“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的生長(zhǎng)樹(shù)型教學(xué)模式研究

崔巖 常象春 林年添 尹會(huì)永 李桂花

山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590

《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出要推動(dòng)高校針對(duì)不同層次、不同類(lèi)型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)，改進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)方案，構(gòu)建科學(xué)的課程體系和學(xué)習(xí)支持體系。在此指導(dǎo)方針下，以學(xué)生為主體，使學(xué)生具備較強(qiáng)的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力成為高校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，高校普遍采用壓縮理論教學(xué)學(xué)時(shí)、增加實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)的做法，本科生的總學(xué)分和教學(xué)總學(xué)時(shí)在原有的基礎(chǔ)上逐年削減。在此大趨勢(shì)下，陳寶生在2018年6月召開(kāi)的“新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議”上提出了“金課”概念，要求將“水課”建設(shè)成有深度、有難度、有挑戰(zhàn)度的“金課”。同年8 月，教育部發(fā)布《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》（教高函〔2018〕8號(hào)），將“淘汰水課、打造金課”正式寫(xiě)入教育部的文件。隨后吳巖司長(zhǎng)提出了“兩性一度”的“金課”標(biāo)準(zhǔn)，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度。如何在“學(xué)時(shí)壓縮”的客觀條件下建設(shè)以“兩性一度”為標(biāo)準(zhǔn)的“金課”，已經(jīng)成為每個(gè)高校教師都必須面對(duì)和解決的問(wèn)題。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與普及，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的混合式教學(xué)成為解決“低學(xué)時(shí)”和“高質(zhì)量”這一對(duì)矛盾的最佳選擇。所謂“互聯(lián)網(wǎng)+”，就是“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”，但這并不是簡(jiǎn)單的兩者相加，而是利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)。由此產(chǎn)生的混合式教學(xué)是以學(xué)習(xí)者為中心，基于一定的教學(xué)目標(biāo)，把傳統(tǒng)的面對(duì)面課堂教學(xué)與現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)有機(jī)地融合，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)最優(yōu)化的教學(xué)模式。目前常見(jiàn)的混合方式是“并行式”，即線上線下內(nèi)容一致，線上資源實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的講解，線下檢驗(yàn)、鞏固、轉(zhuǎn)化線上知識(shí)。這種方式線上線下相輔相成，能夠有效提升教學(xué)效果，但也存在一定的局限性：1.線上課程建設(shè)難度大，現(xiàn)有資源不足；2.“線上知識(shí)講解”模式并不適用于所有課程內(nèi)容；3.“兩性一度”“金課”標(biāo)準(zhǔn)中的“高階性”難以把握。為此我們提出一種生長(zhǎng)樹(shù)型的混合方式，將線上學(xué)習(xí)作為兩個(gè)開(kāi)放的端源，線下教學(xué)連接兩個(gè)端源并把控發(fā)展脈絡(luò)，實(shí)現(xiàn)兩端開(kāi)放、中間把控、自然發(fā)展，在“學(xué)時(shí)壓縮”的客觀條件下打造高質(zhì)量的“金課”。

一、生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)

（一）生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的內(nèi)涵與特征

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的生長(zhǎng)樹(shù)型教學(xué)模式的核心思想是發(fā)展（生長(zhǎng)），其中包含了三個(gè)要素：理論的深化是發(fā)展的重要保障（樹(shù)根）；如何從理論走向應(yīng)用是發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵（樹(shù)干）；創(chuàng)新是發(fā)展的必然要求（枝葉），其具體內(nèi)容包括以下方面。

1.理論上的深化：主要借助MOOC 平臺(tái)，利用線上學(xué)習(xí)的可重復(fù)性和可延展性幫助不同基礎(chǔ)、不同接受能力的學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)。由于課程資源內(nèi)容龐雜、針對(duì)性不強(qiáng)，因此需要教師借助智慧教學(xué)工具進(jìn)行組織和管理，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行篩選和對(duì)學(xué)生自學(xué)進(jìn)行引導(dǎo)，并對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行考核。

2.從理論走向應(yīng)用：利用基本原理解決實(shí)際問(wèn)題有兩個(gè)必要步驟：一是由基本原理到專業(yè)常用公式的推導(dǎo)，主要借助板書(shū)和PPT；二是常用公式的求解及應(yīng)用，主要借助計(jì)算機(jī)編程。線下課堂教學(xué)的規(guī)范性和互動(dòng)性可以讓教師很好地把控這個(gè)過(guò)程。

3.創(chuàng)新：主要借助線上的專家講座、實(shí)際案例、期刊文獻(xiàn)等多種資料，線上資源的多樣性和先進(jìn)性能夠幫助不同能力、不同興趣點(diǎn)的學(xué)生找到探索和創(chuàng)新的方向。這一部分要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師起輔助作用。

通過(guò)對(duì)上述三個(gè)要素的把控，最終構(gòu)建一種“兩端開(kāi)放、中間把控、自然發(fā)展”的新型教學(xué)模式，將海量的線上資源作為汲取知識(shí)的“土壤”和“天空”，為發(fā)展提供空間；課堂教學(xué)則重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生利用基本原理解決實(shí)際問(wèn)題的能力和思維，為發(fā)展提供保障。緊扣發(fā)展這一核心，讓課程更具生命力，在“學(xué)時(shí)壓縮”和客觀條件下打造高質(zhì)量的“金課”。

（二）生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的方案設(shè)計(jì)

教學(xué)方案的設(shè)計(jì)圍繞生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)模式的三個(gè)要素，教學(xué)脈絡(luò)遵循“基本原理→常用公式→實(shí)際應(yīng)用→創(chuàng)新”，這是一個(gè)自然發(fā)展的過(guò)程，環(huán)環(huán)相扣，互相促進(jìn)?；驹聿糠忠劳蠱OOC 平臺(tái)，借助其可重復(fù)性和可延展性實(shí)現(xiàn)理論基礎(chǔ)的深化，增大課程的挑戰(zhàn)度；從理論到應(yīng)用部分依托課堂教學(xué)，借助其規(guī)范性和互動(dòng)性實(shí)現(xiàn)綜合能力和高級(jí)思維的培養(yǎng)，增加課程的高階性；創(chuàng)新環(huán)節(jié)依托網(wǎng)絡(luò)資源，借助其多樣性和先進(jìn)性實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力的激發(fā)，增強(qiáng)課程的創(chuàng)新性。在教學(xué)組織上，通過(guò)引入MOOC 平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)資源打造倉(cāng)儲(chǔ)式的教學(xué)資源；根據(jù)自然發(fā)展過(guò)程中不同階段的學(xué)習(xí)特點(diǎn)使用多樣化的教學(xué)方法；扣緊“兩性一度”的“金課”標(biāo)準(zhǔn)制訂全方位的考核模式，具體內(nèi)容見(jiàn)圖1。

（三）生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的實(shí)施要點(diǎn)

生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)方案的順利實(shí)施，關(guān)鍵在于以下四個(gè)方面。

第一，教學(xué)資源的儲(chǔ)備和管理是生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的前提。通過(guò)引入MOOC 平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)資源，打造倉(cāng)儲(chǔ)式的教學(xué)資源。這里不僅要應(yīng)用平臺(tái)相關(guān)課程，而且要充分挖掘國(guó)內(nèi)外各大院校、科研院所、企事業(yè)單位的網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)還可以邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名專家或教學(xué)名師參與線上線下的講學(xué)或研討，不斷豐富教學(xué)資源庫(kù)。

第二，線上和線下教學(xué)的有效銜接是生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的關(guān)鍵。線上自學(xué)要進(jìn)行引導(dǎo)和考核，幫助學(xué)生有效獲取理論知識(shí)。線下課堂教學(xué)要適當(dāng)回顧線上自學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)情有針對(duì)性地進(jìn)行輔導(dǎo)，在夯實(shí)理論基礎(chǔ)的前提下，借助各種方式完成從理論到應(yīng)用這一關(guān)鍵過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和高級(jí)思維，為創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。

第三，MOOC 平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)資源的合理使用是生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的特色。課程前期學(xué)生利用MOOC 平臺(tái)進(jìn)行理論學(xué)習(xí)；課程后期則結(jié)合自身興趣利用網(wǎng)絡(luò)資源尋找創(chuàng)新點(diǎn)；創(chuàng)新中涉及的理論知識(shí)又可以回到MOOC平臺(tái)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。借助不同網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和一定的線下指導(dǎo)，在理論和創(chuàng)新兩個(gè)端源實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、開(kāi)放式的學(xué)習(xí)，互相促進(jìn)。

第四，與“金課”標(biāo)準(zhǔn)“兩性一度”相對(duì)應(yīng)的考核方式是生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的保障。要實(shí)現(xiàn)“金課”這一最終目標(biāo)，必須圍繞“兩性一度”制訂考核方式，根據(jù)教學(xué)模式自身特點(diǎn)，通過(guò)“平臺(tái)數(shù)據(jù)+章節(jié)測(cè)驗(yàn)+平時(shí)作業(yè)+編程實(shí)驗(yàn)+期末考試+多媒體匯報(bào)+探索研究報(bào)告”七個(gè)模塊，對(duì)“挑戰(zhàn)度”“高階性”和“創(chuàng)新性”三個(gè)維度進(jìn)行全方位考核，從而保障教學(xué)符合“金課”標(biāo)準(zhǔn)。

二、生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的應(yīng)用與推廣

（一）生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)在彈性波動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用

彈性波動(dòng)力學(xué)是山東科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┛辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。該課程理論性強(qiáng)，涉及大量公式推導(dǎo)，教學(xué)模式一直局限于課堂講解，而學(xué)生的數(shù)理基礎(chǔ)參差不齊，課堂教學(xué)效果很難保證。近幾年我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)該課程的學(xué)時(shí)由48 學(xué)時(shí)壓縮到32 學(xué)時(shí)，授課難度進(jìn)一步加大，線上線下混合式教學(xué)成為解決當(dāng)前困境的最佳途徑。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，彈性波動(dòng)力學(xué)有其自身的特點(diǎn)：1.專業(yè)性強(qiáng)，受眾相對(duì)較少；2.要有先修課程作為基礎(chǔ)，學(xué)生的接受能力相差較大；3.不同高校和專業(yè)有其自身特色，授課的側(cè)重點(diǎn)不同?；谝陨咸攸c(diǎn)，目前各大MOOC 平臺(tái)都沒(méi)有彈性波動(dòng)力學(xué)的在線開(kāi)放課程。專業(yè)基礎(chǔ)課起點(diǎn)和目標(biāo)的多元化決定了課程必須具備靈活性和可延展性，傳統(tǒng)的“并行式”線上線下混合式教學(xué)并不適用。

本文提出的生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)模式具有很強(qiáng)的靈活性和可延展性，可以將其應(yīng)用于我?？辈榧夹g(shù)與工程專業(yè)的彈性波動(dòng)力學(xué)課程。課程共32學(xué)時(shí)，采用線上線下混合式教學(xué)，其中線上教學(xué)8學(xué)時(shí)，線下教學(xué)24學(xué)時(shí)。

根據(jù)專業(yè)特色，本課程的內(nèi)容包含彈性理論基礎(chǔ)和地震波傳播兩大部分，旨在利用彈性理論解決地震波傳播問(wèn)題。1.理論基礎(chǔ)部分以線上教學(xué)為主，線下教學(xué)為輔。主要利用MOOC 平臺(tái)上的彈性力學(xué)課程資源，該課程是土木工程、機(jī)械工程、地質(zhì)能源等專業(yè)的專業(yè)核心課程，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源非常豐富。彈性力學(xué)的授課內(nèi)容包含彈性理論基礎(chǔ)，可根據(jù)實(shí)際需求選取部分內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行線上自學(xué)，并借助平臺(tái)對(duì)線上學(xué)習(xí)情況進(jìn)行管理和考核。由于其中涉及一些數(shù)理知識(shí)，基礎(chǔ)較差的學(xué)生還可以借助平臺(tái)有針對(duì)性地復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)物理方程、高等數(shù)學(xué)等先修課程。線下則布置自學(xué)內(nèi)容、梳理知識(shí)脈絡(luò)和答疑解惑。這種學(xué)習(xí)方式既有靈活性又有可重復(fù)性，能夠幫助不同基礎(chǔ)的學(xué)生全面掌握彈性力學(xué)的基本概念、基本原理、彈性力學(xué)邊值問(wèn)題的建立過(guò)程及求解基本方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.接下來(lái)利用彈性理論研究地震波的傳播規(guī)律，教學(xué)方式以線下教學(xué)為主，線上教學(xué)為輔。線下教學(xué)要從彈性理論出發(fā)完成地震波傳播公式的推導(dǎo)，進(jìn)而分析其傳播規(guī)律。這部分內(nèi)容最為關(guān)鍵且難度也最大，需要教師根據(jù)課堂反饋進(jìn)行把控。教學(xué)手段除板書(shū)和PPT，還針對(duì)重要公式設(shè)置一定的編程實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)地震波傳播的數(shù)值模擬。這樣既加深了學(xué)生對(duì)基本原理的理解，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)了地球介質(zhì)中地震波的傳播規(guī)律，也鍛煉了學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力，加強(qiáng)了與后續(xù)專業(yè)課之間的聯(lián)系。線下教學(xué)的同時(shí)匹配一定的線上教學(xué)，通過(guò)提供大量與彈性波相關(guān)的網(wǎng)址引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)自己的興趣和擇業(yè)及考研方向進(jìn)行自由探索。借助網(wǎng)絡(luò)資源將實(shí)際案例和最新研究動(dòng)態(tài)引入課程，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生視野并促進(jìn)創(chuàng)新；同時(shí)這也是課程思政的一個(gè)亮點(diǎn)，學(xué)生可以直觀地感受科學(xué)技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的重要意義，了解我們與國(guó)際頂尖水平之間的差距，增強(qiáng)科技強(qiáng)國(guó)的責(zé)任感和使命感。

我們對(duì)彈性波動(dòng)力學(xué)課程采用全過(guò)程、綜合性評(píng)價(jià)，總成績(jī)中平臺(tái)數(shù)據(jù)、章節(jié)測(cè)驗(yàn)、平時(shí)作業(yè)、編程實(shí)驗(yàn)、多媒體匯報(bào)、探索研究報(bào)告和期末考試都占一定的權(quán)重，其中期末考試的權(quán)重在50%以上。根據(jù)考核結(jié)果，從“挑戰(zhàn)度”“高階性”和“創(chuàng)新性”三個(gè)維度進(jìn)行教學(xué)反思，不斷調(diào)整使課程更加符合“金課”標(biāo)準(zhǔn)。

（二）生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教學(xué)的推廣前景

該教學(xué)模式充分考慮了“學(xué)時(shí)壓縮”、客觀條件和“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景，具有“兩端開(kāi)放、中間把控、自然發(fā)展”的鮮明特色，對(duì)于起點(diǎn)和目標(biāo)多元化的專業(yè)基礎(chǔ)課具有天然優(yōu)勢(shì)，十分契合專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)脈絡(luò)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對(duì)這類(lèi)課程具有普適性。在“學(xué)時(shí)壓縮”的客觀條件下建設(shè)以“兩性一度”為標(biāo)準(zhǔn)的“金課”是目前高校中普遍面臨的問(wèn)題，生長(zhǎng)樹(shù)型混合式教模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用更充分，線上線下的結(jié)合也更靈活，因此對(duì)于其他類(lèi)型的課程有重要的借鑒意義，易于大范圍推廣。

三、結(jié)語(yǔ)

生長(zhǎng)樹(shù)型教學(xué)模式充分考慮“學(xué)時(shí)壓縮”、客觀條件和“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代背景，充分利用線上和線下資源，最大限度地實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，實(shí)施一種“兩端開(kāi)放、中間把控、自然發(fā)展”的教學(xué)。實(shí)踐表明，生長(zhǎng)樹(shù)型教學(xué)模式相較于傳統(tǒng)課堂模式具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。1.將“發(fā)展”作為教學(xué)脈絡(luò)的核心，在基本原理和創(chuàng)新部分依托網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠根據(jù)自身情況決定學(xué)習(xí)的深度和高度，突破傳統(tǒng)課堂由于教材單一和學(xué)情復(fù)雜造成的授課內(nèi)容的局限性。2.在線上資源的輔助下，線下課堂教學(xué)專注于“理論→應(yīng)用”部分，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和高級(jí)思維，改變傳統(tǒng)課堂由于學(xué)時(shí)少造成的理論與應(yīng)用割裂的局面。3.緊扣“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)制定全方位的考核方式，對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行綜合考核，糾正傳統(tǒng)課堂由于考核方式單調(diào)引起的各種不良學(xué)習(xí)現(xiàn)象。