基于超星學(xué)習(xí)通的系統(tǒng)仿真與應(yīng)用完全線上教學(xué)模式研究

周豐婕 （廈門(mén)大學(xué) 嘉庚學(xué)院，福建 漳州 363105）

ZHOU Fengjie (Xiamen University Tan Kah Kee College, Zhangzhou 363105, China)

0 引 言

傳統(tǒng)的線下教學(xué)模式是大部分課程教學(xué)所采用的方式，教師在臺(tái)上講課，學(xué)生在臺(tái)下聽(tīng)課做筆記，完成課后作業(yè)，復(fù)習(xí)鞏固。甚至為了避免學(xué)生上課玩手機(jī)，影響聽(tīng)課效率，不少高校還利用“手機(jī)袋”的方式，實(shí)施無(wú)手機(jī)課堂——進(jìn)教室前上交手機(jī)的活動(dòng)。但是，由于今年新冠疫情的影響，導(dǎo)致各地師生無(wú)法正常返校上課，在教育部“停課不停學(xué)”的指導(dǎo)思想下，如何快速有效地將傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)向完全線上的教學(xué)模式，是各高校和教師們當(dāng)前要面臨的問(wèn)題。因此，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速的今天，教師應(yīng)該盡量利用移動(dòng)互聯(lián)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)合適課程的線上教學(xué)模式。

本文的研究是在新冠疫情的背景下展開(kāi)的，因此主要以完全線上教學(xué)模式為主來(lái)研究。主要針對(duì)系統(tǒng)仿真與應(yīng)用這門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，結(jié)合課程特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)情，探索具體的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程，提出教學(xué)反思，給其他線上教學(xué)的類(lèi)似課程提供些許參考。

1 課程特點(diǎn)和傳統(tǒng)線下教學(xué)的問(wèn)題分析

系統(tǒng)仿真與應(yīng)用這門(mén)課程不僅是物流管理和物流工程本科專(zhuān)業(yè)的核心選修課，而且也是管理科學(xué)與工程研究生專(zhuān)業(yè)的核心選修課。它的目的是培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)和邏輯思維，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的流程梳理、數(shù)據(jù)的收集與處理，將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為仿真模型，以此來(lái)評(píng)價(jià)系統(tǒng)、優(yōu)化系統(tǒng)或者是設(shè)計(jì)新的系統(tǒng)。學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，將所學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)理論與知識(shí)融會(huì)貫通，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，能掌握基本的制造業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或倉(cāng)儲(chǔ)配送中心等實(shí)際物流相關(guān)系統(tǒng)的建模與仿真。此外，在企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，系統(tǒng)仿真建模的相關(guān)應(yīng)用不勝枚舉，實(shí)用性很強(qiáng)，也可以為企業(yè)節(jié)約不少試錯(cuò)成本。

1.1 課程特點(diǎn)

（1） 操作性強(qiáng)。本課程屬于技能型的課程，實(shí)操性較強(qiáng)，如果只是理論灌輸，學(xué)習(xí)效果并不好，因此大量實(shí)踐部分的內(nèi)容需要在計(jì)算機(jī)上完成。

（2） 邏輯性強(qiáng)。本課程涉及的建模和仿真部分邏輯性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)較多，需要大量的操作練習(xí)來(lái)掌握和鞏固知識(shí)點(diǎn)。

（3） 課程需應(yīng)用到多門(mén)學(xué)科知識(shí)。由于是針對(duì)系統(tǒng)的仿真，本課程需要有多門(mén)學(xué)科知識(shí)作為基礎(chǔ)鋪墊方能開(kāi)展學(xué)習(xí)，其中包括《系統(tǒng)工程》、《運(yùn)籌學(xué)》、《統(tǒng)計(jì)學(xué)》、《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》、《倉(cāng)儲(chǔ)與配送管理》等學(xué)科的內(nèi)容。

1.2 問(wèn)題分析

（1） 學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性不足。傳統(tǒng)的線下教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性不足，除了每周上課學(xué)習(xí)，課后不愿意花太多的時(shí)間復(fù)習(xí)。原因主要有兩點(diǎn)：一是寄期望于上課過(guò)程中老師的填鴨式灌輸知識(shí)，希望老師手把手的教會(huì)他們。二是課程內(nèi)容無(wú)法再現(xiàn)，已講的知識(shí)點(diǎn)，如果上課沒(méi)有及時(shí)掌握，課后也無(wú)法操作和練習(xí)。加上教材也是以理論為主，較少涉及完整的建模過(guò)程，與傳統(tǒng)的理論課有明顯的差異。因此，沒(méi)有足夠的鞏固和復(fù)習(xí)，導(dǎo)致一周后再學(xué)新的知識(shí)點(diǎn)，已經(jīng)遺忘之前的知識(shí)點(diǎn)，就需要不斷重復(fù)的回顧，導(dǎo)致課堂效率低下。

（2） 學(xué)生缺乏自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的精神。傳統(tǒng)線下教學(xué)學(xué)生面臨模型報(bào)錯(cuò)的時(shí)候，無(wú)一例外都是尋求教師的幫助，缺乏自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的精神，更多是依賴(lài)教師的面對(duì)面指導(dǎo)。

（3） 學(xué)生靈活運(yùn)用能力較差。仿真建模的學(xué)習(xí)，有不少學(xué)生主要停留在模仿操作上，同樣的知識(shí)點(diǎn)不能靈活地應(yīng)用在別的模型中。

（4） 學(xué)情的反饋不及時(shí)。傳統(tǒng)的線下教學(xué)，主要是以提交作業(yè)的形式來(lái)進(jìn)行學(xué)生學(xué)習(xí)情況的檢查，即使是當(dāng)堂課完成的作業(yè)，往往是到下一周再反饋上一周學(xué)習(xí)的情況，不能達(dá)到實(shí)時(shí)反饋的效果，知識(shí)點(diǎn)鞏固不夠及時(shí)。

以上所提及的四點(diǎn)問(wèn)題，除了教材問(wèn)題比較特殊外，其余的三點(diǎn)也是其他課程在傳統(tǒng)線下教學(xué)會(huì)面臨的共同問(wèn)題。

2 基于學(xué)習(xí)通的完全線上教學(xué)模式研究

通過(guò)以上的課程特點(diǎn)和問(wèn)題分析，結(jié)合線上教學(xué)的特點(diǎn)，對(duì)基于學(xué)習(xí)通的完全線上教學(xué)模式進(jìn)行研究，主要從課程設(shè)計(jì)、課堂把控、課后鞏固三個(gè)角度展開(kāi)。

2.1 課程設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)線下教學(xué)模式下的課程設(shè)計(jì)，不同課程間的差異不大，主要是根據(jù)課程大綱展開(kāi)每一周的教學(xué)內(nèi)容，完成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。而完全線上教學(xué)的課程設(shè)計(jì)是整個(gè)課程的靈魂，并且不同類(lèi)型的課程差異比較大。

（1） 理論性較強(qiáng)的課程

如物料管理這類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修課，依然主要以教師為主導(dǎo)，教師講授新課，學(xué)生鞏固練習(xí)。但是區(qū)別于傳統(tǒng)線下教學(xué)模式最重要的是，可以利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，在平臺(tái)上建立該課程的課程門(mén)戶(hù)，在該課程的目錄頁(yè)，重新設(shè)置完整并細(xì)致的章節(jié)框架，將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的拆解并錄播上傳，并且在完成每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的后續(xù)輔以測(cè)驗(yàn)或者隨堂作業(yè)來(lái)實(shí)時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)情。具體流程如圖1 所示。

圖1 理論性課程的課程設(shè)計(jì)流程圖

在課程設(shè)計(jì)的流程步驟中，有幾點(diǎn)特別需要注意：圖1 的步驟②拆分知識(shí)點(diǎn)要做到比教材的小節(jié)更為細(xì)致，步驟③錄播上傳是為了掌握不好的學(xué)生可以重復(fù)學(xué)習(xí)——這是線下教學(xué)沒(méi)辦法做到的，此外，錄播的視頻要設(shè)置為“任務(wù)點(diǎn)”，并且用“闖關(guān)模式”發(fā)放給學(xué)生——學(xué)生必須完成前面的小節(jié)才能進(jìn)行下一小節(jié)的學(xué)習(xí)，是對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)度的把控。步驟⑤測(cè)驗(yàn)和隨堂作業(yè)設(shè)置成答題完畢就可以查看答案，有助于及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，讓學(xué)生及時(shí)更正錯(cuò)誤。

綜上，這種方式的優(yōu)勢(shì)在于：知識(shí)點(diǎn)的拆解，讓學(xué)生對(duì)課程的整體框架有更深入的認(rèn)識(shí)；錄播可以讓知識(shí)點(diǎn)再現(xiàn)，隨時(shí)復(fù)習(xí)；小測(cè)和練習(xí)的答案在答題結(jié)束就可查看，及時(shí)糾錯(cuò)和鞏固。

（2） 實(shí)操性較強(qiáng)的課程

如系統(tǒng)仿真與應(yīng)用這門(mén)課，線下教學(xué)是面對(duì)面的傳輸知識(shí)，發(fā)起的問(wèn)題可以當(dāng)面的交流溝通，線上教學(xué)完全依靠完整的課堂設(shè)計(jì)來(lái)督學(xué)。本文結(jié)合巴特勒學(xué)習(xí)模式，以基礎(chǔ)的排隊(duì)系統(tǒng)建模與仿真為例，從設(shè)置情境入手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而組織教學(xué)。類(lèi)似于翻轉(zhuǎn)課堂的模式，教師適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生為主體自主學(xué)習(xí)，教師最后總結(jié)歸納。具體流程如圖2 所示。

圖2 實(shí)操性課程的課程設(shè)計(jì)流程圖

首先，設(shè)置情境。如圖2 的步驟②，利用學(xué)習(xí)通中的“活動(dòng)——主題討論”功能，發(fā)起課堂討論。讓學(xué)生思考，在平時(shí)的生活中，有哪些是屬于排隊(duì)系統(tǒng)，不同的排隊(duì)系統(tǒng)有什么差別。設(shè)置情境的目的在于能從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，讓學(xué)生身臨其境去體會(huì)模型描述， 這樣有助于后續(xù)建模仿真的流程梳理和數(shù)據(jù)收集。

其次，激發(fā)動(dòng)機(jī)。完成了流程梳理，接著要將流程中所涉及的對(duì)象用仿真軟件的實(shí)體和元素設(shè)計(jì)出來(lái)。如圖2 的步驟③，教師通過(guò)對(duì)比ATM 機(jī)的排隊(duì)系統(tǒng)和超市收銀系統(tǒng)，引發(fā)學(xué)生思考，在現(xiàn)實(shí)生活中，ATM 機(jī)屬于機(jī)臺(tái)，而超市收銀員屬于人，那么在仿真軟件中該如何選擇對(duì)應(yīng)的實(shí)體來(lái)表現(xiàn)？該部分可以采用錄播的模式，屬于建模仿真的模型描述和理解的引導(dǎo)。將內(nèi)容上傳至學(xué)習(xí)通的章節(jié)內(nèi)容中，設(shè)置為“任務(wù)點(diǎn)”并且設(shè)置為“闖關(guān)模式”。簡(jiǎn)短的引導(dǎo)后，可以通過(guò)學(xué)習(xí)通的“章節(jié)測(cè)驗(yàn)”來(lái)把控，即圖2 的步驟④，設(shè)置“未達(dá)到及格分?jǐn)?shù)將自動(dòng)打回重做”，這樣能讓學(xué)生切實(shí)掌握知識(shí)點(diǎn)后再往下學(xué)習(xí)。

最后，組織教學(xué)和應(yīng)用新知。組織教學(xué)主要涉及課堂教學(xué)內(nèi)容和課堂把控，教學(xué)內(nèi)容主要依賴(lài)學(xué)生對(duì)前半學(xué)期完成的建模仿真的理論基礎(chǔ)和各個(gè)仿真軟件基礎(chǔ)模塊的理解，以及對(duì)每個(gè)模型描述的解讀，自發(fā)的完成模型，如圖2 的步驟⑤。該步驟至關(guān)重要，也是區(qū)別于線下教學(xué)最大的一點(diǎn)。學(xué)生自主建模的時(shí)間不予干預(yù)，留足夠的時(shí)間給學(xué)生思考，可以適當(dāng)避免上述提到的“學(xué)生缺乏自我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的精神”的問(wèn)題。由學(xué)生自我總結(jié)遇到的問(wèn)題，提交到“主題討論”匯總，如果有其他學(xué)生能解答出來(lái)回復(fù)的，系統(tǒng)會(huì)累計(jì)積分，教師也需要把控，避免為了積分隨意回復(fù)。教師在本步驟的作用是，適時(shí)提示重點(diǎn)，根據(jù)討論區(qū)的問(wèn)題總結(jié)難點(diǎn)，操作難點(diǎn)可以采用學(xué)習(xí)通的直播方式給學(xué)生解答，即圖2 的步驟⑥。以上方式可以給與學(xué)生足夠的思考空間，并作為小老師解答其他同學(xué)的問(wèn)題，也是將新知應(yīng)用的過(guò)程，而不只是簡(jiǎn)單停留在模仿操作層面。

2.2 課堂把控

傳統(tǒng)線下教學(xué)的課堂把控?zé)o外乎是以點(diǎn)名、提問(wèn)、互動(dòng)等形式為主，線上教學(xué)特別依賴(lài)于學(xué)生的主觀能動(dòng)性，即便是告知學(xué)生，參與互動(dòng)可以加平時(shí)分，一般的班級(jí)互動(dòng)人次也很難超過(guò)班級(jí)人數(shù)的50%。因此，線上教學(xué)最大的區(qū)別在于，如何有效地利用超星學(xué)習(xí)通的平臺(tái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，更好地參與到課程中來(lái)。學(xué)習(xí)通中的“活動(dòng)”模塊，是一枚利器。通過(guò)有效地設(shè)計(jì)相應(yīng)的“簽到、主題討論、隨堂練習(xí)、搶答、選人”，讓學(xué)生盡可能的參與其中。

可以實(shí)行以下幾種方式：（1） 要求“主題討論”的回復(fù)，不能有重復(fù)的答案，這樣就會(huì)激發(fā)學(xué)生積極思考。（2） 針對(duì)重要的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)“選人”回答，回答正確加分，回答錯(cuò)誤要扣分。由于“選人”是有隨機(jī)性的，這樣讓學(xué)生有一定的學(xué)習(xí)壓力，形成內(nèi)驅(qū)力，能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)而不是渾水摸魚(yú)。（3） 適當(dāng)設(shè)置“搶答”次數(shù)，可以把不在學(xué)習(xí)狀態(tài)的學(xué)生拉回來(lái)。（4） 設(shè)置“隨堂練習(xí)”的時(shí)效，要求學(xué)生必須當(dāng)堂完成，督促學(xué)生及時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。（5） 加大平時(shí)分的比重，將“活動(dòng)”模塊的比例加大，調(diào)低期末考試的比例，避免平時(shí)不學(xué)習(xí)，到期末臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象出現(xiàn)。這樣讓學(xué)生有意識(shí)的多參加課堂活動(dòng)，更好地把控課程的學(xué)習(xí)過(guò)程，而不只是期末考試的學(xué)習(xí)成績(jī)。

此外，應(yīng)該把學(xué)習(xí)通的“統(tǒng)計(jì)”模塊高效地利用起來(lái)，通過(guò)查看學(xué)生的任務(wù)點(diǎn)觀看時(shí)長(zhǎng)、完成時(shí)間、總成績(jī)排名等找到優(yōu)秀學(xué)生和問(wèn)題學(xué)生，適時(shí)的鼓勵(lì)和談話，達(dá)到有效的課堂把控。

2.3 課后鞏固

巴特勒學(xué)習(xí)模式除了以上提及的設(shè)置情境、激發(fā)動(dòng)機(jī)、組織教學(xué)、應(yīng)用新知以外，還有檢測(cè)評(píng)價(jià)、鞏固練習(xí)、拓展與遷移。評(píng)價(jià)和鞏固可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行，第一種是學(xué)習(xí)通的“考試”模塊，從“題庫(kù)”中隨機(jī)或自選題目進(jìn)行考試，來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的掌握程度。這種方法的優(yōu)勢(shì)是，如果建立“題庫(kù)”的時(shí)候有設(shè)置完成的答案和解析的，后續(xù)可以公布答案和解析給學(xué)生作為參考。第二種是學(xué)習(xí)通章節(jié)內(nèi)容中的“章節(jié)測(cè)驗(yàn)”，依然如上文所設(shè)置“未達(dá)到及格分?jǐn)?shù)將自動(dòng)打回重做”。這種方式的優(yōu)勢(shì)是，學(xué)生如果無(wú)法達(dá)到要求的水平需要再?gòu)?fù)習(xí)再答題，如此反復(fù)達(dá)到鞏固知識(shí)的目的。兩種方式可以穿插進(jìn)行，也可以根據(jù)章節(jié)內(nèi)容來(lái)選擇合適的方式。

最后，可以通過(guò)附加題的方式來(lái)拓展，可以利用網(wǎng)絡(luò)資源，比如利用仿真論壇的基礎(chǔ)建模測(cè)試題來(lái)考察學(xué)生知識(shí)靈活運(yùn)用的能力。一般建議附加題不用“考試”或者“章節(jié)測(cè)驗(yàn)”的模塊來(lái)進(jìn)行，因?yàn)檫@兩種方式要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)答案，而附加題一般屬于知識(shí)拓展，建模仿真的答案不唯一。建議用“活動(dòng)——隨堂練習(xí)”的方式，設(shè)置一周的答題時(shí)效，這種方式可以由教師通過(guò)給積分的方式激勵(lì)學(xué)生。

3 教學(xué)反思和總結(jié)

最后，通過(guò)以上關(guān)于完全線上教學(xué)模式的研究，提出幾點(diǎn)教學(xué)反思和總結(jié)。第一，完全線上教學(xué)要盡量利用好線上教學(xué)資源，這是線下教學(xué)所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，理論課程可以利用時(shí)事熱點(diǎn)拓展案例教學(xué)，實(shí)踐課程可以利用相關(guān)論壇的拓展實(shí)操模型；第二，完全線上教學(xué)要適時(shí)適量的通過(guò)各種信息化手段完成教學(xué)督學(xué)，盡量調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性；第三，完全線上教學(xué)要利用好信息化手段及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)情，有針對(duì)性的跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)。