高校理科专业课程线上线下混合式教学模式实践

摘  要：开展混合式教学是适应“互联网+”时代慕课大发展和新时期高校本科教学改革的新需求。文章在前期慕课成功建设的基础之上，再连续实施了三年大气科学专业课程线上线下混合式教学实践之后，对目前高校理科专业课程线上线下混合教学模式进行了再思考。为更好地应用这种新的教学模式，在混合式教学设计及实施、成绩评定等几个方面提出了更加具体的建议，为高校理科专业课程教学模式改革，提升教学质量，提供一定的参考。

关键词：慕课;线上线下;混合教学模式;教学改革

中图分类号：G642       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）16-0079-05

Abstract： Under the background of "Internet plus" with well-developed MOOC， it is necessary and a new need to practice the online and offline mixed teaching mode to adapt to the undergraduate education reform， especially in colleges and universities of China. Based on the successful performance of earlier MOOC construction， this work rethinks about the mixed teaching mode in specialized course of science after practicing this mixed teaching style in atmospheric courses for continuous three years. Some specific suggestions on better applications of the mixed teaching mode including curriculum design， teaching implementing， and multi-aspect examination valuing process and the compositive ability of students are proposed， which provide references for education reform and improving the teaching quality in specialized course of science in colleges and universities of China.

Keywords： MOOC; online and offline; mixed teaching mode; education reform

慕课是大规模网络开放课程（Massive online open course，MOOC）的中文名称[1]。我国从2013年开始推广慕课建设，这一年被称为中国的“慕课元年”[2]。此后，我国在线教育不断发展，近两年面向全国开放的慕课课程如浪潮般涌现。如何更好地利用优质线上教学资源，提升本科教育质量，是近年来各高校一直思考和探索的问题。

在这种大环境背景的影响下，传统的被动式“灌输式”教学方式和学生日益增长的对信息、知识、技能学习之间的矛盾逐渐凸显，教学改革势在必行。混合式教学自提出以来，受到越来越多的重视。比尔·盖茨和梅林达·盖茨通过研究20个高等教育混合学习案例后得出结论：混合式教学对于提高学业成就要比单独的面授或者在线课程更有效[3]。在教育部目前全面推进的一流专业建设“双万计划”和一流课程建设“双万计划”的指引下，各省教育厅和各高校正紧锣密鼓地进行精品在线开放课程的建设和线上线下混合式教学“金课”的探索和实践。如清华大学在内的部分高校正在使用“学堂在线”MOOC平台上的优质课程开展混合式教学实践[4]。浙江大学近两年建设的“学在浙大”2.0平台，为教师更好地组织教学和开展线上线下混合式教学提供了坚实的支撑，在2020年新冠肺炎疫情期间发挥了重要作用，有效保障了浙江大学教学工作平稳有序的进行。

作为一门与国计民生紧密联系又满足国家战略需求的学科，天气学以提高天气预报准确率为终极目标，在大气科学领域一直占据非常重要的地位。天气学原理课程一直是地球科学系统大气科学专业的主干核心课程。浙江大学天氣学团队建设的慕课课程天气学[5]，在中国大学MOOC平台已面向全国开放运行五个周期，累积学习人数超过一万八千余人，课程评价良好。参加该慕课学习的一位学员，2018年获得全国地球科学奥林匹克竞赛和国家队选拔赛双料冠军，并代表中国队参加在泰国举行的第十二届国际地球科学奥林匹克竞赛（IESO），获得中国队唯一一块金牌。

为充分发挥信息技术和线上资源的优势，浙江大学大气科学系进一步结合自身建设的慕课课程天气学，在浙江大学本科教学中，在天气学原理课程中，连续开展了三年线上线下混合式教学实践。实践结果显示，混合式教学模式明显改进了课堂教学质量和教学效果，在教学改革和实践方面具有一定的示范作用。

一、混合式教学

混合式教学中的混合，有多种意义。不同时代背景、不同需求和不同情况下，可以采用不同的混合式教学方式。1999年，混合式教学（Blended Learning）概念被正式提出[6]。有关它的定义有多个不同的版本，但大体上都描述了三个方面的共同特征[7]：教学方式或教学传播媒体的组合;教学方法的组合;在线教学和面对面教学的组合。研究表明，混合式教学对于提高学业成绩要比单独的面授或者在线课程更有效[3]。

基于上述混合式教学的概念，混合式教学可以有多种混合方式：（1）学习策略或方法的混合。针对教师而

言，教师作为教学组织者，可以采用各种教学策略，如课堂讲学、翻转课堂，探究式教学，案例教学等方法，扬长避短，激发学生主动学习的热情。对学生而言，学生可以体验到各种学习模式，如自主自学、伙伴式学习、线上线下小组互学、课堂学习、解决问题式学习、目标式学习、虚拟仿真与实体实验室、实时与非实时等多种学习模式。（2）学习资源的混合，将优质的在线课程、微课、慕课、视频、生动趣味的线下授课、案例库、课件、参考资料等各种资料进行梳理和萃取后，混合构建并整合成一体化的学习资源。（3）学习环境的混合，即学生可以在各种场所和环境下学习。在线学习不受时间和地点的约束，可随时随地反复学习，但在线知识也会碎片化。课堂学习中，学生更容易构建完整系统的知识体系，也可以针对某一重难点进行深入、快速的学习。此外，学员也可将不同学习环境下的优秀经验和成果，进行分享，有效地帮助自己和他人进行知识技能的迁移。基地实习也是学生学习的环境之一，可以帮助学生实现从信息知识到个人专业技能再到解决实际问题的完整流程。无论哪一种环境，混合环境学习都是建立以学习者为中心的环境，帮助学习者最终实现学以致用。

二、大气科学类课程的线上线下混合式教学实施

天气学原理是针对气象学专业大三学生的一门重要主干核心课程。作为一门有一定理论深度和难度的专业课程，本课程以伍荣生院士主编的面向21世纪课程教材和国家级重点教材《现代天气学原理》为基础，重点讲授天气学经典理论和天气学基本预报方法。针对气象类专业课程天气学原理，我们探索和实践了基于天气学慕课的线上线下混合式教学方法，体现“学生为主，老师为辅”的教学模式，以期切实提高本专业课程教学效果和高校人才培养质量。具体实施过程或建议如下：

（一）教学目标

天气学原理课程是大气科学领域的主干核心专业课程。这门课程的基本学习目标是：掌握天气学基本原理和天气学预报方法。这门课程包括八大章内容。第一章：主要天气系统、天气现象及其国内外认识的发展;第二章：地图投影及天气图、大气运动的基本方程组;第三章：重要天气系统锋面和气旋;第四章：重要天气系统西风带高空槽;第五章：低纬天气系统;第六章：东亚季风及我国的寒潮和暴雨;第七章：中尺度天气系统;第八章：天气形势和气象要素预报、天气学基本预报方法。这八大章节中，第三、四、五、六章节是重点内容，通常安排较多的课时。

传统教学和混合式教学都是教学模式（方法）的一种，它们的教学大纲区别体现在教学目标上。传统式授课主要针对以上学习目标设计一系列课堂教学内容。线上线下混合式教学则是有着更高级的教学目标，即在实现基本学习目标的过程中，通过教学设计，培养学生的综合能力（图1），实现既学会知识也提高智慧。线上线下混合式教学过程，既是线上线下教学资源的混合，也是学生和教师参与教学过程的混合。学生参与的过程，就是锻炼和培养他们综合能力的过程。

（二）课程要求

线上线下混合式教学的总体课程要求高于传统教学模式。在授课方式上，两者有着明显的不同（图2）。传统教学主要以教师课堂讲述为主，是一个“你讲我听”的知识传递过程。这样一个长时段、单一的学习过程，学生容易感到枯燥无趣而出现注意力分散的情况。久而久之，学生可能失去对课程学习的兴趣，而造成课堂质量和学习效率下降的结果。相比之下，线上线下混合式教学过程不是单一的，而是一个灵活的双向互动过程。教师课堂授课的过程中，可以结合或穿插不同教学工具的使用。如课堂授课中，可以利用线上平台之前已经准备好的资源（视频、音频、图片、动画或文字等）和学生探讨;可以利用雨课堂工具发布课堂小作业或测试;可以利用慕课堂（中国大学MOOC平台上提供的上课小程序）手段，实行点名、签到、分组、课堂练习、实时讨论和发布问卷等。课堂练习当场提交后，教师根据学生的回答情况，了解学生存在的问题并当场解答。这些灵活的授课方式，丰富了课堂学习内容，提高了课堂学习氛围，学生学起来轻松有趣，教师只是起到一个组织学生学习的作用。学生在学知识的过程中，学智慧和学能力。

考评中，需要共同考虑线上线下各个部分。天气学原理课程教学中，为了鼓励学生尽可能多的主动参与，发挥他们的主观能动性，规定了平时成绩占总成绩的40%，其中课堂表现和参与平台作业测试和讨论各占20%。学生的课堂表现教师一目了然并作记录;平台互动方面，可以直接查看后台数据进行统计和综合。期中测试在线上平台完成和提交，占总成绩的20%;期末测试，则在线下以闭卷方式完成，占总成绩的40%。这种考评方法下，课程不会成为学生眼中的“水课”，也打破学生考前突击、重结果不重视过程的学习态度，有利于教學质量的提高。

（三）教学安排、实施和整体框架

教学安排模块是线上线下混合式教学的关键步骤。该环节是实现上述各种目标和要求的具体措施。在进行基本教学内容的过程中，为了达到学生不但能学到专业知识而且能锻炼他们综合能力的目的，教学实施过程主要采用线上线下相结合的方式（图3）。在制定整个教学大纲时，教师需要清晰整个课程的脉络，梳理所有知识点的性质，如它们难易程度如何，相互之间有何联系，应该置于哪个章节的哪个部位，如何实现从点到面的学习和应用等。对于较难或重要的知识点，进行精心设计后的课堂学习。在课堂学习的过程中，教师可利用恰当的线上资源（视频、动画、图片、文字等资料）;可以通过布置课前任务单的方式，要求同学们提前上传相关资料至平台;也可以以小组任务的形式准备资料，用于课堂分组讨论、总结和发言。为了锻炼学生的自学能力，教师还可以安排适当内容要求同学们线下自学、预习或者复习。课堂授课结束后，教师通过设计相关主题贴引发同学们课后的深入研讨或分享;可以布置课后作业，供同学们线上巩固知识;同学们完成并线上提交之后，教师可以选择部分完成质量较高的作业，进行置顶展示，也可以在线上开放作业互评环节，使同学们更好地参与教学并促进生生互学。

线上线下混合式教学的具体实施和整体框架如图4所示。可见，这种教学方式，将传统的教师主导的“灌输性教知识”，转变为课前学生主导的线上学习、课堂中教师和学生共同主导的课堂学习和课后再次由学生主导的线上巩固过程。在课堂教学中，教师和学生各发挥50%的主动性，由33.5%的课堂时间采用学生主导的翻转课堂式教学，33.5%的课堂时间由教师主导，对重难点进行重构;还有各16.7%左右的时间，使用在线工具如慕课堂等做课堂作业和问题拓展等。我们探索的混合式教学，是学习资源、学习工具、学习环境、学习策略和学习模式的混合。对学生来说，学生在课堂上能够看到更加丰富的资源、能夠看到其他同学为完成任务付出的努力和成果展示，能够在小组讨论和总结发言中锻炼逻辑分析和表达能力，在完成各项任务的过程中，锻炼了综合能力，也感受到课程的趣味性。学生的思想观念也从“我在听”转变为“我在学”的模式，学生的被动式学习正在向主动式学习转变。

（四）教学效果

在混合式教学中，我们将学习内容进行分解，将大目标分成小目标，大的内容分解成小的知识点。教学团队共同讨论，确定哪些内容适合学生线上自学，哪些内容适合课堂线上线下混合式授课，而哪些内容适合进一步拓展，留给学有余力的同学按需学习等。这样拆分之后，课程整体脉络非常清晰，也更加适合不同基础水平、不同需求同学的差异性学习。

不同于传统教学，线上线下混合式教学有着更加准确、详细的学习追踪过程数据。线下课堂的数据（如出勤率、课堂表现），由教师记录整理得到;线上平台的数据（如作业情况包括线上作业和课堂作业的平台提交、学习过程交互性、参与度、持续度等、学生参与分享讨论情况、小组完成情况、知识点学习情况、视频资源学习时间和次数等），可以由平台后台数据直接输出。了解学生学习过程的行为数据，是教学的重要组成部分，有助于教师了解学习过程多维度的多元评价，把握班级总体情况和及时发现学生问题等，从而促进学习、检查学习成效，或进行教学设计的动态调整。

经过连续三年的线上线下混合式教学模式改革与实践，匿名调查问卷结果显示这种线上线下混合式教学模式，提高了学生学习专业课的兴趣;平行对比的综合成绩显示出改革的教学模式提高了班级中等及偏上学生的成绩，对提高整体教学质量具有一定的作用。

三、结束语

高等院校教学改革是为了更好地践行“立德树人”的中心任务，提升本科教育教学质量和人才培养质量。线上线下混合式教学作为教学模式的一种创新，将传统的以“教知识”为主、教师为主导的教学模式，转变为以“教智慧”为主、学习者为主导的教学模式。本文经过三年的线上线下混合式教学模式实践，对大气科学核心专业课程提出了一些思考和建议，可供其他高校理科专业课程教学改革借鉴和参考。

参考文献：

[1]Masters， Ken. A brief guide to understanding MOOCs[J].The Internet Journal of Medical Education，2011（2）.

[2]华琪.MOOC，像追美剧一样上大学[EB/OL].（2013-11-13）.http：//mooc. guokr.com/opinion/436958.

[3]L·约翰逊，S·亚当斯·贝克尔，等.新媒体联盟地平线报告：2016高等教育版[J].开放学习研究，2016（2）：1-20.

[4]徐葳，贾永政，阿曼多·福克斯，等.从MOOC到SPOC——基于加州大学伯克利分校和清华大学MOOC实践的学术对话[J].现代远程教育研究，2014（4）：13-22.

[5]舒守娟，朱佩君，刘瑞.高校专业课程慕课建设实践——以气象类专业课《天气学》为例[J].课程教育研究，2018（50）：236-238.

[6]Wikipedia.Blended learning[EB/OL].https：//en.wikipedia.org/wiki/Blended_learning.

[7]Bonk C J， Graham C R. The handbook of blended learning： Global perspectives， local designs[M]. San Francisco： Pfeiffer， 2006：4-5.