基于网络教学平台的计算机类课程混合式教学模式改革探索——以广东开放大学为例

贺桂英 李可 曹伟

（广东开放大学，广东广州，510091）

21世纪，随着网络技术和信息技术的飞速发展，高等教育的教学方式也发生了巨大的变化。新的教育理念、教育方式、教育技术不断推动着教育实践的创新发展。以学生主体、教师主导的新型师生关系，从根本上颠覆了以教师为中心的知识灌输的教育理念，使学生个性化学习需求得到生长和满足[1]。

按照“计算机类教学质量国家标准”所述，计算机类专业承担着培养计算机类专业人才的重任。该专业大规模、多层次、多需求的特点，以及社会的高认可度，使其成为供需两旺的专业。计算机类专业人才的培养质量直接影响着我国信息技术的进步，影响着我国的经济建设与社会发展。同时，计算机类专业人才培养中所提供的相关教育认识和内容，对非计算机专业人才计算机能力的培养也具有基础性的意义[2]。

开放教育主要基于网络教学平台开展教学，在“互联网+”时代，工科计算机类专业人才培养要求教师改变原有的讲授式的教学方法，以学生为中心，努力满足个性化教学需求，在线上线下的教学过程中引导学生学会学习，培养终身学习的习惯和能力，以满足社会对计算机类专业人才的需求。

一、基于网络教学平台开展教学和计算机类课程教学的主要问题分析

在信息技术飞速发展的“互联网+”时代，以现代信息技术为支撑，面向社会全体成员开展远程开放教育的新型高等学校——广东开放大学，学生遍布广东省内各市县，学生的学习方式是基于网络教学平台的自主学习为主，教师线上远程辅导和线下面授教学为辅。

基于网络教学平台开展教学遇到的主要问题是：受中小学课堂教授为主的教学方式影响，开放大学的很多学生还习惯于在教师面授下被动接受知识、在教师的督导下进行操作实践，自主学习的习惯还没有养成，还不适应基于网络教学平台的自主学习的在线学习模式；同样，对于很多教学点的辅导教师来说，也习惯性地使用系统有序的讲解式教学和示范式演示操作。在新形势下，这种教与学的模式都不能很好地基于网络教学平台开展教学，都难以获得良好的学习效果。

计算机类专业大部份课程一般是理论知识与实践技能相结合，很多核心课程对实践操作的要求甚至高于对理论知识的掌握。如果按照传统的教学方法，都会因为学生的被动接受而达不到理想的教学效果。计算机专业课程教学目的是培养学生的应用开发设计能力（即实践应用能力）和工程实施与维护能力。但目前的教学方式由于很少加入这部分内容，使得学生的实践应用能力没有得到很好的培养，学生进入企业实习或工作时显得所学的知识用不上，不会解决实际问题[3]。正因为计算机类课程的学习特点及教学方式，与传统文科和理科类专业都有诸多不一样的地方，学生在掌握一定的理论知识前提下，还需要更多地进行实践和应用，在实践和应用中提升自己的应用能力，因此也有人指出，计算机类工科的专业课程需要教师更多的“手把手”地教，看起来不太适合于开放教育。但信息技术的发展和计算机类学生相对于其它专业学生更强的信息技术应用能力，又使我们有充分的信心，利用网络教学平台高质量实施计算机类工科专业课程的教学。

基于网络教学平台自主学习习惯的养成，除了学习方法的指引外，更重要的基础是设计和建设好网上在线学习资源。学习计算机类课程需要更多实践操作和实验验证，解决办法之一是建立虚拟实验实训平台，建设相应的实践教学资源。这正是我们基于网络教学平台探索计算机类课程混合式教学模式改革的两项重点工作。

二、基于网络教学平台的混合式教学模式改革

（一）在线课程资源建设

网络信息技术在教学领域的应用经历了四个主要的发展阶段。第一代是从WWW技术出现至其后10年左右，教学平台以资源分发和共享为目的，主要使用的是静态WEB技术。第二代网络教学平台则充分利用动态网站技术开展形式多样的网络教学互动，包括在线练习、在线考试、问答讨论、作业提交及评价等功能广泛使用。同时由于网络速度的提升，教学视频技术也得到推广。第三代网络教学平台开始面向移动互联网技术。为了适应移动终端和移动互联网用户的行为特征，平台界面力求简洁清晰，教学资源从“求多”变为“求精”，微课以其短小精炼的特点受到广泛追捧。第四代网络教学平台目前还处于萌芽状态，人工智能和云计算技术的应用成为其主要的发展契机。当前的网络教学平台正处于第三代到第四代的转变时期，开放教育的特点使得我们对网络技术有超越普通学校的渴求和积极开放的态度。

基于网络教学平台开展教学的基础工作是建设好每门课程的各种学习资源，内容包括知识点教学视频（微课）、文字导学资料等，需设计好在线讨论题、单元测验题、作业题、实验实训操作训练等互动内容，如图1所示。

图1 课程资源内容图

在线课程资源不是简单地将教材内容以文字或音频、视频的形式进行搬迁式呈现，而应根据网络教学需要精心组织。每一门课程由若干个教学单元（章）组成，每个单元又由若干个知识点构成。单元教学一般由教师给出教学资源，学生从浏览单元学习指导开始，观看知识点教学视频和知识点文本资料，开展教学讨论并完成规定的作业练习或实验实训操作[5]。

对于计算机类专业而言，课程中的知识点教学微视频包括理论知识讲解、实践操作演示和动画展示等多种形式，方便学生利用业余时间学习。为了使教学资源更加系统和实用，每门课程都通过1到2个完整的有实用价值的实例将课程主要理论与实践操作串接成一个整体。知识点讲解的微视频的设计应简短、重点突出、富有感染力；文字导学资源同样要简洁、清晰明了，避免长篇大论。还需精心设计交互内容，包括测验题、作业题、讨论题、实验操作等。每个知识点或单元学习结束后，设计10道左右的测验题，检验学习效果。这些测验题一般设计成单项选择题或判断题，教师导入教学平台后，系统能够自动批阅并显示成绩，还可以进行必要的提示或点评。布置的作业应体现学习单元中综合性或应用性的内容，作业题设计要有一定的深度，训练学生的思维和应用知识解决问题的能力。学生可以课余自己找资料完成作业，然后上传到教学平台，由辅导教师批改并给出成绩。讨论题一般是一些拓展性的问题，同学们围绕教师发起的主题发表意见和想法，教师加以引导，促进知识的理解和拓展。

广东开放大学的计算机类专业都按相关标准建立了专业课程资源，教学微视频资源涵盖了课程所有知识点，线上测试题、作业、讨论、实验和文字资料等内容丰富，保证了混合式教学模式的实施，同时大大减轻了辅导教师的教学任务，让学生们时时处处可学。

（二）网络教学平台对接虚拟实验实训平台

对于像信息安全这样的计算机类专业，其课程内容实践性很强，在远程开放教育教学中，基于网络教学平台开展教学，应如何强调实践能力和应用创新能力的培养？对此我们建立了专门的虚拟实验实训平台，平台中建设有计算机类专业若干课程的实验和实训内容，与网络教学平台上的课程资源无缝对接，也就是在相关知识点后嵌入对应的链接，学生可以直接转入到虚拟实验实训平台中做相应的实验或实训操作，进行虚拟在线实验或实训。

计算机类课程的实验环境一般要求高，实验环境配置复杂。而虚拟实验实训教学不需要对硬件设备有太多的要求。学生在远程的虚拟机上点击开始实验，可以根据实验内容选择1～2台虚拟机，按实验要求远程配置实验环境，一步一步按要求完成实验操作。还可以把操作过程截图，自动生成实验报告，完成后回到教学平台继续下一阶段内容的学习。通过一系列的实验或实训，强化对学生实践动手能力的培养，弥补远程开放教育实践教学的不足。学生在网络教学平台完成知识点学习后，可以手动跳转到对应的实验环境进行实践操作，及时巩固知识。完成实验操作后，实训平台自动反馈相关的实验信息，方便教师了解学生学习情况，指导更有针对性。教师通过教学平台的管理端，可以方便地进行管理和维护。

基于网络教学平台的知识点视频学习和虚拟实验实训培养学生的实践动手能力和应用开发能力，要求学生熟练掌握课程中的基本概念和常用的操作。教师将计算机操作过程和解说进行抓屏录制，做成课件放在课程网站上，学生能在课后进行复习和总结归纳。要注意培养学生灵活理解这些实践操作过程的意义，能根据实际应用要求完成相关操作，并鼓励学生通过多种方式解决实际问题，培养学生的实践创新能力。学生在学会相关操作之后，可引导学生深入思考，串接相关理论知识，引领学生探索、分析问题，使用知识解决实际问题。

（三）基于网络教学平台的混合式教学模式的教学组织方式

传统的教学方法更多是教师在课堂上系统讲解知识，学生被动地听课或听讲座，在课后学生单独完成作业和练习。而网络教学平台使得学生可以在课余时间或家中自主观看教师的教学视频、线上听讲座、自主完成在线测试题；利用面授时间相互讨论碰撞出火花，在教师的指导下完成难度较大的作业和练习，留下更加深刻的学习印象。依托网络教学平台可以只需要一位主讲教师在网络教学平台上在线直播（录播）讲课，可以有M（成千上万）名学生实时和非实时听课，再按一定的比例配置N（多）名辅导教师担任助教，对所负责的学生开展教学辅导答疑，这就是“1+M+N”混合式教学模式。采用这样的教学模式，可促进教育的公平和均衡化发展。

开放大学计算机类课程实施线上自主学习和线下面授辅导相结合的混合式教学模式。有了教学平台上的课程资源（简称线上资源），线下的面授辅导课可以更高效、更有针对性。学生在预习章节知识点内容后，产生的问题可以在面授辅导课中寻找帮助。在面授课堂上教师讲解的主要是重点难点、作业练习题的解答策略、讨论和答疑等。我们在教学实践中，根据课程内容的难度安排有约1/4到1/2学时的面授课，如4学分的课程是72学时，一般安排18至36学时的面授辅导，采用翻转课堂的形式从作业等问题导入开展教学，重点解决学生自主学习过程中的难点问题，如果学生人数少就开展一对一的辅导教学。

（四）以学生为中心的教学理念

在基于网络教学平台的线上线下混合式的教学过程中，教师要以学生为中心，这不是一句空洞的口号，而是需要参与教学的教师更多的用心与付出。

首先，网络教学平台资源安排要以学生为中心，要从学生获取的方便和快捷、内容的实用和适用等角度去考虑课程教学内容的建设。教学平台上展示的课程内容不求多而求精，后台数据记录功能强大且自动智能化，能够记录学生的学习行为和教师的教学轨迹，并依此智能化地引导和督促学生的学习指引。

其次，课程资源的建设也应该从学生的角度出发，了解学生的学习基础和课程的重点难点，尽量用简洁的语言、生动的比喻来进行概念说明，通过简单实用的实例来讲解重点难点内容。需要有一条主线连接各个知识点，方便学生将碎片化的知识连接成整体，即提供“向导式”的学习指引。

第三，利用智能化技术提供人性化的反馈和激励。教学中的讨论题、测试题、作业和实验等也都要考虑学生的学习基础和知识点难易程度，测试题、作业题、讨论主题和实验内容的设计要有助于学生巩固和理解所学的知识点内容，不能太过简单也不能太难，尽量以循序渐进、难度适中为原则，以学生为中心去设计和建设。此外，还要为学生提供个人学习行为数据和学习效果统计数据，例如个人学习时间的曲线、在同班同学中的位置等，并利用文字、语音等方式，自动地、及时地给予相应的激励。

第四，面授教学辅导要以学生为中心，讲授前充分了解学生的学习情况，重点难点问题通过实例串连讲授，围绕作业或练习题中错误率高的题目讲解相关原理，并举一反三，强化重点和难点内容。

第五，从学生的学习需求出发，开展引导式教学。教师在视频教学和面授辅导教学中，一定要引导学生进行自主学习和问题讨论、综合应用。引导式教学，是基于建构主义学习理论提出的教学法，即强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用。教师是意义建构的帮助者、促进者，是授人以渔而不是授人以鱼。教师首先要准备好第一堂课，引导学生如何进行课程的学习。在后续的教学辅导和面授课程中，尽量多引导学生自主学习，引导学生提问和做好作业练习，引导学生参与问题讨论，有能力的学生引导他们解答其他学生的问题。利用人工智能的语义识别和机器视觉模块，可方便快捷地帮助学生解决常见的实验或操作问题，并告之其原理和类似问题的解决方法。

三、结语

开放教育的学生与普通全日制教育的学生有所区别。进入开放大学学习的学生各方面差异比较大，即学生的基础不一样、学习时间不一致、年龄和学习动机也有差异。学生差异性大造成教学难度更大，工科类专业尤其如此。因此在教学过程中，就更需要教师有耐心、细心和奉献精神。广东开放大学计算机类课程教学过程中，专业教学团队老教师一对一带年轻教师熟悉教学要求，培养奉献精神，让青年教师热爱远程开放教育事业。基于网络教学平台的智能化问答、智能化作业解答、虚拟学习空间构建等人工智能新技术让远程开放教育不仅可以记录教与学的全过程，还可以及时反馈教学效果，使得沉闷的讲授型课堂变成以学生为中心的、有趣味性的互动教学环境。广东开放大学通过教学改革实践，形成了适用于开放大学基于网络教学平台的计算机类专业课程的新的教学方式，即依托网络教学平台，建设好精心设计的教学微视频（微课）、在线讨论题和单元测验题等互动教学资源，采用“1+M+N”的教学组织方式实施“名师精讲”和个性化学习支持服务，开展以学生为中心的学生线上自主学习为主、线下面授教学为辅的教学模式。实践表明，这种教学模式让学生拥有更大的学习自由度和自主性，学习更有针对性，深受各教学点教师和学生的欢迎，专业教学质量和教学效果不断提升，有助于培养具有学习能力、实践能力、应用创新能力的应用型技能人才。