“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“離散數(shù)學”混合式教學模式的研究與應(yīng)用

趙煥平

(南陽理工學院 計算機與軟件學院，河南 南陽 473004)

0 引言

為推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》，教育部制定了《教育信息化2.0行動計劃》[1]，強調(diào)高等教育與信息技術(shù)要深度融合，利用信息技術(shù)促進教育改革不斷深化、教學方法不斷創(chuàng)新，進而推動教學質(zhì)量的提高.線上線下混合式模式是深化教學改革、提高教學質(zhì)量的重要手段[2-4].它是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將在線學習與面對面教學系統(tǒng)結(jié)合起來，依托SPOC、學習通等信息技術(shù)建立以學生為主體，以提高學生自主創(chuàng)新能力為目標的在線學習平臺，集互動、討論、答疑、過程考核、教學管理于一體，學生利用平臺資源根據(jù)課程導學完成線上學習，如觀看視頻，課前測等，而線下課堂針對課前問題進行精講，并根據(jù)學生掌握情況適時調(diào)整教學內(nèi)容，采用靈活的教學模式，實現(xiàn)教學內(nèi)容柔性化、教學方式多樣化、學生學習主動化、教學管理精準化.

1 “離散數(shù)學”課程教學存在的問題及解決思路

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新知識被納入教學體系，導致出現(xiàn)課程內(nèi)容增多，課時減少[5].如“離散數(shù)學”已由原來的近百個學時縮減到如今的48或64學時.如何精煉教學內(nèi)容，使學生在有限的課堂中獲得核心知識和學習能力，這就需要借助于有效的教學手段.但目前大部分老師仍然采用”滿堂灌“的傳統(tǒng)教學模式.這種教學模式師生之間缺少互動，教與學脫離，教學效率低下，學生經(jīng)常出現(xiàn)“上課一聽就懂，下課一做題就蒙”的現(xiàn)象，加上學生獲取知識解決問題的途徑有限，長此以往，導致學生的學習興趣下降[6-7].隨著教育部提出的建設(shè)五大“金課”目標，涌現(xiàn)出越來越多的在線開放精品課程，并得到廣泛實施，但效果與理想還存在一定的差距[8].主要原因是因為這些課程的面向?qū)ο蟛煌瑳]有針對性，學生的參與度不高，無法獲取學生的反饋數(shù)據(jù)，導致線上學習與線下教學脫離.

為了最大限度地利用信息技術(shù)的優(yōu)勢改進教學質(zhì)量，將信息技術(shù)與學科教學資源深度融合，創(chuàng)新建立“離散數(shù)學”教學一體化平臺，利用大數(shù)據(jù)分析進行精準教學，提高課程教學目標的達成度.通過教學模式的改變，能夠使學生形成“自主、創(chuàng)新、探究”的學習方式，學生由被動學習變?yōu)橹鲃犹骄浚C合創(chuàng)新能力得到提高.

2 基于線上線下的混合式教學模式設(shè)計

2.1 教學平臺選擇

教學平臺選用超星學習通平臺和雨課堂.超星學習通的泛雅平臺有助于教師進行課程建設(shè)，學生學習過程管理[9].雨課堂是以Powerpoint插件的形式融入到PointPoint軟件和微信，教師可以創(chuàng)建班級，推送學習資料，隨機點名，發(fā)送紅包；學生可以在微信上預(yù)習、答題、搶紅包、彈幕互動等.雨課堂通過一些適度的競賽活動，對學生群體進行持續(xù)的學習刺激，讓師生在課堂形成良好的教學互動，更有利于對課堂學習過程的掌控.將超星學習通與雨課堂結(jié)合起來，可以實現(xiàn)線上和線下深度融合.

2.2 教學內(nèi)容重構(gòu)

線上線下混合式模式的實施離不開豐富的教學資源，“離散數(shù)學”的課程內(nèi)容一共劃分為四大部分十三個模塊.根據(jù)培養(yǎng)方案所支撐的畢業(yè)要求指標點，對“離散數(shù)學”設(shè)置3個課程目標點，如表1所列.

表1 離散數(shù)學課程目標

在課程目標和課程任務(wù)的基礎(chǔ)中，對每個模塊設(shè)置課程導學圖(如圖1所示)，確定教學要求、教學方法和考核方式，使學生明確學習的要點；在每個單元中將教學內(nèi)容拆分成單個知識點，以知識為單位制作教學資源，比如導學圖、課件、教學視頻、課后測、隨堂測等.學生在空余時間利用這些教學資源自主線上學習，教師可以根據(jù)這些教學資源更好地進行教學設(shè)計，諸如討論、隨堂測、作業(yè)發(fā)布等.

圖1 《離散數(shù)學》第一部分課程導學圖

2.3 教學設(shè)計與實施

教師通過教學平臺推送課前學習任務(wù)，根據(jù)學生預(yù)習效果設(shè)計課堂活動，并根據(jù)學生預(yù)習情況和課堂表現(xiàn)設(shè)計課后作業(yè)及拓展任務(wù).

為了將教師的”導“與學生的”學“融合為一體，整個教學過程主要分為以下3個環(huán)節(jié).

(1) 課前導學

依照本校的教學目標和教學要求，對重難點知識收集相關(guān)的動畫資料和學習資料并制作微課，提前三天為學生布置預(yù)習內(nèi)容，學生自主性線上學習過程中對不理解的地方進行標記，這樣就把單向灌輸式教學轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向引導式學習.教師可以根據(jù)教學平臺統(tǒng)計分析功能查看學生的預(yù)習情況，并對進度落后的學生及時提醒并給予幫助，提高這部分學生的學習積極性；根據(jù)測試分析學生對知識點的掌握程度，及時調(diào)整課堂內(nèi)容的進程，這樣線下課堂教學過程中老師有針對性地重點講，學生有針對性的專心聽，從而實現(xiàn)與線下課堂無縫銜接.

(2) 課中研學

課中，借助雨課堂對知識點進行講授，特別是課前導學中學生提出的難點知識.教師運用雨課堂插件間斷性插入現(xiàn)場答題、投票，根據(jù)學生的答題情況發(fā)放紅包，學生發(fā)送彈幕等，適時調(diào)整課堂氣氛，引發(fā)學生的學習積極性.雨課堂能及時反饋學生的學習完成情況，使教師實時掌握學生對知識點的掌握情況，靈活調(diào)整授課節(jié)奏.學生在聽課過程中遇到不理解的問題可以在手機端PPT下標記“不懂”，及時向老師反饋，便于老師進行系統(tǒng)重點講解.通過雨課堂的“隨機點名功能”，抓住學生的興趣點抽取學生回答問題，集中學生的學習注意力.對教學大綱中的重難點知識通過設(shè)置單選、多選、填空、案例分析等題目去實時考察學生對知識點的掌握情況.課中的答題成績作為平時成績的重要組成部分，真正做到平時成績量化客觀化、多維化.

(3) 課后練學

課后，老師根據(jù)課前預(yù)習和課中學習情況，針對學生易錯題、不易理解知識點設(shè)計課后測題目，課后測主要練習課中的重難點知識及學生錯誤率比較高的知識點，并做到舉一反三；同時，課后測可以設(shè)計拓展任務(wù)作為附加題目，加強學生的知識綜合應(yīng)用能力.階段測試安排在章節(jié)結(jié)束后進行，通過隨機函數(shù)從試題庫中抽取組卷.拓展任務(wù)由學生分組完成，并進行作業(yè)互評，鼓勵學生參與到教學活動中.作業(yè)互評作為過程評價的一部分，將與課后測，階段測試一起納入過程考核成績.學生有什么疑問可以在學習通向老師提問，老師如果沒有來得及在線回復，課題組其他老師也會做出回復.老師及時查看學生的作業(yè)完成情況，在作業(yè)結(jié)束時間前一天及時提醒沒有完成任務(wù)的學生，督促學生自主學習.老師根據(jù)課后測成績適時調(diào)整課中新課前的復習內(nèi)容，這樣就形成了課后與課中的有效銜接.

基于”學習通+雨課堂“的混合式教學模式如圖2所示.

圖2 線上線下的混合式教學模式

2.4 教學評價與考核

通過線上與線下融合，增加過程性評價成績的權(quán)重，利用線上教學平臺的數(shù)據(jù)分析功能動態(tài)評價學生的學習過程，提高學生自主學習的積極性.學業(yè)考核成績由考試、課堂活動、線上學習3個項目及視頻學習進度、隨堂練習、題庫作業(yè)、作業(yè)互評、考勤、參與、課堂表現(xiàn)、期末考試、課后測平均成績等9個子項目組成，學習者的最終分值是各個項目乘以權(quán)重比例之和，詳見表2.通過這種線下與線下相結(jié)合的評價模式，把課堂評價嵌入到學習過程中，以評價引領(lǐng)學習，不僅兼顧了知識和能力，而且可以更科學、更全面地記錄整個教學過程.

表2 混合式模式教學成績組成

3 線上線下混合式教學模式的教學效果

經(jīng)過課程的改革，對課程知識進行重構(gòu)，通過線下打底、案例穿線，知識融通，理論與實踐結(jié)合，以及人文思政來踐行了“以本為本，創(chuàng)新融通”的課程改革初衷，實現(xiàn)了知識與能力融通，授人以魚，最終助力實現(xiàn)培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力和創(chuàng)新意識.為進一步驗證“離散數(shù)學”在混合式教學中的學習效果，本研究從兩個方面完成混合式教學模式的教學應(yīng)用效果，即問卷調(diào)查和實驗教學對比.

3.1 問卷調(diào)查

課程結(jié)束后，向?qū)W生發(fā)放調(diào)查試卷110份，回收有效問卷102份.問卷主要從課堂教學模式、線上學習效果、課前課中銜接情況、師生互動、能力提升等方面調(diào)查，部分數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示.根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可以得出：學生每周在課外投入的學習時間與課堂投入時間約各占50%，這說明在混合式教學模式下，學生加大了自主學習時間的投入； 對線上推送的課后測和章節(jié)測試支持率較高，有助于學生查找疑難知識點，教師也可以實時了解學生對知識點的掌握情況；90.2%的學生認為課前預(yù)習與課堂內(nèi)容銜接較好，通過線上課前預(yù)習，帶著問題聽課，課堂聽課更有針對性，聽課效果明顯提升；89.6%的學生認為加入雨課堂的課堂教學模式更加新穎，特別是隨機點名，搶紅包，屏幕討論等增加了參與課堂活動的積極性，提高了學生的學習興趣.83.1%的學生比較滿意這種混合式教學模式，認為可以在以后的教學中長期應(yīng)用.

圖3 混合式教學效果問卷調(diào)查

3.2 對照組教學實驗

為了更加客觀地對比混合式教學與傳統(tǒng)教學的教學效果，本文引入本校2020-2021第二學期開設(shè)的“離散數(shù)學”課的同專業(yè)的兩個班級作為對照班級，根據(jù)期末考試成績，得到對比分析結(jié)果如圖4所示和表3所列.

圖4 混合式教學與傳統(tǒng)教學的期末成績對比

表3 混合式教學與傳統(tǒng)教學的期末成績統(tǒng)計量對比

與傳統(tǒng)教學相比，混合式教學的優(yōu)秀率提升了5%分左右，不及格率下降了7%左右，平均成績提高了3.5分左右，標準差變小，成績兩極分化現(xiàn)象有所改善.線上線下的混合式教學能夠充分調(diào)動大部分學生的積極性，96.8%的學生能主動自覺地完成課前自主學習和課后復習鞏固，20%的學生會重復觀看視頻.而傳統(tǒng)的教學模式的學習效果主要取決于學生的自律程度，兩極分化現(xiàn)象較為嚴重.由此可見，基于線上線下的混合式教學能提高學生的學習動力，在培養(yǎng)學生自主學習能力，提高學習成績方面起到了積極作用.

4 結(jié)論

線上線下混合式教學在實踐過程中取得了很好的成效，它重構(gòu)了師生角色，使學生在學習過程中由“被動接收”轉(zhuǎn)為“有備而來”，教師在教學過程中由以教師為主的滿堂灌轉(zhuǎn)為以引導學生為主體的課堂新模式，把單向灌輸式教學轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向引導式教學，在幫助學生知識內(nèi)化的同時，也鍛煉了學生的協(xié)作創(chuàng)新的能力.根據(jù)“離散數(shù)學”在混合式教學模式中實施過程和效果，得到以下幾點體會.

(1)混合式教學能突出師生互動，增強學生的自主學習能力

利用信息化教學，把課前、課中、課后3個教學環(huán)節(jié)有機銜接，增加分組討論，作業(yè)互評等環(huán)節(jié)，引導每個學生主動參與到教學過程中，能夠最大程度地發(fā)揮出生生互動、師生互動的潛力，提高了學生的學習興趣.師生間的互動，增強學生的學習自主性，提高解決問題能力.

(2)優(yōu)化教學設(shè)計，豐富教學模式，提高了教學的有效性

線上線下混合式教學打破了傳統(tǒng)模式下教師對學生的滿堂灌的局限，它重構(gòu)教師引導、學生為主體的學習模式.在教學設(shè)計中優(yōu)化組合教學資源、教學活動、教學評價及教學策略等各種教學因素，提高了教學的有效性.

(3)引入了多維化的教學評價，提高了教學的精準化水平

傳統(tǒng)的考核模式只注重知識點的考查，缺乏培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力.線上線下混合式教學，教師采用線上，線下的教學手段，實時監(jiān)測學生的學習狀況，并從線上測試(課前測，課中練，課后測，階段測試等)，課堂參與，討論的活躍度等多維度分析每個學生的個人學習報告并進行全面的綜合考核，從而更有效的督促學生自主學習.