基于THEOL平台混合式教学模式的设计与实践——以大学物理课程为例

马自军，雍文梅，常培荣，高晨阳，边红霞

(甘肃农业大学 理学院，甘肃 兰州 730070)

0 引言

作为21世纪的教育工作者，必须顺应形势，正确对待“互联网+”时代学生获取知识的途径和学习特点的变化，必须重新认真思考教师与学生、教与学、课内与课外的关系[1-3].

学者曾指出，教育信息化不仅是教学配套设施和教育手段的升级，而且是随着信息技术的发展，教育者的教育理念、教学结构及教学模式等也要随之转变[4].随着“互联网+”时代的到来，学习者获取新知识的方式更加便捷，获取知识的途径更加多样化.教育者也应该为学生提供更为高效和便捷的学习通道，实现学生创新能力的提高.将信息化教育手段和有效的高等教育内容有效融合，教学效果将会得到较大的提升[5-6].

以教师为中心的传统教学模式，教师在授课过程中传递的信息基本是同质的，教学过程通常是单向式的，学生通常是被动接受知识，学生的学习过程往往以记忆理解为主，缺乏实践体验，缺少对知识的重组应用和基于所学知识的创新，这样的教学模式难以适应“互联网+”信息时代的知识需求[7-10].

现代信息技术和通信技术的发展极大地推动了教育信息化的快速发展，THEOL(清华教育在线)网络教学平台为学习者提供丰富的学习资源和自主学习空间的同时，也实现了更加便捷的师生间交互和学生间交互，成为“互联网+”的重要育人模式之一[2,11].

笔者通过近两年的基于THEOL的混合式教学模式实践，认为这种教学模式可以实现在线学习和课堂教学的优势互补.从学生的学习数据和教学目标达成度方面可以看到，这种基于THEOL的混合式教学模式是值得推广的.

1 基于THEOL网络教学平台的大学物理课程混合式教学设计

1.1 基于THEOL网络教学平台的大学物理课程建设架构

THEOL网络教学平台参照教育部和远程教育技术规范及标准，以建构主义和认知主义为设计理论，为在线教学提供功能支持.根据用户的不同角色，平台设置了不同的个性化空间，主要包括管理员空间、教师空间和学生空间.平台主要包含3大模块：课程建设、教学管理和学习分析，提供MOOC(慕课)及精品课程等网络精品资源链接，集合了管理、教学、展示、互动、评价等主要功能，支持在教学环节，根据不同教育对象、选择相应教学模式，有助于营造自主化、个性化和互动化的学习环境[2].根据教学平台的模块设计，结合大学物理课程的学习特点，构建了适用于笔者学校学生学习大学物理的混合式学习平台，如图1所示.

图1 基于THEOL教学平台的大学物理课程架构

1.2 大学物理课程架构下的栏目建设

结合网络平台的学习栏目设置，针对大学物理课程的具体要求，大学物理课程在THEOL平台上主要对以下栏目进行重点建设.

1.2.1 “选课学生管理”栏目

从教务系统导入学生基本信息，按照班级进行分组，在学生成绩子栏目“成绩管理”设置学生的过程化考核指标，并设置权重，学生在课程进程中可随时查看自己的学习成果.大学物理课程在本栏目的过程性考核指标设置及权重如表1所列.

1.2.2 “教学团队”栏目

在课程一开始，教师的自我介绍有助于师生之间形成一种纽带.本栏目教师的自我介绍包括教师基本信息，如姓名、职务、专业领域、电子信箱、个人成果及一些个性化内容，这些内容可帮助学生更好了解教师，同时会在师生中建立一种团队意识.

表1 过程性考核指标设置及权重

1.2.3 “学习导航”栏目

在该栏目下，建设内容包括：教师信息、课程信息、课程介绍、课程公告、教学流程、思维导图、教学大纲、教学日历、教学计划、成绩评定等基本教学文件和辅助资料.选课学生通过对该栏目内容涉及的基本文件学习，就能明白本课程的整体设计，为所学课程定下基调，学生可从中了解能学到什么，得到怎样的指导，确保学生有一个良好的学习开端.

1.2.4 “学习章节”栏目

根据大学物理课程特点，按照课程章节设置学习单元，在每一学习单元下，都设有单元教学设计单、课件、单元思维导图、典型习题讲解、在线测试、播课、线上学习后问卷调查、线下学习后问卷调查等子栏目.在每个学习单元，通过单元教学设计单明确说明了本单元的学习方法，明确描述单元学习目标，为课程单元学习奠定基础.

1.2.5 “课程资源”栏目

THEOL平台的教学资源建设栏目可添加教学素材、教辅资料等教学资源，为学习者自主能动的学习提供教学参考资料.在课程资源栏目可链接前沿专题、热点问题，让学生能时刻掌握最新的物理学科发展进程，弥补教材滞后的不足.

1.2.6 “课程活动”栏目

本栏目主要建设课程作业、答疑讨论、在线测试等子栏目.本栏目主要为学习者提供了课程作业、在线测试、在线研讨和在线辅导答疑，实现实时在线交流互动及教学过程动态评价.全部课内、课外作业可以通过THEOL平台提交.

1.2.7 “课程思政”栏目

根据教育部对 “课程思政”建设要求，在学生学习大学物理课程中，进行润物无声的思政教育是我们新时代教育工作者义不容辞的责任.对大学物理课程，要注重科学伦理的教育和科学思维方法的训练，培养学生追求真理、探索未知、勇攀科学高峰的责任感和使命感.笔者在平台讨论区设置了“思政课堂”专区，设计了课程思政“思政课堂1——科学家故事”“思政课堂2——物理实验中的思政教育”“思政课堂3——物理规律中的思政元素”“思政课堂4——物理概念中的思政元素”“思政课堂5——科学素养”和“思政课堂6——中国故事”等六个“思政课堂”，同学们在阅读相关资料的过程中，达到对他们进行思政教育的目的.

2 大学物理课程混合式教学模式

利用THEOL网络教学平台建立校内大学物理SPOC(小规模限制性开放课程)教学模式，结合优质慕课、雨课堂和钉钉等现代信息化工具进行混合式教学.

根据学校下达的教学任务，笔者在2020～2021学年度第一学期授课对象为19级环境工程和19级生物工程两个专业班级，在教学平台导入学生信息并进行分组，以组为单位，以“教师主导+线上自学+专题讨论+线下讨论+课后补充” 模式开展混合式教学.

2.1 混合式教学模式的一般过程与步骤

2.1.1 课前线上预习

课前，按照学习章节或周次发布学习任务.在课程平台“教学设计单”模块有对应章节学习的具体要求，为了让学生对学习内容和学习要求有更加清晰的了解，教师每周在平台或班级群再次向所有学生公布下周的具体学习任务，包括每次课(每讲)对学生的学习要求、学习内容及要点、学生需要完成的网络测试题、课后作业及其他注意事项等内容，对学生的大学物理课程学习提出明确和详细的要求.同时为了监督学生学习的情况，必须布置一定量的测试题，以检测他们对课程学习的掌握程度及知识盲区.表2为本学期第二周发布的学习任务.

2.1.2 课中线下讨论

课中，根据同学们一周的学习数据，小结同学们的预习情况.根据课前的学习情况，对教学内容采取适当的教学方法进行讲解与答疑.在教学过程中，利用签到功能对学生进行考勤，并通过钉钉或雨课堂随机发布试题的方式检查学生的听课状态，通过上述措施及时了解学生学习情况，确保学生的学习质量和效果.

表2 2020-2021第一学期第二周在线学习任务

2.1.3 课后“线上+线下”扩展学习

课后，为了检验学生的在线课堂学习质量，课后严格要求和督促学生按时完成每周各个知识点的网上测试和课后作业，并通过“调查问卷-线下学习后问卷调查”了解同学们对课程内容的掌握程度.图2为学生对第一章“流体力学”“线上学习后问卷调查”和“线下学习后问卷调查”结果.

图2 “线上”“线下”学习后调查问卷统计结果

从图2可以看到，学生通过线上学习后，有38.32%的学生可以掌握本章50%的知识内容，49.57%的同学通过线上学习对本章知识内容的理解程度可以达到70%以上.通过线下学习及课堂答疑后，81.89%的同学对本章知识内容的掌握程度达到70%以上，16.74%的同学对本章的学习内容全部理解.

2.2 混合式教学模式的实施策略

2.2.1 线上学习内容设置的“高阶性、创新性及挑战度”

根据前期搭建的大学物理课程混合式教学架构，结合地方院校学生的实际认知水平开展混合式教学活动.笔者前期的教学实践表明，大多数学生从中学阶段的学习方式到大学阶段课程混合式学习方式转变过程中，由于学习自控力弱，导致在初始学习阶段很不适应，因而，需因地制宜地开展混合式教学活动，刚开始不能把要求提得太高，要使得学生稍微“跳一跳”就能够得着的高度和深度就可以，如果要求过高，大多数学生经过努力还达不到教学要求就事与愿违了，因此，既要把握混合式教学内容设计的高阶性和创新性，也要设计好合适的“挑战度”.

2.2.2 科学有效的考核评价机制

基于THEOL网络教学平台，在进行“线上”教学过程中，教师通过“课程通知”栏目发布对应周次的学习任务，让学生提前预习“线下”教学时要完成的教学任务.为了监测学生的学习状态和学习效果，必须根据教学实际建立科学有效的考核评价机制.利用THEOL教学平台的成绩考核和学习统计功能，在“教学管理”模块提前设置好学习成绩考核项目，如在线学习时长、在线测试、在线作业、讨论、评论、“播课”视频、辅助学习动画浏览及阅读教学资源等考查内容.

2.2.3 任务驱动学习

在进行混合式教学的各个环节，为了督促学生按时完成学习任务，教师在教学平台每周定期发布学习内容，布置学习任务，学生在强烈的学习动机和达到学习目标奖励策略的驱使下，利用教师提供的学习资源进行探究式学习，促使其改变学习方式，逐步构建探究、思考、实践、运用、创新的高效学习体系.需要注意的是，为了使学生快速适应这种学习方式，根据选课学生的认知能力，教师在发布任务时，可以将学习任务按难易程度做阶梯化处理，让学习任务富有层次感，使学生在完成任务过程中体会学习过程的获得感.在线下学习过程中，为高效达成教学目标，教师根据教学目标和学情，择机发布不同形式的任务，增强师生互动，提高学习效率.这种以学习任务驱动方式推动学生的线上线下学习，会有效监管学生的学习行为与学习效果.

3 大学物理课程混合式教学效果评价

终身教育的一个重要目标就是激发学生的学习兴趣，培养学生学习的主动性.本课程从“线上”学习和“线下”学习各自的特点出发，通过对布卢姆教学目标进行分工，根据学生的认知能力水平，线上学习时，强调对基本概念和原理的学习和理解，线下学习时，教师主要采用启发性、问题导向式引导学习，注重培养学生对知识的应用和评价，在接下来的实践环节，侧重于培养学生的创新精神.

3.1 在教学平台学生的学习数据统计

课程运行四轮后数据统计如下表3所列，部分学习统计数据结果如图3所示.

表3 各学期学生通过平台学习数据统计

通过课程平台学生学习统计数据看到，在课程运行过程中，随着教师对课程教学资源进行不断完善和补充，学生的各项学习数据都有增长趋势或趋于稳定.学生的 “在线阅读课程资源次数”及“在线时长”人均分别达到475次和4 282分钟，提交的在线测试数量和课程在线作业趋于稳定，人均提交在线测试数量和课程作业次数分别为36次和10次.如果采用传统的教学模式，在学生学习十周期间无论如何也不能获得这样的学习成果.

3.2 培养学生的自主学习能力

实践表明，随着课程平台学习资源的完善，学生逐步养成了利用碎片化时间进行学习的习惯，借助现代网络信息技术开启了一种达到终身教育目标的方式.这种混合式教学改革拓展了传统课堂的局限性，使学习延展到课前、课后、线上线下，加大了学生的学习力度，全面监督并考查了学生的过程学习、学习深度和综合能力培养.

图3(a) 四轮运行阅读教学资源次数统计直方

调查问卷结果显示，学生认为，这种借助于网络教学平台的混合式教学以学生为中心，要求学生自主安排学习，不受学习时间和地点的限制，学生由被动接受变为主动学习，可以充分利用各种学习资源去主动构建知识，大大增强了他们自主学习的能力.从学生的“平台上的一些扩充学习资源对我有很大的帮助”、“和老师能够充分交流”、“可以无限次回放老师对问题的解答”等文字回复反映出师生之间的交流空间更大、更畅通.

3.3 提高教师的育人能力

为应对新形势下的混合式教学模式，对教师的教学能力提出了更高的要求，要求教师不断通过学习，扩充自己的知识结构，不断提升教学技能.通过混合式教学模式的实施，提高了教师的平台建设能力、资源整合能力以及教学创新能力，实现了教师和学生“双赢”的目的.

3.4 学生的学习成绩提升明显

THEOL网络教学平台提供了多种形式的在线测试组卷策略，可以按照章节组卷，也可以按照试题难度组卷，还可以自定义组卷.为有效防止作弊行为，系统设置了多种防作弊功能选项，包含试卷试题随机、试题顺序随机和试题选项顺序随机等.在前两轮，笔者所在学校在大学物理课程期末在线考试中采用按章节随机组卷策略，近两轮期末在线考试中，所有参加考试学生采用同一套试卷，但每套试卷都设置防作弊选项.近四轮的期末在线测试成绩分布见图4.

(a)

图4的四轮次期末在线考试成绩统计结果表明，借助教学平台开展期末在线考试是比较适合信息时代对学生的考核要求.首先，根据课程章节知识点随机组卷策略会有效避免由教师的个人偏好进行人工组卷融入的情感因素.另外，我们编辑题库试题，充分考虑本校学生的学习特点及认知水平，题库中真正的偏题、难题很少，要求考生只要掌握了课程的基本概念和基本原理，再加上适度的练习，90%以上的题目都可以应付，这也正符合当前大学物理课程考核的基本要求.从图4的考试统计结果也可以看到，每学期不及格率都控制在10%以内，说明学生比较适应这种混合式学习模式，学习效果达到了预期课程育人目标.

4 结束语

笔者通过基于THEOL网络教学平台混合式教学模式实践，发现混合式教学模式扩展了学生学习空间，增大了课堂授课容量，增强了师生的情感交流.同时，混合式教学模式可有效激发学生的学习积极性和主动性，促进学生自主学习能力提升方面成效显著.这种“线上+线下”混合式教学模式的优点主要有：①可以充分发挥学生主体地位，把培养学生学习兴趣、充分调动学生主观能动性作为主要着力点，充分发挥了教育的功能；②学生可以充分利用网络教学综合平台提供个性化优质资源，根据自己的认知水平，可以开展多方位、互补性、借鉴性的个性化学习，充分扩展学生的知识面；③以学习任务驱动，推动自主性、研究性的异步学习和进行课堂讲授同步教学相结合的教学形式，保证教学效果；④在各学习环节，对学生参与的所有学习过程都保留学习痕迹，便于课后分析与评估，有利于推进教学改革.