“互聯網+教育”背景下工科專業課程混合學習模式的設計與實踐

王 瑞 陳 康 魏愛華 郎旭娟

（河北地質大學水資源與環境學院 河北石家莊 050031）

“互聯網+”時代的到來，帶來了移動互聯網時代，也帶來了優質教育資源的普及化[1]。信息化背景下的當代大學生，其學習習慣、學習態度和學習方式都在發生著轉變，固定的、傳統的教學內容和教學方式已經不能有效地提升學生的學習興趣，尤其對于理論性和抽象性強的理工科基礎理論類課程，更是難以達到理想的學習效果。因此，作為大學一線教師，必須敏銳抓住信息化發展的歷史機遇，全面貫徹新發展理念，推進以“學”為主的混合式學習模式，以提高專業人才培養的水平。

一、“互聯網+教育”的理念

“互聯網+教育”也可稱為信息化教育，其核心理念是互聯網與教育的深度融合，由互聯網衍生的混合式學習的教育理念、教育方式契合了當代學習者的特征，成為智慧教育時代的重要學習模式[2]。開展“互聯網+教育”，關鍵在于如何把班級教學、教師教學、在線教學融為一體，形成虛實融合的教學新模式[3]。在疫情的助推下，“互聯網+教育”已經成為學校教育的重要組成部分，教育正在借助于信息技術，形成多主體共同參與、線上線下有機融合、課內課外一體化的教育服務新形態[4]。新時期形勢對學生和教師的綜合素質和角色擔當提出了更高、更豐富的要求，教師不僅要不斷地完善和提高自己的專業水平，還要有效地激發學生的自主學習能力，培養學生解決復雜問題的綜合能力和創新性科學思維，力求實現高等教育內涵式發展。

二、混合學習模式的設計

本混合學習模式的設計不僅有助于對課程內容的全方位加強，同時注重所選擇的學習模式可以契合學生的個性化發展，充分調動學生的學習興趣和學習的積極主動性，以最終實現預期學習目標，有效地促進教學質量的提升和人才培養目標的達成。

（一）教學資源準備

基于OBE（Outcomes-Based Education）目標導向的教育理念，從專業需求和課程目標確定混合式教學資源。教學資源應具備前沿性和時代性，并注重人文素養與思政教育。除教材教輔外，還充分利用各種網絡資源完成多樣化的資料準備。建立并豐富習題資源庫，利用線上測試系統為學生提供練習平臺；同時考慮到混合學習的差異性，通過準備不同的教學資源以滿足不同學生的學習需求。此外，將科研項目成果與課程內容結合，并借助計算機的交互功能和實時動態表現功能，來豐富教學實例庫。

（二）知識呈現模式

運用現代智慧教學工具輔助教學，注重問題為導向的知識呈現模式。理工科類課程內容往往具有階段性和連續性的特征，在教學過程中主要根據體系思路以專題形式展開，知識的呈現可以貫穿于整個課程進展階段。采用“啟發式”“引導式”及“任務法”“討論法”等方式，鼓勵學生多層次多角度分析問題；設計檢測混合式學習目標達成的檢驗方式，根據結果反饋來調整學習活動，不斷修正完善教學設計，創新教學方法。

（三）多元混合式活動交互

1.學生與教師的活動交互

在班級授課時注重翻轉課堂式教學，并通過案例式教學、文獻匯報等方式在線下教學活動過程中鼓勵學生自主學習與合作學習，并加強師生之間的面對面溝通交流；教師通過網絡教學平臺發布學習任務，了解學生的學習準備進度或對知識的掌握程度，與學生進行線上討論或答疑等。

2.學生線上線下學習活動的交互

通過課前任務發布及自我檢測、課中的合作交流及測練融合、課后作業及個性化輔導等方式，教師引導學生在不同的情境下選用合適的學習方式，幫助學生完成線上線下混合式學習的轉換，激發學生的主觀能動性，增強溝通協作能力。

3.課程知識習得與課余科技競賽的交互

注重實例深化，加強實踐教學。將項目研究實例和科技文獻引入課堂，部分內容以研究專題的形式組織學生分組討論分析。鼓勵并指導學有余力的學生參加社會實踐活動和大學生競賽活動（如中國“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等），培養學生的創新意識，加強學生的團隊合作意識及人際交往能力。

（四）綜合考核評價

建設過程性反饋機制，對學生的考核評價將由過程性評價（平時成績和在線學習成績）和結果性評價（實踐成績和期末考試成績）組成。平時成績可包括翻轉課堂表現、參加競賽活動、課后作業等；實踐（實驗）成績可包括操作過程、報告撰寫及創新能力；而在線學習成績則包括線上自學、線上討論、線上測試等。期末筆試注意提高試題考核的開放性和實用性。目的在于激勵學生注重平時學習和自主學習，為課程目標達成提供條件。

三、混合學習模式的實踐

本混合學習模式的實踐課程選取了筆者所在學校中多專業開設的必修課程“水文地質學基礎”作為目標課程，該課程是地質類院校中地下水科學與工程、水文水資源工程、環境工程、地質工程等專業的一門核心專業基礎課，是培養具有創新意識、符合新時代需要的復合型專業人才的關鍵課程之一。這門課程同時也是土木工程、城市地下空間工程、地質學等專業的必修課程，受眾面廣，有效的課程學習模式的構建將有助于課程交叉融合的探索與研究，這同樣也是整合教學資源的重要手段，在培養學生復合型職業素養中起到了重要作用。

（一）目標課程要解決的重點問題

1.書本上講解的水文地質理論比較抽象，各種水文地質現象又較理想化。實際工作中，由于水文地質條件固有的特性以及人類活動等外部條件的干擾，學生容易出現打開書本就明白，到現場就糊涂的問題。教學改革過程中，需要將水文地質學有關現象與理論，結合學生學習及工作實際進行講解，切實提高學生分析、解決有關水文地質問題的能力。

2.理工科部分學生不善于表達，不能與教師形成良好互動，在一定程度上影響了教學效果。在本課程的教學中應注意發揮學生的積極性和創造性，提高他們的團隊合作能力；同時尊重學生的個體化差異，根據學生“想學、會學、學會”的學習需要引導學生增強學習自主性。

（二）教學過程

1.混合式課程內容

水文地質學課程的改革的研究將先從廣泛調研開始，通過對國內一流大學和一流學科進行考察、交流和學習，結合以往研究經驗、資料檢索和學生問卷調查等途徑，掌握“互聯網+教育”背景下學生的學習習慣、學習態度和學習方式。

依照以上所述的改革措施和調查結果，筆者已對本校地下水科學與工程、環境工程、城市地下空間工程等專業的學生展開實踐。課程內容以“學生發展、學生學習、學習效果”為指引，從專業需求和培養目標出發，教師逐個優化知識點多媒體課件，借助MODFLOW、CorelDraw、GIS、MATLAB等計算、繪圖或模擬軟件實現抽象知識可視化、動態化展示，并融入互聯網優質教育資源及工程實例等內容來增進課程內容的前沿性、時代性和挑戰度，同時注重人文素養與思政教育，構建混合式學習的課程內容。

2.混合式授課模式

課程理論體系確定后，授課團隊接著在教學方法上開展改革實踐。混合式課程將傳統的純粹的線下教學模式，轉換為在傳統線下授課+中國大學慕課學堂在線等線上教學資源+多種課堂教學手段的教學模式。授課前通過運用雨課堂應用讓學生按時做好課前線上復習和預習，雨課堂可以預約發布時間和截止時間，學生通過手機完成作業，能自動統計學生完成人數、正確率等作業完成情況，方便教師及時了解學生對知識的掌握情況。在教學過程中則注重參與式、互動式教學。例如，講授“潛水、承壓水和上層滯水”一節時，教師在介紹完潛水的概念和特點后，通過剖面圖的動態展示讓學生直觀理解潛水的相關要素，并通過潛水管理的實例講解潛水等水位線圖的應用。然后在課堂上讓學生對比學習和分組討論承壓水的相關概念和圖件，鼓勵學生走上講臺講解承壓高度的計算、自溢區的劃分等問題，而上層滯水的內容則留給學生線上自學，并完成習題。教師團隊利用中國大學MOOC平臺和超星爾雅教學平臺，主要進行單元測試和問題討論，也鼓勵學生們自主學習視頻內容。學生們在討論區的發言頗為積極，教師也及時對學生們的發言給予評價。而實驗課程中教師團隊則發布拓展式線上實驗課程，與學生共同討論實驗思考題，并對學生在實驗實操過程出現的問題及時進行討論和反思。

此外，在課前、課中、課后的線上線下時間，教師團隊都引導學生主動與教師溝通交流，以了解學生們對知識的掌握現狀和學習需求，同時根據學生的作業反饋來調整授課進程。這樣的教學模式可以由教師針對學生的課前、課中和課后的掌握情況及在線討論結果對線下授課內容進行靈活調整，有效地提高上課效率和課時壓縮帶來的每節課任務繁重的壓力，同時教師可利用節省下來的時間設計課堂討論、翻轉課堂等多種教學形式，可有效地促進學生參與課堂活動，激發學習主動性，切實掌握專業知識。同時，在授課中和結課后，教師也鼓勵學生參與教學反思，更大程度地引導學生參與學習，重視學習過程，同時也能幫助教師豐富對教學實施的認識。

3.混合式教學成效

創新后的教學模式提高了學生們的學習主動性，學生們積極參與教學討論和實踐，愿意在課內外投入時間鉆研，許多學生還能結合生活中的自然現象主動向老師提問。學生們對教師備課情況、授課情況、授課技巧以及課堂氛圍評分都達到了90分以上，有83%以上的學生給了優秀等級。在授課結束后的教學反思過程中可以看出，學生們普遍稱贊教師生動有趣且細致耐心的講解、課前/課中/課后與教師的互動、現代智慧教學工具的應用等方面。此外，通過將2020～2021年秋季學生成績與2019～2020年秋季學生成績比較，采用混合式教學模式后，學生成績優秀率提高了2.5%，不及格率下降了4.06%，平均分上升了1.6分。同時，學生通過參加社會實踐和競賽類活動，提高了專業技能，在全國、河北省、河北地質大學學生創新創業比賽中多次獲獎，課程改革取得了階段性成效。

四、結束語

互聯網技術融合發展對教學信息技術更新換代產生了深遠影響，對于教師而言，一定要轉變教學觀念，緊跟信息化的步伐，結合學生的時代特征，適時轉變教學模式，以學生發展為中心，以學習產出為導向，將現代信息技術與課程內容深度融合。本教學實踐結合生產實際對專業人才綜合素質跨越性發展的需求，把班級教學、在線教學、實踐教學融為一體，從傳統課堂與翻轉課堂、線下授課與在線學習、課堂知識內化與課余競賽深化三個角度構建虛實融合的多元混合式學習新模式，引導學生增強學習自主性，培養學生解決復雜問題的綜合能力和科學思維，實現預期學習目標。教學改革設計與實踐中注重學生的主體地位，將教師的身份從主導變為引導，真正將“以學生為中心”落到實處。同時，本教師團隊的改革探索經驗也希望能為其他工科專業課程的建設提供一定參考。