基于慕課平臺的混合教學模式設計與應用*

陳 卓，許 羿

（重慶交通大學 土木工程學院，重慶 400045）

《新媒體聯(lián)盟地平線報告》（2017 年高等教育版）[1]描述了高等教育中影響教學、學習和創(chuàng)新研究的六大關鍵趨勢、六大重要挑戰(zhàn)和六項教育技術進展，其中指出在線學習、移動學習和混合式學習已成大勢，如果教育機構還沒有良好的教學模式來整合這些已經(jīng)普及的學習方法，它們將會被淘汰。而在我國高等教育領域，雖然這些新型學習方法已推廣多年，但由于受到高校硬件、軟件水平及教師個人能力素質(zhì)等眾多因素影響[2]，目前大多側重在理論探索、觀念認識的層面上，在實際教學中使用較少。鑒于此，本文重點探討混合教學法在具體課程中的設計與應用，并提出可供參考的一線教學模式。

一、《結構力學》課程教學現(xiàn)狀

1.傳統(tǒng)課堂現(xiàn)狀

《結構力學》是土木工程專業(yè)核心基礎課程，對于土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)具有關鍵作用。在傳統(tǒng)的課堂教學模式中，教師滿堂灌使得學生已養(yǎng)成被動接受教師講解、思路跟著教師走的習慣，很容易出現(xiàn)上課時聽懂但自己練習時無從下手的情況。這種教學方式，學生參與度低、自主學習能力弱化，無法真正對所學內(nèi)容理解透徹、舉一反三，已不能很好地適應當下高等教育發(fā)展的趨勢。

2.在線課堂現(xiàn)狀

近年來，以慕課為主要形式的在線開放課程在國內(nèi)外獲得了快速發(fā)展，越來越多的人利用慕課平臺開展網(wǎng)上學習，人們的學習方式已然發(fā)生了重大變革。國內(nèi)也有多家高校和機構開設了《結構力學》在線學習課程。盡管慕課有其自身無可比擬的優(yōu)越性，但一直以來有著通過率低（4%-10%左右）、學習者難以持續(xù)等問題[3][4]。究其原因，主要是慕課與傳統(tǒng)大學課堂相比，學習者與教師之間存在時空隔離，不能實時交流，缺乏學習情境的真實感，從而出現(xiàn)學習孤獨感，在一定程度上造成學習者提前中斷學習。

在線學習面臨學習者之間物理空間不共享的困境，這是傳統(tǒng)面授教育模式的優(yōu)勢所在。而面授教學由于知識的單向傳遞又存在缺乏互動等問題，在線學習剛好可以彌補這一缺陷。Jeffrey Selingo 指出[5]，高等教育的未來應該是物理空間與數(shù)字空間的結合。網(wǎng)絡教學與課堂教學應該互為補充，有機結合。本文基于此提出基于慕課平臺的混合教學模式。

二、基于慕課平臺的混合式教學

1.混合式教學

混合式教學提供一種將面授教學與基于技術媒介的教學相互結合而構成的學習環(huán)境。通過這兩種學習模式的重新組織實施，以達到提高教學效率的目的[6]。這種混合式學習模式可以為學習者提供隨時隨地的移動學習環(huán)境，實現(xiàn)在任何時間、任何地點都可以進行的靈動學習模式。這種模式融合了傳統(tǒng)課堂面授教學的優(yōu)勢和網(wǎng)絡在線教學的優(yōu)勢，既體現(xiàn)了教師的引領作用，又突出了學習者為本的理念。許多研究結果表明，這種模式能夠提高學習者積極性、創(chuàng)造性以及獨立學習的能力。

2.基于慕課平臺的混合式教學

隨著各種慕課平臺的不斷發(fā)展，其運行、管理日趨完善。以超星慕課為例，該平臺設置有學習模塊、作業(yè)模塊、討論模塊、資料模塊、拓展模塊及統(tǒng)計模塊，并且支持各種移動終端的訪問與使用。利用這些模塊，學生端可觀看微視頻、記錄筆記、發(fā)起討論、參與課堂或直播互動；教師可上傳資源，發(fā)布作業(yè)，參與答疑，發(fā)起問卷調(diào)查，發(fā)起課堂活動以及統(tǒng)計學生學習行為數(shù)據(jù)等。

本文結合現(xiàn)有混合學習模式[7]特性和慕課平臺功能特點，構建基于慕課平臺的混合學習模式，如圖1 所示，該模式主要分為以下三個部分：

（1）前期學習資源設計

對學習對象、學習內(nèi)容進行分析，設定微課知識點及課堂互動環(huán)節(jié)。在微課知識點設計上，盡管已經(jīng)有國家級的《結構力學》精品課程可以參考或作為補充資料，但并不適合全盤照搬。這里應結合教師實際教學經(jīng)驗，針對教學對象，進行更為本土化的個性設計。有研究指出，由任課教師本土化設計的微課，學生更具有親切感，更容易消化理解。本文在微課知識點的設計中，將其分為課前背景知識介紹、課中概念重點闡述、課后習題舉例、工程應用等。不同的微課類型用于不同教學階段。其中每個微課知識點準確、精煉、通俗易懂；在界面設計上，采用簡潔清爽的可汗風格，以手寫勾畫的形式，致力于給學生形成一種面對面、一對一講授的親切感。

圖1 基于MOOC 平臺的混合教學模式

（2）學習活動設計

在學習資源的支持下進行學習活動設計。本研究并未使用現(xiàn)下流行的翻轉課堂模式，盡管翻轉課堂帶來了先進的教學理念，但也有研究表明這種模式并不適合所有課程[8]。從學科角度看，文史類、藝術類等通識課程更適合翻轉課堂模式，而像《結構力學》這種概念和邏輯性很強，注重演算、公式推導的專業(yè)學科，過多地把知識點布置在課前，讓學生自學完成，效率很低。基于此，該模式的學習活動設計，在課前資料發(fā)布環(huán)節(jié)主要是以背景知識介紹、知識點體系說明為主，幫助學生建立宏觀學習框架意識的微視頻；課堂上，再嵌入闡述重點概念的微視頻，由教師引領學生開展基于自帶設備的線上線下同步互動的課堂學習，因為這種沉浸式的課堂學習環(huán)境更有利于掌握計算和推理方面的技巧。課后，還可發(fā)布習題舉例、解題分析、工程中具體應用等微視頻，強化課內(nèi)知識，拓展學生視野。此外，教師可根據(jù)課后作業(yè)情況發(fā)布直播視頻、實時分析易錯點等。

（3）后期學習效果評估

學習效果評價設計，通過學習過程中的問卷調(diào)查、學生學習行為大數(shù)據(jù)分析、學習階段性測試等方面得到的反饋信息，對教學進行改進和完善。基于慕課平臺混合教學的三個階段，實現(xiàn)了線上與線下的教學方式混合、固定與移動的教學環(huán)境混合以及靜態(tài)與動態(tài)的教學資源混合。本文將結合該教學模式在《結構力學》課程中的具體應用展開進一步說明。

三、混合式教學模式在《結構力學》中的設計與應用

1.線上與線下的教學方式混合

本研究在《結構力學》開課前，對96 名學生進行了對以往課堂互動情況、聽課效率影響的調(diào)查，具體數(shù)據(jù)見表1、表2。從表1 的結果中可以發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)課堂一直存在課堂互動不足、學生回答問題積極性不高的情況，有52.08%的人只有在被點名后才會被動參與課堂活動，12.5%的人從不參與課堂互動。主動參與的學生比例只有35.42%，這就使得教師很難了解學生的學習掌握情況。而表2 中，有33.33%的學生感覺課堂互動讓人緊張，也間接反應出學生參與性不高的部分原因。另外還有23.96%的學生覺得課堂互動過多影響學習進度，對課堂互動效果認可的比例僅為28.13%。

基于以上調(diào)查結果，本研究在《結構力學》授課過程中引入了自帶設備進課堂的教學模式，即師生自帶個人移動終端設備進入課堂，共同參與課堂教學的應用模式。在該模式下，課堂上的互動方式由線下面對面互動拓展到線上，將部分互動環(huán)節(jié)由教師在課堂直接發(fā)問轉化為移動端問題搶答、問卷等多種形式。各種課堂教學活動都將可以以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)出來。教師可實時掌握學生通過互動反饋所體現(xiàn)出來的學習情況，并隨時調(diào)整教學進程。這種線上線下同步混合的教學模式，充分體現(xiàn)出“混合式教學”的優(yōu)勢。在課程學習中期，本研究再次進行了問卷調(diào)查，結果表明這種方法極大地提高了學生的參與度以及對課堂互動效果的認可度。

表1 傳統(tǒng)課堂互動情況調(diào)查表

表2 傳統(tǒng)課堂互動對聽課效率影響調(diào)查表

表3 為混合教學模式下參與課堂互動調(diào)查的結果。其中56.25%的學生愿意通過移動端搶答的方式參與課堂互動，6.25%選擇直接舉手回答。綜合兩項數(shù)據(jù)，學生主動參與互動率達到了62.50%，相比傳統(tǒng)課堂提高了近一倍。盡管還有37.50%處于被動參與或不參與的狀態(tài)，但有望隨著混合教學模式的推進逐步得到改善。表4 為混合教學模式下互動對聽課效率影響調(diào)查結果，可以發(fā)現(xiàn)，原來傳統(tǒng)課堂中最突出的課堂互動讓學生感到緊張、無法專心聽課的問題，在混合教學模式下得到了很大緩解，對課堂互動效果的認可率達到了55.21%，相比傳統(tǒng)課堂提高了近一倍。

總結原因可以理解為，學生在傳統(tǒng)課堂學習環(huán)境中有拘束感，不愿意在公開場合表現(xiàn)自己，這是在特定場合或具體任務面前缺乏信心的表現(xiàn)。具體到課堂互動上，可表現(xiàn)為學生為了避免回答錯誤或回答不佳而承擔來自外界的批評和嘲諷而采取的一種自我保護措施，即選擇零風險的“沉默”。但當提問活動轉到線上進行后，這種約束感會減弱，學生的參與意愿也隨之增強。這是因為網(wǎng)絡平臺有去抑制化的作用[9]，人們在網(wǎng)絡環(huán)境中，行為模式會不同于一般日常生活中面對面時的言行舉止。由于制約感的大大削弱，人們會表現(xiàn)得更放松，會更自由地表達自己。這使傳統(tǒng)教學模式下教師難以及時掌握學生學習情況的問題，在新的混合教學模式下得到了巨大的改變。

表3 混合教學模式下課堂互動調(diào)查表

表4 混合教學模式下互動對聽課效率影響調(diào)查表

2.固定與移動的教學環(huán)境混合

傳統(tǒng)的學習環(huán)境是以教室、圖書館、宿舍等為主的固定地點。隨著互聯(lián)網(wǎng)普及與移動通信的發(fā)展，學生越來越傾向在可以隨時隨地進行的移動環(huán)境中學習。筆者分析了近半年內(nèi)校內(nèi)《結構力學》慕課平臺訪問方式統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在180 人的數(shù)據(jù)樣本中，發(fā)現(xiàn)有接近85%的學生采用移動客戶端進行平臺訪問，僅15%的學生使用電腦網(wǎng)頁瀏覽。這表明，由于移動學習的便捷性，學生更傾向于從固定的學習環(huán)境中解放自己，進行不受地點限制的更自主的個性化學習。

但是移動學習也使得學生的學習環(huán)境變得復雜多樣。各種外界因素的干擾可能導致學生無法像在教室里一樣安靜地學習，從而造成學生的注意力難以集中、持久，影響學習效果。其次移動學習中學生接收的為碎片知識，這種知識屬于孤立的知識點，缺乏系統(tǒng)性。

由此可見，引入固定與移動相結合的教學環(huán)境，可以有效利用兩者的優(yōu)勢。一方面在傳統(tǒng)的固定課堂中，教師可以在一個完整的教學時間段內(nèi)幫助學生梳理知識點，并將每個知識點有序串聯(lián)起來形成體系，引導學生深層次分析問題，舉一反三、不斷衍生。另一方面，利用移動教學環(huán)境，進行知識點講解、練習、點評，同時教師可通過網(wǎng)絡平臺加入到學生中去，不受空間和時間約束，對學生的自主學習過程進行引導，與學生交換想法和見解，提高學生參與度與積極性，構建基于網(wǎng)絡平臺的“師生學習共同體”。

3.靜態(tài)與動態(tài)的教學資源混合

靜態(tài)教學資源是基于物的資源，這種資源在一定時期內(nèi)具有相對穩(wěn)定性，如傳統(tǒng)紙質(zhì)教材、配套幻燈片等。雖然這些資源在整個教學和學習過程中起著非常重要的作用，但存在表現(xiàn)形式單一、更新慢、互動性差等局限性。學生的學習過程是一個知識不斷積累、更新、豐富和遷移的過程，僅僅依靠單一的課本或幻燈片信息顯然是遠遠不夠的。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術在教育行業(yè)的廣泛應用，動態(tài)教學資源的建立正逐步引起重視。動態(tài)學習資源是基于人的資源，它們是動態(tài)的、不斷更新、不斷變化的，具有相對的不可控性[10]，如學生在課堂提問中反饋的信息，在網(wǎng)絡學習平臺對于某一問題發(fā)布的想法，師生交互討論所產(chǎn)生的新思路等等，這種動態(tài)的學習資源更能夠充分調(diào)動學生的主體性，使學生在學習過程中真正成為信息加工的主體和知識的主動建構者，學習過程更個性化、自主化[11][12]。

在《結構力學》課程具體教學中，本研究設計了基于慕課平臺的靜態(tài)與動態(tài)的教學資源混合流程，如圖2 所示。首先教師在授課前需預設靜態(tài)教學資源，如準備教學內(nèi)容、選擇微課知識點、制定教學規(guī)劃等。其次在課堂線上或線下，真實的動態(tài)的教學過程中，對學生發(fā)表的意見、觀點,提出的問題乃至錯誤的回答等給予捕捉和反饋，轉引生成動態(tài)教學活資源。最后教師可對該動態(tài)資源進行開發(fā)處理，如改寫、補充教案，從而投入二次教學應用中[13]。

圖2 教學資源混合流程

其中動態(tài)資源生成方式可以表現(xiàn)為多種形式：如根據(jù)課堂測驗進行現(xiàn)場問題分析；根據(jù)學生課后作業(yè)情況發(fā)布網(wǎng)上直播點評；對微課視頻開放彈幕功能，讓學生在觀看過程中可以隨時提出問題；針對某知識點在平臺學習社區(qū)發(fā)起討論，等等。如研究者在課堂上講解超靜定次數(shù)判定方法后，采用選擇題的形式發(fā)放了一個“判定某結構體系超靜定次數(shù)”的測試，其中A 為正確答案。學生通過移動客戶端進行現(xiàn)場投票，投票結果實時投影在大屏幕上。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中教師可以了解到，參與的52人中，60%給出了正確答案，但還有40%選擇了其他答案，其中有25.71%錯誤地選擇了答案B，這是因為學生對關于鉸結點和組合結點的概念理解不正確而造成的。根據(jù)這一互動反饋，教師在點評過程中即可針對結點概念展開補充介紹。這一過程就是動態(tài)教學資源建立的過程，它是基于教學互動實時生成的。在這里，教師提出的問題可以在前期教學規(guī)劃中進行預設，但是投票結果是動態(tài)生成的，也正是基于網(wǎng)絡平臺，為學生互動反饋結果提供了一個快速數(shù)據(jù)分析并展示的可能性，使得教師可以迅速掌握課堂情況，動態(tài)生成教學資源。

四、結論

本文提出的基于慕課平臺的混合式教學模式，在《結構力學》課程的實際應用過程中，顯著改變了傳統(tǒng)課堂過分使用講授而導致學生學習主動性不高、認知參與度不足、互動性差等問題，有效地提升了學生學習效率、積極性。但是混合式教學模式并無定式，在其推廣過程中，應根據(jù)各高校的具體情況靈活把握。如何更加合理、優(yōu)化地發(fā)揮混合教學模式的最大潛力，使其達到顯著提高教學效果和教學效率的目的，仍是一個需要不斷探索的過程。但是這種全新的強調(diào)以學生為中心的教學模式，必將成為我國高等教育人才培養(yǎng)的主流模式之一。