容。

第五，從學生的學習需求出發(fā)，開展引導式教學。教師在視頻教學和面授輔導教學中，一定要引導學生進行自主學習和問題討論、綜合應用。引導式教學，是基于建構主義學習理論提出的教學法，即強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的指導作用。教師是意義建構的幫助者、促進者，是授人以漁而不是授人以魚。教師首先要準備好第一堂課，引導學生如何進行課程的學習。在后續(xù)的教學輔導和面授課程中，盡量多引導學生自主學習，引導學生提問和做好作業(yè)練習，引導學生參與問題討論，有能力的學生引導他們解答其他學生的問題。利用人工智能的語義識別和機器視覺模塊，可方便快捷地幫助學生解決常見的實驗或操作問題，并告之其原理和類似問題的解決方法。

三、結語

開放教育的學生與普通全日制教育的學生有所區(qū)別。進入開放大學學習的學生各方面差異比較大，即學生的基礎不一樣、學習時間不一致、年齡和學習動機也有差異。學生差異性大造成教學難度更大，工科類專業(yè)尤其如此。因此在教學過程中，就更需要教師有耐心、細心和奉獻精神。廣東開放大學計算機類課程教學過程中，專業(yè)教學團隊老教師一對一帶年輕教師熟悉教學要求，培養(yǎng)奉獻精神，讓青年教師熱愛遠程開放教育事業(yè)?；诰W(wǎng)絡教學平臺的智能化問答、智能化作業(yè)解答、虛擬學習空間構建等人工智能新技術讓遠程開放教育不僅可以記錄教與學的全過程，還可以及時反饋教學效果，使得沉悶的講授型課堂變成以學生為中心的、有趣味性的互動教學環(huán)境。廣東開放大學通過教學改革實踐，形成了適用于開放大學基于網(wǎng)絡教學平臺的計算機類專業(yè)課程的新的教學方式，即依托網(wǎng)絡教學平臺，建設好精心設計的教學微視頻（微課）、在線討論題和單元測驗題等互動教學資源，采用“1+M+N”的教學組織方式實施“名師精講”和個性化學習支持服務，開展以學生為中心的學生線上自主學習為主、線下面授教學為輔的教學模式。實踐表明，這種教學模式讓學生擁有更大的學習自由度和自主性，學習更有針對性，深受各教學點教師和學生的歡迎，專業(yè)教學質量和教學效果不斷提升，有助于培養(yǎng)具有學習能力、實踐能力、應用創(chuàng)新能力的應用型技能人才。