基于慕课+合作学习的混合式教学优化

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  摘  要:本科教学能力的提升是建设一流学科的重要措施之一。为了深化教育改革政策,本研究提出构建线上线下双轨制混合式教学优化模式。以工程地质学为例,围绕改进式慕课+合作学习和自适应学习方案建设与实践开发,探索我校工程地质学课程教改特色,为优势学科建设提供可参考的案例。
  关键词:慕课;合作学习;自适应学习;混合式教学;土木工程地质学
  中圖分类号:G642      文献标志码:A      文章编号:2096-000X(2021)25-0084-04
  Abstract: The improvement of undergraduate teaching ability is one of the important measures to build a first-class discipline in order to deepen the education reform policy, this study proposes to construct the online and offline dual track hybrid teaching optimization mode. Taking Engineering Geology as an example, this paper explores the teaching reform characteristics of "Engineering Geology" course in our university around the construction and practice development of improved MOOC + cooperative learning and adaptive learning scheme, so as to provide reference cases for the construction of advantageous disciplines.
  Keywords: MOOC; collaborative learning; adaptive learning; mixed teaching; Civil Engineering Geology
  一、教改背景与意义
  教育部于2015、2018年先后出台《关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》《教育信息化2.0行动计划》等政策文件,明确提出高校务必积极建设各类课程的在线资源,推动现代信息技术与教育教学的深度融合,积极探索混合式教学模式,推进高等学校课堂革命的要求。特别是2020年春季新型冠状病毒肺炎疫情对我国高校正常教学工作造成了极大的影响,为了响应教育部“停课不停学”策略,兰州理工大学于春季学期开展了线上教学工作。大范围的线上教学实践活动为验证混合式教学改革提供了基础。
  伴随我国工程建设的发展和西部大开发战略政策的落实,对学科发展提出了高要求和新挑战。我校立足西部,积极响应国家西部大开发战略,同时,土木工程专业是我校传统优势专业,许多土木学子投身于“一带一路”基础建设排头兵的工作中来。毕业生签约率连续多年在甘肃省名列前茅,同时也获得了用人单位的高度认可。
  工程地质学是研究人类工程活动和地质环境相
  互作用,介于地质学与工程学之间的一门交叉科学。作为必修基础课,它是连接地质学与土建专业的桥梁,起到承接与应用的双重作用。在技术不断发展的今天,如何加快与国际教育接轨?如何培养高素质的地质人才?如何让学生们在学习过程中,更好地掌握新技术并应用在工作中?这恰恰是我们当今课程教学面临的巨大挑战。
  二、改进的慕课设计
  (一)慕课实践中出现的问题
  慕课与传统的授课方式不同,它具有自主性、开放性、交互式学习的特点,应用互联网的广泛连接实现了碎片时间的学习。开创于美国高校的慕课模式自2011年引进国内,近年来向着本土化、专业化、特色化方向发展。
  在传统教学过程中工程地质学课程以课堂教学为主,以野外调查为辅。对于土木工程专业的学生来讲,普通地质学不作为先修课程,这就需要教师把涉及到的普地知识点穿插进课堂教学过程。地学专业涵盖范围广,知识体系纷杂,24个总学时数的设置无法涵盖全部内容。为此,我们在2015级学生中启用线上慕课这种教学方式作为补充,素材选自国内已建设完整的其他院校视频材料。但是,在期末考试总评中效果并不理想。根据学生的反馈意见分析可能的原因:慕课学习只是简单地把授课方式从线下搬到了线上,内容上不可避免地存在大量重复。此外,在线材料资源过多,耗时长,无法快速精准获取信息也是一大问题。
  已有研究表明,慕课有高达90%的弃课率[1],挫败感是引发放弃该课程的重要因素之一[2]。学习内容间有顺序关系,先修知识掌握不足,会影响后续学习,也会使学习者产生挫败感[3]。结合2015级教改的结果,我们得出:借鉴慕课时,应立足自身学科特色做出相应调整。不能简单生搬硬套,“拿来主义”必定会造成“水土不服”。因此,传统慕课无法从根本上解决本课程的教学矛盾。
  (二)数据采集
  新冠肺炎疫情期间,我校以线上授课为主。为了综合评价线上教学效果以调整教改方案,通过调研问卷的形式展开实证调查。以2017级土木工程专业学生为调查对象,共收集3个自然班总计246份问卷,使用Excel表格进行统计。
  问卷分为两个模块,模块1侧重于学生对当前慕课学习的认知度的考评,模块2则侧重改进式混合教学慕课设计方案,两个模块各含15道选择题。对当前慕课认可度表主要包括:慕课学习平台(喜欢哪些平台哪些院校的慕课素材);学生线上课程参与度调查;在线学习过程中学习策略;喜欢的呈现方式和考核方案等内容。慕课设计表主要包括:慕课时长;素材选取;线上作业设计和考核方法等方面。   (三)数据分析
  对当前慕课认识调查表结果显示,绝大多数学生(经任课老师推荐)接触到的慕课平台如图1所示,其中网易公开课和超新慕课平台是学生们习惯选择的平台。由于平时课程学习任务量大造成绝大多数学生并没有固定的访问时间。问及不喜欢现有平台的主要原因依旧是重复性内容多,视频时间长等方面。这与2015级学生反馈问题一致,再次说明这也是造成高弃课率的主要原因。
  混合式教改设计调查表结果显示,学生普遍接受慕课作为辅助学习工具(图2),绝大多数学生表达希望通过短小的慕课视频学习来提高碎片时间管理。那么,如何调动学生的积极性来完成整个课程的学习呢?学生们给出了很好的答案(图3、图4)。人类性格中存在着天然的惰性,数据结果表明,相应的竞争和奖励机制能够激发学生的主动性。
  通过收集的意见,我们认为:当代大学生已经有了强烈的自主学习兴趣。那么,如何引导他们有目的、有计划地参与到慕课学习;如何给他们提供精准优质的慕课资源;如何设计合理的考核方案来改变高弃课率现象是本次教改方案设计的关键。
  三、混合式教改方案——线上线下双轨制
  设计教改方案时,要综合考虑线上学习、线下教学两个方面[4]。工程地质学是一门强调实践性的自然科学,识记性高的较枯燥的内容无法引起学生的兴趣。在学时有限、野外实践课时少的情况下,借助线上课堂是非常有必要的补充。为了提高学生主动性,引用合作学习和自适应学习模式到工程地质学授课过程中。具体方案在作业设计和课题讨论组中体现。
  (一)建设专业信息库
  信息库资料源选题丰富,形式内容多样。既包含影音视频,也有专题讲座PPT,文档类学习。已收集数据资料包括:Discover频道制作的纪录片《世界伟大工程巡礼》;各种类型地质灾害图片和影像资料;第四纪地貌学专题介绍视频等。充分调动学生的积极性,分专题项目式课堂讨论前,学生们自主学习的中英文文献、PPT、软件学习资料等经挑选编辑整理后都可放到信息库中实现资源共享。对于学生上传的优秀的学习素材(下载量),可以在期末考核方案中体现出个人共享资源的贡献。
  (二)小而专的慕课设计
  慕课课件应该是实际授课过程中的有效延伸和资料补充。有必要把短小的视频实现向“以学生为中心”的教学理念的转变[5-6]。学生可以利用茶余饭后的时间获取知识,发挥了慕课自身的碎片化信息及时有效的传达和共享的特色。结合问卷调查表和已有研究表明,当单个视频时长在5~10分钟内时,效果最好。所以,本次教改的慕课被设计成小单元并且专业程度高的视频。
  視频时长控制在10分钟,这要求在录制视频前期要根据讲解的知识点进行拆分,什么内容放在课程(传统课堂或线上面授课)中讲,什么内容放在线上讲。如果知识点内容过多,可进行拆分。内容选取上以工程实例、大量的图片和具有讨论性的开放论题为主。以滑坡为例,收集大量工程实例照片做视频展示,加深学生们对概念的直观理解。配套的大量图片作业可直接测试学生接受程度(让学生们指出滑坡产状三要素)。
  (三)作业设计
  合作学习是一种通过小组或团队形式组织学习的策略[2],是指两个或更多学习者以小组形式一起学习,或者是通过共享资源等手段达到一起学习的目的。合作学习模式建议学习者互助、共享资源,有助于降低孤独情绪,减少因此引发的弃课行为[7-8]。
  大作业设计:属于开放性作业,在一学期授课时长中可布置2~3次,作业时长2周,给出明确交作业时间。在做专题讨论大作业过程中,同学们自发组成5-6人讨论组。课下自由组织时间展开,分配团队角色。至少查阅10篇文献后提出论点,过程录制视频,结束后提交资料报告。这一作业方案的实施可有效地链接起呈点状分布的学生(作业的提交需每个终端链的学生自觉承担各自的环节),激发自主学习积极性(成员经项目组讨论后在确定任务中自主搜集匹配信息),科学构架最终形成研究报告或论文(完成科技论文写作)。
  自适应学习是根据学习现状为学习者提供反馈、推荐等帮助的一种学习模式。自适应学习模式引导学习者并为学习者提供与其现状相适应的反馈,能够有效预防弃课[9-10]。为此专门设计短小作业形式:配合小而专的慕课,设计制定及时、有效的反馈信息。学生在完成慕课学习后拿出2~5分钟把作业完成并提交到线上,形式主要以选择题为主。这种作业方式有助于减轻先修不足的学生在无法完成大型慕课学习后产生的挫败、沮丧感。另一个功能是能够快速加深概念,零散知识点的浓缩与复习,配合面授课,提升基础较差学生的自信心。
  随堂作业:无论是传统教学或线上面授课,随堂作业都发挥了巨大的作用,有必要保留。作业以书面形式完成,拍照或PDF格式上传网络,实现线上批阅和成绩登记。
  (四)分钟讨论组
  课堂上,改变传统授课“一言堂”的局面,提高学生课堂参与度。作者曾于2019年度以访问学者的身份到美国加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)进行教学研讨方向的交流学习。该校教师发展中心教学法指导老师介绍“分钟提问”是该校成熟的授课技巧之一。上课过程中设计1分钟、3分钟、5分钟不同讨论时段,1分钟讨论组兼有点名的作用;3分钟讨论组可迅速回顾本堂课教学知识点并进行串联(概念、理论公式等);5分钟讨论组可由学生自述总结并提出自己的观点进行小规模讨论。
  (五)考核方案设计
  根据历年教学大纲的修订,本课程考核方式一度出现过调整。期末考试是检测学生对该课程知识的掌握程度,但是这种方式比较单一,考试内容也相对局限。特别是对学生自学的内容和野外实习工作无法进行定量评价。因此,线上线下双轨制教学改革设计均应配套体现在考核方案中。设计如表1。
  四、结束语
  我院岩土教研室自2015级开始推行土木工程地质学课程教学改革方案。过程中,我们边试行边讨论边修改和总结,获得了宝贵的第一手资料。无论是教师还是学生,都对优化的混合式教学策略充满期待,配合程度高。这说明该课程教改顺应了时代要求,是势在必行的。   计算机网络技术的飞速发展也对教改工作助益良多。将混合式教学模式应用于土木工程地质学课程中,教学系统的升级功不可没。这种渐进式的教改方案提高了教学成效,获得了良好的预期。我们也会在今后的教学工作中做进一步的完善。
  参考文献:
  [1]Breslow L, Pritchard D E, Deboer J, et al. Studying Learning in the Worldwide Classroom Research into edX's First MOOC[J]. Research & Practice in Assessment, 2013,8:13-25.
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  [4]李胜波,陈丽,郑勤华,等.中国MOOCs課程设计调查研究[J].开放教育研究,2016,22(2):46-52.
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  [6]张辉,马俊.MOOC背景下翻转课堂的构建与实践:以“现代教育技术”公共课为例[J].现代教育技术,2015(2):53-60.
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  [10]D Clark. Adaptive MOOCs. Cogbooks Adaptive Learning[Z]. Copyright Logbooks, 2013.
  基金项目:国家自然基金项目“陇西盆地第四纪黄土的风化成壤特征及其古环境意义”(编号:41772383);兰州理工大学高教研究项目“土木工程地质学MOOC课程建设探索”(编号:GJ2019B-35)
  作者简介:牛燕宁(1982-),女,汉族,河北保定人,硕士,讲师,研究方向:第四纪黄土地球化学。
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