基于“雨課堂”的運籌學(xué)課程線上線下混合式教學(xué)模式探討

徐 晶 孔 珂 盧龍彬 劉玉玉 武 瑋 于欣艷

（濟南大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院 山東·濟南 250022）

運籌學(xué)是我校水文與水資源工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其先修課程是高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)與空間解析幾何等基礎(chǔ)課，后續(xù)課程是水環(huán)境保護、水資源規(guī)劃與管理等專業(yè)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠樹立系統(tǒng)觀念，提高數(shù)學(xué)建模能力，了解學(xué)科發(fā)展的前沿動態(tài)，能夠系統(tǒng)全面地看待水資源問題并且將模型化的思路和方法運用于水資源規(guī)劃、管理、開發(fā)利用等工程問題。本課程具有對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高、計算量大、數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建和求解困難等鮮明特征，僅靠傳統(tǒng)的“滿堂灌”授課模式，很難讓初學(xué)者快速并牢固掌握核心知識點，并形成相對完整的理論知識體系，這就導(dǎo)致“教”和“學(xué)”的效果都大打折扣，影響了水利專業(yè)人才的培養(yǎng)，同時也難以滿足工程教育專業(yè)認證對水利類課程的要求。因此，積極探索新的基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的混合式教學(xué)模式對于學(xué)生的培養(yǎng)、學(xué)科的發(fā)展以及教師自身能力的提高都具有重要的意義。

“雨課堂”是2016年由學(xué)堂在線與清華大學(xué)共同研發(fā)的新型線上教學(xué)軟件，將PowerPoint、慕課和微信融為一體。通過“雨課堂”，在課外和課堂教學(xué)兩者之間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線。“雨課堂”具有兩大優(yōu)勢，能夠解決傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的一些問題，實現(xiàn)智慧教學(xué)：一是學(xué)生為主體，多維化互動，讓學(xué)生成為課堂的主角，由注重教學(xué)效果向注重教學(xué)過程轉(zhuǎn)變；二是數(shù)據(jù)化決策，個性化引導(dǎo)，讓教師可以通過平臺的數(shù)據(jù)分析，及時掌握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因材施教。本文基于運籌學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，探討基于“雨課堂”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的運籌學(xué)課程線上線下混合式教學(xué)模式，對運籌學(xué)的課堂教學(xué)進行教學(xué)改革。

1 運籌學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

運籌學(xué)作為一門用來解決實際問題的課程，它的應(yīng)用非常廣泛，不僅應(yīng)用于工商企業(yè)、軍事部門、民政事業(yè)等研究組織內(nèi)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)問題，在水資源系統(tǒng)管理及分析等方面也具有重要的作用，如水源的調(diào)度、水資源的優(yōu)化配置等等。但就目前運籌學(xué)課程的教學(xué)來水，還是存在一些問題的：

1.1 教學(xué)手段比較單一

運籌學(xué)課程的教學(xué)普遍存在著教學(xué)手段比較單一的問題。在授課過程中，還是偏向使用以教師課堂教授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，然后配以教材+PPT。并且教師在講課過程中為了完成教學(xué)大綱的教授任務(wù)，必須在課堂上滔滔不絕地進行講解，要在有限的時間內(nèi)完成內(nèi)容龐雜的艱巨教學(xué)任務(wù)，這樣幾乎沒有給學(xué)生留下足夠的練習(xí)和思考時間，因此教學(xué)效果是很理想。

1.2 師生缺乏溝通交流

由于運籌學(xué)對學(xué)生數(shù)學(xué)知識尤其是線性代數(shù)相關(guān)知識掌握要求比較高，計算量大，教學(xué)內(nèi)容偏多，課時安排有限，導(dǎo)致課程進度比較快，學(xué)生聽課比較被動；對于課堂互動，即使老師在課堂上提問，由于時間限制，學(xué)生的發(fā)言也不是很積極，并且也顧及不到每位學(xué)生，這也使得學(xué)生的專注度、積極性不高。因此，僅利用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師在課堂中講完課之后，對于每節(jié)課學(xué)生們的掌握程度以及課后學(xué)生們的復(fù)習(xí)情況掌握不及時，缺乏師生之間的交流互動。

1.3 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

實踐教學(xué)是檢驗理論知識掌握程度的有效途徑，也是提高學(xué)生解決問題和實際動手能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。但就現(xiàn)實情況而言，運籌學(xué)課程主要還是采用課堂教學(xué)為主，對于實際問題的應(yīng)用較少關(guān)注。因此，一些學(xué)生盡管通過了課程的考試，但是一旦遇到實際問題就無從下手，不知所措。而我們學(xué)習(xí)運籌學(xué)的最終目的就是希望學(xué)生可以利用學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識，來解決大家在實際生活中遇到的各種數(shù)學(xué)問題。因此，相對于理論教學(xué)來說，運籌學(xué)在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)還是比較薄弱的。

1.4 課程考核方式較為單一

目前，運籌學(xué)課程采用的考核方式與其他課程基本一樣，課程最終成績多是以30%平時成績+70%期末成績組成，其中平時成績又以考勤和作業(yè)提交情況為主。這樣最終的課程成績不能很好地體現(xiàn)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、自主學(xué)習(xí)情況等。

因此，為了提高運籌學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和效果，培養(yǎng)綜合性創(chuàng)新型人才，并滿足工程教育專業(yè)認證對水利類課程的要求，我們急需去探索新的教學(xué)模式，改進考核方式，構(gòu)建新的考評體系。

2 運籌學(xué)教學(xué)改革措施

2.1 探索線上線下混合式教學(xué)模式

基于“雨課堂”將學(xué)生課下的學(xué)習(xí)活動與教師課上的教學(xué)銜接起來。通過“課前預(yù)習(xí)—課上講授答疑—課后反饋評價”的全周期教學(xué)的全景數(shù)據(jù)獲取，以期實現(xiàn)以學(xué)生為主體、師生高效互動的線上線下混合式教學(xué)模式。課前，教師將提前準備好的課件、講義以及相關(guān)音視頻通過“雨課堂”的手機端或電腦端發(fā)送給學(xué)生，并通過課前測試題等方式讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)；課上，學(xué)生通過微信掃碼進入課堂，可以對課堂上的課件進行保存，教師將學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況反饋給學(xué)生，這樣學(xué)生就可以在上課過程中更好地關(guān)注到教學(xué)內(nèi)容的易錯點和自己預(yù)習(xí)時的問題所在，讓聽課更有針對性；在每節(jié)課講解新內(nèi)容之前，還可以通過幾個簡單的題目，檢測學(xué)生對上節(jié)課內(nèi)容的掌握程度；上課過程中也可以通過“彈幕”“隨機點名”“發(fā)紅包”等方式實現(xiàn)師生的實時交流，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)師生的高效互動，還能夠活躍課堂氣氛；并隨時利用課堂小測驗來更好地了解學(xué)生對知識點的掌握程度；課后學(xué)生可以根據(jù)線上提交的測驗等數(shù)據(jù)進行有針對性的復(fù)習(xí)和鞏固，教師則可以根據(jù)大數(shù)據(jù)分析和評價學(xué)生的出勤、回答問題、測驗等學(xué)習(xí)過程。

2.2 增設(shè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

運籌學(xué)課程增設(shè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的手段主要可以考慮開設(shè)實驗課，我們主要考慮開設(shè)課內(nèi)實驗，也就是將實驗課穿插在理論教學(xué)過程中，不單獨開設(shè)實驗課，邊講授理論知識，邊讓學(xué)生進行實踐應(yīng)用，這樣可以讓大家利用實驗課來進一步鞏固理論知識點的鞏固、學(xué)習(xí)。我們主要選用了較為簡單也較為常用的Lingo軟件（全稱是LinearInteractiveandGeneralOptimizer，是一款用來求解線性和非線性優(yōu)化問題的工具）來進行模型的求解。首先讓大家初步了解并學(xué)習(xí)Lingo軟件的簡單操作，然后通過設(shè)計相關(guān)的水資源領(lǐng)域的題目，比如某地區(qū)水資源的優(yōu)化配置問題等，讓大家嘗試利用Lingo軟件來求解線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃等問題。學(xué)生通過自己編寫程序、求解問題，能幫助學(xué)生更好地理解相應(yīng)的算法，提高學(xué)生利用計算機解決實際問題的能力。

2.3 改進考核方式，構(gòu)建新的考評體系

課程可以通過增加平時學(xué)習(xí)過程的考核比重，加入實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，同時增加期末考試試題中綜合類型的題目，構(gòu)建更加全面、科學(xué)的考評體系。因此課程最終的成績可以主要由三部分組成：平時成績、實驗成績以及期末成績，各占最終成績的25%、15%和60%。其中平時成績不僅包括傳統(tǒng)的考勤以及作業(yè)提交情況，還包括“雨課堂”中預(yù)習(xí)測驗、隨堂測練成績、課堂及課后的表現(xiàn)等；實驗成績主要包括實驗課的出勤、課堂表現(xiàn)、課堂上程序的編寫以及最后實驗報告的提交。新的考評體系不僅可以增加學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程的考核比重，并且有助于學(xué)生更加靈活地運用所學(xué)的理論知識的能力、獨立自主思考和學(xué)習(xí)的能力。

3 結(jié)論

“智慧教學(xué)”時代已經(jīng)開啟，線上線下混合式教學(xué)模式較為先進，更加重視的是教師的引導(dǎo)作用和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，目前也是受到了廣泛的推廣。運籌學(xué)作為水文與水資源工程專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，由于課程本身的理論性和對數(shù)學(xué)運算能力的要求較強，因此傳統(tǒng)的“滿堂灌”授課模式已不適用于運籌學(xué)的教學(xué)，必須進行新的教學(xué)模式的改革。本文基于“雨課堂”這一網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，探索了運籌學(xué)線上線下混合式教學(xué)模式，以期打破師生之間時間和空間上的限制，讓學(xué)生更加充分地參與到教學(xué)過程中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性；并對原有考核方式進行了改進，構(gòu)建了新的考評體系，希望可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高教學(xué)效果。當然，想要真正發(fā)揮新的教學(xué)模式的作用，還需要我們不斷地探索與實踐。