高校课程线上线下混合式教学改革探析<br/>——以“高等数学”课程为例

高校课程线上线下混合式教学改革探析
——以“高等数学”课程为例

2022-06-08徐富强郝江锋

兰州文理学院学报(自然科学版) 2022年3期

徐富强，郝江锋，王珺

(巢湖学院数学与统计学院，安徽合肥 238000)

0 引言

随着互联网和科学技术的蓬勃发展，网络覆盖面越来越广，内容更加丰富多样，已经在更大程度上影响着人们的生活、学习和娱乐.受其影响，高校教师的教学理念和大学生的学习方式也正在悄然发生着变化.

以高校最具代表性课程——“高等数学”为例，它是高等院校中理、工、经、管类专业公共必修课.它为专业后续课程学习提供数学知识和方法，对专业发展起到重要作用.高校对该课程教学大多采用合班教学，小的班级人数五六十人，大的班级人数达到几百人.传统教学课堂上，学生“低头族”多、课堂纪律差、学习水平参差不齐等情况都给教师授课与管理带来困扰[1-3]，课堂教学效果可想而知.此外，该课程具有内容抽象、逻辑性强、教学内容多、学时长等特点，因此许多学生在学习中出现了诸多问题：学习倦怠[4]、拖延[5]、自主学习能力较差[6]，学生做题的质和量无法保证，学习中遇到的问题不能及时与授课老师沟通解决等.这类问题都极大地影响学生对“高等数学”学习的积极性和主动性.

近年来较多学者对高校各类课程进行过学情与教情分析.学者李丹[7]对大学生学习能力通过问卷调查进行评估，结果有50.8%的学生在学习过程中不能坚持以问题为导向来弥补课堂上学习的不足，69.2%的学生不注重课堂学习内容的延伸.徐超毅等[6]对安徽5所高校大学生进行抽样调查和访谈，结果发现70.2% 的学生认为线上自主学习是为了提高学习效率，65.1% 的学生是以参与讨论为目的，95%的学生乐于利用线上平台浏览学习资源.李蓉[8]以教师教学中存在的共性问题出发谈“高等数学”教学改革研究的现状与思考.

随着互联网信息技术的飞速发展，当代高校大学生关于“高等数学”课程学情又会发生怎样的变化呢？叶志萍[9]通过随机抽样的调查方式对北方民族大学本科大一、大二理工科专业的部分学生进行了问卷调查，结果表明：48%的学生对“高等数学”这门课程学习兴趣一般，22%的学生对这门课不感兴趣，对“高等数学”没有兴趣的原因主要集中在上课进度太快，跟不上老师的步伐和很多内容需要课后自学才能理解.钟天琦等[10]选取了全国3个不同地域城市的高校随机发放大一新生关于高等数学学习现状调查问卷，通过对97.6%有效问卷进行分析后得出：多数大一新生对学习高等数学兴趣不足，高等数学课堂气氛与教师授课方式之间存在中度的正向相关.王存荣[11]针对学生学习“高等数学”中存在的问题提出以应用自我效能感理论和归因理论增强学生的数学学习动机等策略.

由此可见，十几年间，高校“高等数学”课程学情并未从本质上发生扭转.在这样的背景下，高校传统教学模式进行改革创新是非常有必要的.

1 线上线下混合式教学的重要性

近些年，教育部鼓励高等学校加强在线教育建设[12].在受新冠疫情影响下“停课不停学，停课不停教”时期，不少老师和学者纷纷尝试对传统课堂教学进行改革和创新研究[13-18].线上线下混合式教学模式逐渐成为能适应现有教学要求和教学环境的一种新兴教学模式.以“高等数学”课程为例，线上线下混合式教学在以下4个方面起到了重要作用.

1.1 有利于教师整合教学资源

随着现代信息技术快速发展，“互联网+教育”让教师接触到了全球教育资源，教师可以从各大互联网教育平台上获取到海量优质教学资源，结合学生学情对这些资源加以整合，制作出适合本课程使用的课程教学资源，如教学大纲、教学设计、微视频、练习题库等.这为课程设置和课程管理中的线上和线下各教学环节带来了多样性.教师能在课前根据教学要求和学生学习情况，有针对性地将这些整合后的优质资源上传至线上教学平台，供课程教学团队和学生共享，这对丰富课程教学资源起到积极作用，为有效开展线上教学奠定基础.

1.2 有利于提高学生自主学习能力和激发学生学习积极性

传统教学模式下很多学生形成了课前不预习、课中跟不上教师节奏、课后作业无从下手的学习状态，学生自主学习能力非常差，久而久之，这些学生自然失去了对“高等数学”课程的学习积极性，最终因“难”而退，放弃深入学习的机会.另外，有些学习能力稍强的学生在自主学习过程中遇到问题时，不能与授课老师及时沟通解决，学习受阻也必然影响这些学生深入学习的进度与效果.

教师结合“高等数学”的内容特点开展线上线下混合教学，学生可以在线下课堂教学前，利用闲暇时间观看教师提供的线上优质资源，进行自学，这样做使学生除能掌握课程知识外，学生自主学习能力也得到了锻炼和提升.宽松自由的预习时间也能在一定程度上减轻学生的学习压力.

学生在线上自主学习中遇到难点和疑点可以及时在线上与教师沟通.教师也能根据学生线上反馈确定线下教学的内容和重难点，这一方式既能营造更加活泼的互动式线上课堂氛围，更能有效提升互动式线下课堂效率.由传统“一对多”模式变成了“一对一”模式，师生互动，生生互动，这种新型学习方式能极大地提高学生学习积极性和主动性，有效克服“高等数学”课程难、内容多和学时少的问题.

1.3 有利于学生课下预习和复习

传统教学模式往往是一种单向“填鸭式”课堂教学，学生课前预习和课后复习完全没有保障和监督的教学模式.在线上线下混合式教学模式下，学生学习实行课前(线上预习)、课中(线下针对性讲解)、课后(线上练习测验)3个阶段.课前，学生能得到宽松时间进行充分预习，找出问题.课中，学生带着问题进入课堂，教师针对性帮其解决问题.课后，学生能得到有效练习与检测，教师在线上可以及时督促和检查学生预习和复习情况.3个阶段，衔接紧密，形成一个完整的学习闭环，而且过程性资料线上全部可追溯，便于学生复习整理.因此，线上线下混合式教学模式能真正实现以“学生为主体，教师为主导”的教学关系.

1.4 有利于教师提高教学效率

当学生在接触并掌握线上丰富的课程教学资源，做到一定程度预习的基础上，教师线下课堂教学不再是传统的满堂灌、一言堂、无的放矢，而是转变成对线上教学问题的解疑、解难、补充、拓展.在这种教学模式下，课堂教学变为有的放矢，教学内容与教学方法得到改革，课堂效率大大提高，这对减轻教师备课压力起到积极作用.

2 线上线下混合式教学实践

笔者以笔者所在“高等数学”教学团队为例，谈对“高等数学”线上线下混合式教学探索与教学实践.

2.1 组建课程教学团队

新时代下高校课程建设已不再是某一位老师“单打独斗”的过程，而是要汲取多名教师的特长，扬长避短，共同建设以达到最优的过程.建立课程教学团队要适应学校各专业发展特点，以学科为依托，由一名带头人和若干名教师组成.目前，高校开设“高等数学”课程几乎涉及理、工、经、管等全部专业，但各专业人才培养方案中对“高等数学”课程设置与要求又有所区别.这就意味着不同专业需要有不同的“高等数学”课程教学大纲，对应设置不同的课程时长、课程教材、教学内容和教学进度.组建不同学科的“高等数学”课程教学团队，能有效开展教学研究与教学经验交流，更新教学内容，改革教学方法和手段，使课程整体教学水平与教学质量稳步提升.

以本校工科“72+80”学时“高等数学”为例，涉及电气工程及其自动化、电子信息工程、电子科学与技术、物理学、机械设计制造及其自动化、机械电子工程和材料成型及控制工程7个本科专业.笔者所在课程教学团队建设原则是以大学数学教研室为依托，形成年龄、学历与职称梯队，团队基本信息见表1所列.团队建设以中青年教师为主，职称分布呈梯队式，通过梯队式“传帮带路”.教师课程建设也有稳定资金来源，凸显课程团队优势.

表1 高等数学(72+80学时)课程教学团队信息

2.2 建设丰富的线上教学资源

线上教学是整个混合式教学的重要环节，它离不开线上课程教学资源.线上课程教学资源的质量高低和内容丰富程度直接影响课程教学效果.一方面课程团队应该结合“高等数学”课程教学大纲，一起制作ppt课件、录制教学视频等.另一方面在互联网上遴选优质教学资源加以剪辑整合，制作出适合本校学生的学习资源，包含微视频、ppt课件、作业题库、考试题库等，为开展线上教学奠定基础.

笔者在超星学习通平台上“高等数学”课程线上教学资源建设情况如图1所示.其中微视频和解题指导视频137个(总时长2129分钟)，ppt课件40个，课外阅读资料2个，作业与考试题库总计407题，资源丰富，便于学生选择性学习.

图1 高等数学线上课程资源建设数据

参与建设上述资源时需着重突出以下几点：一是要让学生明确学习要点，学习重难点；二是在制作视频时，中间穿插一些知识点批注和问答，引导学生善于思考并发现问题，培养学生发现和解决问题的能力，提高学生学习的积极性；三是要合理设计教学内容的难易度，既要包括数学基础知识，又要设计一些带有驱动性的问题与资料，从而达到对学生的启发式教学.

2.3 开展线上教学，引导学生自主学习

大学生的课余时间较散乱、不集中，无法有效地进行集中课前预习.教师应该在课前线上平台发布教学任务，学生在设定的时间段内完成线上自主学习任务.

在图1中，笔者在课程线上教学183个章节中共发布自主学习任务点133个，线上开展教学活动35次.本校2019级电子科学与技术专业部分章节自学任务点和学生完成情况如图2所示.从图2可以看出平均约95%的学生能按时完成自学任务，任务目标达成度较高.

图2 线上课程自学习任务点发放与完成统计情况(部分展示)

笔者在引导学生线上自主学习时着重强调以下几点：一是明确本次自学内容要点，让学生知道重难点知识，有针对性地预习.具体操作时，笔者是通过超星学习通平台的课程通知或邮件方式通知到每一位学生，方便灵活，学生能及时收到并查阅；二是及时督促自学能力差的学生按时、保质保量完成自学任务，给这部分学生施予压力，让他们养成课前按时预习的良好习惯.具体操作时，笔者是通过超星学习通平台发布自学任务，设置未完成提醒时间及提醒方式.

2.4 搜集学生反馈的信息进行备课

学生由于自学能力参差不齐，对于全新知识，在线上教学和自学过程中必然会遇到疑难知识点.教师在每次线下课堂教学备课前，要对学生进行线上问卷，统计出疑难知识点，在线下备课时有的放矢，便于课堂上有针对性地讲解与答疑.

笔者在线下备课时重点突出两个方面：一是对学生普遍反馈的问题进行集中讲解；二是结合实际拓展应用性知识教学.同样需要注意的是，笔者在备课中制作辅助教学多媒体课件是根据线上教学环节搜集信息进行重新制作，所以线下课堂教学课件不同于线上教学课件.线下教学内容应更精炼，具有针对性地答疑解惑，否则学生对线下教学内容没有新鲜感，降低了参与课堂学习的积极性.

2.5 线下课堂有针对性互动教学

教师应将整个课堂教学过程设计成“以问题为导向，学生为中心，教师为主导”的教学.教师针对学生课前自主学习反馈的疑难点，在课堂上以学生为中心，以问题为导向与学生互动式教学.课堂最后还应选取一些具有代表性题目让学生练习并讲解，以达到灵活运用、巩固新知识的作用.

例如笔者在实际教学“二重积分定义”时，首先引导学生思考：如何对现实工程上不规则实体的大小和重量进行估计？在课堂上请多位同学讲解需要的已知条件和解决思路，通过互动式引导，让学生一步步走向“真理”，并举一反三.其次抛出二重积分定义的引例：工程施工方需要挖去如图3所示某大型山体区域土石，如何估计山体土石方数量以尽可能准确安排施工进度？解决这一问题的过程贴近二重积分定义，从而轻松引出二重积分概念.问题与过程既新颖又激发学生探索欲，学生在教学过程中互动参与度高，激发了他们学习的积极性.

图3 山体区域图

2.6 课后练习与测验

“高等数学”课堂教学是传授知识与方法的过程，课堂练习题要具有代表性，但不是习题的堆积.在课堂上学生对这些习题应该要学习并总结思考与解决问题的方法.而这种数学解题方法的灵活运用就需要课后练习与测验，也就是所谓的“熟能生巧”.教师在这一阶段应该在线上按时布置适量作业或测验，并适时督促和批阅反馈，有助于学生对知识点及其灵活运用方面进行查缺补漏.

由图1可知，笔者在实际教学中布置了46次作业或测验，其中测验是以考试形式进行，几乎做到了每次课后都有一次线上练习或测验，包括一次期中测验和一次期末测验.每次作业或测验都做到及时批阅，批阅意见在线上平台内及时一对一反馈.作业批阅完成后，学生能及时查看分数、完整参考答案和批阅意见，便于学生及时了解学习情况并查缺补漏.

课后练习测验与课堂教学相辅相成，两者有机结合才能使学生获得成就感，成长为“会学习、爱学习”的优秀学生.

2.7 反思与持续改进

要评判教师对教学章节是否实现教学目标，以及在备课和授课中有何得失，都是要在教学活动完成后才能总结发现.因此，教学反思是教师对教学内容的优化行为，它能使今后的教学更加符合学生实际水平，并根据反思内容，总结和补充前一阶段不足，调整和完善下一阶段教学任务，并采取切实可行的教学策略，使教学目标准确、有效.

在教学实践中，笔者每次通过线上教学活动和作业与测验的反馈信息，结合每月一次，共计4次线上问卷调查结果，不断获取学生线上线下学习疑难点，结合他们对教学提出的意见和建议，持续改进教学各个环节.

3 实践效果

笔者承担了2019级电子科学与技术专业学生两学期“高等数学”课程教学任务，第一学期使用传统教学模式授课，第二学期使用线上线下混合式教学模式授课.两种教学模式下学生成绩形成鲜明对比，见表2所列.两种教学模式下期末教学满意度问卷调查统计结果对比见表3所列.

表2 两种教学模式下学生成绩对比

表3 两种教学模式下教学满意度问卷调查统计结果对比

从表2中可见，同一班级在两学期不同教学模式下，成绩变化异常明显，无论是从平均分、不及格率还是优秀率方面，混合式教学模式下班级成绩比传统教学模式下班级成绩都得到大幅提升.学生对教学各环节满意度方面也变化显著.课程教学资源满意度从25.29%上升到79.76%，表明线上课程资源得到绝大多数学生肯定.教师线下课堂教学满意度提升了21%.学生自学能力满意度提升了28%，学生自学能力得到一定程度锻炼与提升.作业与测验满意度提升了近30%，表明大量课后练习与测验并没有让学生反感.教师整体教学满意度在传统教学模式下为55%，在混合式教学模式下为82%，表明线上线下混合式教学相较于传统教学更受学生欢迎.

此外，在实践线上线下混合式教学模式过程中笔者还获得以下深刻感受：

首先，教师在线上线下混合式教学模式下，改变了传统“填鸭式”课堂，使教学不再“满堂灌”.混合式教学模式既解决了教学内容与课时之间矛盾，又能使教师实时掌握学生学习“高等数学”的动态与成效，推动教师在新形势下不断探索教学改革.

其次，在混合教学模式下，学生改变了传统学习方式，从“被动学习”变为“主动学习”.混合式教学模式极大地调动了学生的学习积极性，有效地提升了学生的自主学习能力、资料查找阅读能力和问题分析能力.

最后，线上教学平台不仅能实现师生互动，还能实现学生之间相互交流与合作探究，有助于培养学生团队合作能力.

4 优化建议

笔者在线上线下混合式教学实践中收获颇多，但也有遗憾.反思各个教学环节，认为以下3个方面应当加以重视，以利于线上线下混合式教学模式持续改进.

4.1 优化课程教学团队

课程教学资源建设是一个系统性、复杂性的工程，仅凭教师个人力量，短时内难以见成效.首先，学校或学院应该鼓励教研室组建课程团队，合理优化教师职称和年龄结构，团队各成员应发挥各自特长，合理分工，共建和共享课程线上教学资源.此外，课程教师还应通过自学或培训不断提升自身信息化技能，熟练运用互联网技术和各类办公软件，使课程团队逐渐成长为一支线下教学经验丰富，线上教学技术娴熟的复合型教师队伍.

4.2 重视建设线上教学资源并持续改进

线上教学平台与课程资源是教学辅助，其丰富程度与质量高低将直接影响线上与线下教学的各个环节.教师或课程团队要充分利用网络教育资源，结合学生实际，取长补短地整合一套适合本校学生学习的课程资料，忌讳生搬硬套，而且在教学过程中，还要善于发现不足，持续改进.

3.3 重视线上教学环节，培养学生自主学习能力

线上教学是混合式教学模式的重要环节，其实施核心在于如何使学生认真投入线上自主学习并将疑难问题传递给教师，教师才能更好地设计线下课堂教学内容和教学活动，帮助学生答疑解惑.所以正确引导并培养学生养成线上自主学习习惯，帮助学生转变认知思维显得尤为重要.教师要做到线上实时监控并评估学生学习状态和效率，及时发现掉队学生并提醒，必要时还需对这些学生进行人文关怀与学习帮助.