线上线下混合式教学模式的研究与实践

佀同光，刘夏，徐秀杰，王文，卢文锋，张战

（1.山东建筑大学管理工程学院，济南250101；2.瑞衡信息技术有限公司，烟台264000）

0 引言

在互联网技术和知识数字化的背景下，以教师讲授为基础的传统课堂教学方式难以满足学生获取知识的需求，新颖的教学模式逐渐受到了教育工作者的重视[1]。网络教学突破了学习空间和时间上的限制，为学习者提供了极大的便利。通过维持教师和学生的联系，加强互动，线上线下相结合，可以更有效地提高学习效率[2]。小规模限制性在线课程（Small-Scale Restricted Online Courses）则融合了线下课堂教学和线上教学的优点。学生通过线上资源自主学习，教师在课堂教学中与学生互动，学生开展线上协作交流等。教师还可根据学生需求调整课程进度和评分系统，激发学生主动学习的热情[3]。“翻转课堂”使“信息传递”前移至课前，“内化吸收”阶段前移至课堂，突出了学生在教学中的主体地位，实现了新型的教与学方式[4]。

面向对象技术是当前软件设计的主流选择和事实标准[5]。面向对象程序设计课程的任务是让学生建立面向对象的思维方式，是桌面开发、Web 开发、移动开发和大数据分析开发的技术基础。课程内容逻辑性很强、但比较枯燥，需要结合师生的实际情况，探索线上线下混合式教学模式，以提高教学资源的有效性、课程的趣味性和学生的学习主动性，最终取得良好的教学效果。

1 面向对象程序设计教学改革和学生现状

面向对象的理论深度高于程序设计语言，但仍然属于面向应用的课程，除掌握面向对象思想，巩固载体语言（以Java 为例）也是面向对象程序设计的任务之一。在普通本科院校，教师需要细致讲解知识点，采取一定新型教学模式，才能在有限的课时内提供一个有理论和实践价值的知识体系。

1.1 国内外面向对象程序设计教学改革现状

面向对象程序设计课程的教学改革探索已经有很多报导。姚晓玲等[6]介绍了面对面学习（Face-to-Face）和在线学习（Online Learning）混合学习方式在面向对象程序设计中的应用。刘丽娜[7]在混合教学的基础上采取了问题驱动的教学模式。唐子豪[8]报道了基于Moodle 的程序开发类课程MOOC 环境构建。翻转课堂在面向对象程序设计课程也有成功应用[9]。微课（程）是以短视频为基本形式讲授某个知识点的教学方式[10]，在不同类型的高校中有成功的应用[11]。微课在面向对象程序设计课程教学中应用也可见于多篇文献[12]。

建构主义认为世界是客观存在的，但是对事物的理解却是主观的。建构主义学习理论认为，学习是学生在原有经验基础上，建构新的经验的过程，实践在学习过程占有非常重要的地位[13]。Hrynchak 等人[14]基于构建主义理论在医科学生中构建了学习小组，学生通过互动完成学习，教师扮演学习促进者的角色，协助学生完成新知识的构建。王乐球等人[15]将学生通过抽签方式进行分组，并指派组员承担组长、计分员等职责，分别负责组织活动、评价组员。

从文献中看到，微课应用、翻转课堂、混合式教学均有成功应用，但三种方式同时应用于面向对象程序设计教学相关文献较为少见。

传统教学理论中，对“教”的重视远大于对“学”的重视[16]。如何充分发挥学生的主动性、有效组织课上和课下团队学习的文献也不多见，文献中线下讨论团队采用的随机分组和自愿分组都会带来组间差异过大的问题，而且组长可能会在压力下，夸大小组及个人成绩。现尚未发现充分的文献来评价在线学习效果。学生的学习活动是教学活动的“最后一公里”，是教学活动的核心，在面向对象程序设计课程教学中尚未引起充分的关注。

1.2 针对山东建筑大学信息管理与信息系统专业学生调查结果

课程组于2020 年2 月对山东建筑大学的信息管理专业与信息系统专业126 名大一、大二的学生的学习动机和学习方式进行了问卷调查。共收回有效答卷84 份，占有问卷总数的66.7%。

关于学习动机，“获得高分”的占73.81%，但也有25.00%的同学的学习动机是“达到及格”。有19.05%的同学满足于课堂知识，80.95%的同学愿意投入时间延伸学习。63.10%的同学认为“给他人讲解”是自己学会的标准，36.90%的同学认为独立完成作业即证明掌握课堂知识。

在学习方式方面，有59.52%的同学认可团队学习，54.76%的同学认为自学是可行的学习方式之一。在团队学习参与方式上，89.29%的同学态度积极，83.3%的同学愿意给其他同学讲解思路，但也有10.71%的同学倾向于从团队获取答案或不参加。有94.05%的同学认为视频学习相对传统课堂有优势。92.86%的同学能从QQ 群讨论中促进学习。

学习态度方面，有94.05%的同学能够提前或按时完成作业，5.95%的同学有时不交作业。不能独立完成作业时，95.23%的同学会参考他人作业，理解后提交作业。有50.00%的同学表示有上课听不懂的情况，32.14%的同学课后不愿请教别人。

分析表明，不能在课堂学习中完全掌握知识的情况比较常见，而且三分之一的同学在请教他人方面有困难，这意味着一部分同学无法完全达成学习成果，这种差距积累到一定程度，会使部分同学放弃学习。获取高分或达到及格是学生学习的重要驱动力，大多数同学愿意投入时间延伸课堂知识。多数同学认可团队学习形式，并愿意和同学分享知识。

结合调查结果和文献中的教学改革成果，面向对象程序设计课程实施线上线上混合式教学具有必要性，也有可行性。

2 线上线下混合式教学模式设计

“学习金字塔”（Learning Pyramids）是最重要的传统现实主义学习模型，对信息（知识）传递模式的效率进行衡量[17]。根据该模型，听课行为的知识获取率为5%，演示为30%，讨论、实践分别可达到50%和75%，而“传授给他人”时获取率则可以达到90%。为让学生循序渐进地完成五个不同层次的学习行为，达到高比例的知识获取率，设计了在线微课、翻转课堂、个人作业、小组作业、小组讨论、教师提问、教师总结和有奖教程等多个线上线下教学资源和教学环节（表1）。

表1 教学模式设计及“学习金字塔”模型活动的对应关系

2.1 基于微课的线上资源，保证资源持久性和碎片化

教学资源是教学目标达成的重要保障。教育部要求“加强优质教育资源开发与应用。加强网络教学资源体系建设。引进国际优质数字化教学资源。开发网络学习课程”[18]。随着信息技术的发展，学习碎片化已经成为常态[19]。大学生的自主学习时间较多，平均每天有1-3 小时[20]。基于这一现实情况，面向对象程序设计课程资源的全部采用5-15 分钟的微课形式（图1），使学生能够充分利用碎片化时间完成学习和巩固。在教学平台上，除了视频资料，还有教学大纲和电子讲义等文档。除了理论教学，还配备了上机演示微课，便于学生在课下完成上机和大作业操作，充分体现了课程自身特点。在线微课，保证“学习金字塔”中的第一层学习行为的顺利实施。

图1 一个时长为10分钟的微课

2.2 基于翻转课堂的教学组织，紧密结合线上和线下教学活动

学生的学习能力有差异，在传统课堂模式下，教师往往要根据中等学生的学习能力组织课堂教学，教学效率的较低。为了提升教学执行力，面向对象程序设计课程采用了翻转课堂组织教学。要求学生在课前观看微课视频（图1），自主学习并完成作业。使用QQ 群组织学生（允许匿名）讨论，学生互问互答，教师和高年级助教则在群中引导讨论并适时回答问题。视频可以反复学习，能力较弱的同学可以多花一些时间掌握。这样，不同学习能力的学生都可以在上课前达到统一的学习进度，便于课堂组织。

由于学生已经在课下完成了讨论，课堂教学1在2020 年疫情期间，使用“在线课堂”的方式，达到了预期效果。中，教师要完成三个方面的工作：

检查视频“听课”效果。听课作为“学习金字塔”的最基本的学习方式，也是对学生的最低要求。要求学生讲解视频中出现的知识点，能够防止学生“重作业、轻视频”的不良倾向，切实打好基础。

检查“实践”能力。作业是重要的实践活动，要求学生讲解个人作业和小组作业，可以鼓励学生在实践中投入时间，并争取有所创新。学生在讲解过程中，能基本达到“学习金字塔”中“传授给他人”的程度，对教学内容有了深入的理解。

答疑。教师针对学生学习中的普遍问题做总结，并引导学生做进一步的思考。

课堂教学作为线下教学环节，教师以学习促进者的角色，巩固了涵盖了“学习金字塔”中的所有学习行为的学习效果，弥补学生在新知识构建过程中缺口，完成知识构建。

2.3 个人作业和小组作业相结合，促进团队学习

作业是学生实践的重要形式，是保证学生知识应用的重要保障。团队是面向对象程序设计课程学习的基本组织形式。教师通过查阅学生往学期的成绩并通过匿名调查的方式确定了15 个小组（原则上以宿舍为单位），允许学生小组间做不超过一名组员的交换，还允许一名组员能够成为另一个组的临时成员。这种方式形成的分组保证了联系紧密性和小组间学术水平的平衡。

面向对象程序设计课程的作业分成两个阶段：个人作业和小组作业。学生先独立完成个人作业（鼓励学生在QQ 群中匿名互助），通过电子邮件提交给教师并抄送组长。小组作业通过团队协作完成：所有组员通过讲解各自己的作业，把自己的理解讲授给他人。小组作业是组员在作业实践后，通过演示、讨论和讲授给他人的方式完成的学术成果。组长以百分比的形式确定组员对团队的贡献。小组讨论时录制视频，并提交到教学平台。

小组互评成绩和教师评价成绩形成小组成绩，小组成绩按贡献比分配给各组员，“两级评价”方式提高了所有成员为小组贡献力量的积极性。个人作业保证了个人知识构建过程，而小组作业则让每个组员平等地、正式地获得了团队知识的机会。讨论视频作为小组作业提交，也保证了学习活动的真实性和组长评价的真实性。

基于团队的小组作业中，学生实施了演示、讨论、实践和讲授给他人等学习行为，达到了极高的知识获取率。

2.4“有奖”征集教程，鼓励有余力的学生探究、分享

对于一些较难或略微超出教学大纲的知识点，鼓励有余力的学生使用视频教程方式分享。教师确定候选作品（剔除有错误的作品），全体同学通过在线投票选出最好的三个，按名次在平时成绩中加分。这一措施吸引了优秀学生和平时成绩不理想的同学参与，培养了学生的探索能力和表达能力，扩充了一般学生的教学资源。

3 效果评价

线上线下混合型教学模式从2018 级开始实施（但该年级的团队学习没有达到预期效果）。表2 表明：2018 优秀率有明显提高，但不及格率没有明显改善。从现象上看，优秀学生和良好级别的学生在线上-线下教学模式中受益最大，很多良好生转化为优秀生，中等偏下的学生的成绩也没劣化2根据其他研究中的分析，该课程成绩不符合正态分布的原因是学习意愿的分化。。

表2 近三年级成绩分布情况

2019 级的教学正在抗击“新冠状病毒”的背景下顺利进行，学生比较适应当前的教学模式，学习积极性和效果不仅没有受到疫情的影响，反而较2018 级有所提高，团队学习的效果则有明显提升。可以预料，优秀率会进一步提高，不及格率可能会有小幅度下降。

4 结语

基于构建主义教育理论和“学习金字塔”模型开展的面向对象程序设计课程的线上线下混合式教学改革研究和实践中，通过基于在线微课的翻转课堂和小组学习来组织教学，加强了学生在教学中主体性，提高了“知识内化”的效率；基于“个人-小组作业”的实践模式构建了高效团队学习模式，解决了学生间学术交流问题，促进了共同进步。“有奖”征集教程，促进了学生探究、分享活动。下一步，课程组会继续推动教学内容、方法及考核方式的创新，强化团队学习，促进自主学习，提高教学的执行力。

致谢

本文写作过程中，得到了山东建筑大学管理工程学院王德东教授的指导，在此致以衷心的感谢！