基于Blackboard平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)輔助課程實(shí)踐研究

張新明

摘要：基于哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）的Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以混合教學(xué)理論為指導(dǎo)、Blackboard學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)為技術(shù)支持，構(gòu)建了不適定問(wèn)題的計(jì)算方法課程的混合教學(xué)設(shè)計(jì)模式。文章詳細(xì)闡述了使用Blackboard平臺(tái)設(shè)計(jì)不適定問(wèn)題的計(jì)算方法課程的方法以及有效地利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行不適定問(wèn)題的計(jì)算方法網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要做法。

關(guān)鍵詞：不適定問(wèn)題的計(jì)算方法;Blackboard教學(xué)平臺(tái);混合式教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2020）21-0186-03

一、課程簡(jiǎn)介

不適定問(wèn)題的計(jì)算方法是講述不適定問(wèn)題和數(shù)學(xué)物理反問(wèn)題基本概念、求解方法及其應(yīng)用的一門課程，有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用前景。適定性的概念可以追溯到著名數(shù)學(xué)家阿達(dá)瑪在1923年所提出的“適當(dāng)模型”應(yīng)滿足的三個(gè)條件：（1）模型的解是存在的;（2）模型的解是唯一的;（3）模型的解對(duì)輸入數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。只有滿足全部三個(gè)條件的問(wèn)題，才是適定的問(wèn)題，否則就是不適定問(wèn)題。在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們認(rèn)為只有適定性的問(wèn)題才有意義，而隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們也逐漸意識(shí)到很多描述自然現(xiàn)象的實(shí)際模型由于某些條件的限制并不滿足上述條件，從而引起了不適定問(wèn)題研究的熱潮。與不適定問(wèn)題密切相關(guān)的一類問(wèn)題，就是數(shù)學(xué)物理反問(wèn)題，這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的反問(wèn)題都是不適定的。

近些年來(lái)，數(shù)學(xué)物理反問(wèn)題已經(jīng)成為應(yīng)用數(shù)學(xué)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，代表了最活躍和令人振奮的交叉學(xué)科之一，這在很大程度上受其他學(xué)科與眾多工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用中所產(chǎn)生的迫切需求所驅(qū)動(dòng)。數(shù)學(xué)物理反演問(wèn)題涉及的不單純是數(shù)學(xué)和物理中的反問(wèn)題，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和研究范圍的擴(kuò)大，地學(xué)、圖像圖形學(xué)、遙感、石油勘探、醫(yī)學(xué)、金融、經(jīng)濟(jì)乃至生命科學(xué)都提出了由“結(jié)果”探求“原因”的反演問(wèn)題。因此，反演問(wèn)題具有涉及面廣，內(nèi)容豐富，跨行業(yè)，跨學(xué)科等特點(diǎn)。不適定問(wèn)題的計(jì)算方法課程的開(kāi)設(shè)為高校數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)等專業(yè)的研究生提供了一門既重視理論基礎(chǔ)，又強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用的理論聯(lián)系實(shí)際的課程，有利于相關(guān)專業(yè)研究生科學(xué)研究素質(zhì)的提高。

本文作者在哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）為研究生開(kāi)設(shè)不適定問(wèn)題的計(jì)算方法這門課程已有5年，系統(tǒng)總結(jié)了本門課程所具有的特色：（1）前沿性;（2）重理論基礎(chǔ);（3）易于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目式教學(xué)。基于本門課程所具有的以上特點(diǎn)，在已有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文作者基于Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)開(kāi)展混合式改革，將傳統(tǒng)課程和網(wǎng)絡(luò)信息化元素融合為一體，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)者和教學(xué)內(nèi)容等特征，選擇教學(xué)媒體，組合教學(xué)策略和學(xué)習(xí)方式，希望能夠?qū)⒍鄻踊慕虒W(xué)活動(dòng)有效地結(jié)合，各抒其長(zhǎng)，相互補(bǔ)充，從而形成最為優(yōu)化的學(xué)習(xí)模式，使學(xué)生更易接受、消化課程內(nèi)容，提高教學(xué)效率。

二、Blackboard（BB）簡(jiǎn)介

Blackboard（BB）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)是目前非常流行的一種教學(xué)應(yīng)用平臺(tái)。它是由美國(guó)畢博有限公司聯(lián)合塞爾網(wǎng)絡(luò)有限公司開(kāi)發(fā)的一種集合文本圖像等多種媒體，以課程為中心，致力于虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充，提供交互式通信的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)，是一個(gè)典型的在線課程的開(kāi)發(fā)工具。有了這一平臺(tái)，教師可以及時(shí)地發(fā)布、管理和組織教學(xué)內(nèi)容，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，完成教學(xué)、交流和評(píng)價(jià)三位一體的教學(xué)目標(biāo)，還能根據(jù)課程學(xué)習(xí)需要進(jìn)行個(gè)性化定制，使教與學(xué)的過(guò)程充滿情感的交流。

鑒于Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)的強(qiáng)大功能，眾多高校一線教師基于此平臺(tái)進(jìn)行了相關(guān)教學(xué)改革研究。張嬌和周榕[1]采用文獻(xiàn)計(jì)量法和內(nèi)容分析法，以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）為數(shù)據(jù)來(lái)源，從期刊發(fā)文量、發(fā)文作者與機(jī)構(gòu)、論文高被引、研究熱點(diǎn)和研究主題等五個(gè)維度，定量分析Blackboard平臺(tái)的研究現(xiàn)狀，并提出結(jié)論和建議;成靜[2] 依托Blackboard平臺(tái)構(gòu)建以臨床病例為主要內(nèi)容的兒科護(hù)理學(xué)題庫(kù)，結(jié)果顯示：兒科護(hù)理學(xué)網(wǎng)絡(luò)題庫(kù)有利于學(xué)生的課余學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)課程的積極性，增加師生間的交流溝通，促進(jìn)學(xué)生臨床思維的培養(yǎng)，更全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況;李兵和張念生[3]通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)教學(xué)實(shí)踐，介紹了安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院基于Blackboard平臺(tái)的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略，闡述了使用Blackboard設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的方法以及有效地利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要做法;李磊[4]等在大學(xué)物理雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中引入多維立體化的教學(xué)模式，結(jié)合教學(xué)資源、教學(xué)過(guò)程和考評(píng)體系等方面的建設(shè)與完善，構(gòu)建基于Blackboard平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多維立體化雙語(yǔ)教學(xué)模式;許益笑[5]探索在病理生理學(xué)教學(xué)中實(shí)行傳統(tǒng)的課堂授課與小組討論的PBL教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，并引入Blackboard平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)課程。 除此之外，Blackboard平臺(tái)也在眾多的其他課程建設(shè)中起到了非常重要的作用。

三、基于Blackboard（BB）平臺(tái)的課程建設(shè)

Blackboard平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)、測(cè)試、評(píng)價(jià)、輔導(dǎo)、答疑和交流討論等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的支持，其對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要支撐作用得到了教師、學(xué)生的廣泛認(rèn)可。筆者基于Blackboard平臺(tái)的強(qiáng)大功能，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的不適定問(wèn)題的計(jì)算方法課程主要內(nèi)容包括如下。

（一）課程建設(shè)實(shí)踐

貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，課程主頁(yè)創(chuàng)建如下：

課程主頁(yè)

在課程主頁(yè)的左邊是本門課程的菜單欄，包括：通知、課程簡(jiǎn)介、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、講義、課程資源、討論、小組、作業(yè)、測(cè)試、中英文詞匯對(duì)照等條目。在課程授課過(guò)程中，相關(guān)通知公告都可以發(fā)布在通知里。課程簡(jiǎn)介則包含了本門課程的基本信息。教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、講義和課程資源包含了本門課程的主要教學(xué)內(nèi)容和課程資源，在這里包含講義之外的5本相關(guān)書籍，目的是拓展學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)有余力的學(xué)生能夠掌握更多的內(nèi)容。討論和小組可以實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)交流。授課過(guò)程共發(fā)起了兩次話題討論，同學(xué)們頗感興趣，積極參與，充分顯示了同學(xué)們的確是在動(dòng)腦考慮，主動(dòng)參與，并非是一味地被動(dòng)接受老師所講解的知識(shí)。 作業(yè)與測(cè)試實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的作業(yè)提交與評(píng)分以及課堂測(cè)試與評(píng)分等功能，在授課過(guò)程中共布置了4次作業(yè)，均實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上提交和評(píng)判。另外，本門課程還添加了“中英文詞匯對(duì)照”，這主要是解決本門課程雙語(yǔ)授課帶來(lái)的英語(yǔ)專業(yè)詞匯與中文翻譯的對(duì)照問(wèn)題。

（二）教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系建設(shè)

教學(xué)效果評(píng)價(jià)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程中必不可缺的重要環(huán)節(jié)。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促進(jìn)其自主學(xué)習(xí)，我們采用了過(guò)程化的考核方式，使學(xué)生的考評(píng)結(jié)果與學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)主動(dòng)性緊密地結(jié)合起來(lái)。在這種考核方式下，學(xué)生的總體學(xué)習(xí)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)與期末考試成績(jī)兩部分構(gòu)成。其中，期末考試成績(jī)占總成績(jī)的60%，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的40%，主要包括Blackboard平臺(tái)論壇討論成績(jī)、課堂主動(dòng)發(fā)言成績(jī)（20%）和課后作業(yè)成績(jī)（20%）。為了鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與，其中Blackboard平臺(tái)論壇討論成績(jī)和課堂主動(dòng)發(fā)言成績(jī)是平時(shí)成績(jī)的加分項(xiàng)（加到平時(shí)成績(jī)滿分為止）。此外，由于本門課程是雙語(yǔ)授課，因此期末考試和課后作業(yè)均以英文的方式書寫或表述。

四、結(jié)束語(yǔ)

作為目前高校教學(xué)中比較常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，如：內(nèi)容豐富、靈活多變、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、易于學(xué)習(xí)、便于進(jìn)行師生互動(dòng)等。此平臺(tái)的應(yīng)用，能夠使以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代化教學(xué)理念得以實(shí)現(xiàn)，能夠使更為科學(xué)的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)便于實(shí)現(xiàn)，也能夠有效地引導(dǎo)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性地進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)以本為本的教學(xué)改革實(shí)踐。本次教學(xué)實(shí)踐的結(jié)果顯示，學(xué)生多數(shù)對(duì)結(jié)合了Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的課程更感興趣，混合式教學(xué)方法能夠讓學(xué)生更好地了解本課程教學(xué)基本要求，掌握重點(diǎn)內(nèi)容，拓展知識(shí)面。經(jīng)過(guò)一學(xué)期試用，本課程建設(shè)效果基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，下一步課程建設(shè)目標(biāo)包括完善課程考核方式、移動(dòng)端平臺(tái)的課程使用、充分利用Blackboard平臺(tái)精細(xì)化教學(xué)過(guò)程，增加小組討論、成果展示等環(huán)節(jié)，以求進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

參考文獻(xiàn)：

[1]張嬌，周榕.Blackboard平臺(tái)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與反思[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù)，2019，33（02）：21-25.

[2]成靜，沈紅五，趙建美，姜琴，顧冬梅，王蘇容.基于Blackboard平臺(tái)的兒科護(hù)理學(xué)題庫(kù)構(gòu)建與應(yīng)用研究[J].護(hù)理研究，2015，29（25）：3130-3132.

[3]李兵，張念生.基于Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)精品課程建設(shè)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，（1）：167-168.

[4]李磊，王軼卓，李香萍.基于Blackboard平臺(tái)的大學(xué)物理多維立體化雙語(yǔ)教學(xué)實(shí)踐與探索[J].軟件導(dǎo)刊·教育技術(shù)，2016，（12）：12-13

[5]許益笑，王德選，王衛(wèi)，倪世容，宋張娟，王萬(wàn)鐵，金可可.Blackboard平臺(tái)支持下病理生理學(xué)混合教學(xué)模式探索[J].教育教學(xué)論壇，2017，（37）：159-161.

Abstract： Based on the Blackboard network teaching platform in Harbin Institute of Technology （Shenzhen）， taking the blended teaching theory as the guidance and Blackboard learning management system as the technical support， a blended teaching design for the course of Computational Method of the Ill-posed Problem is established. The design method of the course with the Blackboard teaching platform is introduced in detail， and the main methods of effectively using the Blackboard teaching platform in the course are also described.

Key words： Computation Method of the Ill-posed Problem; Blackboard teaching platform; blended teaching reform