基于在线平台的云端智慧参与式互动教学模式研究与实践

臧 洁，宋丽丽，康 鹏，孟祥宇，王 妍

(辽宁大学 信息学院，辽宁 沈阳 110036)

0 引言

以学生为中心的参与式互动教学理念是近年来高等教育研究的热点，该理念以学生为中心，设计教学环节，强调学生的学，弱化教师的教，把学生的学习放在主体位置[1-2].参与式互动教学理念中的教师是脚手架，围绕学生，作为课堂的组织者，指导、帮助和促进学生的学习；主张综合运用引导式、讨论式和小组合作式等多种参与式互动教学方法，培养学生的学习能力[1-2]，充分发挥学生的主动积极性和创造性，关注对学习效果的测量、反馈，强调过程性评价，弱化最终性评价.

然而，目前高校课堂中，仍然存在单向式灌输的授课方法，缺乏有效的课堂互动，学生的参与度低，不能很好地形成思考和讨论的氛围，学生只是被动的学习，而这种方式与以学生为中心的参与式互动教育理念不相符合[2].此外，现在移动网络的发展对传统课堂造成了极大的冲击，课堂上的“低头一族”随处可见，严重影响了课堂秩序和教学质量.近年来，随着信息技术的不断创新，一批使用学生手机屏幕的课堂应用逐渐诞生，也为教学改革带来了机遇.

基于以上原因和目的，本文以信息化技术为载体，以最优化理论课程教学为例，借助雨课堂，构建了以学生为中心的云端智慧课堂，在课堂中引入问题式学习(PBL)教学方法、快速问答方法、同伴教学法和Think-Pair-Share教学模式，并进行了实践应用，探讨基于在线平台的高校课堂互动教学模式的研究与实践.

1 最优化理论课程简介

最优化理论是一个重要的数学分支，研究利用数学的方法如何寻找解决问题的方案，并在这些方案中找到最优，其可以应用到人类活动的各个领域，为所有领域相关问题的解决，提供相关的理论基础和求解方法，是一门实用性强且应用广泛的课程[3].

最优化理论课程含有大量数学知识和算法，具有逻辑性强、难理解的特点，对于初学该门课程的学生而言，是一个不小的挑战.对于讲授该门课程的老师来说，用什么方法讲解才能让学生产生兴趣、深入理解，也是一个值得探讨的课题.根据课程特点，想要学生产生学习兴趣，紧跟老师思路，提高学生的参与度和师生的互动就是特别重要的一个环节.以学生为中心，采用不同的教学方法吸引学生，提高学生的参与度，促进师生互动，及时反馈，加强过程性评价，是学生学好该门课程、老师教好该门课程的重要途径.

2 云端智慧课堂构建

为了提高学生的课堂参与度，促进师生互动，本文借助信息化平台—雨课堂，构建了云端智慧课堂.雨课堂是一个智慧教学工具，由学堂在线和清华大学在线教育办公室共同研发，主要目的就是全面提升课堂教学体验，让师生互动更多、教学更为便捷[4].雨课堂借助在PowerPoint安装插件和微信，在课外和课堂间建立了沟通的桥梁.利用雨课堂，教师可以建立自己的课堂，在课前将预习课件发送到平台，平台会通过微信推送给学生；课堂上，学生通过微信登录课堂，可以发弹幕、投稿、实时答题，老师可以课堂点名、发送题目、查看留言、答题情况以及学生反馈信息；课后老师可以推送作业，学生微信端收到作业提醒可以提交作业，老师可以在线批改作业，随时查看学生完成作业的情况，这种课前-课中-课后的方式，为提高学生的参与度和师生互动的有效性提供了方案.本文借助该平台，构建了《最优化理论》的云端智慧课堂，如图1所示.

图1 云端智慧课堂

3 以学生为中心的参与式互动教学方法实施

雨课堂平台中的很多设置，例如弹幕、投稿、点名、单选题、多选题等，都为课堂教学带来了新的视野和角度，为以学生为中心的参与式互动教学方法提供了便利.为更好地贯彻、提高学生的参与度，基于雨课堂平台的功能，在教学实践中应用了一些教学方法，主要包括以下方法.

3.1 PBL教学方法的应用

PBL(基于问题的引导教学方法)是当今教育者研究的热点，核心理念就是老师引导学生在学习的过程中自主发现问题、分析问题并解决问题[5].

在实施过程中，借助雨课堂，根据《最优化理论》课程逻辑性强的特点，针对特定知识点，教师事先设定了多个连续递进的问题，以引导同学们进行持续深入的讨论学习.例如学习线性规划解的概念，首先讲解线性无关的概念，由此引导学生思考基解以及基解个数的问题，然后引出基可行解，最后理解可行解、基解以及基可行解等概念的关系.

《最优化理论》课程涉及的数学知识多、逻辑性强、含有大量算法，对于同学们来说，是不容易学习的课程.为了让同学们扎实的掌握基础知识，在教授过程中，采用了大量的引导式教学方法，循序渐进，不时提醒同学们跟上老师的思路，把晦涩的数学知识讲透，让同学们爱上这门课程.当问题抛出后，同学们可以利用雨课堂的弹幕、投稿、答题等方式表达自己的想法，该方式的使用为不爱表达的同学提供了一种渠道，老师也可以更多地了解同学们对于问题的理解程度.图2是利用雨课堂的弹幕实现该教学方法的举例.

图2 PBL在云端智慧课堂中的应用

3.2 快速问答方法的应用

为了提高学生的课堂参与性，同时也是为了评估学生对课程的认识和学生对讲授知识点的掌握情况，借助雨课堂，采用了快速回答的教学方法.例如在《最优化理论》课程的第一节课，就开展了“你喜欢数学吗”这样问题的快速问答环节，如图3所示.这样做的目的有2个，一是根据课程特性，调查学生对于数学的热爱程度，根据反馈及时调整讲授方式；二是引导学生，加强对于《最优化理论》课程的认识，及时调整自己的学习方式.

图3 快速回答方法在云端智慧课堂中的应用

3.3 同伴教学法的应用

同伴教学法是哈佛大学教授Eric Mazur创立的，主要以教学中的合作和互动为基本特征，以小组为基本教学单位，使学生互相讨论，互相学习，互相受益[6].借助同伴教学法的理念，在课堂中，专门设计了引导学生深入探讨的概念测试题，利用雨课堂的投票功能，通过大屏幕展示概念测试题的投票支持率，实现课堂全员互动.课程中采用了很多这种题目，限于篇幅，仅做部分展示，如图4所示.

图4 同伴教学法在云端智慧课堂的应用

借助在线平台雨课堂的题目设计应用同伴教学法，不仅充分发挥了以“学生”为中心的理念，而且通过大屏幕展示学生的投票结果，实现了全员互动，使得“低头一族”抬起了头.

3.4 Think-Pair-Share模式的应用

Think-Pair-Shair(思考-讨论-交流)模式是一种合作学习策略，目的是促使学生就某一问题形成自己的观点，进而与他人分享[7].为了更好地让学生参与学习过程，吸引学生的注意力和兴趣，在《最优化理论》教学过程中，借助雨课堂的云端智慧课堂，多次应用了该方法.例如，每次课程后都会布置相应作业，学生私下讨论完成作业，在雨课堂进行提交；教师在批改作业后，会选择一个同学的作业进行发布分享，其余同学可以根据该同学的答案提出自己的疑问，大家进行讨论，巩固所学知识.图5完整地展示了该过程，展示的布置人工变量法作业(思考)—讨论(学生自己讨论+课堂师生互相讨论)—分享.在课程过程中多次应用了该方法，通过讨论分享，加强了同学们独立思考和协同合作的能力，而且作业分享的同学，在平时成绩中会额外加5分，从这一方面，也激励了同学们认真完成课后作业.

4 结论

为加强以学生为中心的参与式互动教学理念，借助信息化技术，以最优化理论课程教学为例，构建了基于雨课堂的云端智慧课堂，为提高学生的参与性，加强师生互动，在云端课堂中应用了PBL教学方法、快速问答方法、同伴教学法和Think-Pair-Share模式，探讨了如何基于平台进行有效的以学生为中心的参与式互动教学设计和教学过程考核，教学效果良好，为学生的主动学习、促进师生互动、提升互动质量和线上线下混合教学的进一步实施提供了参考依据.

图5 TSP方法在云端智慧课堂的应用