郭雙冰 陳振坤 陳玉珍

摘 要：本研究針對(duì)地方應(yīng)用型本科高校微分方程數(shù)值解課程的教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，提出MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式，設(shè)計(jì)了線上線下教學(xué)活動(dòng)，實(shí)行了多元化教學(xué)評(píng)價(jià)方式。實(shí)踐表明，該模式能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)成效。

關(guān)鍵詞：MOOC;SPOC;翻轉(zhuǎn)課堂;混合式教學(xué);微分方程數(shù)值解

微分方程數(shù)值解課程作為地方應(yīng)用型本科高校信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，在教學(xué)過(guò)程中存在內(nèi)容理論性強(qiáng)、難度大、學(xué)時(shí)少，學(xué)生基礎(chǔ)水平參差不齊，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)積極性等問(wèn)題。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)是河南科技學(xué)院的省級(jí)一流本科專業(yè)，教師應(yīng)汲取各種新教育理念，積極探索“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式。近年，針對(duì)混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)的應(yīng)用和實(shí)證研究很多，歸納起來(lái)，主要是針對(duì)MOOC及SPOC學(xué)習(xí)資源研究、混合式教學(xué)策略的實(shí)施等?；谏鲜鰡?wèn)題和研究基礎(chǔ)，筆者探索出MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式。

一、MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式

MOOC（Massive Open Online Courses，大規(guī)模在線開放課程）和SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）作為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的產(chǎn)物，給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)了多樣性和便利性，它們雖然改變了傳統(tǒng)的教育形態(tài)和教育方式，但容易導(dǎo)致學(xué)習(xí)過(guò)程停留在淺層學(xué)習(xí)層面，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果難以得到提升。翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時(shí)間，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，在課堂寶貴的時(shí)間內(nèi)師生共同研究解決問(wèn)題，從而使學(xué)生獲得更深層次的理解。筆者根據(jù)MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式，結(jié)合微分方程數(shù)值解課程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了線上線下教學(xué)活動(dòng)，實(shí)行了多元化教學(xué)評(píng)價(jià)方式。

二、線上線下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

線上線下教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)是混合式教學(xué)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在線教學(xué)活動(dòng)包括學(xué)生自學(xué)和教師導(dǎo)學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)結(jié)合本專業(yè)的人才培養(yǎng)定位、課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃等，采用多平臺(tái)協(xié)作模式開展的教學(xué)活動(dòng)。教師借助中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)，選取大連理工大學(xué)微分方程數(shù)值解法課程資源，并結(jié)合學(xué)習(xí)通平臺(tái)自建SPOC資源，每次課前發(fā)布在線學(xué)習(xí)資源（視頻、PPT等）。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)隨時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，將學(xué)生在線學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題作為翻轉(zhuǎn)課堂資料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論。這種方式既方便學(xué)生利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)，又可以加強(qiáng)師生、生生間的互動(dòng)交流，保障線上線下教學(xué)效果。

學(xué)生經(jīng)歷在線學(xué)習(xí)、在線檢測(cè)和課前實(shí)踐練習(xí)的過(guò)程，并即時(shí)與教師討論交流，教師通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度、收集學(xué)習(xí)問(wèn)題等環(huán)節(jié)，隨時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)活動(dòng)。這種方式完成的在線教學(xué)，不僅可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，而且能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)?；旌鲜浇虒W(xué)模式下的課程的特色之處在于教師可以根據(jù)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)討論區(qū)中提出的學(xué)習(xí)難點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的授課，采用翻轉(zhuǎn)課堂模式引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，加深學(xué)生對(duì)這些內(nèi)容的理解。以拋物型方程有限差分法內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，拋物型方程的交替方向隱格式的導(dǎo)出是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)方法采用演算的方式，教師在推導(dǎo)公式時(shí)要占用大量課堂時(shí)間，學(xué)生普遍反映理解困難。在MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式下，學(xué)生可根據(jù)自己的情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，教師針對(duì)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的疑難問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)講解，采用直觀教學(xué)方式，利用MATLAB軟件編程求解相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，將其結(jié)果可視化，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。針對(duì)少數(shù)難度較大的內(nèi)容，如Peaceman-Rachford格式、Douglas格式等，教師可以安排小組互動(dòng)討論，教師進(jìn)行引導(dǎo)補(bǔ)充，直到學(xué)生完全理解為止。

三、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

教學(xué)評(píng)價(jià)指教師在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果的監(jiān)測(cè)評(píng)估。傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)多以考試結(jié)果來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，往往會(huì)忽略學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，如課前自主學(xué)習(xí)、課堂互動(dòng)和課后反思等。而線上教學(xué)平臺(tái)可以統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣、課間練習(xí)等數(shù)據(jù)，生成個(gè)性化數(shù)據(jù)資源，教師和學(xué)生可以清晰地看到目標(biāo)是否完成、知識(shí)技能是否真正掌握。由于線上、線下教學(xué)相融合，教師可從學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程、單元測(cè)試、學(xué)習(xí)反饋等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)?；趯W(xué)者李逢慶構(gòu)建的混合式教學(xué)評(píng)價(jià)框架，本研究初步厘定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)要素的占比，得到以下混合式模式教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)（如表1所示）。

筆者將該混合式教學(xué)模式應(yīng)用于2017級(jí)信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)學(xué)生的課程教學(xué)，并將其與2016級(jí)同專業(yè)學(xué)生的傳統(tǒng)課堂教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行對(duì)比分析。按照表1的框架，統(tǒng)計(jì)兩種教學(xué)模式的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，其中，2017級(jí)混合式數(shù)據(jù)來(lái)自學(xué)習(xí)通SPOC平臺(tái)和教師手中實(shí)時(shí)成績(jī)記錄表，2016級(jí)學(xué)生的指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)自教師手中的學(xué)生綜合成績(jī)表，對(duì)比分析如下：

學(xué)習(xí)成效對(duì)比分析——在課前學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)4個(gè)指標(biāo)方面，傳統(tǒng)教學(xué)模式分別為4.65分、2.67分、1.48分、2.03分，混合式教學(xué)模式為4.48分、4.63分、2.47分、4.31分，后者學(xué)生的成績(jī)顯著提升;課堂活動(dòng)評(píng)價(jià)中，傳統(tǒng)教學(xué)模式與混合式教學(xué)模式的2項(xiàng)指標(biāo)分?jǐn)?shù)分別為8.79分、9.51分和9.86分、7.64分，需要注意的是協(xié)作學(xué)習(xí)成果指標(biāo)則是傳統(tǒng)教學(xué)模式分?jǐn)?shù)高;在課后學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)2個(gè)指標(biāo)方面，傳統(tǒng)教學(xué)為7.64分、9.26分，均低于混合式教學(xué)模式的8.14分、9.50分;在期末評(píng)價(jià)方面兩種模式差距不明顯?？偡址矫妫旌鲜浇虒W(xué)模式分?jǐn)?shù)的73.56分比傳統(tǒng)教學(xué)模式的70.60分要高2.96分。總之，混合式教學(xué)模式有效提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效率。

學(xué)習(xí)行為對(duì)比分析——學(xué)生的課前在線學(xué)習(xí)時(shí)間、線上和課堂表現(xiàn)、課后練習(xí)等與期末成績(jī)正相關(guān)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，混合式教學(xué)模式的學(xué)生課前學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)明顯高于傳統(tǒng)模式，說(shuō)明混合式教學(xué)模式有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，在提高成績(jī)方面起到積極作用。一方面，傳統(tǒng)課堂教學(xué)的課前預(yù)習(xí)和課后練習(xí)環(huán)節(jié)缺乏教師的監(jiān)督，學(xué)生完成效率不高;另一方面，混合式教學(xué)模式借助網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)資源彌補(bǔ)了課前學(xué)習(xí)的不足，同時(shí)提高了學(xué)生的探索興趣。值得注意的是，協(xié)作學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)方面混合式教學(xué)模式低于傳統(tǒng)教學(xué)模式，說(shuō)明混合式教學(xué)模式在促進(jìn)學(xué)生的課堂協(xié)作學(xué)習(xí)方面略顯不足。

筆者探索并實(shí)踐了MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式。實(shí)踐表明，該模式對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)成效和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性具有積極作用。MOOC+SPOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式為信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)教學(xué)提供了新的手段，但也存在一些問(wèn)題，如教學(xué)環(huán)節(jié)互動(dòng)質(zhì)量難以保證，個(gè)別學(xué)生的交流需求不能完全得到滿足等。此外，如何指導(dǎo)學(xué)生合理利用MOOC平臺(tái)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師如何更好地在線輔導(dǎo)學(xué)生，如何監(jiān)督學(xué)生在線討論、協(xié)作學(xué)習(xí)等問(wèn)題，不是單靠平臺(tái)的技術(shù)支持就能實(shí)現(xiàn)的，還需要教師在以后的教學(xué)工作中深入研究，對(duì)該模式進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)與完善，從而為地方應(yīng)用型本科高校混合式教學(xué)模式的推進(jìn)提供更好的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭雙冰，董瑞，王曉峰.應(yīng)用型人才培養(yǎng)中數(shù)值代數(shù)課程教學(xué)的探討[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究（教研版），2018（11）.

[2]戰(zhàn)德臣，王立松，王楊，等.MOOC+SPOCs+翻轉(zhuǎn)課堂：大學(xué)教育教學(xué)改革新模式[M].北京：高等教育出版社，2018.

[3]汪凌，姜凌.基于MOOC+SPOC的混合式教學(xué)模式在運(yùn)籌學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020（8）.

[4]鄒燕，馮婷莉，趙一凡.混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[J].中國(guó)高等教育，2020（1）.

[5]李巖峰，潘曉鷗，王爾馥.OBE教育理念下鏈?zhǔn)交旌辖虒W(xué)的探索與實(shí)踐[J].黑龍江教育（理論與實(shí)踐），2020（11）.

[6]李逢慶，韓曉玲.混合式教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].中國(guó)電化教育，2017（11）.

[7]邢麗麗.基于精準(zhǔn)教學(xué)的混合式教學(xué)模式構(gòu)建與實(shí)證研究[J].中國(guó)電化教育，2020（9）.

責(zé)編：初 心