馬敏勁 丁凡

摘? 要：理工科課程中具有大量公式的課程，知識點(diǎn)多、信息量大，傳統(tǒng)單向廣播式教學(xué)已不適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需求，文章以大氣科學(xué)的核心專業(yè)課動力氣象學(xué)為教學(xué)樣例，研究課堂引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和工具，設(shè)計結(jié)合課堂留白的問題導(dǎo)向式混合教學(xué)模式。通過教學(xué)問卷調(diào)查，結(jié)果表明問題導(dǎo)向式的混合式教學(xué)模式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)習(xí)通在教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：問題導(dǎo)向式;教學(xué)模式;網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2021）11-0119-04

Abstract： Science and engineering courses with complex equations have characteristics of a mount ofknowledge points， large quantities of information. Traditional broadcast mode of the courses is not fit to themodern need. The paper takes a teaching example， Dynamic Meteorology， which is a main major course in atmospheric science. It has investigated that the classroom has imported network teaching platform and APP. A PBL （Problem-based Learning） is designed as mixed teaching model integrating a leavingclass space. A questionnaire survey is performed to investigate the model effect and the results show that ithas improved students motivation and initiative. The APP superstar has positive effect on the courset eaching.

Keywords： prob lem-basedlearning; teaching model; network teaching platform

理工科教育中，一些課程存在大量的繁雜公式，這些課程是以高等數(shù)學(xué)、高等物理等為基礎(chǔ)，依專業(yè)方向而建立起來，在專業(yè)課程中占據(jù)核心位置，對夯實學(xué)生專業(yè)知識、提高核心競爭力起到重要的基礎(chǔ)教育作用[1-3]。這些課程在傳統(tǒng)的課堂教育中，主要表現(xiàn)為貫穿課堂始終的板書或多媒體展示，以單向知識傳播為主要教學(xué)手段，教學(xué)效果受到限制，與培養(yǎng)大學(xué)生思想方法和個性特點(diǎn)的教學(xué)需求構(gòu)成了教學(xué)的主要矛盾[4-6]。動力氣象學(xué)是一門大氣科學(xué)本科生必修的專業(yè)核心課，它教授大氣科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識、思想理論，是掌握和了解現(xiàn)代天氣預(yù)報的重要核心理論課程。它具有大量而又復(fù)雜的理論公式，需要既嚴(yán)謹(jǐn)又繁冗的公式推導(dǎo)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往感覺枯燥乏味，而傳統(tǒng)廣播式教學(xué)模式表達(dá)形勢單一，大篇幅板書讓學(xué)生容易產(chǎn)生課堂疲倦感，掌握不了繁雜公式推演[7]。針對動力氣象學(xué)的課程特征，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和工具，設(shè)計問題導(dǎo)向式的混合教學(xué)模式，并對教學(xué)效果開展問卷調(diào)查。

一、課堂教學(xué)改革主要內(nèi)容

（一）引入現(xiàn)代教學(xué)工具

本次教學(xué)項目探究問題導(dǎo)向式教學(xué)模式，引入了超新泛雅平臺和學(xué)習(xí)通教學(xué)工具，改變傳統(tǒng)板書教學(xué)模式，在課堂中通過提問一步一步引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)。超新泛雅是現(xiàn)階段各個大學(xué)逐步推廣的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，其網(wǎng)絡(luò)資源包括專題、圖書、期刊、講座等，還有豐富的課程資源，包括慕課、微課、爾雅通識課和精品課程等。在后端系統(tǒng)平臺基礎(chǔ)上，超新還開發(fā)了移動端的學(xué)習(xí)通APP（圖1），是國內(nèi)一款基于神經(jīng)系統(tǒng)原理打造的知識傳播與管理分享平臺，為學(xué)校構(gòu)建基于智能移動終端的教學(xué)服務(wù)提供有力支撐。學(xué)習(xí)通為移動設(shè)備提供200多萬冊電子圖書、300種報紙、海量期刊和來自全國名師名校的千余門課程，供用戶免費(fèi)閱讀和觀看。

動力氣象學(xué)的教學(xué)引入學(xué)習(xí)通，首先教師建立動力氣象學(xué)的課程門戶，主要依據(jù)教材結(jié)構(gòu)構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)課程章節(jié)，并在每章節(jié)發(fā)放教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù);其次學(xué)生通過移動終端下載“學(xué)習(xí)通”APP，在首次課堂中掃碼進(jìn)入到動力氣象學(xué)的班級中，教師和學(xué)生建立起便捷的聯(lián)系方式，可通過多個方式來進(jìn)行教學(xué)交流。學(xué)生注冊學(xué)習(xí)通的學(xué)號與學(xué)校分配的學(xué)號一致，其成績可以直接反饋到學(xué)校本科教學(xué)管理系統(tǒng)中。

除了提供豐富的線上教學(xué)資源、圖書資源外，超新泛雅平臺和學(xué)習(xí)通在教學(xué)課程門戶中，提供了多種教學(xué)功能，包括本地資源上傳、網(wǎng)絡(luò)資源引用、班級通知、布置作業(yè)、測驗、討論和學(xué)情分析，課堂教學(xué)中能把演示文稿通過網(wǎng)頁投影到屏幕上，還能進(jìn)行學(xué)生簽到、投票、提問、搶答、現(xiàn)場討論和練習(xí)、拍照上傳和問卷調(diào)查等教學(xué)活動。

在動力氣象學(xué)教學(xué)過程中，使用了學(xué)習(xí)通的多項教學(xué)活動，課堂簽到15次、投票2次、選人提問13次、隨堂練習(xí)1次和問卷調(diào)查2次，把手機(jī)等網(wǎng)絡(luò)終端引入到課堂教學(xué)中，避免學(xué)生上課使用手機(jī)查看新聞、打游戲等其他用途，調(diào)動課堂教學(xué)活躍氣氛同時，降低班級組織管理時間的耗費(fèi)，提高了教學(xué)效率。

（二）問題導(dǎo)向式教學(xué)模式

動力氣象學(xué)課程教授了大氣運(yùn)動過程中的控制方程組及其理論分析，存在各種難度的數(shù)學(xué)公式和物理問題，從教學(xué)內(nèi)容上解析知識點(diǎn)與知識點(diǎn)的關(guān)系，為每個章節(jié)每節(jié)課設(shè)置多個關(guān)鍵問題，并結(jié)合超新泛雅平臺和學(xué)習(xí)通，利用問題來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、思考和知識內(nèi)化，綜合運(yùn)用以下幾種教學(xué)設(shè)計。

1. 預(yù)留預(yù)答問題。課堂教學(xué)之前提出問題，且課堂教學(xué)之前學(xué)生利用學(xué)習(xí)通來自主學(xué)習(xí)和回答問題。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，這一步教學(xué)設(shè)計幾乎是缺失的，動力氣象學(xué)是數(shù)理基礎(chǔ)要求較高的課程，在講授專業(yè)知識之前，需要回顧和復(fù)習(xí)以往學(xué)過的知識點(diǎn)，學(xué)生才能在這些基礎(chǔ)知識之上掌握專業(yè)知識。比如在講授“氣壓梯度力”這一概念時，預(yù)先布置“梯度”這一概念的問題，學(xué)生通過自學(xué)或復(fù)習(xí)預(yù)答這一問題后，在課堂上更加容易理解和掌握“氣壓梯度力”。泛雅平臺或?qū)W習(xí)通上，預(yù)留預(yù)答問題可設(shè)置為每章節(jié)的任務(wù)點(diǎn)，學(xué)生在移動終端自主預(yù)先完成回答。

2. 預(yù)留現(xiàn)答問題。課堂教學(xué)之前提出問題，課堂教學(xué)中隨教學(xué)內(nèi)容講解的深入，學(xué)生掌握知識點(diǎn)或受啟發(fā)后現(xiàn)場回答。傳統(tǒng)教學(xué)中，這一步教學(xué)設(shè)計仍較少，通常在上一次課的課末，教師布置學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容，學(xué)生是否預(yù)習(xí)因人而異，而且因布置內(nèi)容不具體而實效較差。預(yù)留現(xiàn)答問題給了學(xué)生具體的問題，思考過程是自主學(xué)習(xí)的過程，現(xiàn)場回答給學(xué)生一定的壓力，實施效果會大大提高。預(yù)留現(xiàn)答問題的教學(xué)內(nèi)容是即將講授內(nèi)容的核心問題、關(guān)鍵問題或疑難問題，通過這類問題的思考，學(xué)生能抓住新章節(jié)的主要內(nèi)容和解決主要問題，即使學(xué)生解決不了問題，也提高了課堂學(xué)習(xí)的定向性和注意力的集中度;如果學(xué)生能自己回答問題，課堂提問能給予及時正向反饋，也會提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3. 現(xiàn)提現(xiàn)答問題。課堂教學(xué)中提出問題，學(xué)生在課堂中學(xué)習(xí)、思考并現(xiàn)場解決。傳統(tǒng)教學(xué)中有此類教學(xué)設(shè)計，講授課程內(nèi)容同時提出問題，提高學(xué)生的專注度并引導(dǎo)學(xué)生思考，促使其掌握講授內(nèi)容?，F(xiàn)提現(xiàn)答問題給予教師和學(xué)生及時反饋，提高學(xué)生聽課的集中度，同時教師也掌握學(xué)生課堂學(xué)習(xí)情況。動力氣象學(xué)的教學(xué)過程中，采用學(xué)習(xí)通布置和發(fā)放現(xiàn)提現(xiàn)答問題，形式多樣，包括問卷、搶答和選人回答，也可采用傳統(tǒng)幻燈片提問，點(diǎn)名回答，還可通過分組討論深入教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)提現(xiàn)答問題是教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)、延伸和擴(kuò)展問題而非疑難問題，是觸類旁通或已講授的相似問題，也可以是理論的具體應(yīng)用，讓學(xué)生充分思考和消化理論知識。

4. 現(xiàn)提后答問題。課堂教學(xué)中提出問題，留到課后回答，這一步教學(xué)設(shè)計是為了延伸學(xué)生課外復(fù)習(xí)鞏固和思考。在傳統(tǒng)教學(xué)中現(xiàn)提后答問題是比較成熟的教學(xué)設(shè)計，表現(xiàn)為課后作業(yè)或思考練習(xí)。采用學(xué)習(xí)通后，對現(xiàn)提后答問題有了更多更便捷的交流方式，加強(qiáng)了教師和學(xué)生間的相互反饋?，F(xiàn)提后答問題覆蓋內(nèi)容全面、題型多樣，包括概念題、問答題、計算題和推導(dǎo)題，從多個角度來加強(qiáng)學(xué)生對已學(xué)知識的消化吸收。

（三）課堂教學(xué)留白

翻轉(zhuǎn)課堂是把課堂對半劃分，一半留給學(xué)生思考，另一半留給教師講授或解答疑問，改變了傳統(tǒng)教學(xué)的滿堂灌方式，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考能力，改變教學(xué)中知識傳授單向性和提高學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容理解的深度[8-9]。對分課堂或翻轉(zhuǎn)課堂的重要創(chuàng)新設(shè)計，就是課堂教學(xué)留白[10]。傳統(tǒng)課堂中每個課時都計劃了全部教學(xué)內(nèi)容，信息量大，學(xué)生容易跟不上教學(xué)節(jié)奏，且難以消化教學(xué)內(nèi)容，尤其從板書教學(xué)方式到多媒體教學(xué)方式轉(zhuǎn)變，教學(xué)節(jié)奏加快和信息量迸發(fā)，課堂教學(xué)留白就顯得更加重要。板書教學(xué)時，以一命題出發(fā)到結(jié)論的推導(dǎo)是一步一步展現(xiàn)出來，黑板的空白為一定程度上的教學(xué)留白，教師輸出和學(xué)生接收節(jié)奏一致時，教學(xué)效果較好。隨著現(xiàn)代信息量爆發(fā)以及教學(xué)改革推進(jìn)，板書速度滿足不了圖形、視頻內(nèi)容的表達(dá)和加快教學(xué)進(jìn)度的需求，多媒體教學(xué)便成為重要的教學(xué)改革[11]。多媒體教學(xué)時從命題到結(jié)論往往一并展示，教學(xué)節(jié)奏快且信息量大，導(dǎo)致學(xué)生消化不了課堂教學(xué)內(nèi)容。多媒體結(jié)合板書是一種折中的辦法，但動力氣象學(xué)這樣的課程，公式繁多且信息量大，從頭至尾且內(nèi)容面面俱到的教學(xué)使教學(xué)效率降低，學(xué)生失去自主學(xué)習(xí)和思考的機(jī)會，教學(xué)效果不理想。借鑒翻轉(zhuǎn)課堂留白的創(chuàng)新，在問題導(dǎo)向式的教學(xué)模式中，依據(jù)引導(dǎo)問題來課堂留白，讓學(xué)生吸收已學(xué)知識、自主學(xué)習(xí)未學(xué)內(nèi)容，思考、檢索信息和應(yīng)用知識解決問題，從多個維度加強(qiáng)學(xué)生的知識內(nèi)化，提高教學(xué)效果。結(jié)合使用學(xué)習(xí)通，便捷的交流互動，教學(xué)留白更大地從課堂延伸至課外，更好地發(fā)揮問題導(dǎo)向式的教學(xué)作用。

二、混合教學(xué)模式評估和分析

混合式教學(xué)模式結(jié)合了線上教學(xué)和線下教學(xué)，線上教學(xué)以問題導(dǎo)向式教學(xué)為主，輔助和鞏固線下課堂教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的思考深度;線下教學(xué)改革主要為課堂教學(xué)留白，提高課堂教學(xué)效率，引導(dǎo)學(xué)生思考和加強(qiáng)知識點(diǎn)吸收。引入線上教學(xué)工具學(xué)習(xí)通后，推進(jìn)線上線下教學(xué)的融合，形成混合式教學(xué)模式。因此，進(jìn)行問題導(dǎo)向式教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué)模式評估時，主要調(diào)查學(xué)生對使用學(xué)習(xí)通進(jìn)行教學(xué)的接收和認(rèn)可程度，以及采用課堂留白的意見和建議。評估采用問卷調(diào)查方式來進(jìn)行，針對教學(xué)效果，問題設(shè)置如下：

1. 通過學(xué)習(xí)通來進(jìn)行教學(xué)，可以節(jié)省教學(xué)時間，提高效率。

A.很符合? ? B.符合? ? C.一般? ? D.不符合

2. 學(xué)習(xí)通提高了課堂互動性。

A.很符合? ? B.符合? ? C.一般? ? D.不符合

3. 是否贊成推廣使用學(xué)習(xí)通來進(jìn)行教學(xué)。

A.贊成? ? B.不贊成? ? C.不知道

4. 本學(xué)期結(jié)合了學(xué)習(xí)通和問題導(dǎo)向式來進(jìn)行教學(xué)，預(yù)留問題或課堂提問，提高了學(xué)習(xí)的積極性和主動性，有利于對教學(xué)內(nèi)容的理解。

A.符合? ? B.一般? ? C.不符合? ? D.不知道

5. 動力氣象學(xué)的課堂教學(xué)過程中，留一些空白時間（留白）給學(xué)生思考消化是否有必要？

A.有必要? ? B.一般? ? C.沒必要? ? D.不知道

6. 動力氣象學(xué)留白時間多長你認(rèn)為比較合適？

A.10分鐘? ? B.15分鐘? ? C.20分鐘? ? D.30分鐘? ? E.40分鐘以上

問卷在學(xué)習(xí)通平臺上以單選題的方式發(fā)放，共計51位同學(xué)，收回50份調(diào)查問卷。結(jié)果表明（圖2），78%的同學(xué)認(rèn)為通過學(xué)習(xí)通來進(jìn)行教學(xué)，可以節(jié)省教學(xué)時間，提高效率。從提高課堂互動性的調(diào)查來看，92%的同學(xué)認(rèn)為提高了課堂的互動性，學(xué)習(xí)通對活躍課堂起到了重要作用，因此過半的同學(xué)贊成在教學(xué)中推廣學(xué)習(xí)通，78%的同學(xué)認(rèn)可預(yù)留問題或課堂提問的方式來進(jìn)行教學(xué)。問卷調(diào)查也表明，78%以上同學(xué)認(rèn)為課堂教學(xué)中應(yīng)該留白，且較多接受時長10～15分鐘的教學(xué)留白。

以上問卷調(diào)查評估表明，相對于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，動力氣象學(xué)的線上線下的混合式教學(xué)模式，得到了大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可，活躍了課堂氛圍，尤其把手機(jī)影響課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)槭謾C(jī)輔助課堂教學(xué)，提高學(xué)生注意力和交流能力，另一方面課堂教學(xué)還給予一定的空白時間，打破滿堂灌的教學(xué)方式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的積極性和主動性、鞏固已學(xué)知識和進(jìn)行縱向思考。

根據(jù)動力氣象學(xué)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計了課前、課中和課后的問題導(dǎo)向，引入線上教學(xué)工具和課堂教學(xué)留白的混合式教學(xué)模式得以提高教學(xué)效率，與矛盾發(fā)展的對抗性活動密切相關(guān)，包括：

（1）教與學(xué)的對抗。教師和學(xué)生本身是知識和信息傳遞的兩端，二者存在知識、閱歷和能力上的不對稱，促使課堂教學(xué)有效進(jìn)行，首先確保信息傳遞暢通，引入學(xué)習(xí)通后增加了教師與學(xué)生間的交流渠道，其次課堂留白打破這些不對稱，鞏固學(xué)生知識和增加閱歷。

（2）線上與線下的對抗。線上教學(xué)和線下教學(xué)是不同的教學(xué)模式，線上教學(xué)涉及廣泛的素材和資料，提高學(xué)生查閱能力以應(yīng)對海量信息，以發(fā)散的橫向思考為主，但同時缺乏縱向思考深度;線下教學(xué)增加了教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生的即時交流，課堂環(huán)境蘊(yùn)含豐富的情景變化，有競爭、集中注意力、討論和沖動等，思考的維度和深度比線上教學(xué)更強(qiáng)，有利于學(xué)生對知識的深入掌握?；旌鲜浇虒W(xué)模式各取所長，提高教學(xué)質(zhì)量。

（3）記憶與問題的對抗。大腦記憶變化符合艾賓浩斯記憶曲線，隨著時間推移記憶內(nèi)容被遺忘，除非及時鞏固已學(xué)內(nèi)容。問題導(dǎo)向式教學(xué)利用線上教學(xué)工具，提前布置問題，讓學(xué)生帶著問題來聽課，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)化思考的同時即鞏固了所學(xué)內(nèi)容。

通過對抗性教學(xué)的設(shè)計，混合式教學(xué)模式提高了教學(xué)效率。

三、結(jié)束語

動力氣象學(xué)是一門大氣科學(xué)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是在高等數(shù)學(xué)和物理的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門課程，具有復(fù)雜的物理過程和大量數(shù)學(xué)公式推演的特征。傳統(tǒng)單向的廣播式教學(xué)，覆蓋大量知識點(diǎn)且缺乏自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的教學(xué)設(shè)計，教學(xué)效果不明顯。本文研究了引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和工具，結(jié)合課堂留白的問題導(dǎo)向式的混合教學(xué)模式，提出有異于傳統(tǒng)教學(xué)的四種問題導(dǎo)向型教學(xué)設(shè)計，借鑒翻轉(zhuǎn)課堂并依據(jù)問題進(jìn)行課堂教學(xué)留白。問卷調(diào)查結(jié)果表明，問題導(dǎo)向式的混合教學(xué)模式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)習(xí)通在教學(xué)中發(fā)揮了重要作用。

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