《水文統(tǒng)計》課程線上線下混合式教學建設(shè)與實踐

肖麗英，賴智龍

(南昌工程學院 水利與生態(tài)工程學院，江西 南昌)

一 引言

南昌工程學院水文與水資源工程專業(yè)是江西省一流本科專業(yè)建設(shè)點，也是江西省綜合改革試點專業(yè)。為對接工程教育專業(yè)認證的新標準，本專業(yè)修訂出2018版的培養(yǎng)方案。 在該版本的培養(yǎng)方案中，為有效達到專業(yè)培養(yǎng)目標，畢業(yè)要求制定如下：畢業(yè)要求對應(yīng)的“工程知識”部分中，要求學生掌握水文學原理、水文測驗、四水轉(zhuǎn)換等專業(yè)基礎(chǔ)知識，能用于解決水信息處理、水文過程建模與分析等復(fù)雜工程問題。畢業(yè)要求對應(yīng)的“問題分析”部分，要求學生能夠利用水文學及相關(guān)科學原理和數(shù)學物理模型方法，正確表達水文與水資源領(lǐng)域的水量預(yù)報與調(diào)度、水環(huán)境預(yù)測預(yù)警等復(fù)雜工程問題。

通過《水文統(tǒng)計》課程的理論學習和實際訓練，使學生具備以下能力：將水文統(tǒng)計基本原理與水資源利用工程專業(yè)知識銜接，能夠運用常見的水文統(tǒng)計模型解決水資源管理等具體問題；培養(yǎng)學生利用現(xiàn)有的水文統(tǒng)計模型和相關(guān)的水文數(shù)據(jù)進行模擬和預(yù)測，對比分析統(tǒng)計模型結(jié)果與實測水文數(shù)據(jù)的差異。

過去幾年，南昌工程學院水文與水資源工程專業(yè)的《水文統(tǒng)計》課程以線下教學為主。在傳統(tǒng)的授課模式中學生往往是被動地學習，從而學生對《水文統(tǒng)計》課程的學習積極性較低。尤其是從《水文統(tǒng)計》課程自身的內(nèi)容和特點上看——“水文統(tǒng)計主要是基于概率論和數(shù)理統(tǒng)計學的原理和方法，去研究水文事件的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律”。因此，該課程的知識點體系比較抽象，短時間難以理解。例如 “極限定理”“水文頻率計算”“假設(shè)檢驗”等理論知識學生初期接受度小，計算難度偏大，需要反復(fù)理解與花較多時間消化。因此，融合線上與線下教學方式各自的優(yōu)點，用新的教學方法把課堂從以“教育者為中心”轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W習者為中心”，以便學生深入理解課程的核心內(nèi)容。

二 國內(nèi)外線上課程建設(shè)現(xiàn)狀

西方發(fā)達國家的在線上課程建設(shè)方面起步比較早，例如麻省理工學院、牛津大學、斯坦福大學、耶魯大學、哈佛大學等一大批的世界知名高校，都已先后建立起了線上課程[1]。以美國麻省理工學院為例，自從其2001年首次發(fā)起線上課程的項目計劃以來，掀起了全球高校的線上課程建設(shè)熱潮?？傮w而言，西方的線上課程具有以下特點：（1）發(fā)展時間長，教學經(jīng)驗豐富；（2）教育教學方法和教育理念等比較完善和先進；（3）硬件和軟件技術(shù)方面比較先進。

我國的線上課程起步比較晚。近年來雖然取得了一些成就，但是存在一些問題。資源過于集中、層次過于單一、老師和學生短期難以適應(yīng)線上教學模式是目前的主要問題。由于疫情的影響，目前線上課程教學已成為國內(nèi)主流[2]。

加州大學?？怂菇淌谟?013年提出了SPOC教學模式（Small private online course），此后被廣泛關(guān)注與運用。SPOC教學模式是一種融合線上課程與線下課程的小規(guī)模、限制性的混合式課程[3]。在國內(nèi)，基于學堂在線平臺，清華大學的《電路原理》和《C++程序設(shè)計》等課程在線上開設(shè)了SPOC課程實驗。另外，浙江大學等機構(gòu)對SPOC教學模式進行了進一步的全新探索，構(gòu)建出CNSPOC云課程平臺[4]。以上小規(guī)模、限制性的混合式課程[5]極大方便了教師利用現(xiàn)代工具進行教學活動。

三 《水文統(tǒng)計》線上課程建設(shè)實踐

（一） 課程建設(shè)的主要內(nèi)容

課程建設(shè)以 “學習通”為平臺新建《水文統(tǒng)計》在線課程。課程建設(shè)的主體工作如下：教學大綱、知識點對應(yīng)的教學課件、知識點對應(yīng)的教學視頻、教學要點圖片展示、典型例題、每章習題、測試題、題庫與試卷、線上思考題與拓展資源。

課程建設(shè)運行時，需要教師及時發(fā)布上課通知、制定成績考核標準、設(shè)置線上開課時間與結(jié)束時間、線上簽到、線上課堂活動組織、線上答疑與查閱學生學習的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。對于所有的課程內(nèi)容，教師預(yù)先按知識點為單元梳理好，并按學生實際學習進程開展教學。

圖1是《水文統(tǒng)計》課程知識點思維導圖。

圖1 水文統(tǒng)計課程知識點思維導圖[6]

（二） 線上線下混合式課程教學設(shè)計方案

（1）線上教學過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)

在正式教學開始之前，教師將每章錄制好的知識點視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)教學平臺（例如學習通）供學生學習。每節(jié)課進行線上教學前，教師在平臺發(fā)布教學通知。教學通知務(wù)必包含學習時間、學習目標、學習主題與成績考核方式。學生在課堂前觀看每章的引言部分，明確學習目標，了解本章節(jié)的學習內(nèi)容。

學生預(yù)習之后，可進入課程的問題討論模塊，去查閱教師預(yù)留的問題。通過學習通平臺對所學習的內(nèi)容進行討論。老師視課程知識點的難易程度，在線上進行答疑與講解。學生通過線上課程視頻的講解，可對于某一不理解的知識點的反復(fù)學習，為線下學習奠定基礎(chǔ)，見圖2。

圖2 《水文統(tǒng)計》部分線上課程資源（左圖）；問題討論模塊（右圖）

每次課程學習完畢，教師與助教需要歸納和整理每章的練習題。然后，助教上傳習題資料到網(wǎng)絡(luò)平臺，完成線上測試模塊，以方便學生復(fù)習和鞏固所學知識點。教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺的統(tǒng)計模塊數(shù)據(jù)，可以清晰地了解與管理每位同學的學習進度和狀態(tài)，由此可以隨時調(diào)整教學進程與教學策略。

（2）線下教學過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)

教師將主要的課程知識點提前放在線上教授，因此，線下教學模式就成為了課程知識點的補充。在每一節(jié)課之中，教師可預(yù)留出充足的時間，組織學生對有挑戰(zhàn)性的內(nèi)容進行深度討論。同時，教師也可以對學生遇到的共性問題進行面對面的深入講解。為了鞏固所學習的知識點，課堂學習結(jié)束之后將布置課后作業(yè)。學生通過學習通APP軟件提交作業(yè)，然后老師通過平臺批改作業(yè)。教師通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和作業(yè)的批改情況，線下針對性進行答疑和講解。在課堂中，教師著重培養(yǎng)學生們利用《水文統(tǒng)計》課程的基本原理、基本知識與基本方法去解決實際水文工程設(shè)計問題的能力，見圖3。

圖3 《水文統(tǒng)計》課程混合式教學設(shè)計的方案

四 遇到的問題與發(fā)展設(shè)想

（1）建立線上平臺題庫并自動生成線上測試題與試卷時，教師對習題進行歸納和整理之后，需要針對難易程度對習題進行分類，并區(qū)分其主次。自動生成的試卷可能會出現(xiàn)某些章節(jié)的習題過于簡單，而某些章節(jié)的習題過于難；還有可能會出現(xiàn)某一章節(jié)的同一類型的習題重復(fù)出現(xiàn)多次。

（2）在《水文統(tǒng)計》線上課程的建設(shè)中，由于條件和精力有限，目前教師僅提供錄屏式教學視頻、引入了外校的部分教學視頻。以上教學資源可以在一定程度上激發(fā)學生的學習興趣，開闊學生的視野；但是，資源的豐富度與形式的多樣化依舊遠遠不足。

（3）線上學習對于學生學習的自主性與自律性要求極高。當學生遇到困難時，線上解決問題的途徑主要是通過文字表達，主要是通過線上課程的答疑討論板塊進行互動。這種互動需要教師及時回復(fù)，學生才能堅持在線上提問。但是，因為各種原因，主講教師只能投入有限的時間與精力，就會出現(xiàn)輔導與答疑滯后的現(xiàn)象，學生對課程答疑環(huán)節(jié)的體驗感則會不佳，甚至是失去興趣。因此，需要安排專人對《水文統(tǒng)計》線上課程進行技術(shù)和內(nèi)容的運行與維護。

針對以上問題，教學團隊將在下一輪的課程教學實踐中，梳理不同知識點對應(yīng)的試題及其難易程度，預(yù)先組合成規(guī)范的試題庫。在線上課程資源方面，為激發(fā)學生的學習興趣，將在合適的章節(jié)中引入卡通漫畫形式的課程導入視頻案例與水文工程設(shè)計方面的實際案例。最后，線上課程維護方面，將聘請上一屆的優(yōu)秀學生及研究方向相近的研究生擔任線上課程維護、問題匯總與及時反饋。

五 結(jié)語

以《水文統(tǒng)計》課程的具體內(nèi)容和實際特點為出發(fā)點，課程教師團隊將傳統(tǒng)的授課模式與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，把兩種線上與線上教學模式的優(yōu)點結(jié)合，構(gòu)建了一種線上與線下混合式的教學模式。這種新的教學模式，相比傳統(tǒng)的教學模式，在一定程度上改進了教學的效果。在先進的混合式教學模式學習下[7-10]，進一步引入智能軟件激發(fā)學生對水文統(tǒng)計的學習興趣將是下一輪教學有趣的嘗試。在此基礎(chǔ)上，教師鼓勵學生利用智能軟件操練實際工程，由此申報創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目與大學生挑戰(zhàn)杯比賽。這對于加強學生的科技創(chuàng)新能力將大有幫助。在疫情防控常態(tài)化的情況下，未來混合式教學必將成為高校課程改革的主流模式。