《水文统计》课程线上线下混合式教学建设与实践

肖丽英，赖智龙

(南昌工程学院 水利与生态工程学院，江西 南昌)

一 引言

南昌工程学院水文与水资源工程专业是江西省一流本科专业建设点，也是江西省综合改革试点专业。为对接工程教育专业认证的新标准，本专业修订出2018版的培养方案。 在该版本的培养方案中，为有效达到专业培养目标，毕业要求制定如下：毕业要求对应的“工程知识”部分中，要求学生掌握水文学原理、水文测验、四水转换等专业基础知识，能用于解决水信息处理、水文过程建模与分析等复杂工程问题。毕业要求对应的“问题分析”部分，要求学生能够利用水文学及相关科学原理和数学物理模型方法，正确表达水文与水资源领域的水量预报与调度、水环境预测预警等复杂工程问题。

通过《水文统计》课程的理论学习和实际训练，使学生具备以下能力：将水文统计基本原理与水资源利用工程专业知识衔接，能够运用常见的水文统计模型解决水资源管理等具体问题；培养学生利用现有的水文统计模型和相关的水文数据进行模拟和预测，对比分析统计模型结果与实测水文数据的差异。

过去几年，南昌工程学院水文与水资源工程专业的《水文统计》课程以线下教学为主。在传统的授课模式中学生往往是被动地学习，从而学生对《水文统计》课程的学习积极性较低。尤其是从《水文统计》课程自身的内容和特点上看——“水文统计主要是基于概率论和数理统计学的原理和方法，去研究水文事件的发生与发展规律”。因此，该课程的知识点体系比较抽象，短时间难以理解。例如 “极限定理”“水文频率计算”“假设检验”等理论知识学生初期接受度小，计算难度偏大，需要反复理解与花较多时间消化。因此，融合线上与线下教学方式各自的优点，用新的教学方法把课堂从以“教育者为中心”转变为以“学习者为中心”，以便学生深入理解课程的核心内容。

二 国内外线上课程建设现状

西方发达国家的在线上课程建设方面起步比较早，例如麻省理工学院、牛津大学、斯坦福大学、耶鲁大学、哈佛大学等一大批的世界知名高校，都已先后建立起了线上课程[1]。以美国麻省理工学院为例，自从其2001年首次发起线上课程的项目计划以来，掀起了全球高校的线上课程建设热潮。总体而言，西方的线上课程具有以下特点：（1）发展时间长，教学经验丰富；（2）教育教学方法和教育理念等比较完善和先进；（3）硬件和软件技术方面比较先进。

我国的线上课程起步比较晚。近年来虽然取得了一些成就，但是存在一些问题。资源过于集中、层次过于单一、老师和学生短期难以适应线上教学模式是目前的主要问题。由于疫情的影响，目前线上课程教学已成为国内主流[2]。

加州大学福克斯教授于2013年提出了SPOC教学模式（Small private online course），此后被广泛关注与运用。SPOC教学模式是一种融合线上课程与线下课程的小规模、限制性的混合式课程[3]。在国内，基于学堂在线平台，清华大学的《电路原理》和《C++程序设计》等课程在线上开设了SPOC课程实验。另外，浙江大学等机构对SPOC教学模式进行了进一步的全新探索，构建出CNSPOC云课程平台[4]。以上小规模、限制性的混合式课程[5]极大方便了教师利用现代工具进行教学活动。

三 《水文统计》线上课程建设实践

（一） 课程建设的主要内容

课程建设以 “学习通”为平台新建《水文统计》在线课程。课程建设的主体工作如下：教学大纲、知识点对应的教学课件、知识点对应的教学视频、教学要点图片展示、典型例题、每章习题、测试题、题库与试卷、线上思考题与拓展资源。

课程建设运行时，需要教师及时发布上课通知、制定成绩考核标准、设置线上开课时间与结束时间、线上签到、线上课堂活动组织、线上答疑与查阅学生学习的统计数据。对于所有的课程内容，教师预先按知识点为单元梳理好，并按学生实际学习进程开展教学。

图1是《水文统计》课程知识点思维导图。

图1 水文统计课程知识点思维导图[6]

（二） 线上线下混合式课程教学设计方案

（1）线上教学过程关键环节

在正式教学开始之前，教师将每章录制好的知识点视频上传到网络教学平台（例如学习通）供学生学习。每节课进行线上教学前，教师在平台发布教学通知。教学通知务必包含学习时间、学习目标、学习主题与成绩考核方式。学生在课堂前观看每章的引言部分，明确学习目标，了解本章节的学习内容。

学生预习之后，可进入课程的问题讨论模块，去查阅教师预留的问题。通过学习通平台对所学习的内容进行讨论。老师视课程知识点的难易程度，在线上进行答疑与讲解。学生通过线上课程视频的讲解，可对于某一不理解的知识点的反复学习，为线下学习奠定基础，见图2。

图2 《水文统计》部分线上课程资源（左图）；问题讨论模块（右图）

每次课程学习完毕，教师与助教需要归纳和整理每章的练习题。然后，助教上传习题资料到网络平台，完成线上测试模块，以方便学生复习和巩固所学知识点。教师通过网络平台的统计模块数据，可以清晰地了解与管理每位同学的学习进度和状态，由此可以随时调整教学进程与教学策略。

（2）线下教学过程关键环节

教师将主要的课程知识点提前放在线上教授，因此，线下教学模式就成为了课程知识点的补充。在每一节课之中，教师可预留出充足的时间，组织学生对有挑战性的内容进行深度讨论。同时，教师也可以对学生遇到的共性问题进行面对面的深入讲解。为了巩固所学习的知识点，课堂学习结束之后将布置课后作业。学生通过学习通APP软件提交作业，然后老师通过平台批改作业。教师通过网络数据和作业的批改情况，线下针对性进行答疑和讲解。在课堂中，教师着重培养学生们利用《水文统计》课程的基本原理、基本知识与基本方法去解决实际水文工程设计问题的能力，见图3。

图3 《水文统计》课程混合式教学设计的方案

四 遇到的问题与发展设想

（1）建立线上平台题库并自动生成线上测试题与试卷时，教师对习题进行归纳和整理之后，需要针对难易程度对习题进行分类，并区分其主次。自动生成的试卷可能会出现某些章节的习题过于简单，而某些章节的习题过于难；还有可能会出现某一章节的同一类型的习题重复出现多次。

（2）在《水文统计》线上课程的建设中，由于条件和精力有限，目前教师仅提供录屏式教学视频、引入了外校的部分教学视频。以上教学资源可以在一定程度上激发学生的学习兴趣，开阔学生的视野；但是，资源的丰富度与形式的多样化依旧远远不足。

（3）线上学习对于学生学习的自主性与自律性要求极高。当学生遇到困难时，线上解决问题的途径主要是通过文字表达，主要是通过线上课程的答疑讨论板块进行互动。这种互动需要教师及时回复，学生才能坚持在线上提问。但是，因为各种原因，主讲教师只能投入有限的时间与精力，就会出现辅导与答疑滞后的现象，学生对课程答疑环节的体验感则会不佳，甚至是失去兴趣。因此，需要安排专人对《水文统计》线上课程进行技术和内容的运行与维护。

针对以上问题，教学团队将在下一轮的课程教学实践中，梳理不同知识点对应的试题及其难易程度，预先组合成规范的试题库。在线上课程资源方面，为激发学生的学习兴趣，将在合适的章节中引入卡通漫画形式的课程导入视频案例与水文工程设计方面的实际案例。最后，线上课程维护方面，将聘请上一届的优秀学生及研究方向相近的研究生担任线上课程维护、问题汇总与及时反馈。

五 结语

以《水文统计》课程的具体内容和实际特点为出发点，课程教师团队将传统的授课模式与互联网相结合，把两种线上与线上教学模式的优点结合，构建了一种线上与线下混合式的教学模式。这种新的教学模式，相比传统的教学模式，在一定程度上改进了教学的效果。在先进的混合式教学模式学习下[7-10]，进一步引入智能软件激发学生对水文统计的学习兴趣将是下一轮教学有趣的尝试。在此基础上，教师鼓励学生利用智能软件操练实际工程，由此申报创新创业项目与大学生挑战杯比赛。这对于加强学生的科技创新能力将大有帮助。在疫情防控常态化的情况下，未来混合式教学必将成为高校课程改革的主流模式。