网络环境下问题导向教学模式的探索与实践

张宏武

摘 要 文章结合网络环境下课堂教学的优势和问题导向教学模式在国内外学科教学中的成功经验，以数学类专业实践课程“数值分析实验”为例，探索其在网络环境下开展问题导向教学模式的教学实践，以调动学生参与课堂教学的积极主动性，培养学生的自主学习能力、团队合作意识以及综合实践素质。

关键词 网络环境；问题导向教学模式；课程教学

中图分类号：G424                           文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.9.031

Exploration and Practice of Problem oriented Teaching Mode in the

Network Environment

——Taking the Course of Numerical Analysis Experiments as an Example

ZHANG Hongwu

（School of Mathematics and Information Science， North Minzu University， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract Combining the advantages of classroom teaching in the online environment and the successful experience of problem oriented teaching mode in subject teaching at home and abroad， we explore the teaching practice of problem oriented teaching mode using the practical course "Numerical Analysis Experiment" in mathematics majors as an example in the online environment， in order to mobilize students initiative in participating in classroom teaching， cultivate their self-learning ability， teamwork awareness， and comprehensive practical quality.

Keywords network environment; problem oriented teaching mode; course teaching

“数值分析实验”是针对“数值分析”理论课程中的若干算法，利用相关数学软件在计算机上编程并实现数值模拟的一门专业实践类基础课程。通过本课程的学习，要求学生掌握利用数学软件求解相关数学问题数值解的一些基本技能与方法，为进一步利用数学软件开展数值计算、数值模拟，以及科学研究等奠定基础；培养学生借助数学软件编程来求解一些经典数学问题以及实际问题的综合能力；提高学生分析问题和解决问题的能力。

1  当前常用教学模式及改革的必要性

多年来，为了提高“数值分析实验”课程的教学效果和教学质量，许多高校任课教师针对其教学模式开展了相关探索和实践。例如早期主要以课堂讲练为主，在这种模式下，教师通常针对某一经典算法及其计算机实现讲解一个学时，接着学生有针对性地上机练习一个学时。在讲解环节，教师主要讲授两个方面的内容，一是算法的设计及其实现流程，二是基于算法流程利用数学软件编写程序代码并进行数值模拟。在练习环节，学生基于教师的讲授内容，主要就利用数学软件编写程序代码及数值模拟开展相应的练习，其间师生有一定的答疑互动环节。另外一种教学模式是课堂练习为主、讲授为辅模式。在这种模式下，学生有两个学时的练习时间。通常在教师的引导下，学生首先自己完成算法的设计及实现流程，然后基于算法流程利用数学软件编写程序代码并进行数值模拟，在此期间师生会有相对较多的答疑互动环节。以上相关模式在一定程度上能够吸引学生的课堂注意力并激发其学习兴趣，但整体而言效果并不明显，这是因为在以上教学模式下，教师留给学生思考、质疑、自主探究以及讨论的时间过少，这不利于培养学生的自主学习能力、课堂参与意识、团队合作意识和学习兴趣。因此，迫切需要改变课程的教学模式以解决以上问题。

此外，在学业成绩评价方面，多数教师在实践中主要參照期末考核成绩，而忽略了过程性学业评价部分。这种传统的评价方式明显较为单一且不合实际，其明显弊端就是在一定程度上挫伤了部分学生的学习信心和学习兴趣，从而导致其不愿主动参与教学实践环节，也对学生的自主学习能力、课堂参与意识、团队合作意识、学习兴趣的培养起不到积极的促进作用。因此，为了提升教学质量，培养学生的自主学习能力、课堂参与意识等综合素质，迫切需要教师在教学实践中对学生的实际情况进行系统全面的了解，并制定一套适合学情且科学公正的学业评价体系。

2  网络环境下问题导向教学模式及其研究历程与现状

近年来，随着计算机与互联网等信息技术的发展和成熟，基于网络环境的课堂教学取得了很大成功，其最大的优势是学生可以借助网络教学平台开展自主探究、合作讨论以及资源共享等学习环节，这在一定程度上能够促进和提升学生的自主学习能力，培养学生的团队合作意识。问题导向教学模式是一种基于建构主义学习理论并围绕学习主体展开的教育教学方式，其最初由麦克马斯特大学巴罗斯教授于20世纪60年代正式提出。该教学模式强调以问题为导向，以学生为主体通过自主探究或合作讨论找到解决问题的方法，从而促使学生在解决问题的过程中主动自觉地获取知识，并提高学生提出问题、解决问题以及实践动手的能力。关于这一模式在教学中的实践和最新研究成果，请见文献[1-6]等。在此之后，从二十世纪七十年代至九十年代，国外一些高校相继采用问题导向模式进行教学实践，并开展相关理论研究。进入二十一世纪以来，国外学者对于问题导向教学模式的理论研究和实践继续深入。其中，将该教学模式应用在大学计算机编程、医学等实践类课程的教学实践中最为多见，甚至有学者建议将该教学模式应用到计算机编程和数学领域相关课程的教学当中。与此同时，国内相关学者也在理论方面对问题导向教学模式进行系统研究，并应用到了诸如生物医学实验、生物化学实验、网络教育等课堂实践中。通过大量教学实践发现，这一教学模式既能促进师生、生生沟通，又能培养学生的自主学习能力、团队合作意识及学习积极性。

3  网络环境下问题导向教学模式在数值分析实验课程教学中的探索与实践

结合网络环境下课堂教学的优势和问题导向教学模式在国内外学科教学中的成功经验，以数学类专业实践课程“数值分析实验”为例，探讨在其网络环境下开展问题导向教学模式的教学实践，以调动学生参与课堂的主动性和积极性，培养学生的自主学习能力、团队合作意识和学习兴趣，增强自信心。

3.1  网络环境下问题导向教学模式简述

网络环境下问题导向教学模式主要包括课前导学、课中解决问题并总结评价以及课后拓展应用三个环节。与此类似的陈述可见[4-6]。其中，课前导学环节包括教学目标的确定、导向性问题的预设、教学设计的撰写等，在网络教学平台上开展或线下进行；课中解决问题并总结评价环节在线下课堂开展，主要针对学生保留问题进行答疑，以及针对小组解决课前预设问题的思路和结果进行评价总结等；课后拓展应用环节旨在以课后作业的形式在网络教学平台上或线下检测学生对所学知识的掌握和应用程度。学业评价方面，结合问题导向教学模式，综合考虑学生在三个环节中的表现等因素设计一套科学合理的全过程性评价方案。

3.2  网络环境下问题导向教学模式的实施过程

3.2.1  学情调查分析与教学内容的确定

在课程开设学期初，基于理论课程“数值分析”的开设，先整体介绍本课程主要涉及的一些经典算法以及所需先修基础课程，让学生了解本课程的重点和难点；接着通过座谈、问卷等形式对学生先修课程的学习基础、本课程的学习兴趣、对传统教学模式和网络环境下问题导向教学模式的认识和接受情况等学情进行调查；最后收集并分析调查结果，并基于调查分析结果摘选出适合实施网络环境下问题导向教学模式的部分章节内容，同时告知学生并共同确定实施问题导向模式的教学内容。

3.2.2  确定教学目标

针对基于调查分析结果摘选出适合实施网络环境下问题导向教学模式的部分章节内容，设置具体的教学目标，其包括知识目标、能力目标和素质目标。知识目标包括掌握课程对应章节每个算法的提出背景、设计流程、计算机编程及数值模拟等要素；能力目标指能够利用所学算法借助计算机来解决数学和其他应用领域中一些简单的实际科学问题；素质目标指通过网络环境下问题导向教学模式的教学实践，培养学生的自主学习能力、团队合作意识、集体荣誉感、学习兴趣和自信心等。

3.2.3  教学设计与教学过程

贯彻“教师主导，学生主体”理念，结合数学类专业特点，撰写教学设计，并实施问题导向教学过程。教学过程包括课前导学、课中解决问题并总结评价、课后拓展应用三个环节。课前导学环节中，在网络教学平台上发布相关节次的教学内容，预设重点问题，布置学习任务，让学生提前对所学新内容在线上或线下进行自主学习并以小组为单位进行讨论并形成质疑，凝练出要点问题。课中解决问题并总结评价环节中，以学生自主学习和合作讨论为前提，针对课前预设问题、学习任务、学生凝练出的要点问题等进行讲解与答疑，学生参与互动、汇报小组成果，教师针对学生汇报情况在课内给出总结和评价，全程对相关教学环节进行录制，并在课后发布到网络教学平台。课后拓展应用环节中，针对与教学内容相关的算法在课后以测试、作业等形式在网络教学平台上发布，学生线上或线下完成并提交，同时将较为优秀的小组汇报及成果案例发布在网络教学平台，以便学生课后复习巩固和共享资源，进一步保障教学目标的实现。

3.2.4  学业评价与教学反馈

结合网络环境下问题导向教学模式，设计一套完善的学业评价方案并付诸实践。具体来说，就是采用全过程性评价方式，成绩组成包括线下线上学习成绩和期末闭卷考试成绩。线下学习观测点包括考勤、线下作业、课中提问讨论、课中纪律、线下随机测验等；线上学习观测点包括线上随机测验、线上作业、线上讨论提问等；期末考试在线下组织开展。在整个实践过程中，一方面分阶段地与未实施此教学模式的班级就相关数据进行统计并比较，以检测实施教学模式改革的效果；另一方面定期对学生开展问卷调查或座谈，征求学生意见和建议以掌握改革实施情况，同时对学生学业成绩进行统计分析，以获得实施该模式后的教学反馈，促进教学改革，提升教学质量。

4  结束语

网络环境下问题导向教学模式的实施对实验课程教学活动的开展具有积极的促进作用。这主要体现在两个方面：其一，借助网络教学資源平台采用问题导向教学，让学生有充分的自主学习与合作讨论的机会，这有利于启发学生思维，培养学生的自主学习能力和团队合作意识，同时基于教学模式改革的全过程学业评价方案的实施，能使学生主动地参与课堂教学的每个环节，为进一步培养学生的自主学习能力和学习兴趣以及提高学习效率起到促进作用。其二，课前导学和课中解决问题并总结评价环节的实施能使教师在知识体系、综合素质等各方面的能力得到不断提升，从而起到教学相长的作用，并为进一步促进教育教学模式改革和提高教育教学质量提供有力保障。

基金项目：北方民族大学2022年校级教育教学改革研究项目“网络环境下问题导向教学模式在学生自主学习能力培养中的实践研究——以‘数值分析实验课程为例”（2022JY024）。

参考文献

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[6] 唐萍，张春庆，王艳色，等.基于教学相长的“问题导向式”实验教学研究[J].实验室科学.2023，26（1）：104-106.