以打造混合式金课为航标的互动教学设计

徐英慧 刘梅彦 黄宏博

摘 要：针对计算机基础课程，以学习金字塔与建构主义学习理论为指导，以建设混合式金课为目标，对课程教学内容、教学设计、教学方法等加以改进。尤其在课堂教学方面，针对不同教学内容设计多样的互动教学策略，以达到更好的学习效果。实践证明，以增强互动为核心的混合式教学改革符合以学生为中心的教学理念，可较好地完成教学目标，提高学生学习兴趣和自主学习能力。

关键词：金课;混合式教学;翻转课堂;计算机基础

DOI：10. 11907/rjdk. 192642 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

中图分类号：G434文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2020）008-0267-04

Abstract：Aiming at the course of University Computer Foundation， guided by the learning theory of learning pyramid and constructivism， we have made some improvements in teaching content， teaching design and teaching methods to try to construct the blending Golden Course. Especially in the aspect of classroom teaching， various interactive teaching strategies are designed for different teaching contents to achieve the best learning effect. It has been proved that the blending teaching reform with the core of enhancing interaction conforms to the teaching concept of taking students as the center ， and it can better achieve the teaching objectives， and improve students interest in learning and ability of independent learning.

Key Words： Golden Course; blending teaching; flipped classroom; computer foundation

0 引言

隨着信息技术的发展及其与教育的深度融合，“互联网+教育”已成为当今社会重要的教育形式之一。MOOCs、SPOC等一系列网络教学模式逐步融入高校课堂，大量线上课程如雨后春笋般在网络平台上线。基于“线上+线下”相结合的混合式教学模式成为高校教学改革热点[1-6]。然而在混合式教学实施过程中，仍存在很多难以回避的问题，比如各个学校授课内容不同，MOOC资源很难直接拿来使用;学生不够配合，翻转课堂难以有效开展等。2018年8月，教育部提出了“打造金课、淘汰水课”的强烈号召。2019年10月，教育部印发了《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》，意见指出将实施一流本科课程“双万计划”，计划到2022年前后认定万门左右国家级一流本科课程和万门左右省级一流本科课程。面对蓬勃发展的线上课程，如何以一流本科课程的标准打造混合式金课，成为高校教师开展混合式教学的重要研究课题。

在“双万计划”带动下，北京信息科技大学大力推动校级精品在线开放课程项目建设和实施。本文以《计算机基础》在线开放课程建设及混合式教学为例，介绍以打造混合式金课为航标的教学改革实施方案。

1 “金课”定义

2018年6月，教育部部长陈宝生[7]在新时代全国高等学校本科教育工作会议上首次提出“金课”的说法，他指出对大学生要合理“增负”，提升大学生学业挑战度，合理增加课程难度、拓展课程深度、扩大课程可选择性，激发学生学习动力和专业志趣，真正把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。同年8月，教育部发文《教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的的通知》，将“金课”第一次写入教育部文件。文件要求：各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰“水课”，打造“金课”，切实提高课程教学质量。

什么是“金课”？什么又是“水课”呢？2018年11月24日，教育部高等教育司司长吴岩[8]在第十一届“中国大学教学论坛”上，作了题为“建设中国金课”的报告，给出了建设“金课”具体要求和实施路径，并提出了“两性一度”的金课标准，即高阶性、创新性和挑战度;陆国栋教授[9]将金课基本特征归纳为3个方面，即师生互动、关注过程和严格要求，并认为师生互动是“课堂革命”最好的切入点和最佳评判点;李志义教授[10]认为打造“金课”的重要内容之一是教学方法改革，从以教师为中心向以学生为中心转变，积极调动学生学习主动性和创造性。由此可见，打造混合式金课，不仅需以优质线上资源作支撑，还需针对线下课程从教学内容到教学方法重新进行调整和设计。

2 混合式教学及其现状分析

以网络为中心的线上教学，有利于共享优质学习资源，促进教育公平，具有学习方式灵活、不受时间和空间限制等优势，但对学习者学习主动性要求较高。以教室为中心的线下教学，则更有利于师生、生生之间的互动和交流，教学系统性更强，更便于教师及时查看学生学习状态。为充分发挥线上和线下教学优势，北京师范大学何克抗教授[11]提出并倡导混合式教学模式。该模式对线下课堂教学形式提出了从以教师为中心向以学生为中心的颠覆性转变，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性，教师应以学生学习成果为导向进行教学情境设计;肖露[12]认为实体课堂教学情境设计是课堂教学成功的关键，该过程离不开师生互动，课堂互动直接决定了教学效果好坏;曾一[13]在教学改革中提出“三段+互动+共享”的互动协作教学方法;刘龙[14]在教学改革中提出“学习卡片+分组教学+创新竞赛”相结合的以学生为中心的课堂革命。这一系列改革方案的提出，在一定程度上提高了线下课堂教学效果。

虽然从理论上来讲，混合式教学结合了线上+线下教学优势，但在实际实施过程中，影响其优势发挥的局限性仍较为明显。具体表现为：①线上课程质量参差不齐，难以吸引学生兴趣;②线上课程授课内容不一定完全适用于本校学生;③翻转课堂适用于小班授课，对大班教学实施较困难;④要求学生有较强的自主学习能力，否则难以有效实施翻转课堂;⑤有些网络学习平台功能繁多，对教师教学设计能力和信息技术运用能力是一大考验;⑥学生要有计算机，并且能够上网。

为真正发挥混合式教学的优势，打造混合式“金课”，从线上来讲，以“利于学生”为原则，既可自行录制符合本校教学内容的微视频，也可向学生推荐优秀的网上视频资源;从线下来讲，则需以学生学习成果为导向重整教学内容，并以提高有效互动为目标开展教学方法改革，从而调动学生学习主动性，真正实现以学生为中心，使之获得最佳的学习效果。

3 基于OBE理念的教学设计改进

成果导向教育（Outcome Based Education，OBE），也称为能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，作为一种先进的教育理念，于1981年由Spady等提出，并被美国工程教育认证协会全面接受并作为工程教育认证的主流理念。

李志义教授[15]强调基于OBE理念进行教学设计，首先需确定学习成果。计算机基础是面向所有非计算机专业大一新生开设的信息类通识课程，根据教指委发布的《大学计算机基础课程教学基本要求》指导精神，通过该课程学习，期望学生掌握一定的计算机基础知识和基本技能，具备良好的信息素养和计算思维能力[16]。针对课程学习目标，以计算思维核心概念为抓手，重组教学内容，注重提高学生参与性，强调学习过程设计[17]。该课程共32学时，其中授课18学时，上机实验14学时。教学内容由7个主要模块组成：计算和计算工具、信息的数字化表示、计算机硬件、计算机软件、算法设计、数据处理与数据管理、计算机网络及安全。在教学过程中，围绕计算思维的核心概念展开，教学模式由“教师讲授为主”向“以学生为中心”转变，强调教学互动设计，改进后的教学设计方案如表1所示。

4 有效的互动课堂设计

“学习金字塔”是一种现代学习方式的理论，也是混合式教学的主要理论基础，最早由美国著名学习专家爱德加·戴尔（Edgar Dale）提出。该理论使用数字形式形象显示了采用不同的学习方式，学习者在两周后还能记住内容（平均学习保持率），如图1所示。“学习金字塔”理论显示，教授给他人是最有效的学习方法，而听讲是最容易遗忘的学习方式。因此在教学设计中，应尽可能设计有利于学生知识内化的主动学习方式，如讨论、实践和教授给他人。

翻转课堂是基于学习金字塔理论在混合式教学中常用的教学方式。翻转课堂指实体课堂由传统“师讲生听”式课堂向以调动学生主动学习为目的的多种形式的课堂转变。其主要目的是增加师生互动、生生互动频度，通过互动强化学生主动思考与主动学习[18]。翻转课堂具体教学形式包括：生讲生练、以练代讲、案例点评、研讨辩论、项目探究、边讲边练、教师导演学生串讲、平行互动、边做边评、生问生答等等。在混合式教学过程中，不是每门课程都用到上述所有形式，而是重在“有效”，应根据教学内容（如理论性/实践性、重点/难点）、教学环境（如小班/大班、机房/教室）、学生情况（如本科/研究生、活跃/安静）等进行选择性应用或组合式应用。本文针对60～90人大班授课环境下的《计算机基础》课程教学，介绍几种针对不同教学内容的互动课堂设计方案。

（1）信息搜集+小组分享+课堂展示+教师串讲。针对计算机基础知识部分的教学设计，采用“信息搜集+小组分享+课堂展示+教师串讲”的方式。该部分内容多、涉及范围广、新技术新产品层出不穷，以教师主讲的方式难以达到满意的教学效果。因此设计了以学生为中心的教学过程。首先向学生布置信息搜集任务，每人搜集至少10条自己最感兴趣的计算机相关知识，目的是激发学生主动学习的积极性，提高信息搜集和信息整理能力;然后分组，在组内介绍自己搜集的计算机知识，目的是实现组内互学和知识分享;接着每组再精选10条计算机相关知识，在班上进行展示，目的是实现组间互学和知识分享，同时也有利于提高学生信息组织和语言表达能力;最后，教师进行总结和知识串讲，目的是补充学生讲述不完整的知识点，强化重点知识，增强知识系统性。

（2）游戏式学习+讨论式学习。针对“进制转换”内容，采用“课前观看视频+课上游戏式学习+讨论式学习”的教学方式。该部分内容理论性较强，适合学生自学。因此首先布置自学任务，让学生课前观看视频，掌握进制的概念及进制转换方法，课上先通过智慧教学工具（如雨课堂、课堂派、超星学习通等）检验学生学习效果;然后，通过一个小魔术进行游戏式学习，教师扮演魔术师，向学生展示6张数字卡片，如图2所示。魔術师背对卡片，不能观看卡片内容，接着请学生从1～63中选择自己喜欢的任一数字，告诉魔术师该数字出现在哪些卡片上，要求必须说出所有出现该数字的卡片编号。于是魔术师运用“读心术”，便可以猜出学生心里想的那个数字到底是什么[19]。魔术展示完毕后，让学生每8人一组，分组讨论并揭秘魔术背后的原理，然后每组完成一套包含8张数字卡片的魔术卡片，其中要求每人制作一张，目的是让学生都参与其中，实现分工合作;最后，组间互相比对制作的卡片是否一样，如果不一样，再进行二次讨论。实践表明，“游戏+讨论”式的学习方式可极大激发学生参与热情和学习兴趣，具有较好的学习效果。

（3）体验式学习+分组讨论+学生讲解+教师串讲。针对算法设计内容，采用“体验式学习+分组讨论+学生讲解+教师串讲”的教学方式。比如针对排序算法，教师提前准备若干组扑克牌，每组包含8张不同大小的纸牌。课上，让学生分组并进行游戏式体验学习。游戏规则如下：8张纸牌以随机顺序正面朝下摆放，其中一位学生负责对8张纸牌从小到大排序，该学生不能看到卡片上的内容，只可以选择任意2张卡片再询问其他同学，知悉这2张卡片数字大小。根据大小调整卡片顺序，最终实现排序过程。其他组员分别负责给排序的学生提供比较结果，记录比较次数等。组员之间可以变换角色，分别进行排序过程的体验，并分析谁的排序方法比较次数最少;然后，以小组为单位撰写小组报告，总结排序思路，并给自己的排序思路起个有趣的名字;接下来，随机抽取一些小组进行现场报告，介绍本组排序思路和方法;最后，教师负责点评并对常用的排序算法进行串讲。经过学生现场体验，当教师再进行串讲时，学生会更加专注，大幅提高了学生学习兴趣和学习效果。