基于混合教学的科学素养课程实践及经验

吴海娜　籍亚玲　公卫江　易光宇

[摘 要]全国高校都在积极深入推进教育教学改革，而大规模的在线开放课程在全球的迅速兴起，为实现从以教为中心向以学为中心的转变提供了强有力的推动力。综合素质选修课程对培养大学生综合素质有着举足轻重的作用。目前基于在线课程的混合式教学被认为是比单纯的课堂面授教学及在线教育更为有效的教育方式，也是未来几年促进高等教育变革的重要趋势之一。课题组探索基于物理与人类未来这门科学素养课的混合式教学模式及其具体实践，为其他科学素养课程的混合式教学实践提供借鉴参考。

[关键词]慕课；科学素养课程；混合式教学

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）05-0110-03

习近平总书记在2018年9月10日的全国教育大会上强调，教育是民族振兴、社会进步的重要基石。作为一名光荣的人民教师，要肯下六个功夫，其中之一就是要在增强综合素质上下功夫。 在高校里综合素质选修课是提高学生综合素质的重要途径之一，对培养大学生的综合素质有着举足轻重的意义。基于在线课程的混合式教学对培养学生的科学素养是提高学生学习效率的最佳模式之一[1-2]。本文介通过绍人文科学素质选修课程物理与人类未来的具体实践过程及经验体会来探索如何促进培养创新型高素质人才。

一、课程诞生的历史背景

人们利用技术来影响学校教育的兴趣正在快速发展，在线学习对个性化教学产生了巨大的影响[3]。在线学习的三大优势个性化、便利性和低成本使得在线学习赢得了人们更多的关注，三大国际网络平台Coursera、edX和Udacity以及国内网络课程平台学堂在线、爱课程（中国大学MOOC）成为人们瞩目的焦点 [4]。网络化学习与传统学习形成了新的二元关系。但从过去到未来，无论是传统学习、在线学习还是混合式学习，教育部门一直都在致力于实践如何获得更好的教育质量。在2015年青岛国际教育信息化大会上习近平总书记做了重要指示：“中国坚持不懈推进教育信息化，努力以信息化为手段扩大优质教育资源覆盖面”“推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设‘人人皆学、处处能学、时时可学的学习型社会”。在线教育的茁壮发展开启了混合式教学的创新教育革命[5-9]。在线学习过于重视内容的传授，学习的系统性和知识的整体性被弱化，内容呈现方式以“碎片化”出现。混合式学习正是建立在对上述二元关系的统一，以及对学习、课程、教师等概念深刻理解的基础上形成的一种新的学习范式。混合式教学是将知识的传授和能力的锻炼混合起来，知识传授由在线课堂完成，知识探究、思辨、互动和实践的教学环节在线下课堂以师生互动、生生互动的方式完成，最终形成以学生学习为中心、以学生学习能力提升为核心的个性化教育模式。

基于慕课的混合式教学对提升科学素养的通识教育课程起着不可代替的作用。为深入推进教育教学改革，构建更为科学合理的人文素质教育课程体系，自2016年起东北大学开始以2016版专业培养计划原则为指导，推进课程教学向更加符合认知规律的方向转型，提高学生的学习质量，提升人才培养质量，促进优质教育资源的创新和共享，逐渐形成具有东北大学特色的文化素质教育教学体系[10]，所有课程均严格遵循课程体系规定并通过专家集体评审修改后才能正式开课，以保证课程品质和教学效果。

在长期调研和教学经验累积的基础上，物理与人类未来这门人文科学素养选修课于2016年9月应运而生，课程在介绍物理学基本规律的基础上，将知识与应用充分结合起来，力求对学生的基本科学素养以及创新创业能力等进行培养，迄今已成功实施了完整的四个周期。在线课程已在爱课程（中国大学MOOC）上线并在学堂在线上开课（自主学习模式）。

二、课程实践的具体内容

物理学是研究物质的基本结构、运动形式及其规律的科学。它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多方面，是其他自然科学和工程技术的基础。物理学还是科学的哲学观和方法论。上述物理学科的特点，决定了物理学教育是培养大学生科学素养的必经之路。物理与人类未来课程拟在普及物理学基本规律的过程中培养学生的逻辑能力、解决问题的能力和科学创新能力，学会用科学和发展的眼光来看待日常生活及展望未来。这门以物理学基础知识为基础的人文选修课程是科学素养教育系列的重要的课程之一。

（一）课程的授课模式

本课程共32学时，为期10周。课程实施的第一学期适用的网络平台是Blackboard，学生在校内访问非常便捷。关于课程的教学安排、学习计划及成绩评定细则都在线上逐一发布，线下教学过程中不再赘述。课堂教学用于进行师生讨论、学生发言和分组辩论等多种能力实践活动，以增强学生的参与感和获得感。课程实施的第二学期采用线下授课和爱课程（中国大学MOOC）网络平台相结合的混合教学模式，尝试用双语授课，课堂用语大部分使用英文，鼓励学生发言及讨论过程尽量使用英文表达。线上利用爱课程（中国大学MOOC）的SPOC课程自主学习。第三学期沿用线上线下混合式教学模式，线上利用中国大学慕课网站上的MOOC课程。线上学习与线下学习的学时比例为1[∶]1，五周时间学生在线上学习，五周时间在线下进行针对性的问题小组讨论及期末答辩等。第四学期仍然采用线上线下混合教学模式，但线上线下比例有所调整，线上学习比例为40%，线下和混合教学比例为60%。线下学习的上课地点变为VR教室和智慧教室，利用高科技现代化多媒体手段增进学生的科技体验并极大提高互动学习的便利性。总成绩评定细则也更加可量化和制度化。这使得学生的选课积极性空前高涨，选课名额刚开放就被秒抢完毕。

（二）课程的具体实施策略

物理与人类未来课程从第三个学期开始，每学期都被批准开展线上线下混合教学，2017年获批东北大学人文选修课程建設立项，2018年获批人文选修课程示范项目，主要实施以下四个混合式教学策略。

首先，灵活的转换模式。在课程实施过程中，学生会在在线学习、小组学习以及课堂学习中进行转换。转换模式按照课程固定的教学计划表以及教师的教学安排来选择。学生会在转换过程中及时学习并加以讨论强化。这样，老师可以有更多的时间和精力去关注对学生的概念延伸和科学思辨能力的培养，用以代替传统的关注基本知识的教授与复述。

其次，以提升学生学习动力为教学设计的指导原则。学生可以自己根据个性化的学习计划设定自己的学习目标。在线课程可以使学生按照自己所能接受的进度学习，从而获得成就感和进步感，继而激发学习的动力。学生还可以实时得到数据反馈来判断自己在哪方面具有优势，哪方面还需加强。学生通过循环反馈可以稳步频繁进步，对自己的进步有主动权。这样整个学习过程中学生不仅完成了自己的任务，教师也可以确保学生综合能力能够达标。

再次，以有意义的学习体验为核心教学内容。引导学生将所获得的知识与生活联系起来，使学生获得学习的快乐和现实感。课程中加入大量的最新科技前沿应用，使学生理解这些科技背后的物理原理，并能试图解释与提出创新观点。

最后，通过混合式的课程模式整合学习资源，实现学生学习目标。混合式教学整合了学生的个人学习时间、学习循环、个性化指导及团队讨论、思辨、创新，教师更容易提供更好的学习指导，而学生则可以更有效地实现综合能力的切实提高。

（三）课程实施效果反馈

物理与人类未来课程利用在线平台的大数据和课上的学生反馈来评估教学目的是否达到，具体通过以下两种途径来实现。

第一，在线平台的个人学习数据记录情况。

学生通过面向个人的数据系统中的图标线可以清晰地了解自己的学习轨迹、学习结果及学习进度，可以根据日历相应地调整进度，并对薄弱环节加强练习。教师可以在面向课程管理者的后台数据中得到每位学生的学习情况及整班学生的总体情况。教师还可以根据统计结果来调整并对学生进行个性化的指导和建议，同时为不同进度的学生提供相应的课程资料的发送。本课程为学生提供随堂学习（爱课程）和自主学习（学堂在线）两种在线学习模式。

第二，采用雨课堂软件及调查宝等调研工具发放调查问卷来总结学生对混合式学习的效果反馈。

物理与人类未来慕课课程连续推出四次，选课人数超过七千人；混合式教学实施了四个学期，课程成绩一路上升。调查问卷的部分初步结果显示，学生对混合模式的自由度最满意，对教学效果和成就感也有比较高的评价。95%的学生更愿意尝试基于慕课的混合式教学模式，认为学习时间灵活，自由度大，线下的讨论和主题发言更能锻炼自己的口头表达能力和思维能力。24%的学生认为用英语来讲授物理知识学起来难度比较大，听课理解上有些困难，但是觉得若坚持下去一定会对英语的提高很有帮助。在线课程的讨论区教师及时回复学生的线上问题，学生认为受到教师的重视因而更加增强了对课程学习的兴趣。

三、课程的探索及实践体会

（一）挑战与困难

物理与人类未来科学素养课程采用混合式教学模式，线上利用网络课程，线下利用课堂教学，采用分组讨论、期末课程答辩及团队辩论的学习模式。通过四轮的具体教学实施，学生普遍反映能够开阔视野，锻炼独立思考能力，培养了自己的科学素养。这门人文通识选修课程确实起到了培养学生的综合素质的预期作用，但在具体实施过程中还是存在以下困难。

第一，如何在人文和科学之间找到一种平衡，既能通过具体的物理图像使学生了解物理学基本规律及最新科技前沿应用，又不失人文思想和逻辑性，使学生产生科学兴趣并激发自主学习的动力，这一直是该科学素养课程的核心目标。学生的物理知识积累较少，而物理学概念覆盖面很广，本课程学时不多，导致学生难以理解并全部掌握，与上课之前的高期望值不符，有些挫败感。

第二，学生在课堂上主动参与的意愿不是特别强烈。对教师安排的每位学生必须完成的讨论任务学生可以完成，但学生对自愿报名完成额外任务不是特别感兴趣。这一方面归于学生的性格因素，怕出丑或不愿意多花功夫，另一方面也说明在如何切实激发学生的积极主动性上，教师还需狠下功夫。

第三，课程答辩模式需要学生在学习此门课程后对自己感兴趣的科学问题自主深入了解，整理成完整的论文，并制作PPT来进行课堂答辩。这种专题研究的方式可以切实有效地提升学生的综合能力，但也会占用学生大量的时间和精力，在学生专业课压力很大的情况下，不少学生不愿意在选修课上多费功夫。

（二）机遇与收获

通过基于混合式教学的科学素养课程的探索与实践，笔者越发深刻地体会到在理工类人文选修课程中开展基于慕课的混合式教学，对学生有效掌握最基础和最前沿的物理学理论并在学习过程中实现自我科学素养的提高大有裨益。科学素养课的混合式教学强调以思考、理智和判断为主要特征的知识来代替物理学专业知识，培养学生以“常识”和“普通知识”为本，以亲近智慧为目标的知识活动来代替积累和提高专业技能。

（三）探索与实践

下一步设想是在现有的教学团队和教学任务的基础上，施行精品导向，适度控制选课学生規模，形成一定反响力后再扩大课程规模。把慕课而不是课堂作为知识传授的重要渠道，线下课堂上采用知识探究、思辨、互动和实践的教学模式。在实际混合式教学的过程中不断试用新策略，在修改、调研、再试用的螺旋上升过程中总结出混合式教学的有效方式，在信息化教育改革的道路上越走越远。

总之，基于混合式教学的科学素养课程物理与人类未来为提高高校创新型高素质人才的文理科学素养提供了一个很好的实践案例，我们将继续实施新一轮符合更高教学要求和教学规范的人文社会科学素养课程，并设计不同教学目标对人文社科专业学生开放。逐步扩大科学素养课程的影响力，对在线修读该门网络课程的社会学习者定期举办线下课堂教学。通过对基于混合式教学的科学素养课程探索及实践研究，赋予学生更多的学习自主空间，满足学生个性化、多样化的学习需求，提高学生的学习兴趣和学习投入，进而提升学习成绩并切实提高综合素质。由于全社会对在线教育发展的持续关注，将来会涌现出更多的混合教学试点课程，期待探索出一条将慕课与常规教学有机混合的道路来有效提升高校的教育水平。

[ 参 考 文 献 ]

[1] Michael B. Horn， Healther Staker. Blended： Using Disruptive Innovationn to Improve Schools[M]. New York：Jossey-Bass（1 edition）， 2014.

[2] 张华. 论核心素养的内涵[J]. 全球教育展望，2016（4）.

[3] 教育部.教育信息化十年发展规划（2011-2020年）[Z].2012.

[4] 刘继斌，赵晓宇，黄纪军，等.MOOC对我国大学课程教学改革的启示[J].高等教育研究学报，2013（2）.

[5] Eton College. Teaching and Learning[EB/OL]. http//www.etoncollege.com /TeachingMethods.aspx.

[6] Omar Basri. Turning the Tables on History Education in Singapore：The Flipped Classroom Experience In NUS High School of Math and Science[J]. HSSE Online，2013.

[7] 熊淑娟.基于“翻转课堂”的新型混合式教学模式构建与实施[J].职教通讯，2016（6）.

[8] 赵兴龙.翻转教学的先进性与局限性[J].中国教育学刊，2016（4）.

[9] 洪杰，尹桂波.基于翻转课堂的线上线下混合式课程教学模式构建与实践[J].职业技术教育，2017（11）.

[10] 东北大学教务处. 关于加强人文选修课程建设的通知. 教学〔2016〕11号文件[Z]. 2016.

[责任编辑：钟 岚]