智慧学习环境下高职院校混合教学模式研究与实践

涂频

摘要：高新信息技术发展日新月异，课题组在智慧学习环境理念的指导下，通过分析智慧学习环境的特征，构建智慧学习环境，研究智慧学习环境下的高职混合教学模式，进行混合教学模式线上线下教学设计，并在专业班级进行《Java程序设计》课程混合教学实践，通过专业班级和往届班以及平行班的对比，完成教学效果评估与总结，深入分析教学效果，总结存在的问题并提出建议，旨在提高教学效果。

关键词：智慧学习环境;混合教学;高职院校;Java程序设计

中图分类号：G434      文献标志码：A          文章编号：1673-8454（2020）08-0062-04

一、引言

互联网时代，高新信息技术越来越多地应用到教学中，2012年北京师范大学黄荣怀教授提出“智慧学习环境”的概念，他认为智慧学习环境是以学生为中心，突出团队合作，形成学习社群，建构知识，训练思维，高度关注用户体验，自动识别学习情景，按需推送学习资源，促进学习者有效学习的学习场所。[1]

高新信息技术应用到教学中，势必涌现新型教学模式和方法用以改进教学。相比传统教学模式，混合教学模式以学生为中心，教师在教学实践中可以采用不同的方法和平台，利用拓展资源，线上线下混合开展教学改革，目前在各级各类学校都有较高的接受度，在多数高职学校已成为推动教学发展的主要教学模式。

智慧学习环境和混合教学模式关系密切，首先，智慧学习环境可为混合教学提供各种形式的学习资源，优化线上线下学习方式和手段;其次，智慧学习环境可以帮助教师拓展传统线下教学的时空，关注课前、课中、课后的教学全过程，帮助学习者线上线下混合、适时适当开展预习、学习和复习;最后，在智慧学习环境中展开混合教学，为学生营造了一个较完善的线上线下智慧学习环境，在这个互动、智能的学习情境中，教师引导学生主体在学习过程中主动查找问题、努力思考问题、探究解决问题，最终促进学生智慧成长。

二、智慧学习环境构建

1.智慧学习环境设计理念

学习环境设计是将物理空间、资源、技术、学习情感有效融合，为学习者提供一个开放的、能够相互协商的学习环境，并为学习者提供学习的必要支持条件，帮助学习者学习。[2]互联网的发展和人工智能的兴起，促使在新的学习时代推出智慧学习环境设计理念。智慧学习环境设计理念包括以下内容：

（1）網格理念

网格技术的发展，在资源层面上，通过“人人参与、人人尽力、人人享有”，极大地拓展了各资源之间的触点，有效解决了应用过程中的信息不对称，有利于促进资源供给与需求的匹配，进而减少资源浪费，提高资源使用效率。这一特点为智慧学习环境中的教学资源共享、教学方式新应用和教学管理智能化提供了技术基础。

（2）集成理念

在构建智慧学习环境时，要基于混合学习理论，充分吸收现有智能教学系统的优点，集成符合高职学生的学习适应性控制策略，为学生提供逻辑清晰的学习导航。

（3）代理理念

智慧学习环境在为学习者提供学习资源的同时，应充分运用人工智能技术创设虚拟学习空间，在学习社群中代理教师和学习合作伙伴。

（4）开放理念

智慧学习环境应能使用户根据教学实际需求添加、删除、更新相关操作功能和应用模块，拓展优化现有学习环境。

2.智慧学习环境技术特征

智慧学习环境主要包括教学方式、学习方式、学习社群、教学社群、学习资源、智能工具等相关组成部分。智慧学习环境技术特征是指教师和学习者在智能工具提供的智能化物理环境中，重构智能学习资源，在学习社群进行学习者群体的协作沟通和交流，在教学社群完成教师共同体的讨论、协作式共享和专业成长进步，并且在这个过程中注意选择适当的学习方式和教学方式促进有效学习的产生。

三、混合教学模式实践

《Java程序设计》课程主要培养移动应用开发专业学生的核心素养、计算思维和程序设计能力，该课程面向全体该专业高职一年级学生开设，计划课时102学时。进行混合教学改革后，该课程线上学习采用教材配套线上智慧学习平台“博学谷”提供的Java学习资源，实践与作业配合“拼题呀”线上程序设计类编程平台（PTA）完成，线下翻转课堂利用超星智慧云平台开展教学、案例讲解以及小组讨论。

1.混合模式构建

《Java程序设计》混合教学模式采取线上和线下相结合的方式，线上学时34，线下学时68，具体分配情况如表 1所示。成绩采用学习过程量化的形式进行评分，其中“博学谷”在线学习平台成绩占20%，PTA线上程序设计类编程平台成绩占20%，超星云平台成绩占20%，终结性测试占比 40%。

为了使《Java程序设计》课程知识点能够在一学期内完成，首先将授课班级学生进行学习共同体分组管理，学生分组依据“组内异质，组间同质”进行划分，方便学生之间优势互补，交流沟通。

线上课中，学生根据教师下发的教学任务单有选择地展开学习，进行小组互动，没有学懂的知识点可以借助智慧学习平台上的微课资源进行反复学习。线上学习共同体让学生在轻松而有序的学习过程中高效自律地掌握基础知识点。

线下课堂开始前一天，各组小组长需要登记课前线上视频学习反馈情况，并导出 “博学谷”智慧学习平台测试成绩，同时从PTA线上程序设计类编程平台中导出上机编程成绩，统计超星智慧云平台上论坛发帖数，完成线上集中讨论反馈。教师收到反馈材料之后，及时汇总并根据这些材料对线下课程内容进行完善修改。

2.教学方案实践

以《Java程序设计》课程继承模块中“方法重写”一课为例，教学对象是移动应用开发专业大一新生，接受新事物较快，学生已经掌握了Java面向对象程序设计基本语法，但因为编程较枯燥，学生想学又怕学，缺乏精益求精的工匠精神。Java程序设计具有较高的职业定向性，学生需要具备较强的动手能力和创新能力，但因无法体验真实工作场景，欠缺实际应用能力。学生学习情绪化较强，对感兴趣的东西学习积极性较高，又因理解程度存在差异性，常常止步于编程纠错改错。学生尚处于程序设计初级阶段，误以为只要掌握语法规则就能编程，往往会忽略编程规范和整体逻辑思维能力的训练。

（1）课前

教师利用超星智慧云平台发布方法重写学习任务的课前任务单，要求学生在博学谷平台上预先观看微课，在PTA线上程序设计类编程平台中完成编程答题，在超星智慧云平台上进行小组讨论和总结，并在各网络学习平台上采集学习和测试的相关数据。通过收集平台数据检测学生课前学习效果，有助于教师适时调整教学策略，展开小组评比。

（2）课堂上

教师首先分析课前学生自主学习平台数据，以思维导图的形式展示课前自学中的方法重写情况，进行学习评估，数据显示学生在预习过程中对于“方法重写”的概念和语法规则理解存在的问题，并在编程过程中会对重写和重载概念混淆，在接下来的教学过程中应进行有针对性的教与学。

教师将课前继承自Robot的两个坦克机器人放入Robocode平台生成坦克机器人，坦克机器人只有外部形状和颜色，保持静止无法运动。通过该实例，请学生总结继承的优缺点，教师提出执行方法重写并调用后，可使机器人动起来。教師提问：什么是方法重写？方法重写的规则是什么？学生回答方法重写的概念及规则后，教师在Eclipse软件中示范编程，实现对父类方法重写，完成重写方法调用，在Robocode上实现代码，生成可以移动的坦克机器人。然后，教师在子类重写方法的空参数括号中添加参数，请学生回答代码能否执行，分析区别方法重写和方法重载。

教师请学生观看机器人大赛视频，请学生分组讨论，需要具备什么样的条件才能在机器人对战中获得胜利？学生对照课堂学习任务单，创建一个有专属名字的机器人，并且提供该机器人的设计方案，要求包括机器人基本信息（颜色等）、战斗策略、策略实现方式等内容，设计方案完成后发送到超星学习云平台上提交。学生在Eclipse上编程，代码生成到Robocode上实现效果，将代码发送到班级QQ群进行学习、讨论。在这个编程实践环节，教师巡堂指导，根据任务实施情况引导学生纠错，并待所有小组完成任务后，将各小组设计代码生成的机器人投入战斗，进行十轮比拼。

课堂最后阶段，教师通过超星智慧学习平台下发测试任务，了解学生对方法重写的应用掌握情况，巩固学生所学知识。并利用平台组织开展自评和互评活动，要求学生对照下发的评价标准，客观公正地对自我、小组成员进行综合性评价，取长补短，相互学习，共同提高。

（3）课后

教师布置作业，让学生搜索资料完成机器人对战智能算法，精益求精，创新进取，巩固课堂知识，充分拓展技能。

四、教学效果评价与总结

一学期任务结束后，课题组对《Java程序设计》课程混合教学改革开展历史成绩、平行班成绩的比较工作，对比分析教学改革效果。表2所示为移动1701、1801、1802三个班《Java程序设计》试卷分析表，在试卷难度略有提升的情况下，进行混合教学模式实践的移动1801 班的班级高分区（90～100）人数及比例都高于移动1701班和平行班移动1802班，平均成绩也明显高于往届班级和平行班，从数据表现可以看出混合教学改革对于学习提升很有意义。教改后续对比跟踪发现，在省技能大赛和各级各类程序设计比赛中，实验班学生的表现都要优于对照班。

通过智慧学习环境下高职院校混合教学模式的研究与实践，课题组发现智慧学习环境下混合教学模式不仅仅是简单地进行线上线下教学方式的混合，而是多方面的混合。

首先，微课和个性化课堂教学相混合。在学习过程中，教学共同体中的助教团队会进行头脑风暴，将课程知识点进行归纳和划分，并根据课程知识点录制教学视频上传智慧学习平台。学习共同体中学生会分组进行在线学习讨论，还能获得主讲教师有针对性的线下面对面授课及辅导。

其次，学习环境的混合。智慧学习环境设计理念中融入了混合教学理念，有机地将课堂教学物理环境、网络学习活动环境、网络教学环境、网络讨论学习环境、网络评价环境进行结合。教师在全程教学过程中，可进行布置作业、发布主题、调查问卷等活动，让学习形式多样而生动。学生可以以文字、图片、视频的形式去展示学习过程，学生的学习过程数据保存在智慧学习环境中，学生可以随时随地进行学习和总结。

再次，学习方式的混合。充分利用线上智慧学习平台“博学谷”“拼题呀”线上程序设计类编程平台（PTA）和超星智慧云平台，发挥各平台特色，恰当混合线上自主学习和线下教师面授，小组内部生生互助、互帮共进，小组之间交流沟通、竞争优选。

最后，教学设计相混合。在教学过程中采用了游戏化教学设计，如上述“方法重写”教学实例中利用“Robocode机器人仿真引擎”，将虚拟场景与实际编程教学相混合，寓教于乐，激发学生学习兴趣，有效达成教学目标，提升职业基本能力。

五、存在问题与建议

1.存在问题

课题组进行《Java程序设计》课程混合教学模式实践研究后进行调查，发现学生对混合教学模式表示接受和认可，但是满意度有待提高。其中，学生对混合学习中的教师主导以及智慧学习环境支持的满意度较高。在混合教学实践中，学生认为智慧学习环境下的学习体验优于传统教学，而且愿意继续参与后续课程的混合教学。相反，学生对自己在混合教学中的表现满意度较低。这表明在当前高职院校中进行混合教学模式改革还有待进一步提升学生的参与积极性。基于学情分析，课题组发现一方面有待提高学生的学习自律能力和改善学生学习习惯，另一方面教师应提高线上教学互动次数，并加强线上学习过程监督和学生学习数据分析，帮助学生对知识点进行查漏补缺，高职学校教学管理机构更应从智慧学习环境优化和混合教学服务质量提升上做文章。

2.提高学生对智慧学习环境下混合教学模式满意度的建议

（1）加强课程及资源建设

“博学谷”平台上的教学资源虽然与教材配套，但资源内容和实验班实际学情掌握水平有出入，Java程序设计具有较高的职业定向性，学生需要具备较强的动手能力和创新能力，因此，要求学生进行深度学习。所以，在课程改革中应该如何调整学习内容，或是积极自建《Java程序设计》课程教学资源，都是后期研究中需要考虑和改进的地方。课程团队应特别重视前期学情调查这一问题，在混合教学模式后续推广之前，提前组织教学团队调研学情，重点开发一些针对性较强的课程教学资源。

（2）加強教学交互和监督

教师应该充分发挥智慧学习环境中技术的优势，根据学生已有知识水平下发学习任务单，并在学生学习过程中及时跟进掌握学生学习数据，并进行分析和总结，及时调整学习内容，把握学习进度。在学生线上学习过程中，及时组织讨论和总结，调动学生高阶创造性思维，而不是简单重复观看视频、分析文字资料与做题的过程。在线上学习过程中，还会出现代刷视频、代做题等问题，在后续混合教学模式研究过程中要思考对策，端正学生学习态度，提高学生学习积极性。

（3）加强学习体验

良好的学习体验是混合教学提升学生满意度的关键所在，线上学习不仅需要提高学习共同体的凝聚力，也需要教师不断的适当的鼓励与引导，激发学生潜能，培养学生自主学习的习惯。

（4）加强学习自控力

针对实验班学情，课题组发现，学生学习自控力较差，在智慧学习环境下，部分学生还未意识到发挥技术的功能提升学习效率的优势，只关注技术本身，学习注意力不集中。教师需要在后期加强对学生学习自控力的培养，让他们深刻体会在线学习的成功和快乐，进一步提高混合教学满意度。

参考文献：

[1]黄荣怀，杨俊锋，胡永斌.从数字学习环境到智慧学习环境——学习环境的变革与趋势[J].开放教育研究，2012（1）：76-77.

[2]陈金华.智慧学习环境构建[M].北京：国防工业出版社，2013.

[3]蔡进，龚菂.对计算机课程混合式教学满意度的现状调查[J].计算机教育，2019（2）：95-97.

[4]戴成秋.数据结构课程混合式教学实践与评估[J].计算机教育，2019（1）：80-83.（编辑：鲁利瑞）