基于精准教学思想的混合式教学的研究与应用

王玲玲，梁 勇，雷军委

（海军航空大学，山东烟台264000）

随着信息技术的蓬勃发展，特别是经历疫情之后，线上教学已经成为越来越不可忽视的一种教学方式，它不仅能够实现优质教学资源的共享，更能在一些突发情况下解决传统教学方式所带来的地域限制。然而，纯线上教学无法忽视其应用要求及各种弊端，例如，对学生的自律性要求极高，缺少人文、价值观、情感等互动交流。因此混合了自主性、灵活性强的线上学习和社会性、互动性强的传统课堂教学的教学方式，成为教学模式中越来越多的一种选择。这种混合式的教学方式将二者优势互补，以期获得最优的学习效果[1-2]。

在人才培养层面，部分高校对专业学位研究生教育和职业教育开展了混合式的培养模式[3-4]，如2016年清华大学的“数据科学与工程”工程硕士是第一个采用混合式教学模式的专业硕士项目。在课程教学层面，目前混合式教学的实践很多，其研究也主要集中于应用上，如吴敏、闫国立、刘雨薇等将混合式教学模式分别应用于“数据库技术”“医学统计学”“算法设计与分析”等课程，都取得了较好的效果[5-7]。

众所周知，在混合式教学中，线上线下的衔接是其重中之重，如果这一衔接无法处理得当，将影响到整个教学过程乃至人才培养。然而，纵观混合式教学的现状与核心，目前对这一核心问题的理论研究还稍欠深入。文章以混合式教学模式为基础，并通过教学数据的监控、采集与分析，依据精准教学理论，以课前建模、课中分析、课后干预来完成“输入—反馈”制的教学过程，并精准识别每个学生个性化的学习需求和学习特征，实现精准化、差异化教学及线上线下内容的有机融合。

一、混合式教学设计

（一）总体设计

线上资源尽管内容丰富，但往往大量的知识点被压缩成十几分钟的短视频，导致学生容易在虽然简单却没有接触过的知识点上“泥足深陷”。因此在整体的教学设计中，教师首先要对自主学习内容有合理的规划，不应将知识全盘扔给学生去自学，而是要尽可能结合其课下时间和已经具备的知识层面，安排其有能力掌握的知识去进行自主学习。其次，在使用线上资源后，必须要同时安排测试、讨论环节，这样能够获取学生到底在哪些知识点上卡壳，而后根据课前的测试反馈去指导教学设计。

比如，如果本节知识点较好理解，学生通过自主学习能够全部掌握，则可以不再进行线下课堂的学习，此时可以通过开展线上有针对性的练习进行提高训练；如果本节知识点是偏技能型的应用，学生对其掌握不够熟练全面，则可以通过翻转课堂提高学生的技能掌握程度；如果知识点较难较深，学生理解困难，则可以通过线下课堂重塑其知识主干，从已具备的知识层面，不断构建新的知识，来纠正偏差，加深理解。

教师在线下面授后，一般会布置作业、测试等，关键是教师必须要在下次课前给出反馈，即每个学生的问题必须要在下次课前解决，否则问题越积越多，造成知识点的漏洞就越多。同时，教师根据课后的作业反馈和教学过程数据来进行教学干预。对目标知识点掌握有所欠缺的，进行查缺补漏；掌握较好的可以安排拓展环节。

因此，整体的混合式教学设计思路为课程的教学安排以“线上预习＋自学结果”作为前馈指导线下教学设计，以线下课堂的教学结果作为反馈去实现线上的个性化教学干预，以此往复。

（二）线上教学资源

完成混合式教学设计，必须具备两个方面的资源和工具。首先必须有丰富的线上教学资源，其次需要对学习过程数据进行采集与分析。

在信息化教学资源方面，以“自动控制原理”课程为例，线上资源采用的是“MOOC+自建资源”的方式。慕课选用中国大学MOOC上的华中科技大学的“自动控制原理”课程，该课程是2018年国家级精品课程。自建资源以超星学习通为依托建立的一套学生可以自主完成课下预习、复习、作业、测试、答疑等环节，并与课堂学习形成互补的“自动控制原理”信息化资源。该互补式信息化资源所包含的主要内容如图1所示。

图1自建的互补式信息化教学体系

其中学前模块就是为了能有效地使用线上资源而制定的学习规划，明确知识的重难点，使学生的自主学习更具有指向性。回顾模块包含了课件、板书和知识点讲解视频。巩固模块设置有作业微课、专项知识点微课、测试库。拓展模块包含课上、课下所进行的所有交互活动及工程应用案例。

（三）数据采集与评价指标

课上得好不好，学生有没有听懂，实际上没有人比授课教师更清楚。在传统教学评估中，教师在教学过程中考查学生“学得会”指标时，多是一些个人主观感觉，但是在糅合了网络教学的教学过程中，由于教师使用了网络信息平台，因此在教学过程中会产生大量的数据，对这些数据进行采集和分析，既可以对全班学生的情况做总体分析，也可以随时了解每个学生的学习参与度、知识掌握情况、面临的问题等。甚至通过数据的分析和挖掘，可以随时掌握学生的学习情况，评估教学效果，并及时进行调整。

在教学数据的采集中，数据的生成主体是教师和学生，生成环境包括线上环境和线下环境。通过实时记录、跟踪和分析主体与环境的交互生成的各类数据（包括个体数据、群体数据、课程数据等），对学生学习行为和学习过程进行量化、分析和建模，构建以教学数据采集模型和教学评价指标模型为核心的多元教学评价模型，评价学生个体学习状况、预测学生未来的发展趋势，为教师后续开展具有针对性和差异性的精准教学提供数据支撑，促进有效学习的发生。

比如，根据线上数据可以监测学生的预习及自习情况，如预习率、线上自学完成率、作业完成率、作业正确率、互动参与率等指标；可以考查学生的学习情况是否达到教学目标要求，如计算教学目标的实现程度指标；当需要考查个人学习特点时，可以计算其纵向成绩比较和横向成绩比较指标。

纵向成绩比较以当前班次在整个学习过程中的考核为依据，包含作业、测试等，衡量的是整体学习能力是否提升，以及章节知识点间的难易分布。横向成绩比较以个人在整个学习过程中的考核为依据，衡量的是个人相较于班级学习情况的均值体现，该指标可以作为后续差异化教学的其中一项依据。

二、混合式教学的应用

将上述基于精准教学思想的混合式教学设计思路应用在“自动控制原理”（经典部分）的课程中。该门课程共有54学时，线上部分为16学时，占比30%，除去实验10学时，占比36%。教师每次课前提前两天布置预习任务，以观看华中科技大学的慕课为主，之后提前半天发布测试或讨论，以确认对于知识点掌握的强弱区域，用以指导线下课堂的授课重点；线下课堂中，根据课堂互动反馈及课后作业反馈，制定个性化学习方案来巩固和增强学生对知识点的理解。

（一）学习指导

学习指导不仅仅是布置自主学习任务，同时还需要给学生制定目标，使其明确经过预习应该掌握哪些知识点，掌握到什么程度，并赋以简单的练习或者讨论检验，这样才能更好地起到自主学习的效果，以便指导线下课堂开展有针对性的授课。表1为第四讲的学习指导。

表1自学大纲的制定

其中，在“知识点”中，列出课上会讲述的内容；在“程度”中，明确这些知识的重难点要求；在“目标”中，明确每次课需要掌握的概念及技能；在“对应教材范围”中，明确当前知识点在教材中的位置。

（二）课前测试

这里的课前测试主要针对即将要进行的线下课堂的授课内容。配合精准教学的实施措施，需要通过课前测试环节了解学生是否掌握了相应的知识点，如果没有，则需要在线下课堂予以补充。

课前测试的形式根据当前知识点的特点，可以是一次小测验，也可以是一次讨论，时间、题量不宜过多，主要考查学生自主学习的效果。

（三）数据采集与统计

整个教学过程，如自主学习、讨论、测试、作业、互动等，可以全部采用线上平台开展，这样教师就会有大量的学习数据，将学习数据加以采集和分析[8-9]，就可获得有关于个人及整体的学习情况，并及时开展教学干预工作。

在全时域阶段，可以获得个人在每个章节的学习情况，即纵向比较数据，如图2（a）所示，可以明显看出个人知识掌握的薄弱点，在复习阶段可以有针对性地进行指导干预。而且，通过设计和实现过程还可以发现，混合式教学要想获得较好的教学效果，离不开三方面的支撑：完善的衔接计划、持续的执行及付出，以及良好的政策支持。

文章分析了目前混合式教学的形式，结合常规混合式教学的实施方法，提出采用精准教学思想设计线上线下相结合的教学模式，并将该教学设计应用到“自动控制原理”课程教学活动中，同时，通过大量可视化的教学数据来表征学情，指导教学设计和差异化教学，实现精准教学思想在具体教学活动中的应用。经实践证明，该教学设计可以有效把握学生自主学习的薄弱点，提高学习的针对性，提升学生的自我认同感，最终提高课程的教学效果和学生的自学能力。

图2学习过程数据的可视化分析

同时，还可以以知识点为依据，获得所有学生在某一知识点上的掌握情况，即横向成绩比较，或更加细分的知识点掌握情况，如图2（b）、2（c）所示。

（四）前馈与反馈

文章以课程的第四讲、第十讲、第十四讲、第十八讲为例来阐述精准教学思想在教学过程中的应用。

其中，第四讲为结构图的等效变换与化简，该讲次的特点是概念少、技能要求明确，教师会在预习后询问学生并给学生留一道难度适中的测试题，通过询问和测试结果得出：有关于结构图的绘制已全部掌握，而对于结构图变换求传递函数仍较为模糊，如图2（c）所示，因此在课上就可以略讲前者而着重阐述后者。而通过课后习题的反馈来看，这次课学生整体的掌握较好，通过习题的练习更加深了这一技能，个别对应用仍不太明确的学生，通过观看录制的习题微课，已经较好地具备此次课需要达到的技能。

在第十讲稳定性、第十四讲根轨迹、第十八讲频率特性曲线中，经课后作业反馈，教师发现有若干学生在当前讲次的某些知识点尚未掌握，因此单独建立微信群，在小群内进行答疑、讨论，对知识点进行再巩固。

特别是在第十讲的劳斯判据知识点中，经小群巩固后仍有一个学生对于劳斯表的计算、理解上有偏差，于是专门进行个别讲解，并录制专题微课。最后学生通过对微课的观看和附加习题的练习，已纠正偏差，完成掌握该次课知识点的目标。

通过上述举例说明，基于精准教学思想设计的混合式教学设计能够充分发挥学生自主学习的能动性，实现差异化教学，从而提高教学效果和提升学习能力及兴趣。