線上線下混合式教學模式的研究與實踐

佀同光，劉夏，徐秀杰，王文，盧文鋒，張戰

（1.山東建筑大學管理工程學院，濟南250101；2.瑞衡信息技術有限公司，煙臺264000）

0 引言

在互聯網技術和知識數字化的背景下，以教師講授為基礎的傳統課堂教學方式難以滿足學生獲取知識的需求，新穎的教學模式逐漸受到了教育工作者的重視[1]。網絡教學突破了學習空間和時間上的限制，為學習者提供了極大的便利。通過維持教師和學生的聯系，加強互動，線上線下相結合，可以更有效地提高學習效率[2]。小規模限制性在線課程（Small-Scale Restricted Online Courses）則融合了線下課堂教學和線上教學的優點。學生通過線上資源自主學習，教師在課堂教學中與學生互動，學生開展線上協作交流等。教師還可根據學生需求調整課程進度和評分系統，激發學生主動學習的熱情[3]。“翻轉課堂”使“信息傳遞”前移至課前，“內化吸收”階段前移至課堂，突出了學生在教學中的主體地位，實現了新型的教與學方式[4]。

面向對象技術是當前軟件設計的主流選擇和事實標準[5]。面向對象程序設計課程的任務是讓學生建立面向對象的思維方式，是桌面開發、Web 開發、移動開發和大數據分析開發的技術基礎。課程內容邏輯性很強、但比較枯燥，需要結合師生的實際情況，探索線上線下混合式教學模式，以提高教學資源的有效性、課程的趣味性和學生的學習主動性，最終取得良好的教學效果。

1 面向對象程序設計教學改革和學生現狀

面向對象的理論深度高于程序設計語言，但仍然屬于面向應用的課程，除掌握面向對象思想，鞏固載體語言（以Java 為例）也是面向對象程序設計的任務之一。在普通本科院校，教師需要細致講解知識點，采取一定新型教學模式，才能在有限的課時內提供一個有理論和實踐價值的知識體系。

1.1 國內外面向對象程序設計教學改革現狀

面向對象程序設計課程的教學改革探索已經有很多報導。姚曉玲等[6]介紹了面對面學習（Face-to-Face）和在線學習（Online Learning）混合學習方式在面向對象程序設計中的應用。劉麗娜[7]在混合教學的基礎上采取了問題驅動的教學模式。唐子豪[8]報道了基于Moodle 的程序開發類課程MOOC 環境構建。翻轉課堂在面向對象程序設計課程也有成功應用[9]。微課（程）是以短視頻為基本形式講授某個知識點的教學方式[10]，在不同類型的高校中有成功的應用[11]。微課在面向對象程序設計課程教學中應用也可見于多篇文獻[12]。

建構主義認為世界是客觀存在的，但是對事物的理解卻是主觀的。建構主義學習理論認為，學習是學生在原有經驗基礎上，建構新的經驗的過程，實踐在學習過程占有非常重要的地位[13]。Hrynchak 等人[14]基于構建主義理論在醫科學生中構建了學習小組，學生通過互動完成學習，教師扮演學習促進者的角色，協助學生完成新知識的構建。王樂球等人[15]將學生通過抽簽方式進行分組，并指派組員承擔組長、計分員等職責，分別負責組織活動、評價組員。

從文獻中看到，微課應用、翻轉課堂、混合式教學均有成功應用，但三種方式同時應用于面向對象程序設計教學相關文獻較為少見。

傳統教學理論中，對“教”的重視遠大于對“學”的重視[16]。如何充分發揮學生的主動性、有效組織課上和課下團隊學習的文獻也不多見，文獻中線下討論團隊采用的隨機分組和自愿分組都會帶來組間差異過大的問題，而且組長可能會在壓力下，夸大小組及個人成績。現尚未發現充分的文獻來評價在線學習效果。學生的學習活動是教學活動的“最后一公里”，是教學活動的核心，在面向對象程序設計課程教學中尚未引起充分的關注。

1.2 針對山東建筑大學信息管理與信息系統專業學生調查結果

課程組于2020 年2 月對山東建筑大學的信息管理專業與信息系統專業126 名大一、大二的學生的學習動機和學習方式進行了問卷調查。共收回有效答卷84 份，占有問卷總數的66.7%。

關于學習動機，“獲得高分”的占73.81%，但也有25.00%的同學的學習動機是“達到及格”。有19.05%的同學滿足于課堂知識，80.95%的同學愿意投入時間延伸學習。63.10%的同學認為“給他人講解”是自己學會的標準，36.90%的同學認為獨立完成作業即證明掌握課堂知識。

在學習方式方面，有59.52%的同學認可團隊學習，54.76%的同學認為自學是可行的學習方式之一。在團隊學習參與方式上，89.29%的同學態度積極，83.3%的同學愿意給其他同學講解思路，但也有10.71%的同學傾向于從團隊獲取答案或不參加。有94.05%的同學認為視頻學習相對傳統課堂有優勢。92.86%的同學能從QQ 群討論中促進學習。

學習態度方面，有94.05%的同學能夠提前或按時完成作業，5.95%的同學有時不交作業。不能獨立完成作業時，95.23%的同學會參考他人作業，理解后提交作業。有50.00%的同學表示有上課聽不懂的情況，32.14%的同學課后不愿請教別人。

分析表明，不能在課堂學習中完全掌握知識的情況比較常見，而且三分之一的同學在請教他人方面有困難，這意味著一部分同學無法完全達成學習成果，這種差距積累到一定程度，會使部分同學放棄學習。獲取高分或達到及格是學生學習的重要驅動力，大多數同學愿意投入時間延伸課堂知識。多數同學認可團隊學習形式，并愿意和同學分享知識。

結合調查結果和文獻中的教學改革成果，面向對象程序設計課程實施線上線上混合式教學具有必要性，也有可行性。

2 線上線下混合式教學模式設計

“學習金字塔”（Learning Pyramids）是最重要的傳統現實主義學習模型，對信息（知識）傳遞模式的效率進行衡量[17]。根據該模型，聽課行為的知識獲取率為5%，演示為30%，討論、實踐分別可達到50%和75%，而“傳授給他人”時獲取率則可以達到90%。為讓學生循序漸進地完成五個不同層次的學習行為，達到高比例的知識獲取率，設計了在線微課、翻轉課堂、個人作業、小組作業、小組討論、教師提問、教師總結和有獎教程等多個線上線下教學資源和教學環節（表1）。

表1 教學模式設計及“學習金字塔”模型活動的對應關系

2.1 基于微課的線上資源，保證資源持久性和碎片化

教學資源是教學目標達成的重要保障。教育部要求“加強優質教育資源開發與應用。加強網絡教學資源體系建設。引進國際優質數字化教學資源。開發網絡學習課程”[18]。隨著信息技術的發展，學習碎片化已經成為常態[19]。大學生的自主學習時間較多，平均每天有1-3 小時[20]。基于這一現實情況，面向對象程序設計課程資源的全部采用5-15 分鐘的微課形式（圖1），使學生能夠充分利用碎片化時間完成學習和鞏固。在教學平臺上，除了視頻資料，還有教學大綱和電子講義等文檔。除了理論教學，還配備了上機演示微課，便于學生在課下完成上機和大作業操作，充分體現了課程自身特點。在線微課，保證“學習金字塔”中的第一層學習行為的順利實施。

圖1 一個時長為10分鐘的微課

2.2 基于翻轉課堂的教學組織，緊密結合線上和線下教學活動

學生的學習能力有差異，在傳統課堂模式下，教師往往要根據中等學生的學習能力組織課堂教學，教學效率的較低。為了提升教學執行力，面向對象程序設計課程采用了翻轉課堂組織教學。要求學生在課前觀看微課視頻（圖1），自主學習并完成作業。使用QQ 群組織學生（允許匿名）討論，學生互問互答，教師和高年級助教則在群中引導討論并適時回答問題。視頻可以反復學習，能力較弱的同學可以多花一些時間掌握。這樣，不同學習能力的學生都可以在上課前達到統一的學習進度，便于課堂組織。

由于學生已經在課下完成了討論，課堂教學1在2020 年疫情期間，使用“在線課堂”的方式，達到了預期效果。中，教師要完成三個方面的工作：

檢查視頻“聽課”效果。聽課作為“學習金字塔”的最基本的學習方式，也是對學生的最低要求。要求學生講解視頻中出現的知識點，能夠防止學生“重作業、輕視頻”的不良傾向，切實打好基礎。

檢查“實踐”能力。作業是重要的實踐活動，要求學生講解個人作業和小組作業，可以鼓勵學生在實踐中投入時間，并爭取有所創新。學生在講解過程中，能基本達到“學習金字塔”中“傳授給他人”的程度，對教學內容有了深入的理解。

答疑。教師針對學生學習中的普遍問題做總結，并引導學生做進一步的思考。

課堂教學作為線下教學環節，教師以學習促進者的角色，鞏固了涵蓋了“學習金字塔”中的所有學習行為的學習效果，彌補學生在新知識構建過程中缺口，完成知識構建。

2.3 個人作業和小組作業相結合，促進團隊學習

作業是學生實踐的重要形式，是保證學生知識應用的重要保障。團隊是面向對象程序設計課程學習的基本組織形式。教師通過查閱學生往學期的成績并通過匿名調查的方式確定了15 個小組（原則上以宿舍為單位），允許學生小組間做不超過一名組員的交換，還允許一名組員能夠成為另一個組的臨時成員。這種方式形成的分組保證了聯系緊密性和小組間學術水平的平衡。

面向對象程序設計課程的作業分成兩個階段：個人作業和小組作業。學生先獨立完成個人作業（鼓勵學生在QQ 群中匿名互助），通過電子郵件提交給教師并抄送組長。小組作業通過團隊協作完成：所有組員通過講解各自己的作業，把自己的理解講授給他人。小組作業是組員在作業實踐后，通過演示、討論和講授給他人的方式完成的學術成果。組長以百分比的形式確定組員對團隊的貢獻。小組討論時錄制視頻，并提交到教學平臺。

小組互評成績和教師評價成績形成小組成績，小組成績按貢獻比分配給各組員，“兩級評價”方式提高了所有成員為小組貢獻力量的積極性。個人作業保證了個人知識構建過程，而小組作業則讓每個組員平等地、正式地獲得了團隊知識的機會。討論視頻作為小組作業提交，也保證了學習活動的真實性和組長評價的真實性。

基于團隊的小組作業中，學生實施了演示、討論、實踐和講授給他人等學習行為，達到了極高的知識獲取率。

2.4“有獎”征集教程，鼓勵有余力的學生探究、分享

對于一些較難或略微超出教學大綱的知識點，鼓勵有余力的學生使用視頻教程方式分享。教師確定候選作品（剔除有錯誤的作品），全體同學通過在線投票選出最好的三個，按名次在平時成績中加分。這一措施吸引了優秀學生和平時成績不理想的同學參與，培養了學生的探索能力和表達能力，擴充了一般學生的教學資源。

3 效果評價

線上線下混合型教學模式從2018 級開始實施（但該年級的團隊學習沒有達到預期效果）。表2 表明：2018 優秀率有明顯提高，但不及格率沒有明顯改善。從現象上看，優秀學生和良好級別的學生在線上-線下教學模式中受益最大，很多良好生轉化為優秀生，中等偏下的學生的成績也沒劣化2根據其他研究中的分析，該課程成績不符合正態分布的原因是學習意愿的分化。。

表2 近三年級成績分布情況

2019 級的教學正在抗擊“新冠狀病毒”的背景下順利進行，學生比較適應當前的教學模式，學習積極性和效果不僅沒有受到疫情的影響，反而較2018 級有所提高，團隊學習的效果則有明顯提升?？梢灶A料，優秀率會進一步提高，不及格率可能會有小幅度下降。

4 結語

基于構建主義教育理論和“學習金字塔”模型開展的面向對象程序設計課程的線上線下混合式教學改革研究和實踐中，通過基于在線微課的翻轉課堂和小組學習來組織教學，加強了學生在教學中主體性，提高了“知識內化”的效率；基于“個人-小組作業”的實踐模式構建了高效團隊學習模式，解決了學生間學術交流問題，促進了共同進步。“有獎”征集教程，促進了學生探究、分享活動。下一步，課程組會繼續推動教學內容、方法及考核方式的創新，強化團隊學習，促進自主學習，提高教學的執行力。

致謝

本文寫作過程中，得到了山東建筑大學管理工程學院王德東教授的指導，在此致以衷心的感謝！