依托超星學(xué)習(xí)通的“化工原理”課程混合式教學(xué)設(shè)計與實踐

張明玨 史廣祥 姚 剛 陸瞿亮 李成勝 林保平

(東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇 南京 210088)

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的迅速發(fā)展，促使高等教育從理論到實踐上都發(fā)生了重大變革。2018年4月，教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動計劃》中提到積極開展教育創(chuàng)新發(fā)展行動，探索基于“互聯(lián)網(wǎng)+”、“大數(shù)據(jù)”的教學(xué)新模式，推進(jìn)高等學(xué)校的課堂革命[1]。目前，信息技術(shù)對教育已產(chǎn)生革命性影響，課堂中結(jié)合信息化技術(shù)和移動化教學(xué)資源，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。但是，教育改革的成果距離新時代目標(biāo)仍有較大距離，教學(xué)信息化和課程共享化的應(yīng)用程度不高，信息化技術(shù)與實際教學(xué)之間深度融合不夠。2021年4月，教育部高等教育司吳巖提出，抓好信息技術(shù)水平是課程改革的關(guān)鍵突破，是抓好人才培養(yǎng)四項“新基建”之一，進(jìn)一步推廣信息技術(shù)在高等教育領(lǐng)域的深層應(yīng)用十分必要。

1 “化工原理”課程教學(xué)現(xiàn)狀和改革的必要性

“化工原理”是化工及其相關(guān)專業(yè)必修的具有較強工程性的課程[2,3]。它在基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的銜接中起著重要的橋梁作用，學(xué)生對化工原理知識的掌握程度，直接影響著后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)深度以及化工業(yè)務(wù)素質(zhì)、工程意識、設(shè)計理念、創(chuàng)新能力等方面的培養(yǎng)。本課程涵蓋的知識點多，公式繁雜，計算量大且工程性強，但課程學(xué)時數(shù)有限，教師在課程授課過程中，更需全面考慮學(xué)生學(xué)情、專業(yè)特點和課程目標(biāo)，多利用現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)手段，積極探索新型教學(xué)模式，有效提高化工原理“教與學(xué)”的效率和質(zhì)量。

伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展和教育信息化進(jìn)程的加快，各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺應(yīng)運而生。特別是2020年以來，我國各高校紛紛響應(yīng)“停課不停學(xué)”政策，在線教育迅速突進(jìn)，構(gòu)成課堂教學(xué)的元素、內(nèi)容和特征發(fā)生了巨大變化。雖然大型開放式在線課程MOOC不受空間和時間限制，能夠進(jìn)行大范圍共享式授課，但存在實時互動少、學(xué)習(xí)粘性低的缺點。而傳統(tǒng)的線下課程雖然能夠進(jìn)行小范圍高質(zhì)量的學(xué)習(xí)和實時有效的互動，但受到教學(xué)時空、學(xué)生身份和課堂容量的限制，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新意識等高階能力的培養(yǎng)。因此，開展高質(zhì)量的同步互動、異步共享的線上線下混合式教學(xué)模式已成為高等教育課程改革的主要趨勢[4,5]。

超星學(xué)習(xí)通是應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等可移動設(shè)備上的智慧教學(xué)工具。在當(dāng)今鼓勵“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下，教師借助智慧教學(xué)工具能夠緩解學(xué)校真實課堂的局限性，讓手機(jī)從課堂上的“低頭工具”變成教學(xué)中的“抬頭利器”。一方面，學(xué)生使用移動設(shè)備能便捷的獲取所需的學(xué)習(xí)資料，在任何地點和時間開展學(xué)習(xí)；另一方面，利用學(xué)習(xí)通的大數(shù)據(jù)分析功能，教師能夠方便獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，更好地開展教學(xué)活動和師生互動，促使學(xué)生在知識內(nèi)化遷移過程中產(chǎn)生高階思維。本文依托超星學(xué)習(xí)通，開展了“化工原理”課程的線上線下混合式教學(xué)研究與實踐。在實踐過程中，我們構(gòu)建了“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的高效課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效果。

2 混合式教學(xué)模式的設(shè)計與實施

結(jié)合“化工原理”課程特點和學(xué)生學(xué)情，依托超星學(xué)習(xí)通移動網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，我們構(gòu)建了傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，分別是課前線上自主學(xué)習(xí)，課中線下外化遷移，課后線上思維提升。通過伴隨式的過程化評價，教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行循證評估、精準(zhǔn)分析，并在教學(xué)活動中及時調(diào)整教學(xué)策略(圖1)。該混合式教學(xué)模式能夠發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，同時能充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性，形成教學(xué)質(zhì)量的閉環(huán)控制，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新意識等高階能力的培養(yǎng)。

圖1 基于超星學(xué)習(xí)通的“化工原理”混合式教學(xué)模式

2.1 教學(xué)資源建設(shè)

化工原理課程內(nèi)容涉及抽象的公式、廣泛的理論知識和多樣的設(shè)備，是一門工程性極強的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有一定教學(xué)難度。針對課程的重難點，建設(shè)混合式教學(xué)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，形成豐富生動、適合教學(xué)重點和難點的教學(xué)資源庫，是基于超星學(xué)習(xí)通開展混合式教學(xué)的第一步。我們圍繞試題庫、媒體素材、課件素材、典型案例、討論區(qū)素材等方面建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)拓展資源，具體內(nèi)容詳見表1。

表1 “化工原理”線上教學(xué)資源建設(shè)內(nèi)容

2.2 混合式教學(xué)模式開展

混合式教學(xué)過程中，我們注重強調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)和主體地位，明確學(xué)生學(xué)習(xí)和可遷移能力的核心內(nèi)涵，構(gòu)建了教師教授方式混合化、學(xué)生學(xué)習(xí)方式靈活化、教學(xué)活動多樣化的混合式教學(xué)模式。具體分為課前、課中、課后三個階段。

2.2.1 課前線上預(yù)習(xí)

課前階段旨在完成化工原理基礎(chǔ)知識的記憶和理解。教師借助超星學(xué)習(xí)通平臺，課前發(fā)布教學(xué)任務(wù)，上傳教學(xué)資源和視頻。學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，觀看并學(xué)習(xí)相應(yīng)的視頻和課件，完成老師安排的課前作業(yè)測試，在章節(jié)任務(wù)點的指導(dǎo)下，充分鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)習(xí)平臺自動記錄學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，方便教師根據(jù)學(xué)情合理調(diào)整教學(xué)計劃和課堂活動。

2.2.2 課中深度加工

課中階段主要是通過課堂教學(xué)完成化工原理知識的內(nèi)化，分析和創(chuàng)造。教師在課堂內(nèi)不再簡單地傳授知識，而是借助教學(xué)交互活動促使學(xué)生將知識內(nèi)化并外化遷移。例如，教師集中講解學(xué)生課前反饋的問題和課程內(nèi)容的重難點，幫助學(xué)生將新學(xué)的課程知識與原有的知識體系聯(lián)接融合，建構(gòu)新的系統(tǒng)化知識體系；教師使用超星學(xué)習(xí)通的搶答、點名、隨堂測試等功能，即時診斷學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；開展“費曼式”學(xué)習(xí)，針對教師提出的某個專題或案例，學(xué)生進(jìn)行小組協(xié)作討論交流，以小組形式進(jìn)行發(fā)散性思考和匯報實踐活動，促使學(xué)生將“隱性思維顯性化”，并提升其實踐能力。

2.2.3 課后反思鞏固

課后階段主要進(jìn)行化工原理知識的應(yīng)用和拓展。教師通過超星學(xué)習(xí)通推送課后作業(yè)，學(xué)生在教師提供的教學(xué)資源中進(jìn)行個性化探索，進(jìn)行學(xué)習(xí)效果檢測和總結(jié)反思，并將整理的知識框架、小組討論結(jié)果和學(xué)習(xí)心得等成果分享至超星學(xué)習(xí)通的討論區(qū)，進(jìn)行師生、生生觀點的進(jìn)一步交流與碰撞，實現(xiàn)聚合思維和發(fā)散思維的有效整合。整個混合式學(xué)習(xí)過程，能夠促使學(xué)生學(xué)習(xí)課程從“學(xué)會”到“會學(xué)”，并最終轉(zhuǎn)化為“樂學(xué)”。

2.3 過程化評價

“化工原理”課程混合式教學(xué)實施過程中，通過伴隨式的過程化評價，教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行多維度評價。包含過程性考核和終結(jié)性考核，線上考核和線下考核，理論考核和項目考核等多個考核內(nèi)容，合理有效評價學(xué)生在課程學(xué)習(xí)全過程中所表現(xiàn)出的課程參與度、內(nèi)容的掌握程度以及分階段的學(xué)習(xí)效果。通過過程化評價，教師在教學(xué)過程中不再依賴教學(xué)經(jīng)驗感性評估，而是對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘與分析，定向干預(yù)，精準(zhǔn)教學(xué)；學(xué)生能及時進(jìn)行自我反思，發(fā)展思維，提升能力。

3 混合式教學(xué)模式應(yīng)用效果分析

3.1 滿意度調(diào)查與分析

2020—2021學(xué)年，依托超星學(xué)習(xí)通實施“化工原理”課程的混合式教學(xué)后，我們對18級化工3、4班發(fā)放了滿意度調(diào)查問卷，主要針對混合式教學(xué)模式的認(rèn)可度，智慧教學(xué)工具的使用滿意度及學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行調(diào)查和分析。問卷共發(fā)放74份，回收71份，有效回收率為95.9%。問卷的Chronbach’sα值=0.959，表明問卷具有較好信度。滿意度調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計于表2中。

表2 滿意度調(diào)查反饋

滿意度調(diào)查問卷內(nèi)容包括學(xué)生對基于超星學(xué)習(xí)通開展的混合式教學(xué)模式的認(rèn)可度；對混合式教學(xué)的課程設(shè)計和學(xué)習(xí)效果評價；下面針對這兩個模塊對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行具體分析。

(1) 學(xué)生對基于超星學(xué)習(xí)通開展的混合式教學(xué)模式的認(rèn)可度。由表2中數(shù)據(jù)可知，本次調(diào)查中39%的受訪學(xué)生非常認(rèn)同混合式教學(xué)，51%的受訪學(xué)生傾向于依托超星學(xué)習(xí)通開展線上線下混合式教學(xué)；同時，約80%的受訪學(xué)生表示開展此類混合式教學(xué)十分必要。這證實了學(xué)生普遍勇于嘗試并接受新模式，樂于做出改變，基于超星學(xué)習(xí)通開展的“化工原理”課程混合式教學(xué)模式很受學(xué)生歡迎。

(2) 學(xué)生對混合式教學(xué)的課程設(shè)計和學(xué)習(xí)效果評價。由表2數(shù)據(jù)可知，高達(dá)95%的受訪學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)通提供的優(yōu)質(zhì)資源能促使其更好地進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)；有92%的學(xué)生表示超星學(xué)習(xí)通下達(dá)的任務(wù)點，使學(xué)習(xí)更加有計劃，內(nèi)容更豐富，效果更好；94%的受訪者表示課程評價方式合理，能夠有效促進(jìn)學(xué)習(xí)積極性；對于“開展的課堂活動及討論區(qū)展開討論”的看法，有接近90%的受訪者表示能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升思維深度。總體來說，混合式教學(xué)模式有利于學(xué)生更好地掌握化工原理課程知識，在此基礎(chǔ)上開展豐富的教學(xué)活動和過程化評價，促使學(xué)生發(fā)展思維，提升實踐能力。

3.2 超星學(xué)習(xí)通后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計

在“化工原理”混合式教學(xué)過程中，主要通過超星學(xué)習(xí)通后臺進(jìn)行線上數(shù)據(jù)記錄和采集?？紤]到上述問卷滿意度調(diào)查的主觀性較強，故本文調(diào)用了18級化工3、4班學(xué)生(共74人)自2021年3月21日至5月20日在學(xué)習(xí)通平臺上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。包括學(xué)生的章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、簽到數(shù)據(jù)、任務(wù)點完成進(jìn)度、測驗及考試成績和討論區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等(圖2)。

圖2 “化工原理”課程超星學(xué)習(xí)通后臺數(shù)據(jù)

由圖2所示，自3月21日至5月20日期間，學(xué)生的章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)共計19 028次，平均每日學(xué)習(xí)次數(shù)約為346次，即該班學(xué)生每人每天的學(xué)習(xí)次數(shù)約為5次，由此看出，該班學(xué)生重視“化工原理”課程學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)態(tài)度積極向上且樂于使用超星學(xué)習(xí)通。該班學(xué)生簽到率在97%，說明出勤情況較好，個別學(xué)生存在懶散、遲到、曠課的情況，教師在教學(xué)中應(yīng)加強管理。對于正在學(xué)習(xí)的章節(jié)，全員都完成了相應(yīng)的任務(wù)點，超過半數(shù)的學(xué)生進(jìn)行了提前預(yù)習(xí)自學(xué)，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性高。學(xué)習(xí)通上的章節(jié)測驗和考試成績都十分理想，90%的學(xué)生成績都在80分以上。師生在討論區(qū)共發(fā)布37個話題，回復(fù)數(shù)量達(dá)到了1176次，平均每位學(xué)生在討論區(qū)回復(fù)了15次，學(xué)生對于“化工原理”課程是“有話說”的狀態(tài)，討論區(qū)激發(fā)了多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，互動交流的氛圍較之以往線下教學(xué)有了明顯改善。以上充分說明，依托超星學(xué)習(xí)通，開展混合式教學(xué)模式對學(xué)生學(xué)習(xí)“化工原理”課程有明顯促進(jìn)作用。

4 結(jié)語

將信息技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)課堂，開展高質(zhì)量的同步互動、異步共享的混合式教學(xué)模式是各類高校課程改革的主要趨勢之一。本文開展了“化工原理”課程的線上線下混合式教學(xué)，有效提高了化工原理“教與學(xué)”的效率和質(zhì)量。但在實踐過程中仍存在一些問題，例如，師生互動和生生互動有待加強，工程基礎(chǔ)案例偏少，學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和創(chuàng)新思維有待提高。未來還需不斷完善教學(xué)設(shè)計，創(chuàng)新高階教法生態(tài)，進(jìn)一步研究信息技術(shù)與課程教學(xué)的深度融合路徑，從而幫助教師達(dá)成有效地“教”，學(xué)生實現(xiàn)個性化的“學(xué)”。