基于在線平臺的云端智慧參與式互動教學模式研究與實踐

臧 潔，宋麗麗，康 鵬，孟祥宇，王 妍

(遼寧大學 信息學院，遼寧 沈陽 110036)

0 引言

以學生為中心的參與式互動教學理念是近年來高等教育研究的熱點，該理念以學生為中心，設計教學環節，強調學生的學，弱化教師的教，把學生的學習放在主體位置[1-2].參與式互動教學理念中的教師是腳手架，圍繞學生，作為課堂的組織者，指導、幫助和促進學生的學習；主張綜合運用引導式、討論式和小組合作式等多種參與式互動教學方法，培養學生的學習能力[1-2]，充分發揮學生的主動積極性和創造性，關注對學習效果的測量、反饋，強調過程性評價，弱化最終性評價.

然而，目前高校課堂中，仍然存在單向式灌輸的授課方法，缺乏有效的課堂互動，學生的參與度低，不能很好地形成思考和討論的氛圍，學生只是被動的學習，而這種方式與以學生為中心的參與式互動教育理念不相符合[2].此外，現在移動網絡的發展對傳統課堂造成了極大的沖擊，課堂上的“低頭一族”隨處可見，嚴重影響了課堂秩序和教學質量.近年來，隨著信息技術的不斷創新，一批使用學生手機屏幕的課堂應用逐漸誕生，也為教學改革帶來了機遇.

基于以上原因和目的，本文以信息化技術為載體，以最優化理論課程教學為例，借助雨課堂，構建了以學生為中心的云端智慧課堂，在課堂中引入問題式學習(PBL)教學方法、快速問答方法、同伴教學法和Think-Pair-Share教學模式，并進行了實踐應用，探討基于在線平臺的高校課堂互動教學模式的研究與實踐.

1 最優化理論課程簡介

最優化理論是一個重要的數學分支，研究利用數學的方法如何尋找解決問題的方案，并在這些方案中找到最優，其可以應用到人類活動的各個領域，為所有領域相關問題的解決，提供相關的理論基礎和求解方法，是一門實用性強且應用廣泛的課程[3].

最優化理論課程含有大量數學知識和算法，具有邏輯性強、難理解的特點，對于初學該門課程的學生而言，是一個不小的挑戰.對于講授該門課程的老師來說，用什么方法講解才能讓學生產生興趣、深入理解，也是一個值得探討的課題.根據課程特點，想要學生產生學習興趣，緊跟老師思路，提高學生的參與度和師生的互動就是特別重要的一個環節.以學生為中心，采用不同的教學方法吸引學生，提高學生的參與度，促進師生互動，及時反饋，加強過程性評價，是學生學好該門課程、老師教好該門課程的重要途徑.

2 云端智慧課堂構建

為了提高學生的課堂參與度，促進師生互動，本文借助信息化平臺—雨課堂，構建了云端智慧課堂.雨課堂是一個智慧教學工具，由學堂在線和清華大學在線教育辦公室共同研發，主要目的就是全面提升課堂教學體驗，讓師生互動更多、教學更為便捷[4].雨課堂借助在PowerPoint安裝插件和微信，在課外和課堂間建立了溝通的橋梁.利用雨課堂，教師可以建立自己的課堂，在課前將預習課件發送到平臺，平臺會通過微信推送給學生；課堂上，學生通過微信登錄課堂，可以發彈幕、投稿、實時答題，老師可以課堂點名、發送題目、查看留言、答題情況以及學生反饋信息；課后老師可以推送作業，學生微信端收到作業提醒可以提交作業，老師可以在線批改作業，隨時查看學生完成作業的情況，這種課前-課中-課后的方式，為提高學生的參與度和師生互動的有效性提供了方案.本文借助該平臺，構建了《最優化理論》的云端智慧課堂，如圖1所示.

圖1 云端智慧課堂

3 以學生為中心的參與式互動教學方法實施

雨課堂平臺中的很多設置，例如彈幕、投稿、點名、單選題、多選題等，都為課堂教學帶來了新的視野和角度，為以學生為中心的參與式互動教學方法提供了便利.為更好地貫徹、提高學生的參與度，基于雨課堂平臺的功能，在教學實踐中應用了一些教學方法，主要包括以下方法.

3.1 PBL教學方法的應用

PBL(基于問題的引導教學方法)是當今教育者研究的熱點，核心理念就是老師引導學生在學習的過程中自主發現問題、分析問題并解決問題[5].

在實施過程中，借助雨課堂，根據《最優化理論》課程邏輯性強的特點，針對特定知識點，教師事先設定了多個連續遞進的問題，以引導同學們進行持續深入的討論學習.例如學習線性規劃解的概念，首先講解線性無關的概念，由此引導學生思考基解以及基解個數的問題，然后引出基可行解，最后理解可行解、基解以及基可行解等概念的關系.

《最優化理論》課程涉及的數學知識多、邏輯性強、含有大量算法，對于同學們來說，是不容易學習的課程.為了讓同學們扎實的掌握基礎知識，在教授過程中，采用了大量的引導式教學方法，循序漸進，不時提醒同學們跟上老師的思路，把晦澀的數學知識講透，讓同學們愛上這門課程.當問題拋出后，同學們可以利用雨課堂的彈幕、投稿、答題等方式表達自己的想法，該方式的使用為不愛表達的同學提供了一種渠道，老師也可以更多地了解同學們對于問題的理解程度.圖2是利用雨課堂的彈幕實現該教學方法的舉例.

圖2 PBL在云端智慧課堂中的應用

3.2 快速問答方法的應用

為了提高學生的課堂參與性，同時也是為了評估學生對課程的認識和學生對講授知識點的掌握情況，借助雨課堂，采用了快速回答的教學方法.例如在《最優化理論》課程的第一節課，就開展了“你喜歡數學嗎”這樣問題的快速問答環節，如圖3所示.這樣做的目的有2個，一是根據課程特性，調查學生對于數學的熱愛程度，根據反饋及時調整講授方式；二是引導學生，加強對于《最優化理論》課程的認識，及時調整自己的學習方式.

圖3 快速回答方法在云端智慧課堂中的應用

3.3 同伴教學法的應用

同伴教學法是哈佛大學教授Eric Mazur創立的，主要以教學中的合作和互動為基本特征，以小組為基本教學單位，使學生互相討論，互相學習，互相受益[6].借助同伴教學法的理念，在課堂中，專門設計了引導學生深入探討的概念測試題，利用雨課堂的投票功能，通過大屏幕展示概念測試題的投票支持率，實現課堂全員互動.課程中采用了很多這種題目，限于篇幅，僅做部分展示，如圖4所示.

圖4 同伴教學法在云端智慧課堂的應用

借助在線平臺雨課堂的題目設計應用同伴教學法，不僅充分發揮了以“學生”為中心的理念，而且通過大屏幕展示學生的投票結果，實現了全員互動，使得“低頭一族”抬起了頭.

3.4 Think-Pair-Share模式的應用

Think-Pair-Shair(思考-討論-交流)模式是一種合作學習策略，目的是促使學生就某一問題形成自己的觀點，進而與他人分享[7].為了更好地讓學生參與學習過程，吸引學生的注意力和興趣，在《最優化理論》教學過程中，借助雨課堂的云端智慧課堂，多次應用了該方法.例如，每次課程后都會布置相應作業，學生私下討論完成作業，在雨課堂進行提交；教師在批改作業后，會選擇一個同學的作業進行發布分享，其余同學可以根據該同學的答案提出自己的疑問，大家進行討論，鞏固所學知識.圖5完整地展示了該過程，展示的布置人工變量法作業(思考)—討論(學生自己討論+課堂師生互相討論)—分享.在課程過程中多次應用了該方法，通過討論分享，加強了同學們獨立思考和協同合作的能力，而且作業分享的同學，在平時成績中會額外加5分，從這一方面，也激勵了同學們認真完成課后作業.

4 結論

為加強以學生為中心的參與式互動教學理念，借助信息化技術，以最優化理論課程教學為例，構建了基于雨課堂的云端智慧課堂，為提高學生的參與性，加強師生互動，在云端課堂中應用了PBL教學方法、快速問答方法、同伴教學法和Think-Pair-Share模式，探討了如何基于平臺進行有效的以學生為中心的參與式互動教學設計和教學過程考核，教學效果良好，為學生的主動學習、促進師生互動、提升互動質量和線上線下混合教學的進一步實施提供了參考依據.

圖5 TSP方法在云端智慧課堂的應用