慕课背景下信息技术与实验教学的深度融合
www.jyb.cn 2017年03月31日 来源：中国教育新闻网-《中国高等教育》杂志
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随着慕课在全球的兴起和影响的深入，慕课到底会对传统高等教育产生何等影响这一问题已引起高等教育界的高度关注。慕课对大学教育的影响不仅是提供了更多的教学资源和学习途径，在教学策略和教学方法方面也促进了课程方式的变革。在此背景下，高校实验类课程如何突破原有教学模式，创新教学组织方法，值得思考。特别是受众面较广的公共基础类实验课程，如大学物理实验、大学基础化学实验等，通过构建“网络平台+本地实验课堂”的混合式教学模式，建设开放共享基础实验网络互动平台，改变实验课堂教学的方式、方法，可以充分发挥远程网络学习与本地学习的优势，创新实验教学模式，培养大学生的自主创新能力，提升基础实验的教学质量，这将是对慕课课程模式在实验课程中应用的一次有意义的尝试。 构建符合基础实验课程特点的混合式教学模式 慕课课程模式主要有“完全网络授课模式”“网络课程+ 学生自助式面对面互动模式”及“网络课程+ 本地大学教授面对面深度参与教学模式”三种。前两种教学模式是目前慕课的主流，其特点是，学生与授课管理团队的一切学习和管理事项均通过网络远程操作。慕课的革命性意义在于其网上课程与本地实际大学教学的结合，即第三种课程模式，也称为“慕课内核教学模式”。该模式使用混合式的教学，一部分是在网络平台教学，另一部分是本地大学的教学。这种网络教学和本地教学深度结合的教学模式，对基础实验课程教学模式创新很有借鉴意义。 基础实验课程属于实践性课程，学生通过熟悉设计实验步骤，观察分析实验现象，测量、纪录、处理实验数据，得到实验结论等一系列过程，完成实验项目。实验过程需充分调动学生主动性，激发学生创造性，提升实验、实践能力，培养严谨的科学作风和求实精神。对于教学过程以实践为主，教学目标以培养学生的自主性与创造性为重的实验课程，可探索建立基于“慕课内核教学模式”的“网络平台+本地实验课堂 ”混合式教学模式（如图1所示）。
实验教学中，学生经过课前预习、实验操作、实验报告、实验评价等实验环节，完成实验课程。混合式教学模式相比传统实验教学模式在各个实验环节上有了很大变化（如图2所示）。
课前——在混合式教学模式中，实验教学课堂之外的课前预习环节采取“网络平台＋预习实验室”相结合的方式完成。学生可以通过网络平台随时、随地获得丰富的预习资源，通过平台的互动交流模块，同学之间、师生之间可以即时进行预习问题的交流与反馈。除此之外，学校可开设24小时全开放预习实验室，学生可以通过预约系统，随时、随地预约相关的实验项目，进入预习实验室，熟悉相关实验仪器，预习实验。随后，将网络平台获得的预习知识与直观的仪器使用体验结合，达到很好的预习效果。最后，在课堂实验操作之前，通过网络平台完成对预习环节的考核，形成预习成绩。 课上——实验课上的实验操作环节，学生带着良好的预习准备基础，进入实验室，自主完成实验操作，通过观察现象、定量测量、数据采集纪录，完成实验课堂部分。除此之外，还需在线上对实验数据进行测评，完成实验课堂考核。 课后——按照要求完成实验报告，其间学生可以通过网络平台与同学与教师进行实时交流，也可以通过线下的答疑室实现相关答疑。整个实验过程将线上线下的学习有机紧密结合，充分发挥了远程网络学习与本地学习的优势，实现了信息技术与实验教学的深度融合，使得实验教学的各个环节都能达到教学效果。（如图3所示）
混合式教学模式的运行对实验教学的课堂部分提出了新要求，需要改变原有的教学方式、方法。在混合式教学模式中，学生在进入实验室前，已通过网络平台和预习实验室完成了实验的预习，初步掌握了实验的基本原理，了解了实验仪器的操作方法和数据处理方法，多数学生已完成实验的步骤设计任务。在这样的条件下，教师不再像传统实验课堂需要对实验进行详细的介绍和讲解，而是让实验课堂充分发挥学生自主实验操作、师生问题互动讨论的主要功能。这种教学方法类似于翻转课堂的教学模式，学生在课外时间对实验课程主要知识点进行自主学习，把师生面对面交流的宝贵课堂时间留给互动、答疑、讨论及充分的实践操作。在这种“以学习者为中心”的教学模式下，教师减少了重复性劳动，可以把更多的精力和重心放到对教学的细致分析中，并提供相应的学习支持。同时，这也对教师提出了更高的要求。 建设开放共享基础实验网络资源平台 为了配合混合式教学模式有效实施，需要建设一个开放共享的网络资源平台（如图4所示）。平台主要包括模块化的共享资源库、实验教学互动系统，实验教学评价管理系统。
模块化共享资源库首先包括保证实验教学全开放运行的实验预约系统。学生在学期开始，通过预约系统根据自己的专业特色、兴趣爱好以及时间安排，形成个性化课表。其次，为学生提供线上预习功能的预习资源库，其所提供的实验资源并不是传统的实验资源（如一个实验的操作过程视频），而是模块化、自组织性资源。所谓模块化、自组织性资源是将实验学习资源按照基本实验原理、仪器设备操作方法、实验设计方法、数据处理方法、实验创新方法等分成多个资源模块，学生根据实验项目及自己的需求，自主选择相关学习资源进行学习。学习的过程也是一个自主设计实验的过程，这一过程将实验预习与实验设计有机结合，既发挥了学生的学习主动性，又提高了学生解决问题的能力及实验设计能力。另外资源库中各个资源的呈现方式也根据资源的特点有所不同，如基本实验原理可采用幻灯片展示为主，而仪器操作方法则采用视频动画为主等，以提高各类资源的可读性及信息传递的准确性、有效性。最后，引导问题库的主要功能是在实验预习阶段引导学生自主学习。问题库中围绕着各个实验项目的基本原理、实验仪器的使用要点等提出问题，由浅入深引导学生自主预习实验中的重要知识点和基本实验技能，以预习思考题的形式帮助学生理解每一个实验环节，引导学生学习、思考。除此之外，问题库也为实验课堂上的问题式、启发式教学和讨论式教学提供支撑。助学系统将实验中比较抽象、较难理解和涉及一些前沿知识的内容加以分类，是预习资源库的一个有效补充。 实验教学互动系统旨在为学生提供一个生生互动、师生互动平台。慕课中常用的互动平台有：课程中心网站、课程讨论空间、人际互动工具、课程资源分享工具等。课程中心网站，用于提供关于大学物理实验的基本情况，实验项目简介等信息。课程讨论空间论坛是课程参与者交流的主要空间，他们在此发表话题，或围绕已有话题参与讨论。人际互动工具，如开设微信公众号，用于快速发布信息、发表意见、交换信息资源、和其它参与者互动。教学评价系统包括过程测试、课后测试以及课程综测等部分，为全方位全过程评价提供支撑。 教学评价系统包括预习测试系统、过程考核系统、课程综测系统以及成绩评价系统，为实验课程的形成性评价提供支撑。 建立科学的形成性考核评价机制 基础实验课程在高校的人才培养体系中具有独特地位，是本科人才实践能力培养重要的基础性实践教学环节，它对于提高学生的综合素质，培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。然而在基础实验教学实践中还存在一些问题，主要表现在：教学方式较为单调，抑制了学生的创新能力；教学时空局限在实验课堂内，缺乏激发学生自主学习的平台；实验教学评价方式单一，难以客观评价学生实验的全过程等。尤其是传统的单一评价机制往往以一个分数代表一个活生生的人，而多元化的评价机制承认人的丰富性和多样性，使学习回归原本的样子。借鉴慕课以形成性评价为主的特点，实验考核内容也应包括预习测评、操作测试、课后测试、实验报告、课程考试等，评阅人员由同伴、教师双方构成。 预习测评。一方面在教学视频中加入内嵌式测试，每隔一段时间会跳出测试题目。内嵌式测试以难度较低的客观题为主，主要帮助学习者集中注意力，掌握重要的知识点。另一方面学生在实验课前通过网络平台完成实验预习后，需完成一定数量的测评试题，获得预习测评分数。 操作测试与课后测试。实验课堂部分完成后，学生登录测评系统，完成操作测试与课后测试。课后测试以客观题为主，主观题为辅。 实验报告。采用同伴评阅与教师评阅相结合的方式，帮助学习者消化和反思实验内容。 课程考试。考试方式分为网络理论测试和本地操作测试。网络理论测试侧重基本知识、原理理论的考核；本地操作测试则是对实验操作能力的直观反映。整个实验课程成绩将由以上各部分成绩按照一定比例计算得出，成绩更能客观全面反映学生在整个实验过程中的表现以及获取知识、能力提升情况。 在评价主体上，通过信息化手段实现了师生、生生、小组之间交叉互评，激发学生在评价过程中的主体性；在评价手段上，逐步改变纸卷考试的单一化方式，强化学习过程的评价，实现过程考核信息化。 综上所述，基于慕课内核的教学模式，采用网络平台资源与本地实验教学相结合的混合式教学模式，学生的学习体验是协调一致的课程整体，其中部分是网络的，部分是本地参与的。混合式教学模式在基础实验教学中的应用，给实验教学提供了多样的学习方式、多元的学习支持、丰富的学习内容、灵活的学习时间与地点，为学生提供了个性化的自主学习，使学生能够发挥个体主观能动性并挖掘自身潜力。混合式教学模式中的本地教学也不同于传统教学模式中的教学过程，其要求教师改变传统教学方式来适应新教学模式要求，促进教师教学方式的改革，有利于实验教学质量的提升，这种教学模式将给传统的基础实验教学带来新的活力。 参考文献： [1]郝丹.国内MOOC研究现状的文献分析[J].中国远程教育，2013（11）. [2]李青，王涛.MOOC：一种基于连通主义的巨型开放课程模式[J].中国远程教育，2012（3）. [3]任友群.“慕课”下的高校人才培养改革[J].中国高等教育，2014（7）. [本文为湖北省高等学校教学研究项目“MOOC背景下农林院校大学物理实验混合式教学模式的研究与实践”（项目编号2014183）的研究成果。] 【作者单位：华中农业大学】 |
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