“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下工科專業(yè)課程混合學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

王 瑞 陳 康 魏愛華 郎旭娟

（河北地質(zhì)大學(xué)水資源與環(huán)境學(xué)院 河北石家莊 050031）

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，帶來了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，也帶來了優(yōu)質(zhì)教育資源的普及化[1]。信息化背景下的當(dāng)代大學(xué)生，其學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方式都在發(fā)生著轉(zhuǎn)變，固定的、傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式已經(jīng)不能有效地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，尤其對(duì)于理論性和抽象性強(qiáng)的理工科基礎(chǔ)理論類課程，更是難以達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。因此，作為大學(xué)一線教師，必須敏銳抓住信息化發(fā)展的歷史機(jī)遇，全面貫徹新發(fā)展理念，推進(jìn)以“學(xué)”為主的混合式學(xué)習(xí)模式，以提高專業(yè)人才培養(yǎng)的水平。

一、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的理念

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”也可稱為信息化教育，其核心理念是互聯(lián)網(wǎng)與教育的深度融合，由互聯(lián)網(wǎng)衍生的混合式學(xué)習(xí)的教育理念、教育方式契合了當(dāng)代學(xué)習(xí)者的特征，成為智慧教育時(shí)代的重要學(xué)習(xí)模式[2]。開展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，關(guān)鍵在于如何把班級(jí)教學(xué)、教師教學(xué)、在線教學(xué)融為一體，形成虛實(shí)融合的教學(xué)新模式[3]。在疫情的助推下，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”已經(jīng)成為學(xué)校教育的重要組成部分，教育正在借助于信息技術(shù)，形成多主體共同參與、線上線下有機(jī)融合、課內(nèi)課外一體化的教育服務(wù)新形態(tài)[4]。新時(shí)期形勢(shì)對(duì)學(xué)生和教師的綜合素質(zhì)和角色擔(dān)當(dāng)提出了更高、更豐富的要求，教師不僅要不斷地完善和提高自己的專業(yè)水平，還要有效地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和創(chuàng)新性科學(xué)思維，力求實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展。

二、混合學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)

本混合學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)不僅有助于對(duì)課程內(nèi)容的全方位加強(qiáng)，同時(shí)注重所選擇的學(xué)習(xí)模式可以契合學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，以最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)，有效地促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升和人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

（一）教學(xué)資源準(zhǔn)備

基于OBE（Outcomes-Based Education）目標(biāo)導(dǎo)向的教育理念，從專業(yè)需求和課程目標(biāo)確定混合式教學(xué)資源。教學(xué)資源應(yīng)具備前沿性和時(shí)代性，并注重人文素養(yǎng)與思政教育。除教材教輔外，還充分利用各種網(wǎng)絡(luò)資源完成多樣化的資料準(zhǔn)備。建立并豐富習(xí)題資源庫，利用線上測(cè)試系統(tǒng)為學(xué)生提供練習(xí)平臺(tái)；同時(shí)考慮到混合學(xué)習(xí)的差異性，通過準(zhǔn)備不同的教學(xué)資源以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此外，將科研項(xiàng)目成果與課程內(nèi)容結(jié)合，并借助計(jì)算機(jī)的交互功能和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)表現(xiàn)功能，來豐富教學(xué)實(shí)例庫。

（二）知識(shí)呈現(xiàn)模式

運(yùn)用現(xiàn)代智慧教學(xué)工具輔助教學(xué)，注重問題為導(dǎo)向的知識(shí)呈現(xiàn)模式。理工科類課程內(nèi)容往往具有階段性和連續(xù)性的特征，在教學(xué)過程中主要根據(jù)體系思路以專題形式展開，知識(shí)的呈現(xiàn)可以貫穿于整個(gè)課程進(jìn)展階段。采用“啟發(fā)式”“引導(dǎo)式”及“任務(wù)法”“討論法”等方式，鼓勵(lì)學(xué)生多層次多角度分析問題；設(shè)計(jì)檢測(cè)混合式學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成的檢驗(yàn)方式，根據(jù)結(jié)果反饋來調(diào)整學(xué)習(xí)活動(dòng)，不斷修正完善教學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新教學(xué)方法。

（三）多元混合式活動(dòng)交互

1.學(xué)生與教師的活動(dòng)交互

在班級(jí)授課時(shí)注重翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)，并通過案例式教學(xué)、文獻(xiàn)匯報(bào)等方式在線下教學(xué)活動(dòng)過程中鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)，并加強(qiáng)師生之間的面對(duì)面溝通交流；教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備進(jìn)度或?qū)χR(shí)的掌握程度，與學(xué)生進(jìn)行線上討論或答疑等。

2.學(xué)生線上線下學(xué)習(xí)活動(dòng)的交互

通過課前任務(wù)發(fā)布及自我檢測(cè)、課中的合作交流及測(cè)練融合、課后作業(yè)及個(gè)性化輔導(dǎo)等方式，教師引導(dǎo)學(xué)生在不同的情境下選用合適的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生完成線上線下混合式學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)換，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)溝通協(xié)作能力。

3.課程知識(shí)習(xí)得與課余科技競(jìng)賽的交互

注重實(shí)例深化，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)。將項(xiàng)目研究實(shí)例和科技文獻(xiàn)引入課堂，部分內(nèi)容以研究專題的形式組織學(xué)生分組討論分析。鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)和大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)（如中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽等），培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及人際交往能力。

（四）綜合考核評(píng)價(jià)

建設(shè)過程性反饋機(jī)制，對(duì)學(xué)生的考核評(píng)價(jià)將由過程性評(píng)價(jià)（平時(shí)成績(jī)和在線學(xué)習(xí)成績(jī)）和結(jié)果性評(píng)價(jià)（實(shí)踐成績(jī)和期末考試成績(jī)）組成。平時(shí)成績(jī)可包括翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)、參加競(jìng)賽活動(dòng)、課后作業(yè)等；實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)）成績(jī)可包括操作過程、報(bào)告撰寫及創(chuàng)新能力；而在線學(xué)習(xí)成績(jī)則包括線上自學(xué)、線上討論、線上測(cè)試等。期末筆試注意提高試題考核的開放性和實(shí)用性。目的在于激勵(lì)學(xué)生注重平時(shí)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)，為課程目標(biāo)達(dá)成提供條件。

三、混合學(xué)習(xí)模式的實(shí)踐

本混合學(xué)習(xí)模式的實(shí)踐課程選取了筆者所在學(xué)校中多專業(yè)開設(shè)的必修課程“水文地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)”作為目標(biāo)課程，該課程是地質(zhì)類院校中地下水科學(xué)與工程、水文水資源工程、環(huán)境工程、地質(zhì)工程等專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、符合新時(shí)代需要的復(fù)合型專業(yè)人才的關(guān)鍵課程之一。這門課程同時(shí)也是土木工程、城市地下空間工程、地質(zhì)學(xué)等專業(yè)的必修課程，受眾面廣，有效的課程學(xué)習(xí)模式的構(gòu)建將有助于課程交叉融合的探索與研究，這同樣也是整合教學(xué)資源的重要手段，在培養(yǎng)學(xué)生復(fù)合型職業(yè)素養(yǎng)中起到了重要作用。

（一）目標(biāo)課程要解決的重點(diǎn)問題

1.書本上講解的水文地質(zhì)理論比較抽象，各種水文地質(zhì)現(xiàn)象又較理想化。實(shí)際工作中，由于水文地質(zhì)條件固有的特性以及人類活動(dòng)等外部條件的干擾，學(xué)生容易出現(xiàn)打開書本就明白，到現(xiàn)場(chǎng)就糊涂的問題。教學(xué)改革過程中，需要將水文地質(zhì)學(xué)有關(guān)現(xiàn)象與理論，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)及工作實(shí)際進(jìn)行講解，切實(shí)提高學(xué)生分析、解決有關(guān)水文地質(zhì)問題的能力。

2.理工科部分學(xué)生不善于表達(dá)，不能與教師形成良好互動(dòng)，在一定程度上影響了教學(xué)效果。在本課程的教學(xué)中應(yīng)注意發(fā)揮學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，提高他們的團(tuán)隊(duì)合作能力；同時(shí)尊重學(xué)生的個(gè)體化差異，根據(jù)學(xué)生“想學(xué)、會(huì)學(xué)、學(xué)會(huì)”的學(xué)習(xí)需要引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)自主性。

（二）教學(xué)過程

1.混合式課程內(nèi)容

水文地質(zhì)學(xué)課程的改革的研究將先從廣泛調(diào)研開始，通過對(duì)國內(nèi)一流大學(xué)和一流學(xué)科進(jìn)行考察、交流和學(xué)習(xí)，結(jié)合以往研究經(jīng)驗(yàn)、資料檢索和學(xué)生問卷調(diào)查等途徑，掌握“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)方式。

依照以上所述的改革措施和調(diào)查結(jié)果，筆者已對(duì)本校地下水科學(xué)與工程、環(huán)境工程、城市地下空間工程等專業(yè)的學(xué)生展開實(shí)踐。課程內(nèi)容以“學(xué)生發(fā)展、學(xué)生學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)效果”為指引，從專業(yè)需求和培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，教師逐個(gè)優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)多媒體課件，借助MODFLOW、CorelDraw、GIS、MATLAB等計(jì)算、繪圖或模擬軟件實(shí)現(xiàn)抽象知識(shí)可視化、動(dòng)態(tài)化展示，并融入互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教育資源及工程實(shí)例等內(nèi)容來增進(jìn)課程內(nèi)容的前沿性、時(shí)代性和挑戰(zhàn)度，同時(shí)注重人文素養(yǎng)與思政教育，構(gòu)建混合式學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容。

2.混合式授課模式

課程理論體系確定后，授課團(tuán)隊(duì)接著在教學(xué)方法上開展改革實(shí)踐。混合式課程將傳統(tǒng)的純粹的線下教學(xué)模式，轉(zhuǎn)換為在傳統(tǒng)線下授課+中國大學(xué)慕課學(xué)堂在線等線上教學(xué)資源+多種課堂教學(xué)手段的教學(xué)模式。授課前通過運(yùn)用雨課堂應(yīng)用讓學(xué)生按時(shí)做好課前線上復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，雨課堂可以預(yù)約發(fā)布時(shí)間和截止時(shí)間，學(xué)生通過手機(jī)完成作業(yè)，能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)學(xué)生完成人數(shù)、正確率等作業(yè)完成情況，方便教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。在教學(xué)過程中則注重參與式、互動(dòng)式教學(xué)。例如，講授“潛水、承壓水和上層滯水”一節(jié)時(shí)，教師在介紹完潛水的概念和特點(diǎn)后，通過剖面圖的動(dòng)態(tài)展示讓學(xué)生直觀理解潛水的相關(guān)要素，并通過潛水管理的實(shí)例講解潛水等水位線圖的應(yīng)用。然后在課堂上讓學(xué)生對(duì)比學(xué)習(xí)和分組討論承壓水的相關(guān)概念和圖件，鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺(tái)講解承壓高度的計(jì)算、自溢區(qū)的劃分等問題，而上層滯水的內(nèi)容則留給學(xué)生線上自學(xué)，并完成習(xí)題。教師團(tuán)隊(duì)利用中國大學(xué)MOOC平臺(tái)和超星爾雅教學(xué)平臺(tái)，主要進(jìn)行單元測(cè)試和問題討論，也鼓勵(lì)學(xué)生們自主學(xué)習(xí)視頻內(nèi)容。學(xué)生們?cè)谟懻搮^(qū)的發(fā)言頗為積極，教師也及時(shí)對(duì)學(xué)生們的發(fā)言給予評(píng)價(jià)。而實(shí)驗(yàn)課程中教師團(tuán)隊(duì)則發(fā)布拓展式線上實(shí)驗(yàn)課程，與學(xué)生共同討論實(shí)驗(yàn)思考題，并對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)實(shí)操過程出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行討論和反思。

此外，在課前、課中、課后的線上線下時(shí)間，教師團(tuán)隊(duì)都引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)與教師溝通交流，以了解學(xué)生們對(duì)知識(shí)的掌握現(xiàn)狀和學(xué)習(xí)需求，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的作業(yè)反饋來調(diào)整授課進(jìn)程。這樣的教學(xué)模式可以由教師針對(duì)學(xué)生的課前、課中和課后的掌握情況及在線討論結(jié)果對(duì)線下授課內(nèi)容進(jìn)行靈活調(diào)整，有效地提高上課效率和課時(shí)壓縮帶來的每節(jié)課任務(wù)繁重的壓力，同時(shí)教師可利用節(jié)省下來的時(shí)間設(shè)計(jì)課堂討論、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)形式，可有效地促進(jìn)學(xué)生參與課堂活動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，切實(shí)掌握專業(yè)知識(shí)。同時(shí)，在授課中和結(jié)課后，教師也鼓勵(lì)學(xué)生參與教學(xué)反思，更大程度地引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)，重視學(xué)習(xí)過程，同時(shí)也能幫助教師豐富對(duì)教學(xué)實(shí)施的認(rèn)識(shí)。

3.混合式教學(xué)成效

創(chuàng)新后的教學(xué)模式提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，學(xué)生們積極參與教學(xué)討論和實(shí)踐，愿意在課內(nèi)外投入時(shí)間鉆研，許多學(xué)生還能結(jié)合生活中的自然現(xiàn)象主動(dòng)向老師提問。學(xué)生們對(duì)教師備課情況、授課情況、授課技巧以及課堂氛圍評(píng)分都達(dá)到了90分以上，有83%以上的學(xué)生給了優(yōu)秀等級(jí)。在授課結(jié)束后的教學(xué)反思過程中可以看出，學(xué)生們普遍稱贊教師生動(dòng)有趣且細(xì)致耐心的講解、課前/課中/課后與教師的互動(dòng)、現(xiàn)代智慧教學(xué)工具的應(yīng)用等方面。此外，通過將2020～2021年秋季學(xué)生成績(jī)與2019～2020年秋季學(xué)生成績(jī)比較，采用混合式教學(xué)模式后，學(xué)生成績(jī)優(yōu)秀率提高了2.5%，不及格率下降了4.06%，平均分上升了1.6分。同時(shí)，學(xué)生通過參加社會(huì)實(shí)踐和競(jìng)賽類活動(dòng)，提高了專業(yè)技能，在全國、河北省、河北地質(zhì)大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽中多次獲獎(jiǎng)，課程改革取得了階段性成效。

四、結(jié)束語

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合發(fā)展對(duì)教學(xué)信息技術(shù)更新?lián)Q代產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，對(duì)于教師而言，一定要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，緊跟信息化的步伐，結(jié)合學(xué)生的時(shí)代特征，適時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，以學(xué)生發(fā)展為中心，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，將現(xiàn)代信息技術(shù)與課程內(nèi)容深度融合。本教學(xué)實(shí)踐結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)專業(yè)人才綜合素質(zhì)跨越性發(fā)展的需求，把班級(jí)教學(xué)、在線教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)融為一體，從傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂、線下授課與在線學(xué)習(xí)、課堂知識(shí)內(nèi)化與課余競(jìng)賽深化三個(gè)角度構(gòu)建虛實(shí)融合的多元混合式學(xué)習(xí)新模式，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)自主性，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的綜合能力和科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)改革設(shè)計(jì)與實(shí)踐中注重學(xué)生的主體地位，將教師的身份從主導(dǎo)變?yōu)橐龑?dǎo)，真正將“以學(xué)生為中心”落到實(shí)處。同時(shí)，本教師團(tuán)隊(duì)的改革探索經(jīng)驗(yàn)也希望能為其他工科專業(yè)課程的建設(shè)提供一定參考。