0 引 言
近年来，以MOOC为代表的在线开放课程的迅猛发展为高校课程教学信息化改革带来重大机遇，成为信息技术与教育教学深度融合、“互联网+”教学的重要代表。MOOC创新了优质教学资源共享的方式，为网络教学（在线教学）和自主性学习提供了全新的教学环境[1-3]，也为高校课堂教学改革带来重要机遇[4-5]。在基于MOOC的教学改革中，线上（在线/网络）与线下（离线/课堂）相结合的混合式教学模式OPOBTP（Online Plus Offline Blending Teaching Pattern）[6-9]正在成为高校教学改革的一个主要发展方向。整体上，OPOBTP包括线上网络课堂教学与线下实体课堂教学两个部分，前者支撑后者的改革，后者的改革促进前者的效果，两者融合发挥出协同促进的作用。OPOBTP开辟网络在线课堂使得学生能够进行自主式学习，同时促使线下实体课堂实施翻转课堂[10-11]等教学方法改革，线上线下两个教学渠道与方式的结合使得教学变得立体多样、互动有趣、精彩生动。OPOBTP改革的重点和难点主要是线下实体课堂的改革，即如何促使学生有效参与教学、深刻理解与掌握知识、激发学习积极性与兴趣，以及提高解决问题的思辨与创新能力等。
1 主要解决的问题
1）大班专业核心课程混合式教学模式。
经过多年的发展，MOOC教学在基础课、公共课、通识课、文化课等量大面广的领域取得了积极成效。MOOC教学改革面临的一个主要问题是如何开展专业核心课程大班化混合式教学。充分利用优质MOOC资源、智慧教学辅助工具/平台、个人信息处理工具，结合线上与线下两个教学过程，可以采用基于MOOC的专业核心课程大班混合式教学模式。
2）大班参与式互动课堂教学方法。
课堂教学方法改革的主要方向、重点和难点是如何促使学生参与教学和融入课堂，特别是进入“互联网+”时代后个人通讯与信息处理工具（手机、PDA等）的广泛应用，为课堂教学中教师有效组织教学，以及开展启发式、互动式、研讨型教学带来重大挑战和时代机遇。采用智慧教学辅助工具开展启发式互动性教学的改革，充分利用信息技术进行有效驱动课堂教学，也为研讨型教学带来益处。
3）大班研讨型翻转课堂互动教学方法。
当前我国高校的混合式教学，特别是翻转课堂教学主要集中在小班化教学为主，大班混合式教学中的重点与难点问题是线下实体课堂教学中的翻转课堂组织与实施。大班研讨型翻转课堂互动教学方法，采用课内与课外相结合的方式，翻转内容包括多个板块，重点开展生生间与师生间的研讨，提升学生创新思维与解决问题的能力。
2 专业核心课程大班化线上线下混合式教学模式
专业核心骨干课程大班化参与式互动型研讨教学模式，利用“爱课程网（中国大学MOOC）”平台上国家精品在线开放课程“计算机组成原理”MOOC实施线上线下相融合的混合式教学，包括线上SPOC教学、线下参与式互动课堂教学和线下研讨型翻转课堂教学。混合式教学模式改革的主要思路是丰富线上线下教学要素与改革方法，通过实施线上线下相结合的大班化参与式互动性研讨型教学改革，培养学生掌握在线开放课程学习技术和线上自主式学习能力，转变手机等个人信息处理设备为辅助课堂教学工具，有效驱动学生参与课堂教学，通过翻转课堂教学提高学习成效和解决实际问题的创新能力。线上线下混合教学模式改革按照如下线索来开展，即“线上SPOC教学+互动课堂教学+翻转课堂教学”，其建设内容如图1所示。
以线上自主式学习与线上讨论为重点，实施MOOC教学，在帮助学生掌握在线开放课程学习能力的同时，深入挖掘线上教学资源，开展组织对基本知识进行课前自学和课后复习，充分利用MOOC平台的功能优势，精心设计视频、习题、测验、研讨、考试等要素有机融合的有效学习环境，提升学生对计算机系统知识掌握的深度和独立学习与思考的能力。师生互动方面，教师组织线上讨论，提出关键重要问题，引发高质量的话题讨论，教师给出权威性解答。更多的是生生互动，让学生接触到优质的MOOC资源，掌握在线开放课程的学习技术要领。采用智慧化教学辅助工具，有效驱动学生深度参与课堂和融入教学，实施翻转课堂教学，激发学生对知识的深入理解、对问题的深入思考、对交流的深入研讨，特别是以具体的和真实的复杂工程问题解决能力为导向，提升完整的计算机系统设计与开发实现的综合性能力，切实提高思辨创新能力、独立分析与解决问题的能力，有效促进创新思维养成。
作为一种线上线下相融合的混合式教学模式，这种改革的核心是线下参与式研讨型互动教学改革（线下参与式互动课堂教学+线下研讨型翻转课堂教学），其改革的重点和难点是课堂教学环节，即如何提高学生参与课堂的活力、能力和效果。线上教学（网络课堂）——学生登录MOOC平台，在教师组织下进行自主性MOOC学习；线下教学（实体课堂）——着重实施参与式互动课堂与研讨型翻转课堂。改革主要通过4条途径实施参与式研讨型互动课堂教学。
（1）开展线上SPOC教学：基于MOOC平台开展线上SPOC教学，为线下实体课堂教学改革打下基础。
（2）教师讲解重构后的课程内容。
（3）开展参与式互动课堂教学：教师运用智慧教学辅助工具/平台组织开展参与式互动课堂教学，即课前测验检验上次课学习成效，课中练习检验课堂即时学习成果，注重学生对所学知识的运用，促使学生参与课堂教学，提高解决问题能力。
（4）开展研讨型翻转课堂教学：教师组织实施大班化翻转课堂，学生需要完成不同主题内容的翻转，对自主学习成果进行展示、解析难点重点内容、研讨交流等。开展研讨型教学，注重学生自主学习与研讨交流能力的提升，为学生展示学习成效、问题求解、分析讨论等带来机会。
改革的重点是以开展线上SPOC自主式学习、重构课堂教学内容、完善教学设计、创新教学方法为主线，逐渐实现由“满堂灌”式教学向“参与式、探究式、协作式、互动式”教学转变。改革形成线上网络课堂与线下实体课堂的融合式教学模式，实现线上线下的“生生互动”“师生互动”，通过自学与群学的方式提升自学、研讨与解决问题能力。
3 奠定课堂教学改革基础的线上SPOC教学
线上改革主要是基于MOOC的SPOC教学，“爱课程网（中国大学MOOC）”平台上开设SPOC（同步或异步），选用国家首批精品在线开放课程“计算机组成原理”MOOC，组织学生进行以自主式学习为主的学习过程。学生登录MOOC平台，直接接触到优质的MOOC资源，进行视频观看，完成测验、作业、讨论、考试等环节，不仅掌握在线开放课程的学习技术要领，而且可以自定义学习。在生生互动环节，学生需要完成至少一定数量的话题讨论，以实现群学的目的；同时，在师生互动环节，教师为了检验学生学习效果，也可以抛出有针对性的话题，引发高质量的交流讨论，最终由教师给出权威性解答。
线上SPOC教学可以采用同步SPOC或异步SPOC来实施，二者各有特色。采用同步SPOC可以保持与MOOC的高度一致，能够参与更大范围的研讨来交流提高，并能够得到MOOC主讲教师的指导帮助；采用异步SPOC可以根据自身实际进行修改，重构出特色化的在线教学内容，更加有助于线下实体课堂教学开展。
教师组织开展SPOC教学，学生完成一系列教学活动，并辅之以在线交流、讨论、答疑、辅导等生生互动与师生互动，提高学生自主学习能力，为实体课堂的启发式、互动式与翻转课堂教学奠定基础。
4 专业核心课程大班化参与式研讨型互动课堂教学改革实践
改革的着力点是线下课堂教学环节，侧重于利用智慧教学辅助工具开展参与式互动课堂教学，检测学生学习成效成果，实施大班化研讨型翻转课堂教学，强化学生深度学习、主动学习的能力，提升思辨与创新能力。总体上，在启发式讲授和案例式教学的基础上，开展互动课堂教学和翻转课堂教学。翻转课堂教学聚集4个版块不同主题内容的翻转，实现生生研讨与师生研讨，有效促使学生参与课堂教学，教学与学习成效同步提高。
4.1 参与式互动课堂教学
参与式互动课堂教学主要利用智慧教学辅助工具（“雨课堂”“微助教”“学习通” “蓝墨云班课”等）来开展，采用合适的信息技术有效促使学生参与课堂和融合教学，检验和提升学习效果。一种被称为“复习测验”——在每节课上课初，教师给出精心设计的复习检测问题，学生利用手机进行回答，教师实时统计学生的学习成效，并据此进行有针对性的答疑解惑；另一种被称为“即时测验”——上课过程中，利用这种方式现场检验学生学习成效，并进行有针对性的讲解。
这种被称为参与式互动课堂的教学设计，所解决的是如何促使学生参与课堂教学和投入学习的问题。更重要的是教师能够及时了解学生的学习情况，进而进行有针对性的讲解，提高课堂学习成效，增强学生自主学习能力、解决问题能力、思辨与创新能力。
4.2 研讨型翻转课堂互动教学
考虑到学生已在MOOC上进行了自主学习，因此在课堂总学时保持不变的情况下，可以分配出更多的课堂时间用于翻转，在如下几个方面上强化：讲解深度增加、习题测验增加、答疑释惑增加和研讨互动增加。
研讨型翻转课堂互动教学旨在强化对知识的理解、认知与掌握，提升独立分析与解决实际问题的能力，提高学习成效，培养创新思维与思辨能力。采用课内与课外相结合的方式，采用课外“分组对决”的形式遴选出半数组员上台参与翻转课堂教学，整体上按照“学习成果展示→组间研讨/问答交流→教师答疑总结”的线索实施。此部分由4个版块的翻转过程构成，即“学习成效检验”“难点重点解析”“分析研讨争论”“基本知识解答”（见表1）。每个版块的翻转课堂在实施过程中包括展示、对抗、研讨、定音等环节，注重对学习成效的展示、检验与研讨，相比于参与式互动课堂，更加强化课堂教学的深入参与性。4个翻转课堂版块的解决问题和培养目标分别是线上自主学习能力、解决实际问题能力、思辨能力与创新能力、知识理解与应变能力，这4个版块的设计意图综合构成了促使学生达到特定目标的手段。
以学习成效检验版块的翻转为例，其过程可以概括为学习、准备、推选、讲解、对抗，基础在学习和准备，展现在讲解，精彩在对抗，主要采用“生讲生评”和“生讲师评”形式开展组间研讨和师生间研讨。图2展示了翻转课堂的基本流程。
（1）翻转课堂的主角是参加翻转的学生，由他们展示学习成果并进行讲解，以及需要回答其他学生和老师的提问。整个过程是在学生展示与讲解，学生与学生以及学生与教师的互动、研讨与启发式教学中完成，改变了以往完全由教师讲解的单一局面。
（2）学生的讲解可能会存在错误，即使与其他学生进行讨论，也会造成很多学生对知识存在混淆的情况，因此翻转课堂必须要有教师的参与，换言之，翻转课堂必须要以老师的权威判定作为结束。教师需要对学生的讲解进行点评，更为重要的是，教师要对涉及的难点、重点、模糊的知识进行明确性的讲解，确保正确的知识传授给学生。
（3）配合线上学习情况，有针对性地开展翻转课堂——翻转课堂从形式上来讲是学生参与教学、展示学习成果、与师生进行研讨互动，但本质上是锻炼和提高学生的自我学习和研讨式学习能力，为创新能力提升作积累准备。因此，教师要充分设计有针对性的翻转课堂内容，并组织高效的翻转课堂，确保在有限的时间内提高学生的学习成效。
（4）在实施翻转课堂过程中，教师要适时进行组织，保证学生参与教学的过程有效开展下去，避免混乱。
翻转课堂的精华就在于学生登上讲台进行展示与讲解，并与其他学生和教师共同探讨存有疑问的地方，这不仅激发了学生的研讨能力，更主要的是该过程可促进课下自我学习能力的提高，为创新能力培养带来益处。
开展以“互动课堂+翻转课堂”为显著特征的计算机核心骨干课程的大班化参与式研讨型互动课堂教学改革，以启发式与案例式讲授为基础，以信息技术运用为辅，以参与式教学为核心，强调多阶段累加式成绩获得，采用信息技术手段与教学方法创新，通过“生生互动”与“师生互动”，促进学生参与课堂、融入教学，激发学习兴趣与潜能，提高学习成效，增强解决问题的思辨与创新能力。
4.3 混合式教学改革成效
2020春季学期疫情期间，该混合式教学模式演变为“课前线上SPOC学习+课中线上研讨式教学”这种特殊形态的网络课堂，网络在线课堂全程开展以问题为导向的在线研讨式教学，没有采用直播教学（即教师利用直播平台进行类似传统实体课堂教学的讲授），避免了将传统实体课堂中单向讲授式教学“搬迁”到网上进行，有效提升了网络课堂的创新性，为学生全面深入实时参与在线教学、提高对知识的理解以及对问题的解决带来较大帮助。
信息技术教学改革“迫使”学生参与互动式与研讨式课堂教学，课前进行SPOC自主性学习，准备课堂登台展示与研讨的内容，直接激发学生的自主学习能力，促使学生对知识与能力进行深度思考，提升解决课程学习中遇到的复杂问题能力。整体上，该混合式教学模式不仅转变了教师的“教”，更主要的是转变了学生的“学”，促进自主式与探究式学习走向深入，有助于解决专业复杂工程问题能力与思辨创新能力的跃升。
从2016年至今，基于MOOC的计算机组成原理混合式教学完成了重要探索，也取得了积极进步。180~200人当量的大班（6~7个标准班）不及格率由2016年整体上呈现下降态势，平均分数整体上保持上升趋势。2018年开始，重点开展了表1中的全面改革，特别是深化线下互动课堂与翻转课堂教学改革；至2020年，改革进入相对成熟稳定期。2021年，我们对课程内容进行了部分重构，增加了华为鲲鹏处理器教学内容，并引导学生在翻转课堂环节讲解国产处理器新知识和演示开发新技术，不及格人数与不及格率相比2019和2020年下降两个多百分点，优秀率与平均分有所增加，深度改革保持稳定态势。此外，课程组直接建设的“计算机组成原理”混合式课程于2020年获得了首批“2019年山东省一流本科课程（线上线下混合式课程）”，2021年度获得“山东省课程思政示范课程”；参与建设的“计算机组成原理”MOOC于2017年获得了国家首批精品在线开放课程认定。这些成绩的获得亦是对改革的一种认可。
在不对现有的教学环境（大型阶梯型教室）进行改造的情况下，改革从多个层面进行大胆设计与实施，探索出了“计算机组成原理”这类计算机类专业核心课程（同时也是高学分课程，考试课程，评奖、出国与保研计分类核心课程）基于SPOC的线上线下相结合的混合式教学创新改革做法，为更多专业类专业核心大班课程的混合式教学改革提供了重要参考与借鉴。
4.4 混合式教学经验
这种大班化混合式教学特色是大班化、专业核心骨干课程、混合式教学新模式，并具有如下特点：混合式教学、翻转课堂、参与式、研讨型、互动性，在教学模式、方法、手段、技术等方面具有创新性，是信息技术与教学融合的表现，是尝试解决学生参与课堂教学有效时间不足的重要探索。需要教师付出更多精力，用于线上线下混合式教学设计、线上教学组织、线下教学组织、教学内容的重构、重点难点问题的解答、深度广度前沿知识的掌握等。
（1）提出了计算机专业核心课程（非基础类课程）大班化线上线下相结合的混合式教学模式，探索出我国现阶段教学现状下基于MOOC的综合教学改革创见。
（2）提出了利用现代信息技术有效驱动的启发式互动型课堂教学方法：利用现有课堂教学基础设施与环境，不需要改造教室，通过智慧教学辅助工具/平台，开展启发式互动课堂教学，学生对手机的使用被合理地应用到课堂课程学习中。
（3）提出了大班化翻转课堂教学方法：翻转课堂要求学生深入参与课堂教学，师生身份互换、生讲生评、生讲师评、生生研讨、师生互动为参与式研讨型教学改革带来全新变革，也为学生学习的过程化管理、成绩的累加式获得，以及确保学习成效提升带来益处。
基于MOOC的混合式教学改革要逐步推进，由最初的MOOC教学实践到真正实现翻转课堂，需要不断地探索与实践，又需要不断地跟踪、思考和总结，进而摸索出较为完善的线上线下混合式教学，为更多专业核心骨干课程教学改革提供样本。
5 持续优化
“线上线下相结合的大班化参与式研讨型互动教学改革”继续朝着提高学生线上学习能力与成效，减少教师课堂讲授，增加以翻转课堂为主的互动型教学这一综合性改革方向迈进，提升学生在知识、能力和素养方面的综合能力。
（1）加强课程教学内容重构，进一步释放课程教学活力，为开展互动课堂改革奠定坚实
基础。
（2）优化课堂教学设计，进一步提升学生参与教学的积极性。
（3）改进线上教学，进一步提升教师组织下的学生自主学习能力和学习成效，为以翻转课堂为主的线下实体课堂教学改革增加动能。
通过参与式研讨型互动课堂教学改革，解决线上教学过程中知识学习的时效性不强、实体课堂教学中参与的灵活性不足等问题，有效提升学生参与教学的深度，提高学生学习成效和解决实际问题的创新能力和高阶思维。
6 结 语
信息技术驱动下专业核心骨干课程基于MOOC的教学模式通过线上与线下教学的结合、智慧教学辅助工具支持下的互动教学与特色翻转课堂教学的结合，探索出一种在利用现有软硬件教学环境下开展专业核心课程线上线下混合式教学模式。作为一种基于网络在线开放课程的新型教学模式，混合式教学在实践中要更多地与专业自身特点进行融合，有针对性地进行改革，以此有效推动教学创新与进步。
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基金项目：教育部高等教育司研究与实践项目“在线开放课程建设指南、标准规范以及教学与服务模式创新研究”（2021），“高等教育基于慕课的教学模式探索与应用推广”（2020）；2020年山东省本科教学改革研究培育项目“MOOC教学试点学院建设牵引下混合式教学模式研究与实践”（P2020007）；2020年山东省本科教学改革研究重点项目“多学科专业交叉融合的拔尖创新型人才培养模式研究与实践——以未来技术学院建设为牵引”（Z2020020）；2020年山东省本科教学改革研究培育项目“面向可持续竞争力的新工科敏捷教育模式创新研究与实践”（P2020027）；2020年山东省本科教学改革重大子课题项目“新工科专业建设研究”（T2020011）；2019年度哈尔滨工业大学（威海）“课程思政”专项课程建设项目（2019）；2021年华为“智能基座”项目“计算机组成原理课程建设”（IDEA1040200302）。
第一作者简介：张策，男，哈尔滨工业大学（威海）教务处副处长，副教授，研究方向为高等教育教学管理、信息化教学、MOOC及混合式教学等，zhangce@hitwh.edu.cn。
引文格式：张 策，吕为工，李剑雄. 信息技术驱动下高校专业核心课程混合式教学改革[J].计算机教育,2023(5)：11-16.
转自：“计算机教育”微信公众号
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