“互联网+”时代的生长树型教学模式研究

崔岩 常象春 林年添 尹会永 李桂花

山东科技大学地球科学与工程学院，山东 青岛 266590

《国家教育事业发展“十三五”规划》提出要推动高校针对不同层次、不同类型人才培养的特点，改进专业培养方案，构建科学的课程体系和学习支持体系。在此指导方针下，以学生为主体，使学生具备较强的动手能力、实践能力和创新创业能力成为高校的人才培养目标。为实现这个目标，高校普遍采用压缩理论教学学时、增加实践教学学时的做法，本科生的总学分和教学总学时在原有的基础上逐年削减。在此大趋势下，陈宝生在2018年6月召开的“新时代全国高等学校本科教育工作会议”上提出了“金课”概念，要求将“水课”建设成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。同年8 月，教育部发布《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》（教高函〔2018〕8号），将“淘汰水课、打造金课”正式写入教育部的文件。随后吴岩司长提出了“两性一度”的“金课”标准，即高阶性、创新性、挑战度。如何在“学时压缩”的客观条件下建设以“两性一度”为标准的“金课”，已经成为每个高校教师都必须面对和解决的问题。

随着网络技术的发展与普及，基于“互联网+”的混合式教学成为解决“低学时”和“高质量”这一对矛盾的最佳选择。所谓“互联网+”，就是“互联网+各个传统行业”，但这并不是简单的两者相加，而是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。由此产生的混合式教学是以学习者为中心，基于一定的教学目标，把传统的面对面课堂教学与现代的网络学习有机地融合，实现学习目标最优化的教学模式。目前常见的混合方式是“并行式”，即线上线下内容一致，线上资源实现对知识的讲解，线下检验、巩固、转化线上知识。这种方式线上线下相辅相成，能够有效提升教学效果，但也存在一定的局限性：1.线上课程建设难度大，现有资源不足；2.“线上知识讲解”模式并不适用于所有课程内容；3.“两性一度”“金课”标准中的“高阶性”难以把握。为此我们提出一种生长树型的混合方式，将线上学习作为两个开放的端源，线下教学连接两个端源并把控发展脉络，实现两端开放、中间把控、自然发展，在“学时压缩”的客观条件下打造高质量的“金课”。

一、生长树型混合式教学

（一）生长树型混合式教学的内涵与特征

“互联网+”时代的生长树型教学模式的核心思想是发展（生长），其中包含了三个要素：理论的深化是发展的重要保障（树根）；如何从理论走向应用是发展的基础和关键（树干）；创新是发展的必然要求（枝叶），其具体内容包括以下方面。

1.理论上的深化：主要借助MOOC 平台，利用线上学习的可重复性和可延展性帮助不同基础、不同接受能力的学生夯实基础。由于课程资源内容庞杂、针对性不强，因此需要教师借助智慧教学工具进行组织和管理，主要是对网络资源进行筛选和对学生自学进行引导，并对学习过程进行考核。

2.从理论走向应用：利用基本原理解决实际问题有两个必要步骤：一是由基本原理到专业常用公式的推导，主要借助板书和PPT；二是常用公式的求解及应用，主要借助计算机编程。线下课堂教学的规范性和互动性可以让教师很好地把控这个过程。

3.创新：主要借助线上的专家讲座、实际案例、期刊文献等多种资料，线上资源的多样性和先进性能够帮助不同能力、不同兴趣点的学生找到探索和创新的方向。这一部分要充分发挥学生的主观能动性，教师起辅助作用。

通过对上述三个要素的把控，最终构建一种“两端开放、中间把控、自然发展”的新型教学模式，将海量的线上资源作为汲取知识的“土壤”和“天空”，为发展提供空间；课堂教学则重点培养学生利用基本原理解决实际问题的能力和思维，为发展提供保障。紧扣发展这一核心，让课程更具生命力，在“学时压缩”和客观条件下打造高质量的“金课”。

（二）生长树型混合式教学的方案设计

教学方案的设计围绕生长树型混合式教学模式的三个要素，教学脉络遵循“基本原理→常用公式→实际应用→创新”，这是一个自然发展的过程，环环相扣，互相促进。基本原理部分依托MOOC 平台，借助其可重复性和可延展性实现理论基础的深化，增大课程的挑战度；从理论到应用部分依托课堂教学，借助其规范性和互动性实现综合能力和高级思维的培养，增加课程的高阶性；创新环节依托网络资源，借助其多样性和先进性实现创造力的激发，增强课程的创新性。在教学组织上，通过引入MOOC 平台和网络资源打造仓储式的教学资源；根据自然发展过程中不同阶段的学习特点使用多样化的教学方法；扣紧“两性一度”的“金课”标准制订全方位的考核模式，具体内容见图1。

（三）生长树型混合式教学的实施要点

生长树型混合式教学方案的顺利实施，关键在于以下四个方面。

第一，教学资源的储备和管理是生长树型混合式教学的前提。通过引入MOOC 平台和网络资源，打造仓储式的教学资源。这里不仅要应用平台相关课程，而且要充分挖掘国内外各大院校、科研院所、企事业单位的网络资源，同时还可以邀请国内外知名专家或教学名师参与线上线下的讲学或研讨，不断丰富教学资源库。

第二，线上和线下教学的有效衔接是生长树型混合式教学的关键。线上自学要进行引导和考核，帮助学生有效获取理论知识。线下课堂教学要适当回顾线上自学内容，根据学情有针对性地进行辅导，在夯实理论基础的前提下，借助各种方式完成从理论到应用这一关键过程，培养学生的综合能力和高级思维，为创新打下基础。

第三，MOOC 平台和网络资源的合理使用是生长树型混合式教学的特色。课程前期学生利用MOOC 平台进行理论学习；课程后期则结合自身兴趣利用网络资源寻找创新点；创新中涉及的理论知识又可以回到MOOC平台进行更深入的学习。借助不同网络平台和一定的线下指导，在理论和创新两个端源实现个性化、开放式的学习，互相促进。

第四，与“金课”标准“两性一度”相对应的考核方式是生长树型混合式教学的保障。要实现“金课”这一最终目标，必须围绕“两性一度”制订考核方式，根据教学模式自身特点，通过“平台数据+章节测验+平时作业+编程实验+期末考试+多媒体汇报+探索研究报告”七个模块，对“挑战度”“高阶性”和“创新性”三个维度进行全方位考核，从而保障教学符合“金课”标准。

二、生长树型混合式教学的应用与推广

（一）生长树型混合式教学在弹性波动力学中的应用

弹性波动力学是山东科技大学（以下简称“我校”）勘查技术与工程专业最重要的专业基础课之一。该课程理论性强，涉及大量公式推导，教学模式一直局限于课堂讲解，而学生的数理基础参差不齐，课堂教学效果很难保证。近几年我校勘查技术与工程专业该课程的学时由48 学时压缩到32 学时，授课难度进一步加大，线上线下混合式教学成为解决当前困境的最佳途径。作为专业基础课，弹性波动力学有其自身的特点：1.专业性强，受众相对较少；2.要有先修课程作为基础，学生的接受能力相差较大；3.不同高校和专业有其自身特色，授课的侧重点不同。基于以上特点，目前各大MOOC 平台都没有弹性波动力学的在线开放课程。专业基础课起点和目标的多元化决定了课程必须具备灵活性和可延展性，传统的“并行式”线上线下混合式教学并不适用。

本文提出的生长树型混合式教学模式具有很强的灵活性和可延展性，可以将其应用于我校勘查技术与工程专业的弹性波动力学课程。课程共32学时，采用线上线下混合式教学，其中线上教学8学时，线下教学24学时。

根据专业特色，本课程的内容包含弹性理论基础和地震波传播两大部分，旨在利用弹性理论解决地震波传播问题。1.理论基础部分以线上教学为主，线下教学为辅。主要利用MOOC 平台上的弹性力学课程资源，该课程是土木工程、机械工程、地质能源等专业的专业核心课程，网络教学资源非常丰富。弹性力学的授课内容包含弹性理论基础，可根据实际需求选取部分内容让学生进行线上自学，并借助平台对线上学习情况进行管理和考核。由于其中涉及一些数理知识，基础较差的学生还可以借助平台有针对性地复习数学物理方程、高等数学等先修课程。线下则布置自学内容、梳理知识脉络和答疑解惑。这种学习方式既有灵活性又有可重复性，能够帮助不同基础的学生全面掌握弹性力学的基本概念、基本原理、弹性力学边值问题的建立过程及求解基本方法，为后续学习打下坚实的基础。2.接下来利用弹性理论研究地震波的传播规律，教学方式以线下教学为主，线上教学为辅。线下教学要从弹性理论出发完成地震波传播公式的推导，进而分析其传播规律。这部分内容最为关键且难度也最大，需要教师根据课堂反馈进行把控。教学手段除板书和PPT，还针对重要公式设置一定的编程实践环节，通过计算机编程实现地震波传播的数值模拟。这样既加深了学生对基本原理的理解，让学生认识了地球介质中地震波的传播规律，也锻炼了学生的计算机编程能力，加强了与后续专业课之间的联系。线下教学的同时匹配一定的线上教学，通过提供大量与弹性波相关的网址引导学生依据自己的兴趣和择业及考研方向进行自由探索。借助网络资源将实际案例和最新研究动态引入课程，这样可以激发学生的学习兴趣，拓展学生视野并促进创新；同时这也是课程思政的一个亮点，学生可以直观地感受科学技术对国计民生的重要意义，了解我们与国际顶尖水平之间的差距，增强科技强国的责任感和使命感。

我们对弹性波动力学课程采用全过程、综合性评价，总成绩中平台数据、章节测验、平时作业、编程实验、多媒体汇报、探索研究报告和期末考试都占一定的权重，其中期末考试的权重在50%以上。根据考核结果，从“挑战度”“高阶性”和“创新性”三个维度进行教学反思，不断调整使课程更加符合“金课”标准。

（二）生长树型混合式教学的推广前景

该教学模式充分考虑了“学时压缩”、客观条件和“互联网+”的时代背景，具有“两端开放、中间把控、自然发展”的鲜明特色，对于起点和目标多元化的专业基础课具有天然优势，十分契合专业基础课的学习脉络和学习特点，对这类课程具有普适性。在“学时压缩”的客观条件下建设以“两性一度”为标准的“金课”是目前高校中普遍面临的问题，生长树型混合式教模式对网络资源的应用更充分，线上线下的结合也更灵活，因此对于其他类型的课程有重要的借鉴意义，易于大范围推广。

三、结语

生长树型教学模式充分考虑“学时压缩”、客观条件和“互联网+”的时代背景，充分利用线上和线下资源，最大限度地实现二者的优势互补，实施一种“两端开放、中间把控、自然发展”的教学。实践表明，生长树型教学模式相较于传统课堂模式具有以下三个优点。1.将“发展”作为教学脉络的核心，在基本原理和创新部分依托网络资源进行自主学习，学生能够根据自身情况决定学习的深度和高度，突破传统课堂由于教材单一和学情复杂造成的授课内容的局限性。2.在线上资源的辅助下，线下课堂教学专注于“理论→应用”部分，重点培养学生的综合能力和高级思维，改变传统课堂由于学时少造成的理论与应用割裂的局面。3.紧扣“两性一度”的金课标准制定全方位的考核方式，对整个学习过程进行综合考核，纠正传统课堂由于考核方式单调引起的各种不良学习现象。