“互联网+教育”背景下工科专业课程混合学习模式的设计与实践

王 瑞 陈 康 魏爱华 郎旭娟

（河北地质大学水资源与环境学院 河北石家庄 050031）

“互联网+”时代的到来，带来了移动互联网时代，也带来了优质教育资源的普及化[1]。信息化背景下的当代大学生，其学习习惯、学习态度和学习方式都在发生着转变，固定的、传统的教学内容和教学方式已经不能有效地提升学生的学习兴趣，尤其对于理论性和抽象性强的理工科基础理论类课程，更是难以达到理想的学习效果。因此，作为大学一线教师，必须敏锐抓住信息化发展的历史机遇，全面贯彻新发展理念，推进以“学”为主的混合式学习模式，以提高专业人才培养的水平。

一、“互联网+教育”的理念

“互联网+教育”也可称为信息化教育，其核心理念是互联网与教育的深度融合，由互联网衍生的混合式学习的教育理念、教育方式契合了当代学习者的特征，成为智慧教育时代的重要学习模式[2]。开展“互联网+教育”，关键在于如何把班级教学、教师教学、在线教学融为一体，形成虚实融合的教学新模式[3]。在疫情的助推下，“互联网+教育”已经成为学校教育的重要组成部分，教育正在借助于信息技术，形成多主体共同参与、线上线下有机融合、课内课外一体化的教育服务新形态[4]。新时期形势对学生和教师的综合素质和角色担当提出了更高、更丰富的要求，教师不仅要不断地完善和提高自己的专业水平，还要有效地激发学生的自主学习能力，培养学生解决复杂问题的综合能力和创新性科学思维，力求实现高等教育内涵式发展。

二、混合学习模式的设计

本混合学习模式的设计不仅有助于对课程内容的全方位加强，同时注重所选择的学习模式可以契合学生的个性化发展，充分调动学生的学习兴趣和学习的积极主动性，以最终实现预期学习目标，有效地促进教学质量的提升和人才培养目标的达成。

（一）教学资源准备

基于OBE（Outcomes-Based Education）目标导向的教育理念，从专业需求和课程目标确定混合式教学资源。教学资源应具备前沿性和时代性，并注重人文素养与思政教育。除教材教辅外，还充分利用各种网络资源完成多样化的资料准备。建立并丰富习题资源库，利用线上测试系统为学生提供练习平台；同时考虑到混合学习的差异性，通过准备不同的教学资源以满足不同学生的学习需求。此外，将科研项目成果与课程内容结合，并借助计算机的交互功能和实时动态表现功能，来丰富教学实例库。

（二）知识呈现模式

运用现代智慧教学工具辅助教学，注重问题为导向的知识呈现模式。理工科类课程内容往往具有阶段性和连续性的特征，在教学过程中主要根据体系思路以专题形式展开，知识的呈现可以贯穿于整个课程进展阶段。采用“启发式”“引导式”及“任务法”“讨论法”等方式，鼓励学生多层次多角度分析问题；设计检测混合式学习目标达成的检验方式，根据结果反馈来调整学习活动，不断修正完善教学设计，创新教学方法。

（三）多元混合式活动交互

1.学生与教师的活动交互

在班级授课时注重翻转课堂式教学，并通过案例式教学、文献汇报等方式在线下教学活动过程中鼓励学生自主学习与合作学习，并加强师生之间的面对面沟通交流；教师通过网络教学平台发布学习任务，了解学生的学习准备进度或对知识的掌握程度，与学生进行线上讨论或答疑等。

2.学生线上线下学习活动的交互

通过课前任务发布及自我检测、课中的合作交流及测练融合、课后作业及个性化辅导等方式，教师引导学生在不同的情境下选用合适的学习方式，帮助学生完成线上线下混合式学习的转换，激发学生的主观能动性，增强沟通协作能力。

3.课程知识习得与课余科技竞赛的交互

注重实例深化，加强实践教学。将项目研究实例和科技文献引入课堂，部分内容以研究专题的形式组织学生分组讨论分析。鼓励并指导学有余力的学生参加社会实践活动和大学生竞赛活动（如中国“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等），培养学生的创新意识，加强学生的团队合作意识及人际交往能力。

（四）综合考核评价

建设过程性反馈机制，对学生的考核评价将由过程性评价（平时成绩和在线学习成绩）和结果性评价（实践成绩和期末考试成绩）组成。平时成绩可包括翻转课堂表现、参加竞赛活动、课后作业等；实践（实验）成绩可包括操作过程、报告撰写及创新能力；而在线学习成绩则包括线上自学、线上讨论、线上测试等。期末笔试注意提高试题考核的开放性和实用性。目的在于激励学生注重平时学习和自主学习，为课程目标达成提供条件。

三、混合学习模式的实践

本混合学习模式的实践课程选取了笔者所在学校中多专业开设的必修课程“水文地质学基础”作为目标课程，该课程是地质类院校中地下水科学与工程、水文水资源工程、环境工程、地质工程等专业的一门核心专业基础课，是培养具有创新意识、符合新时代需要的复合型专业人才的关键课程之一。这门课程同时也是土木工程、城市地下空间工程、地质学等专业的必修课程，受众面广，有效的课程学习模式的构建将有助于课程交叉融合的探索与研究，这同样也是整合教学资源的重要手段，在培养学生复合型职业素养中起到了重要作用。

（一）目标课程要解决的重点问题

1.书本上讲解的水文地质理论比较抽象，各种水文地质现象又较理想化。实际工作中，由于水文地质条件固有的特性以及人类活动等外部条件的干扰，学生容易出现打开书本就明白，到现场就糊涂的问题。教学改革过程中，需要将水文地质学有关现象与理论，结合学生学习及工作实际进行讲解，切实提高学生分析、解决有关水文地质问题的能力。

2.理工科部分学生不善于表达，不能与教师形成良好互动，在一定程度上影响了教学效果。在本课程的教学中应注意发挥学生的积极性和创造性，提高他们的团队合作能力；同时尊重学生的个体化差异，根据学生“想学、会学、学会”的学习需要引导学生增强学习自主性。

（二）教学过程

1.混合式课程内容

水文地质学课程的改革的研究将先从广泛调研开始，通过对国内一流大学和一流学科进行考察、交流和学习，结合以往研究经验、资料检索和学生问卷调查等途径，掌握“互联网+教育”背景下学生的学习习惯、学习态度和学习方式。

依照以上所述的改革措施和调查结果，笔者已对本校地下水科学与工程、环境工程、城市地下空间工程等专业的学生展开实践。课程内容以“学生发展、学生学习、学习效果”为指引，从专业需求和培养目标出发，教师逐个优化知识点多媒体课件，借助MODFLOW、CorelDraw、GIS、MATLAB等计算、绘图或模拟软件实现抽象知识可视化、动态化展示，并融入互联网优质教育资源及工程实例等内容来增进课程内容的前沿性、时代性和挑战度，同时注重人文素养与思政教育，构建混合式学习的课程内容。

2.混合式授课模式

课程理论体系确定后，授课团队接着在教学方法上开展改革实践。混合式课程将传统的纯粹的线下教学模式，转换为在传统线下授课+中国大学慕课学堂在线等线上教学资源+多种课堂教学手段的教学模式。授课前通过运用雨课堂应用让学生按时做好课前线上复习和预习，雨课堂可以预约发布时间和截止时间，学生通过手机完成作业，能自动统计学生完成人数、正确率等作业完成情况，方便教师及时了解学生对知识的掌握情况。在教学过程中则注重参与式、互动式教学。例如，讲授“潜水、承压水和上层滞水”一节时，教师在介绍完潜水的概念和特点后，通过剖面图的动态展示让学生直观理解潜水的相关要素，并通过潜水管理的实例讲解潜水等水位线图的应用。然后在课堂上让学生对比学习和分组讨论承压水的相关概念和图件，鼓励学生走上讲台讲解承压高度的计算、自溢区的划分等问题，而上层滞水的内容则留给学生线上自学，并完成习题。教师团队利用中国大学MOOC平台和超星尔雅教学平台，主要进行单元测试和问题讨论，也鼓励学生们自主学习视频内容。学生们在讨论区的发言颇为积极，教师也及时对学生们的发言给予评价。而实验课程中教师团队则发布拓展式线上实验课程，与学生共同讨论实验思考题，并对学生在实验实操过程出现的问题及时进行讨论和反思。

此外，在课前、课中、课后的线上线下时间，教师团队都引导学生主动与教师沟通交流，以了解学生们对知识的掌握现状和学习需求，同时根据学生的作业反馈来调整授课进程。这样的教学模式可以由教师针对学生的课前、课中和课后的掌握情况及在线讨论结果对线下授课内容进行灵活调整，有效地提高上课效率和课时压缩带来的每节课任务繁重的压力，同时教师可利用节省下来的时间设计课堂讨论、翻转课堂等多种教学形式，可有效地促进学生参与课堂活动，激发学习主动性，切实掌握专业知识。同时，在授课中和结课后，教师也鼓励学生参与教学反思，更大程度地引导学生参与学习，重视学习过程，同时也能帮助教师丰富对教学实施的认识。

3.混合式教学成效

创新后的教学模式提高了学生们的学习主动性，学生们积极参与教学讨论和实践，愿意在课内外投入时间钻研，许多学生还能结合生活中的自然现象主动向老师提问。学生们对教师备课情况、授课情况、授课技巧以及课堂氛围评分都达到了90分以上，有83%以上的学生给了优秀等级。在授课结束后的教学反思过程中可以看出，学生们普遍称赞教师生动有趣且细致耐心的讲解、课前/课中/课后与教师的互动、现代智慧教学工具的应用等方面。此外，通过将2020～2021年秋季学生成绩与2019～2020年秋季学生成绩比较，采用混合式教学模式后，学生成绩优秀率提高了2.5%，不及格率下降了4.06%，平均分上升了1.6分。同时，学生通过参加社会实践和竞赛类活动，提高了专业技能，在全国、河北省、河北地质大学学生创新创业比赛中多次获奖，课程改革取得了阶段性成效。

四、结束语

互联网技术融合发展对教学信息技术更新换代产生了深远影响，对于教师而言，一定要转变教学观念，紧跟信息化的步伐，结合学生的时代特征，适时转变教学模式，以学生发展为中心，以学习产出为导向，将现代信息技术与课程内容深度融合。本教学实践结合生产实际对专业人才综合素质跨越性发展的需求，把班级教学、在线教学、实践教学融为一体，从传统课堂与翻转课堂、线下授课与在线学习、课堂知识内化与课余竞赛深化三个角度构建虚实融合的多元混合式学习新模式，引导学生增强学习自主性，培养学生解决复杂问题的综合能力和科学思维，实现预期学习目标。教学改革设计与实践中注重学生的主体地位，将教师的身份从主导变为引导，真正将“以学生为中心”落到实处。同时，本教师团队的改革探索经验也希望能为其他工科专业课程的建设提供一定参考。