劉巧紅，孫麗萍，林 敏

1.上海健康醫(yī)學院醫(yī)療器械學院，上海 201318；2.上海中醫(yī)藥大學附屬光華醫(yī)院，上海 200052

近年來，運用互聯網、人工智能等現代信息技術進行教與學互動的新型教育方式逐漸成為教育服務的重要組成部分。2019年，教育部等十一部門聯合印發(fā)《關于促進在線教育健康發(fā)展的指導意見》[1]，該意見不僅明確提出了將于2022年實現信息化教與學應用覆蓋全體師生的目標，還就促進在線教育健康發(fā)展提出若干具體要求。其中，推動線上線下教育融通成為亮點之一，特別是新冠肺炎疫情的暴發(fā)促使線上教學得到快速發(fā)展，極大地促進了線上教學模式的普及和應用[2]?，F階段出現了一些比較成熟的線上教學平臺，如“學銀在線”“智慧樹”“超星學習通”“中國大學慕課”“雨課堂”等[3]。這些平臺充分利用現代信息技術對教學資源進行整合配置，為線上教學的發(fā)展提供了廣闊的教學空間和時間。隨著疫情的逐漸平穩(wěn)，以網絡教學與傳統教學相結合的“線上+線下”的混合式教學方式應運而生，并逐步成為今后教學改革的發(fā)展趨勢[4]。線上線下混合式教學方式不只是傳統實體課堂與網絡虛擬課堂在空間位置上的簡單互補，更重要的是教學內容“質”與教學化資源“量”[5]、教師主導作用和學生主體地位的融合。

目前，中國高等院校線上線下混合式教學模式正在逐漸推廣開來，不少院校從自身課程領域出發(fā)探索線上線下混合式教學模式在不同課程教學中的應用，如“護理學基礎”[4]、“毒理學”[6]、“婦產科臨床實習”[7]、“無機及分析化學”[8]、“大學英語”[9]、“液壓與氣壓傳動”[10]等?！按髷祿茖W與技術導論”課程在此背景下，積極順應時代發(fā)展的要求，開展線上線下混合式課程建設，探索線上線下混合式教學改革[11]，拓展教學空間和教學時間，以充分激發(fā)學生作為學習主體的積極性、主動性和創(chuàng)造性，發(fā)揮教師在教學過程中的引導監(jiān)督等主導作用，從而提高教學效果和質量。

1 課程特點與線下教學存在問題

1.1 “大數據科學與技術導論”課程特點與現狀

“大數據科學與技術導論”既具有一定的專業(yè)性質，也具有導論的引導性質，其內容涵蓋了大數據技術整個生態(tài)鏈條中的眾多關鍵技術，如大數據采集、大數據存儲、大數據挖掘、大數據下的機器學習以及大數據可視化等。課程內容覆蓋面廣，涉及了后續(xù)多門專業(yè)課程的內容。導論課教學效果的好壞直接影響學生對所學專業(yè)的認知程度，影響其后續(xù)專業(yè)課程的學習熱情和動力[12]。

課程內容的設計以為健康醫(yī)療行業(yè)培養(yǎng)醫(yī)工結合的大數據技術應用型人才為目標[13-14]，將上述大數據技術融入健康醫(yī)療行業(yè)的具體案例中，開發(fā)了如基于爬蟲技術的新冠肺炎疫情數據的動態(tài)可視化、基于多元回歸分析的糖尿病血糖預測、基于集成學習的心臟病風險分析等特色案例。通過這些具有健康醫(yī)療特色的案例學習，使學生全面認識大數據從采集到可視化的完整鏈條中的基礎知識和基本技能，初步具備利用大數據相關技術解決相關問題的能力。課程具有理實一體的性質，不僅強調專業(yè)理論知識的串講，同時也注重實踐操作的必要。課程共32學時，理論和實踐各16學時。

目前，學校已在2018級、2019級、2020級和2021級大數據專業(yè)學生中開課，前三個年級的學生均采用線下教學模式。2021年“大數據科學與技術導論”被列為校級線上線下混合式一流課程，并開展了相關資源的建設；2021年該課程的MOOC在“學銀在線”(https://www.xueyinonline.com/detail/214 608461)平臺上線，2021級學生采用了線上線下混合式教學模式。

1.2 傳統線下教學存在的主要問題

“大數據科學與技術導論”課程傳統的線下教學以教材為藍本、以教師為中心、以傳授知識為目的，已不能滿足教育的發(fā)展和學生的需求[15]：

①教學方式單一造成學生作為學習主體的缺位傳統的線下教學中，無論是板書還是多媒體授課，依然是以教師講授為中心，學生被動地獲取知識[16]。師生之間缺乏有效的交流，課堂氣氛較為沉悶，難以調動學生學習的積極性，從而造成學生學習主體地位的缺失。

②教師水平的差異造成學生對知識吸收程度不同導論課的性質和內容對授課教師的要求非常高，既要對該專業(yè)有著深刻的認識，又要具備豐富的實踐經驗。而年輕教師缺乏經驗，易于側重個人擅長的領域，造成知識傳授有所偏頗，影響了學生對專業(yè)知識的全面認知、理解和吸收。

③教學資源缺乏造成學生課外自主學習困難該課程的教學內容圍繞大數據技術在健康醫(yī)療領域中的具體應用展開，具有很強的特色性和特殊性。網絡上雖然有豐富的大數據技術相關的學習資源，但缺乏具有健康醫(yī)療特色案例的教學資源，給學生的課外自主學習、鞏固課上知識帶來了一定困難。

④教學評價手段單一造成學生的重視程度不夠長期以來，教學評價以終結性評價作為主要評價手段，缺乏對過程性評價的重視，造成學生對課程學習過程重視程度不夠，或以臨時抱佛腳的態(tài)度應付期末考核，而在學習過程中并未真正地掌握課程知識和技術，從而達不到教學目標的要求。

2 線上線下混合課程建設的探索實踐

2.1 教學內容的設計

該課程的目的在于培養(yǎng)具有數據素養(yǎng)的大數據人才。在布局課程知識時，應該緊密圍繞健康醫(yī)療行業(yè)的領域問題，培養(yǎng)學生解決領域問題的數據意識、數據思維、數據倫理和數據能力。該課程兼顧理論和實踐的融合，教學團隊設計了涵蓋大數據技術理論知識和利用大數據技術解決實際問題的實踐環(huán)節(jié)兩大主體內容，各16學時。線上授課內容以理論知識為主，主要教學內容及學時安排如表1所示。

表1 線上授課內容及學時安排

2.2 線上線下資源建設

2.2.1線上資源建設

自2020年起，學校就開始組織建設在線授課的相關資源，2021年正式依托“學銀在線”教學平臺，建成了“大數據科學與技術導論”MOOC，界面如圖1所示。經過教學團隊多次研討，根據教學大綱的內容，分章節(jié)錄制所有理論教學環(huán)節(jié)的教學視頻。在線MOOC的教學資源主要包括授課視頻、試題庫、階段性測驗、作業(yè)以及其他學習資料。整個課程視頻包含六個章節(jié)(共計28小節(jié))，總時長303 min；題庫試題共39道；測驗和作業(yè)的習題總數88道；其他學習資料51個。結合在線MOOC的內容，還開發(fā)了一系列的實驗案例，并將其以博客的形式發(fā)布在專業(yè)開發(fā)者社區(qū)CSDN平臺，方便學生課上和課后學習，同時向所有正在學習大數據相關技術的人員開放。

圖1 學銀在線平臺“大數據科學與技術導論”在線課程部分資源

2.2.2線下資源建設

經過多年的建設，以精心組織和安排的教學內容為基礎，學校開發(fā)了大量的線下教學資源?，F建有教學大綱、課程教案、授課課件、教學日歷、實驗指導書、評價體系、教材及習題等一系列文檔；以健康醫(yī)療為背景開發(fā)和設計了豐富的授課案例資源，如基于爬蟲技術的新冠肺炎疫情數據的動態(tài)可視化、基于多元回歸分析的糖尿病血糖預測、基于集成學習的心臟病風險分析、基于隨機森林的乳腺癌診斷、預后和影響因素分析等，所有案例包括相關疾病的醫(yī)學背景資料、數據集、數據分析需求說明文檔、完整的Python源代碼等，特色案例也被錄制成為教學視頻；課程還配備有專用的醫(yī)療人工智能與大數據實驗室，以保證線下教學的一人一機，開展實驗教學。

2.3 線上線下混合式教學模式的實施

“大數據科學與技術導論”課程的教學模式逐漸由線下教學轉變?yōu)榛诜D課堂理念的線上線下混合式教學。線上線下混合式教學的整體流程為“布置學習任務—課前自主學習—課上知識內化—課后練習鞏固”。該過程包括診斷性評價、過程性評價和總結性評價，且以學習任務為明線，知識與技能、素質培養(yǎng)為暗線，線上線下兩條途徑無縫對接。具體實施過程如圖2所示。

圖2 線上線下混合式教學模式設計

①課前課程依托“學銀在線”教學平臺進行線上教學。教師提前在平臺布置學習任務，根據教學大綱和教學內容制定學習目標，下發(fā)學習任務書，并將相關的課件、視頻、資料、習題等教學資源上傳至平臺；學生根據學習任務書在線自主學習，并對學習情況進行在線測試，根據測試結果反復實踐練習；教師跟蹤學生學習情況，收集學生在線自主學習中遇到的問題，根據學生學情和測驗結果，制定課上教學內容，及時調整課上流程。通過課前學習培養(yǎng)學生自主學習的能力，教師發(fā)揮其監(jiān)督和跟蹤的作用。

②課中課中以知識內化為主，基礎知識在課前的自主學習過程中完成，課上主要以知識應用為主[17]。教師根據課前的學習情況和教學進程組織教學活動，在“學銀在線”教學平臺上組織學生開展簽到、討論、搶答、測試、投票等活動。教師通過案例教學、引導式學習等方式對課程的重難點，以及課前學生自主學習反映出的問題，有針對性地指導學生學習。學生以測試競答、小組討論、拓展訓練、實踐操作等翻轉課堂的方式參與，形成教師為主導，學生為主體的課堂。

③課后課后是對知識的鞏固加深以及拓展的階段，教師在“學銀在線”教學平臺上發(fā)布在線練習和測試，并發(fā)布下一次的學習任務。學生按照規(guī)定時間在線完成習題并提交，教師進行評閱并給出個性化的指導意見，評選并發(fā)布優(yōu)秀作業(yè)，促進學生之間的交流學習；也可進行生生互評，相互學習。課后也有固定的答疑時間和地點，教師可以面對面地為學生答疑解惑，也可以隨時通過線上交流的方式對學習中的問題進行討論。教師及時對教學進行反思、改進和優(yōu)化，不斷提高教學質量。

④教學效果評價教學效果評價采用線上成績+線下成績、過程性評價與終結性評價相結合的方式。過程性評價包括線上考核和線下考核，線上成績以MOOC的在線學習成績、小測驗、線上討論為主，計入最終成績。線下成績以課程學習過程中實驗案例的完成情況為主，包括小組答辯、實驗報告、案例結果呈現等方面。線上成績占總成績的30%，線下成績占總成績的20%；終結性評價以期末卷面考試成績?yōu)橹?，占總成績?0%。

2.4 課程思政貫穿教學全過程

教學團隊在教學過程中，不斷挖掘課程體系中的思政元素，將思政元素有機融入課程內容。課堂中認真踐行教書育人的初心，在知識傳授中引領主流價值觀，以期達到立德樹人、綜合全面地培育新時代人才的目標[18-19]。課程針對六個章節(jié)的內容，緊密結合健康醫(yī)療行業(yè)中的典型案例挖掘思政元素，形成了六個模塊的思政教育與專業(yè)教育的融合：

①模塊一“健康醫(yī)療大數據概述”以“通信大數據行程卡”“智能咽拭子采樣機器人”等在新冠肺炎疫情中的作用為例，以科技強國強調文化自信，體現愛國主義、集體主義等中國精神。

②模塊二“健康醫(yī)療大數據采集技術”以一線醫(yī)護人員在采集新冠病毒樣本時做好個人防護，實施嚴格規(guī)范、嚴謹細致的操作為例，強調在工作過程中要秉持認真負責、嚴謹務實的態(tài)度。

③模塊三“健康醫(yī)療大數據挖掘技術”以陳薇院士率領團隊研制國內首個進入臨床獲得專利權的新冠疫苗為例，鼓勵學生在學習和工作中要有攻克難關、迎難而上的決心和毅力。

④模塊四“健康醫(yī)療大數據下的機器學習”以騰訊聯合徐海波教授團隊依托深度學習技術自主研發(fā)新冠肺炎AI輔助診斷系統在抗疫一線投入使用為例，使學生堅定文化自信，堅守科技強國道路。

⑤模塊五“健康醫(yī)療大數據可視化”以高齡鐘南山院士面對疫情，尊重科學，實事求是，不顧個人安危，奔走一線救治患者[20]為例，幫助學生樹立正確的科學觀、愛崗敬業(yè)的價值觀。

⑥模塊六“健康醫(yī)療大數據安全及倫理”以世界衛(wèi)生組織遭受網絡攻擊，數以千計的電子郵箱地址及密碼泄露的案例，強化學生注重隱私保護，遵守數據倫理安全的意識。

2.5 教學應用效果

教學團隊在2021級大數據專業(yè)兩個班共119名學生中采用改革后的線上線下混合式教學方式授課。課程教學結束后，與采用線下教學的2020級大數據專業(yè)兩個班學生成績進行對比(如表2所示)。結果顯示，2021級兩個班及格率總體上優(yōu)于2020級兩個班；2021級的年級平均分(77.87分)高于2020級的年級平均分(71.61分)。數據表明，采用線上線下混合式教學授課模式后，學生的學習成績有一定程度的提高。

表2 2020級與2021級“大數據科學與技術導論”成績統計表

另外，采用SPSS 22.0軟件對2020級和2021級大數據專業(yè)學生的期末成績進行了對照分析，結果顯示，兩者差異無統計學意義(P=0.219)。

對2021級兩個教學班的線上線下混合式教學的學情進行了統計，結果如表3所示。由此可見，混合式教學相較于傳統線下教學，從時間和空間上都拓寬了學生的學習方式，豐富了學生的學習形式，從而達到激發(fā)學生學習興趣、提高學生學習主動性的目的。

表3 線上線下混合式教學的學習情況統計

3 結束語

將線上線下混合式教學模式應用在2021級學生的“大數據科學與技術導論”課程的教學實踐中，有效地解決了傳統線下教學中存在的教學模式單一、教學資源缺乏、教師水平差異、教學評價單調等影響教學質量的問題。教學過程中以線上線下兩條途徑無縫對接為教學手段，以課前、課中、課后三個階段的循環(huán)推進教學實施，實現了課程知識的內化和學生能力的提升，體現了以學生為主體、教師為引導的角色轉變，教學改革取得了一定的效果。但是，該課程教學模式改革仍處于早期的探索階段，尚存在一些局限性：學生長期以來習慣于線下教學，對于新的混合教學模式的接受和適應需要一個過程；線上教學要求學生具有較強的自控能力和自主學習的能力，教師需要加大監(jiān)督力度以幫助學生形成良好的自學習慣；線上平臺用于豐富課堂的互動方式較多，如簽到、投票、問卷、討論、搶答等，教師需要合理地使用這些手段，在達到活躍課堂學習氣氛的同時避免過多的環(huán)節(jié)給學生帶來厭倦感；課程內容的線上線下學時比例合理分配、線上測試的反饋途徑拓展等具體模式還需要進一步優(yōu)化等?？傊?，線上線下混合式教學模式作為目前教學改革的主要趨勢，對于提升教學質量有著積極的作用，值得進一步推廣應用。