实验课堂混合式教学的设计与实践＊

马玉婷，马小军，燕振刚，边红霞，屠 鹏，雍文梅

（1.甘肃农业大学基础实验教学中心，甘肃 兰州 730070；2.甘肃农业大学理学院，甘肃 兰州 730070）

高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径，是教育信息化发展的创新前沿。2010年5月5日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，审议并通过《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》，以及 2012年3月13日，教育部发布的《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》，指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”[1，2]，这都意味着高等教育必须紧跟时代要求，与时俱进，将先进的互联网信息技术与大学课堂教学紧密结合。

社会的需求和高速发展的信息技术，使得“互联网+”在教学改革的实践和探索中成为研究的热点和重点。美国教育部2009年公布的“对在线学习的元分析与评论”报告显示：最有效的学习方式是混合学习(Blended Learning)[3]。这里的混合学习是指在一定的时间和地点，通过多媒体技术实现“面对面”教学与“在线”教学相结合，为学习者提供适当的学习资源和环境，从而取得最优教学效果的一种教学方式[4]，而高品质的学习资源是保证混合式教学模式的基础[5]。混合式教学所注重强调的是学习者，重点在体现学习者的主体作用，而教师（传统教学中的主体），这混合式教学中更多的体现为组织者和引导者。教师能否有效引导和设计组织，将资源与学习者有效关联是混合式教学能否取得高成效的关键。混合式教学优于传统教学的特点在于教学方式多样，形式灵活，能够立足课程本身，针对课程特点，满足学习者个体差异需求[6，7]。

但现阶段的研究对混合式教学组织设计，以及实施后的反馈研究的较少。本文对现阶段实验课堂混合式教学模式的设计和实践效果进行了调查分析，为以后教学改革提供了清晰的方式和明确的目标与方向，是在实验课堂中实践混合式教学的重要理论基础和改革依据。

1 研究对象

为实验混合式教学的实施，研究混合式教学的实施效果，分两个阶段对教学情况调研：第一阶段，2017年11月进行，调查对象为16级本科生120人，授课模式为传统授课；第二阶段2018年11月进行，调查对象为18级本科生158人，授课模式为混合式教学。

研究的内容主要为混合式教学在实验课堂的实践效果，研究的课程为物理实验教学，包括学生对物理实验课程的认识，对实验项目喜欢程度的影响，教学模式对学生的主要影响因素，以及学生对混合式教学模式的期望和发展方向。

2 混合式教学实施方案

混合式教学的设计主要分为两个阶段，五个部分，见表1。两个阶段为：基础建设、课堂实践；五个部分为：教材修改、视频录制、PPT修改、线上教学、 线下教学。

表1 混合式教学实施方案设计

2.1 基础建设

基础建设包含教材内容调整、微课录制，PPT修改。其中，微课录制是贯穿整个混合式教学的重点，是线上教学的重要环节，学生完成预习环节，教学模式改革的核心。微课内容主要根据实验项目的背景、重点难点，有侧重的录制知识背景、操作时间、原理介绍和数据处理。微课时长控制在10min，短小精悍方便学生学习检索。教材的调整重点是教学视频的加入，以及经典实验项目的增添。增添的实验项目主要是根据近年来对学生实验课程实施情况的总结、各方向实验项目平衡发展的需要，以及满足近年来实验竞赛培养的需求。增加的项目大致有：扭摆法测定物体转动惯量、固体比热容比的测定、固定弦振动等。教师用授课PPT的修改方面，主要是为配合教学改革中的线上教学加入的视频引入播放环节，包含有安全教育、背景介绍、实验原理讲解、实践操作和数据处理等。

2.2 课堂实践

课堂实践包含线上教学、线下教学。混合式教学的核心部分为线上与线下教学相配合，我们采用APP和网络平台相结合的方式实施。APP以及网络平台可以为教学相关各类，我们主要采用“蓝墨云班课”APP和“THEOL网络教学综合平台”。“蓝墨云班课”[8]和“THEOL网络教学综合平台”[9]能够有效开展课堂互动反馈，即时沟通分享，提供移动学习中心，方便进行调研数据分析，为混合式教学线上实践部分提供实施基础。

主要利用APP和网络平台实现教学资源共享、课堂互动、教学反馈、安全教育和教学效果数据收集等。

3 混合式教学实践效果

3.1 混合式教学实施前后学生对实验课程的认识

从图1结果显示，混合式教学实施之后明显提高学生对物理实验课程重要程度的认识。认为开设实验课程非常必要的百分比从89.06%增加到97.05%。

图1 混合式教学实施前后学生认为物理实验是否重要

3.2 混合式教学模式实施对实验项目的影响

为研究混合式教学实施前后，学生对实验项目的喜好是否受到影响，以反映混合式教学模式的应用效果，我们以本科物理实验教学的10个实验项目为对象，在混合式教学实施前后进行了调研，见表2。混合式教学实施前后对照如图2所示。

表2 混合式教学对教学实验项目的影响

图2 混合式教学对教学实验项目的影响2结果显示，混合式教学的实施，整体提高了学生对实验项目的喜欢比例，降低了学生对实验项目的不喜欢的比例。表2可以，喜欢比例增幅

图最大为591%，不喜欢的比例降幅最大为85%，其中，对实验项目“空气比热容比的测定”和“示波器原理及使用”影响最大，这两个实验项目原理抽象，学生较难理解。

调查显示实施混合式教学后，学生预习率达到99.4%，认为预习对实验有帮助的学生为100%。这也是提高学生对实验项目的喜欢比例的重要原因。

对理论课堂教学时间安排对实验课堂教学效果的影响做了调研，如图3所示。结果显示，实验项目相关理论课程是否能在实验课程上课之前进行，直接影响学生对项目喜欢的比例。在理论课授课时间和学生是否喜欢该项目的实验课有强相关性，两者规律基本一致。并且从总体变化情况看，随着实验项目顺序的进行，学生对实验的兴趣有所减弱，这可能和新鲜感的消失有关。

图3 理论课与实验课授课时间对实验项目的影响

3.3 混合式教学主要作用因素

混合式教学中的主要作用因素以及学生对这些因素的期望做了调研。调研结果中显示，混合式教学模式中其主要作用的主要表现在以下三个方面：视频资料（微课），互动教学以及网络教学平台（APP和网络教学综合平台）。

其中，视频资源（实践过程中主要表现为微课视频）对学生的帮助（如图4所示）主要体现在两方面：操作实践和原理理解。其中，对操作实践方面的帮助尤为明显。之后学生对混合式教学中视频资料的补充主要在以下四方面提出期望：实验操作，实验原理讲解，历史背景介绍和数据处理。这一结果刚好与我们基础建设中的微课录制以及PPT调整要求相符合。

图4 混合式教学中视频资源的作用

互动教学模式对学生的帮助 （如图5所示）主要体现在三方面：注意力的集中、内容理解和重点掌握。其中，对注意力的集中作用最为突出。之后学生对混合式教学中互动内容的补充主要在以下四方面提出期望：实验操作演示、学生授课、提问。提问的互动环节与课堂实践中的APP的应用相符合，操作演示与教学模式中线下部分课堂中过程向符合。但在现在的实践教学是过程中还未采用过学生剑客的互动方式，而学生对这一需求的比例占到了近40%。

图5 混合式教学模式中互动教学的作用

对混合式教学中APP及网络教学平台的作用做了调研，如图6所示。结果显示，APP及网络教学平台对课程的帮助主要体现在点名、资源共享和互动。这正好与我们之前的结果相互关联，互相对应。

图6 混合式教学中APP及网络教学平台的作用

3.4 学生喜欢的教学模式

为明确教学方式和转变的具体方向，我们对学生期望的教学方式做了调研，如图7所示。结果显示，学生期望的教学模式主要有：小制作课堂、多媒体教学、计算机辅助、和撰写论文。其中对小制作课堂核对媒体教学的期望值最高均超过60%。

图7 学生的教学方式

4 结果分析

从混合式教学实施前后学生对实验课程的认识以及对实验项目的影响方面的调研。结果表明，混合式教学实施十分明显的提升了学生对物理实验课程重要程度的认识以及对物理实验课程实验项目的喜欢比例。这是混合式教学模式有利于实验教学最直观的表现。

从混合式教学主要作用因素方面进行的调研。结果表明，混合式教学模式与学生的期望相符合，学生实验课堂的主要问题是原理理解和实验操作部分，期望的教学模式有视频教学，互动教学。对视频资料的期望是实验操作，实验原理讲解，历史背景介绍和数据处理。我们设计的混合式教学基础建设部分的微课录制包含的与原理讲解、背景介绍、数据处理、实践操作对学生的需求能够很好地满足，很大程度解决了学生存在的问题、难点。APP以及网络教学平台的应用完美的实验和线上线下教学相协调，共同辅助教学，实现了教学反馈和课堂以及课后的互动。因此混合式教学模式与学生的期望相符，有效提高教学质量[10]。

但是，现阶段我们的实践教学过程中还未采用过学生讲课的互动方式，而学生对这一需求的比例占到了近40%。从学生期望的教学模式还有我们没有涉及到的小制作课堂、计算机辅助、和撰写论文，二这些环节学生的期望值分别达到了63.4%、39.4%和27.0%，尤其是对小制作课堂的期望值最为突出。而小制作课堂正是培养创新人才的重要方式，因此在以后的教学实践中我们应考虑通过一些方式将小制作课堂加入到物理实验教学中，从而提高学生对课程的兴趣，满足学生对求知和创新的期望。

5 结论与展望

混合式教学通过资源共享，及时沟通互动，实验原理动态化，实验操作可视化等方式，抓住了学生注意力，提高了学生对实验项目的兴趣，增强了学生对物理实验课程的重视，有效解决了学生在实验课程中存在的难点和困难，有效利用网络资源和平台，掌握教学反馈，实现和线上线下互助教学有力结合，是“互联网+”环境下实践教学的有效手段。从混合式教学实践后的调研结果看出，现阶段对混合式教学的设计已经满足了学生对实验课授课模式的大部分需求，解决了学生存在的大部分困难。但是仍存在一些部分需要补充，例如小制作课堂、计算机辅助和论文撰写等部分的引入，该部分可能是之后我们教学改革的重点，而改革的主要方向仍是调查结果中显示的加强互动，资源共享。

本次研究，不仅对现阶段混合式教学模式的设计进行了肯定，并对以后发展方向提供了明确方向，是我们之后进行教学改革的重要依据。