面向“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境的混合式研究生課程教學模式研究與實踐

張立國，劉澤超，莊 園，孫建國

（1.哈爾濱工程大學計算機科學與技術(shù)學院，黑龍江 哈爾濱 150001；2.西安電子科技大學杭州研究院，浙江 杭州 311231）

0 引言

研究生教育是我國教育體系中最高層次的教育，在國家教育體系中具有舉足輕重的地位，研究生課程體系建設(shè)對提升研究生教育教學質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。課程學習是研究生獲取學科基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知識的基本途徑，研究生課程學習的重要性不言而喻。但是，目前研究生課程建設(shè)存在著對科研及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進作用不明顯，在課程內(nèi)容上的目標性和特色性不夠，課程內(nèi)容涵蓋科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)不足，對本科生課程內(nèi)容的橫向拉伸拓展沒有凸顯，教學形式固化，沒有與新時代信息技術(shù)有效深度融合等問題。課程的科學設(shè)置為課程學習與科研訓練的整合提供了可能和基礎(chǔ)，要真正實現(xiàn)整合的目標，還必須落實到課程實施過程中。如果仍沿用傳統(tǒng)單向的、被動的講授，課程學習僅停留在傳統(tǒng)一對多的知識傳播層面，研究生科研創(chuàng)新能力如發(fā)散性思維、創(chuàng)新精神和意識、獨立思考能力等就無法在課程中獲得[1]。需要找出一種適合研究生課程教學的組織形式，提高課堂學習對研究生評價對其科研創(chuàng)新能力影響，將課堂學習研究生培養(yǎng)發(fā)揮重要的推動作用，發(fā)揮課程學習全覆蓋、強制性、師生互動的優(yōu)勢，建立課程內(nèi)容的動態(tài)調(diào)整機制是研究生課程改革的重點內(nèi)容。擴大研究生課程的內(nèi)涵與外延，將科研能力訓練和知識創(chuàng)新的學術(shù)實踐活動納入課程建設(shè)范疇。注重課程系統(tǒng)性、時效性、工具性的運用，保證課程內(nèi)容的學術(shù)性、時效性和參與性。

近幾年，教育部先后出臺了《關(guān)于加強高等學校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見》《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》等指導文件，探討在當今互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，充分將知識傳授在線上與線下、理論與實踐、深度與廣度等多維度、多模式上做深入融合。這促使廣大研究生課程教師必須認真研究教育改革思路，分析研究生教學現(xiàn)狀，研究在線教育新理念、新模式、新方法，充分說明國家對研究生課程教學和在線開放課程建設(shè)的重視程度[2-3]。將研究生課程通過MOOC平臺來呈現(xiàn)，彌補傳統(tǒng)課程教學中存在的不足[4]。此外，積極推進校企融合、產(chǎn)學研用貫穿教學和科研任務(wù)的全生命周期，高度重視學科深度交叉融合，課程體系通專融合、產(chǎn)教深度融合[5]。在課程教學過程中，通過研究生精品課程資源共享，可以讓全國研究生共享知名大學優(yōu)質(zhì)教學資源。但隨著MOOC平臺的發(fā)展，在研究生學位教育環(huán)境下，可以看出脫離了線下面對面教學的純線上教學的形式，教學效果并沒有與預期效果的一致。

因此，研究生課程改革勢在必行。本文圍繞研究生課程建設(shè)展開，構(gòu)建綜合性的研究生人才培養(yǎng)課程建設(shè)模式，以“軟件安全基礎(chǔ)”研究生課程為載體，研究對現(xiàn)有教學方式方法，考核體系，管理模式的改革，抑弊揚益，構(gòu)造一個適合新形勢下的課程建設(shè)模式；以科研實踐研究內(nèi)容為導向，緊跟專業(yè)實時發(fā)展情況，進行課程基礎(chǔ)理論與工程技術(shù)教學內(nèi)容的設(shè)置和實時更新；搭建線上線下混合式課程教學模式，完善課程內(nèi)容建設(shè)，采用層次化個性化課程考核方式，充分激發(fā)學生自主學習的積極性，從而達到提高研究生人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。

1 教學模式改革方法研究

本文針對研究生課程建設(shè)內(nèi)容進行研究，從專業(yè)課程角度出發(fā)，加強課程內(nèi)容建設(shè)、優(yōu)化課程教學模式、持續(xù)加強過程性管理設(shè)置；以研究生課程“軟件安全基礎(chǔ)”為載體，作為課程建設(shè)改革示范課程，以點帶面，實現(xiàn)專業(yè)整體課程改革的目標。具體內(nèi)容如下：

1.1 優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)，加強課程內(nèi)容建設(shè)

課程教學內(nèi)容做到有序銜接，知識點與綜合實踐有序交叉，注重課程理論知識的“復雜應(yīng)用”，并實時更新國際最新研究成果，將產(chǎn)業(yè)需求和工程實踐成果融入課程。開展課程專題學術(shù)交流、提升學生科研創(chuàng)新能力。設(shè)置綜合課程，聯(lián)系行業(yè)實際；及時更新內(nèi)容，建立長效機制；增加拓展專業(yè)內(nèi)容，增加案例的編制和實施。課程內(nèi)容學習與科研實踐相結(jié)合，培養(yǎng)研究生的綜合科研創(chuàng)新能力。布置學習目標，充分調(diào)動學生自主學習積極性，設(shè)計分層級化的學習內(nèi)容，能夠按照學生個性化專業(yè)能力區(qū)分考核內(nèi)容。為學生提供個性化課程內(nèi)容，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，從而掌握專業(yè)理論知識、形成學術(shù)觀點、提高科研能力，提升教育教學質(zhì)量。整合學院、課程實踐案例資源，探索課程共享機制。

1.2 改革課程教學模式，實現(xiàn)教學過程立體化延展

改革課程教學模式，應(yīng)用線上和線下的混合式教學方法，改革傳統(tǒng)以教師課堂講授為主的教學手段。通過開放式、互動式的教學方式，鼓勵學生積極參與，注重能力的獲取，促進教學和科研的有機深度融合，推動研究生培養(yǎng)模式改革的重要實現(xiàn)手段，提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。

1.2.1 混合式課程教學建設(shè)思路

課程采用線上線下混合式教學模式，遵循以學生為中心的課程教學過程，實現(xiàn)人性化學習、個性化輔導、一體化考核的課程設(shè)計目標，提升課程整體教學質(zhì)量。首先，通過線上教學方式將教學過程前移，實現(xiàn)學生隨時隨地學習的人性化學習模式。其次，根據(jù)學生的在線學習效果，提供P2P的個性化輔導。最后，通過線上和線下的兩部分學習效果共同組成該課程的總成績。

1.2.2 混合式課程教學過程架構(gòu)

如圖1所示，混合式課程設(shè)計內(nèi)容包括課程基本信息、課程線上和線下教學內(nèi)容，混合學習內(nèi)容、課程互動和課程作業(yè)內(nèi)容，以及根據(jù)二者數(shù)據(jù)信息得出常見問題。根據(jù)線上學習效果，建設(shè)個性化拓展學習課程內(nèi)容；制訂線上線下綜合課程考核方式。開發(fā)實現(xiàn)課程輔助支撐工具集。

圖1 軟件安全基礎(chǔ)混合式課程整體架構(gòu)

1.2.3 線上與線下混合式教學的交互設(shè)計

線上線下混合式教學模式區(qū)別于傳統(tǒng)線下教學，如圖2所示，通過將課程教學過程前移，實現(xiàn)從課堂教學開始之前布置學生自主完成教師下發(fā)的本節(jié)課學習目標通知單。學生有目標方向的進行線上課前自主學習與練習、測試，同時教師同步得到學生學習數(shù)據(jù)信息，使教師更好地掌握線下教學內(nèi)容的重點、難點以及普遍存在問題，有針對性地進行線下精細化講解，形成一個很好的線上與線下的交互模式。

圖2 教師與學生線上與線下的交互設(shè)計

1.3 持續(xù)建設(shè)線上課程內(nèi)容資源共享平臺

搭建課程共享平臺，借助網(wǎng)絡(luò)共享平臺，通過規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化的方式共享案例資源，引導和推動實施混合式教學。按需配置在線資源，同步建設(shè)國家級規(guī)劃教材、音視頻等多媒體課件、中英文參考文獻、仿真實驗環(huán)境，確保教學任務(wù)與內(nèi)容載體的適配性，多要素協(xié)同促進教學。

示范課程“軟件安全基礎(chǔ)”的教學慕課模式，通過學堂在線、智慧樹、愛課程、超星慕課平臺在線開放，幫助建設(shè)的“其他課程共建共享慕課”超過了78萬正式使用用戶。選課學校包括海南大學、東北林業(yè)大學、哈爾濱醫(yī)科大學、東北石油大學、中國石油大學（華東）等高校。學生評價：“線上線下結(jié)合，實體課堂與共建共享慕課結(jié)合，資源豐富且方便學習，學習效率大幅提高”。

1.4 多樣化課程考核評價方式，建立教學效果長效激勵機制

以軟件安全基礎(chǔ)課程為示范，課程采取過程性課程考核方式進行，考核方式由線上成績（40%）和線下成績（60%）兩部分組成。其中線上考核成績由線上學習（55%）、章節(jié)測驗權(quán)重（20%）、訪問數(shù)權(quán)重（10%）和在線考試（15%）五部分的成績匯總形成。最終總的考核成績60分以上者，可以獲得本課程學分。學生需在規(guī)定的時間段內(nèi)完成該門課程的全部視頻學習，完成作業(yè)后，才能進行在線考試，否則系統(tǒng)設(shè)定將不允許進行線上考試。在課程考核過程中，設(shè)計并遵循了工程教育專業(yè)認證原則，制訂了符合產(chǎn)出導向的考核過程管理平臺和手段。與此同時，建立課程教學效果評價方法，并給出長效激勵機制。通過開展評優(yōu)工作，申報教學成果，來調(diào)動教師和學生參與課程教學改革的積極性。

1.5 實現(xiàn)輔助教學工具開發(fā)，實現(xiàn)人工智能教學手段

發(fā)揮計算機專業(yè)優(yōu)勢，圍繞線上線下混合式課程教學模式，自主開發(fā)輔助教學工具，提供配套信息服務(wù)資源，實現(xiàn)人工智能教學手段。如課堂自動簽到系統(tǒng)，AI在線機器人，提供標準問題的解答；個人學習助手，提供全面學習能力評測和學習任務(wù)跟蹤，提高學習者的學習效果；在線評測系統(tǒng)，成績自動生成系統(tǒng)、試卷自動分析系統(tǒng)等，提供海量題庫和自動組卷、自動評判的功能。

2 總結(jié)

本文以建設(shè)課程資源共享平臺，完善傳統(tǒng)課堂教學方式為目標；研究將課堂教學與在線平臺深度融合的混合式教學方法；積極、有效地互補、克服教與學的時間、空間限制，探索全方位教學模式，推動教學指導性改革，更好地為高校研究生人才培養(yǎng)服務(wù)。結(jié)合當前國家提高研究生人才培養(yǎng)質(zhì)量的具體要求和安排，本文構(gòu)建了適合當前“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的混合式研究生課程建設(shè)模式，該模式擁有很高的普適性。本文相關(guān)的項目研制成果具有良好的示范效應(yīng)和社會價值，可逐步推廣到其他高校，用于構(gòu)建混合式課程建設(shè)體系。