孫 欣, 王 雪, 李浩銘

(沈陽師范大學 數(shù)學與系統(tǒng)科學學院, 沈陽 110034)

2020年初,一場突如其來的新冠肺炎疫情打亂了高校線下教學的正常運轉(zhuǎn)秩序,疫情使學生無法在學校進行課堂學習,直播課、錄播課、慕課、遠程指導等線上教學成為學習的主要模式,課堂教學被遠程教學取代,高校傳統(tǒng)的課堂教學面臨新的挑戰(zhàn)。在這種背景下,將現(xiàn)代信息技術與教學深度融合勢在必行。筆者通過在線教學結(jié)合網(wǎng)絡教學平臺等智慧教學工具,打破時間和空間的約束,打破傳統(tǒng)課堂一次性教學的約束,從教學理念、教學內(nèi)容、教學策略、學情分析、資源建設等維度進行了新的思考與實踐。經(jīng)過3年“線上”+“線下”教學實踐,形成了新的教學模式,這對已經(jīng)到來的后疫情時代的高校教學有著深遠的影響。本文以數(shù)學專業(yè)必修課“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”為例,從疫情前的傳統(tǒng)教學模式,歷經(jīng)異步教學、同步直播,發(fā)展到后疫情時代的線上線下混合式教學,采用多種信息技術手段,利用超星泛雅網(wǎng)絡學習平臺,面對校內(nèi)學生采用小規(guī)模限制性在線課程(small private online course, SPOC)教學模式,圍繞目標達成、構建學習環(huán)境、設計教學活動和實施多元評價[1]等方面對課程進行整體規(guī)劃,落地實施,持續(xù)改進,經(jīng)過3年的實踐,將課程建設成為省級一流課程。

圖1 教學模式的發(fā)展歷程Fig.1 The development course of the teaching mode

1 課程建設歷程

1.1 分析學情,明確教學目標

沈陽師范大學數(shù)學與系統(tǒng)科學學院的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程是數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)大學三年級開設的必修課程,通過研究隨機現(xiàn)象的客觀規(guī)律,引導學生從傳統(tǒng)的確定性思維模式進入隨機性思維模式,用隨機數(shù)學的思想和方法去觀察并分析隨機事件,處理隨機數(shù)據(jù),培養(yǎng)學生運用概率方法分析解決實際問題的能力。大學三年級的學生已經(jīng)具備一定的數(shù)學思維和數(shù)學素養(yǎng),而課程內(nèi)容與生產(chǎn)生活聯(lián)系緊密,如果處在線下課堂的教學環(huán)境,就學習內(nèi)容本身而言,學生應該饒有興趣,但是由于疫情期間的在線教學缺少面對面的交流、互動,學生參與教學活動受到制約,因而學習效果受到影響。這就要求教師要遵循在線教學規(guī)律,了解學生在線學習特點。當疫情結(jié)束后,筆者將線上教學和線下教學有機結(jié)合,以學生為中心,繼續(xù)發(fā)揮線上教學的資源與環(huán)境優(yōu)勢,基于SPOC平臺,開展混合式教學,力爭創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)課程。

1.2 設計、開發(fā)、應用教學資源,構建網(wǎng)絡學習環(huán)境

傳統(tǒng)課堂的教學資源通常包括教材、配套習題解答、PPT課件等。疫情期間開展線上教學,采用的教學方式有異步教學、直播教學、“直播+異步”教學等多種教學方式,因而教學資源建設也應運而生。

在線上教學初期,“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程采取異步教學法。教師將電子教材、配套的習題解答、手寫教案、PPT和慕課的網(wǎng)頁鏈接地址等教學資源發(fā)布到網(wǎng)絡學習平臺,根據(jù)教學內(nèi)容,錄制了音頻,也一并發(fā)布出去。異步教學的優(yōu)點是為學習者提供了不受時間、空間約束的教學資源,方便學習;缺點是缺少了激勵性與互動性的社會情境,學習者并沒有直接參與建構意義和知識,主觀能動性沒有被積極調(diào)動起來,與面對面交流互動相比,在一定程度上影響了學習效果。

為彌補異步教學的不足,筆者利用釘釘軟件進行直播教學。首先,課前預熱,教師以主播的身份創(chuàng)設課堂教學氛圍,吸引學生,起到課堂組織教學的效果;其次,屏幕分享PPT講授新課。PPT是直播教學中重要的可視化載體,其內(nèi)容和質(zhì)量直接影響教學效果。PPT的內(nèi)容要清晰、準確、精煉,質(zhì)量精良,注重可視化效果,以最大限度地吸引屏幕另一端的學習者為最佳。從每周的教學質(zhì)量反饋可以看出,在直播教學中,學生對高質(zhì)量的PPT認可度較高,為直播帶來良好的教學效果,同時為教學資源的積累奠定了基礎。在一個學期中,“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程利用釘釘直播了29次,總時長2 796 min,課程視頻可回放,彌補了由于時間不同步、網(wǎng)絡不暢通等因素對直播教學造成的影響。

直播教學與課堂教學相比存在不足。一方面,教師成為主體,而作為學習主體的學生受時空等因素的限制,學習缺少現(xiàn)場感,限制了學習活動應有的互動與交流,影響了直接參與知識的建構;另一方面,數(shù)學專業(yè)課程的直播教學需要準備大量的例題、習題,以彌補學習活動互動不足。但是,學生在實踐練習中如果產(chǎn)生疑問,在直播教學中很難及時進行反饋和解決。

為彌補直播教學在互動、交流方面的不足,“直播+異步”成為“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程開展線上教學的主要方式。一方面,利用網(wǎng)絡學習平臺構建課程問題討論區(qū),引導學生將疑難問題發(fā)送至討論區(qū),以問題為驅(qū)動,討論協(xié)作,會話互動,可以激發(fā)學生對于主題問題的內(nèi)在興趣,參與知識建構;另一方面,持續(xù)補充包括媒體素材、試題庫、案例、網(wǎng)絡課程等類型的教學資源。通過構建社會情境、加強學習協(xié)作、提供會話機會、參與意義構建等途徑構建網(wǎng)絡教學環(huán)境,設計、開發(fā)、應用有效的教學資源,使“直播+異步”成為在線教學的有效途徑。

1.3 設計、組織、實施線上和線下的教學活動

隨著疫情的緩和,后疫情時代到來,高校學生重返校園,恢復線下學習,開啟了正常的教學活動。教師開始探索反思對哪些在疫情時期線上教學的資源進行常態(tài)化的教學保留或重新改造、設計和應用。這種面對面教學和計算機輔助在線學習的結(jié)合稱為混合學習,其特點是學生一部分的學習發(fā)生在傳統(tǒng)的課堂教學中,另一部分的學習發(fā)生在網(wǎng)絡環(huán)境中,學生能在一定程度上對學習時間、地點、路徑和節(jié)奏進行控制[1]。

此時學生已經(jīng)適應線上教學方式,“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程資源建設日趨完備。因此,具備開展SPOC混合教學的基礎。數(shù)學專業(yè)高度抽象性、嚴密邏輯性的學科特點決定了SPOC的課堂教學更適合面向全體學生講授,而非翻轉(zhuǎn)課堂的答疑式。

1) 課前線上預習。利用學習通平臺發(fā)布任務,重視公告的導學作用。筆者把“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程錄制為34個總時長474 min的視頻,并把配套的PPT、電子教案、習題上傳至網(wǎng)絡平臺。通過觀看視頻,學生可以完成低階學習。這樣就可以用量少質(zhì)優(yōu)的練習引導學生達到課前學習要求。提倡學生之間的交流,鼓勵學生將疑難問題在討論區(qū)進行專題討論。知識的建構往往在學生間的互動過程中完成,而非學生各自孤立地完成任務。學生可以通過相互探討、互相請教及觀摩他人如何理解、解釋問題進行學習。一方面,通過課程網(wǎng)絡學習平臺提供的數(shù)據(jù),可以判斷學生的預習情況,了解學生的學習態(tài)度;另一方面,討論區(qū)中學習的混淆點、易錯點和難點給教學提供了參考,方便教師了解學生認知程度和基礎。利用學習通平臺可以進行數(shù)據(jù)分析,備課、備學生,抓住課程的疑難雜癥。

2) 課上解決高階問題。教師有針對性地講解重點問題和學生存在的疑難問題,并組織學生自主討論、探究,借助智慧課堂教育技術工具,實現(xiàn)課堂全員覆蓋,開展課堂有效互動,進一步解決學生沒有解決的問題,用高階學習帶動低階學習。對于學習習慣差、惰性強、課前不預習或者預習效果差的同學,可以通過教師講解、同學間討論完成學習。需要注意的是,不同于答疑式的翻轉(zhuǎn)課堂,SPOC課堂采取面向全體學生完整授課的方式[2],這是由數(shù)學專業(yè)課程的學科特點和教學目標決定的----注重對學生的數(shù)學思維、方法與技巧的訓練,強調(diào)數(shù)學素養(yǎng)的培育,科學態(tài)度的養(yǎng)成,以形成嚴密的邏輯思維,提升推理、演繹、分析、歸納、綜合等能力。

3) 課后實踐練習。網(wǎng)絡學習平臺的調(diào)查問卷數(shù)據(jù)表明,在諸多的課程資源中最受學生歡迎的就是題庫。“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”題庫包括7章27節(jié)的內(nèi)容,涵蓋各節(jié)習題、各章練習與測試,并配以答案詳解。預習、復習時遇到的問題可以在網(wǎng)絡學習平臺討論區(qū)發(fā)帖留言,一學期下來,討論區(qū)以問題為主題的討論有40多個,這樣就實現(xiàn)了以問題為驅(qū)動,引發(fā)思考,相互研討,解決問題。因為不受時間、空間的限制,通常參與在線討論解決問題的效果要比課上的解決效果好。通過課后的實踐練習與討論,有助于學生提高技能,拓展能力,達成教學目標。

4) 提交線上作業(yè)。線上作業(yè)包括學習日志、思維導圖等?！案怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計”課程共7章內(nèi)容,以章為單位提交學習日志,包括學習體驗、收獲與不足、課程建議,幫助學生提升元認知水平,成為學習中能夠進行有效自我調(diào)節(jié)的學習者,在反思自己學習的過程中變得更加深刻、成熟。通過繪制章思維導圖,有助于理解概念、定義、定理,將各章節(jié)的內(nèi)容以可視化的形式進行關聯(lián)、對比,有助于將知識系統(tǒng)化,形成對核心知識的深刻理解,能夠在新情境中進行遷移。

1.4 實施線上和線下的多元評價

課程實施線上和線下的多元評價,內(nèi)容包括對學生的評價和對教師的評價[3]。

在線對學生進行過程性評價。過程性評價以形成性評價為主,形成性評價就是獲取關于學生所學的最佳證據(jù),然后利用這些信息來決定下一步要做的事情[4]。課程以超星泛雅網(wǎng)絡學習平臺提供的數(shù)據(jù)監(jiān)測學生的學習過程為主,數(shù)據(jù)包括視頻任務點完成情況、作業(yè)完成情況、討論情況、章節(jié)學習次數(shù)、簽到、章節(jié)測試成績等。這些數(shù)據(jù)一方面記錄了學生的學習過程,為平時成績的形成提供了依據(jù);另一方面,教師可以利用這些信息實時調(diào)整教學,來決定下一步要做的事,以更好地滿足學生的學習需求。

線上問卷對教師教學進行評價。課程開課3周后,設計線上問卷,收集學生對課程的評價和建設性意見,對教學進行早期反饋,旨在幫助老師完善教學、促進學生學習;學期中,再進行問卷調(diào)查,結(jié)合學習日志,學生反饋對課程的學習體驗,幫助教師對課程后半程調(diào)整與改進,促進教學;問卷幫助教師了解學生對課程的需求和學生的個體差異,有利于改善學生對課程和教師的態(tài)度,在學期末學生對課程做出的評價中可以體現(xiàn)出問卷的作用與效果。

線下組織期末考試對學生進行總結(jié)性評價?！案怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計”課程于2020年9月至2021年12月的期末考試開展了開放性考試探究。結(jié)合課程特點,設置開放性考試題目以能力考查為重點,而非知識的識記能力與一般理解能力。開放性考題一般設置的是非良構問題,著重考查學生深層次理解、運用綜合知識,解決問題以及學習新知識的能力。開放性考試有助于教師全面準確地評價教學活動,不斷改進教學方法。

最終,對學生成績的評價采取形成性評價和總結(jié)性評價加權的方式。

2 SPOC模式與傳統(tǒng)教學的比較

SPOC模式不同于大規(guī)模在線開放課程(massive open online course, MOOC),更適合小范圍,具有準入條件限制的本?；蚩缧W生學習。近年來,對SPOC的研究已經(jīng)取得了豐碩的研究成果[5-13]。本文通過3年的教學實踐,對SPOC模式與傳統(tǒng)教學模式進行了梳理、比較,總結(jié)出一些規(guī)律。與傳統(tǒng)教學模式相比,SPOC模式既有其獨特的優(yōu)勢,也存在將來需要改進的地方(表1)。

表1 SPOC模式與傳統(tǒng)教學對比Table 1 Comparing the SPOC mode with the traditional teaching

2.1 SPOC概念

SPOC是在MOOC基礎上,針對MOOC的不足而提出的。2013年,美國加利福尼亞大學伯克利分校的阿曼德·?？私淌谔岢鲂∫?guī)模限制性在線課程(small private online course, SPOC)的概念。相對于MOOC中的massive(大規(guī)模)和open(開放)而言,small是指學生規(guī)模一般在幾十人到幾百人,private是指對學生設置限制性準入條件,達到要求的申請者才能被納入SPOC課程[2]。

2.2 SPOC模式與傳統(tǒng)教學對比

1) SPOC模式與傳統(tǒng)教學相比,課程具有回溯性。一般地,教師將微課視頻上傳到學習平臺供學生預習或復習使用;特別地,教師可以把課程中尚未完全解決的課程重點、難點制作成視頻、音頻、圖像、文件或者網(wǎng)頁鏈接等傳至學習平臺。這些內(nèi)容可以供學生反復學習,學習方式可回溯,是傳統(tǒng)教學無法實現(xiàn)的。如果學生基礎差,課上不能全聽懂或者跟不上課程節(jié)奏,或者因事因病請假,無法正常上課,那么在傳統(tǒng)課堂,這些缺失是無法彌補的,而SPOC模式借助網(wǎng)絡學習平臺就可以解決在傳統(tǒng)課堂無法解決的問題。

2) 數(shù)字化一代作為互聯(lián)網(wǎng)的“原住民”,對線上學習充滿好奇?！?0后”屬于數(shù)字化一代,成長于萬物互聯(lián)的多媒體時代,習慣于通過網(wǎng)絡獲得信息[15]。手機、電腦等數(shù)字化設備實現(xiàn)學習不受時空的限制,這與傳統(tǒng)課堂形成了鮮明的對比:與其由教師對知識進行事無巨細的講解,不如讓學生自己探究,保持對學習的新奇感。與傳統(tǒng)課堂相比,學生更喜歡SPOC模式提供的線上學習方式。

3) SPOC模式打破傳統(tǒng)課堂學習時間、空間的限制,課程容量變大,智慧教學平臺使學習更具個性化。學習資源上傳至智慧教學平臺,學生可以隨時隨地獲取學習資料進行學習。低階內(nèi)容課前完成,高階內(nèi)容課上解決,與傳統(tǒng)教學中忙于趕課程進度相比,SPOC模式使教學節(jié)奏舒緩許多,而課程容量卻變大了。這種個性化的學習能夠提供多樣化的學習資源、學業(yè)輔導策略,以滿足不同學生的不同學習需求和興趣。

4) 在SPOC模式提供的課程資源中,最受學生歡迎的是線上題庫。與傳統(tǒng)教學課堂上教師講解知識、板演例題相比,課前、課后利用線上題庫對所學的知識進行探究、應用是學生更樂于做的事情。習題設置的各種闖關模式可以激發(fā)學生好奇心,驅(qū)動他們的學習需求,進而在實踐練習中運用知識,加深理解。而在傳統(tǒng)教學中,習題的處理占用上課時間,學生的實踐練習不充分,顯得被動而倉促。

5) 盡管SPOC模式與傳統(tǒng)教學相比有其獨特的優(yōu)勢,但網(wǎng)絡虛擬學習環(huán)境對于面對面的討論與交流不夠方便,實時性和現(xiàn)場感都不盡如人意。與SPOC模式相比,傳統(tǒng)教學的最大優(yōu)勢在于課堂中教師與學生、學生與學生可以進行面對面討論,現(xiàn)場互動,臨場交流,增強感染力,傳遞情感。因此,在網(wǎng)絡虛擬學習環(huán)境下,激發(fā)并維持學生參與討論、互動是SPOC模式未來需要改進的方向。

3 結(jié) 語

新冠肺炎疫情的發(fā)生對高等教育的傳統(tǒng)教學提出了新的挑戰(zhàn),數(shù)字化時代為現(xiàn)代信息技術與教學的深度融合提供了技術支持與保障。筆者經(jīng)過3年的實踐教學,應用智慧教學平臺,將數(shù)學專業(yè)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程由傳統(tǒng)教學模式下的線下課程改造建設成了SPOC模式下的線上線下混合式省級一流課程,完成了課程資源建設,構建了網(wǎng)絡教學環(huán)境。在此基礎上,課程將不斷持續(xù)改進,未來將完成包括課程思政、數(shù)學建模應用等各種案例庫的建設。