《水文統計》課程線上線下混合式教學建設與實踐

肖麗英，賴智龍

(南昌工程學院 水利與生態工程學院，江西 南昌)

一 引言

南昌工程學院水文與水資源工程專業是江西省一流本科專業建設點，也是江西省綜合改革試點專業。為對接工程教育專業認證的新標準，本專業修訂出2018版的培養方案。 在該版本的培養方案中，為有效達到專業培養目標，畢業要求制定如下：畢業要求對應的“工程知識”部分中，要求學生掌握水文學原理、水文測驗、四水轉換等專業基礎知識，能用于解決水信息處理、水文過程建模與分析等復雜工程問題。畢業要求對應的“問題分析”部分，要求學生能夠利用水文學及相關科學原理和數學物理模型方法，正確表達水文與水資源領域的水量預報與調度、水環境預測預警等復雜工程問題。

通過《水文統計》課程的理論學習和實際訓練，使學生具備以下能力：將水文統計基本原理與水資源利用工程專業知識銜接，能夠運用常見的水文統計模型解決水資源管理等具體問題；培養學生利用現有的水文統計模型和相關的水文數據進行模擬和預測，對比分析統計模型結果與實測水文數據的差異。

過去幾年，南昌工程學院水文與水資源工程專業的《水文統計》課程以線下教學為主。在傳統的授課模式中學生往往是被動地學習，從而學生對《水文統計》課程的學習積極性較低。尤其是從《水文統計》課程自身的內容和特點上看——“水文統計主要是基于概率論和數理統計學的原理和方法，去研究水文事件的發生與發展規律”。因此，該課程的知識點體系比較抽象，短時間難以理解。例如 “極限定理”“水文頻率計算”“假設檢驗”等理論知識學生初期接受度小，計算難度偏大，需要反復理解與花較多時間消化。因此，融合線上與線下教學方式各自的優點，用新的教學方法把課堂從以“教育者為中心”轉變為以“學習者為中心”，以便學生深入理解課程的核心內容。

二 國內外線上課程建設現狀

西方發達國家的在線上課程建設方面起步比較早，例如麻省理工學院、牛津大學、斯坦福大學、耶魯大學、哈佛大學等一大批的世界知名高校，都已先后建立起了線上課程[1]。以美國麻省理工學院為例，自從其2001年首次發起線上課程的項目計劃以來，掀起了全球高校的線上課程建設熱潮?？傮w而言，西方的線上課程具有以下特點：（1）發展時間長，教學經驗豐富；（2）教育教學方法和教育理念等比較完善和先進；（3）硬件和軟件技術方面比較先進。

我國的線上課程起步比較晚。近年來雖然取得了一些成就，但是存在一些問題。資源過于集中、層次過于單一、老師和學生短期難以適應線上教學模式是目前的主要問題。由于疫情的影響，目前線上課程教學已成為國內主流[2]。

加州大學?？怂菇淌谟?013年提出了SPOC教學模式（Small private online course），此后被廣泛關注與運用。SPOC教學模式是一種融合線上課程與線下課程的小規模、限制性的混合式課程[3]。在國內，基于學堂在線平臺，清華大學的《電路原理》和《C++程序設計》等課程在線上開設了SPOC課程實驗。另外，浙江大學等機構對SPOC教學模式進行了進一步的全新探索，構建出CNSPOC云課程平臺[4]。以上小規模、限制性的混合式課程[5]極大方便了教師利用現代工具進行教學活動。

三 《水文統計》線上課程建設實踐

（一） 課程建設的主要內容

課程建設以 “學習通”為平臺新建《水文統計》在線課程。課程建設的主體工作如下：教學大綱、知識點對應的教學課件、知識點對應的教學視頻、教學要點圖片展示、典型例題、每章習題、測試題、題庫與試卷、線上思考題與拓展資源。

課程建設運行時，需要教師及時發布上課通知、制定成績考核標準、設置線上開課時間與結束時間、線上簽到、線上課堂活動組織、線上答疑與查閱學生學習的統計數據。對于所有的課程內容，教師預先按知識點為單元梳理好，并按學生實際學習進程開展教學。

圖1是《水文統計》課程知識點思維導圖。

圖1 水文統計課程知識點思維導圖[6]

（二） 線上線下混合式課程教學設計方案

（1）線上教學過程關鍵環節

在正式教學開始之前，教師將每章錄制好的知識點視頻上傳到網絡教學平臺（例如學習通）供學生學習。每節課進行線上教學前，教師在平臺發布教學通知。教學通知務必包含學習時間、學習目標、學習主題與成績考核方式。學生在課堂前觀看每章的引言部分，明確學習目標，了解本章節的學習內容。

學生預習之后，可進入課程的問題討論模塊，去查閱教師預留的問題。通過學習通平臺對所學習的內容進行討論。老師視課程知識點的難易程度，在線上進行答疑與講解。學生通過線上課程視頻的講解，可對于某一不理解的知識點的反復學習，為線下學習奠定基礎，見圖2。

圖2 《水文統計》部分線上課程資源（左圖）；問題討論模塊（右圖）

每次課程學習完畢，教師與助教需要歸納和整理每章的練習題。然后，助教上傳習題資料到網絡平臺，完成線上測試模塊，以方便學生復習和鞏固所學知識點。教師通過網絡平臺的統計模塊數據，可以清晰地了解與管理每位同學的學習進度和狀態，由此可以隨時調整教學進程與教學策略。

（2）線下教學過程關鍵環節

教師將主要的課程知識點提前放在線上教授，因此，線下教學模式就成為了課程知識點的補充。在每一節課之中，教師可預留出充足的時間，組織學生對有挑戰性的內容進行深度討論。同時，教師也可以對學生遇到的共性問題進行面對面的深入講解。為了鞏固所學習的知識點，課堂學習結束之后將布置課后作業。學生通過學習通APP軟件提交作業，然后老師通過平臺批改作業。教師通過網絡數據和作業的批改情況，線下針對性進行答疑和講解。在課堂中，教師著重培養學生們利用《水文統計》課程的基本原理、基本知識與基本方法去解決實際水文工程設計問題的能力，見圖3。

圖3 《水文統計》課程混合式教學設計的方案

四 遇到的問題與發展設想

（1）建立線上平臺題庫并自動生成線上測試題與試卷時，教師對習題進行歸納和整理之后，需要針對難易程度對習題進行分類，并區分其主次。自動生成的試卷可能會出現某些章節的習題過于簡單，而某些章節的習題過于難；還有可能會出現某一章節的同一類型的習題重復出現多次。

（2）在《水文統計》線上課程的建設中，由于條件和精力有限，目前教師僅提供錄屏式教學視頻、引入了外校的部分教學視頻。以上教學資源可以在一定程度上激發學生的學習興趣，開闊學生的視野；但是，資源的豐富度與形式的多樣化依舊遠遠不足。

（3）線上學習對于學生學習的自主性與自律性要求極高。當學生遇到困難時，線上解決問題的途徑主要是通過文字表達，主要是通過線上課程的答疑討論板塊進行互動。這種互動需要教師及時回復，學生才能堅持在線上提問。但是，因為各種原因，主講教師只能投入有限的時間與精力，就會出現輔導與答疑滯后的現象，學生對課程答疑環節的體驗感則會不佳，甚至是失去興趣。因此，需要安排專人對《水文統計》線上課程進行技術和內容的運行與維護。

針對以上問題，教學團隊將在下一輪的課程教學實踐中，梳理不同知識點對應的試題及其難易程度，預先組合成規范的試題庫。在線上課程資源方面，為激發學生的學習興趣，將在合適的章節中引入卡通漫畫形式的課程導入視頻案例與水文工程設計方面的實際案例。最后，線上課程維護方面，將聘請上一屆的優秀學生及研究方向相近的研究生擔任線上課程維護、問題匯總與及時反饋。

五 結語

以《水文統計》課程的具體內容和實際特點為出發點，課程教師團隊將傳統的授課模式與互聯網相結合，把兩種線上與線上教學模式的優點結合，構建了一種線上與線下混合式的教學模式。這種新的教學模式，相比傳統的教學模式，在一定程度上改進了教學的效果。在先進的混合式教學模式學習下[7-10]，進一步引入智能軟件激發學生對水文統計的學習興趣將是下一輪教學有趣的嘗試。在此基礎上，教師鼓勵學生利用智能軟件操練實際工程，由此申報創新創業項目與大學生挑戰杯比賽。這對于加強學生的科技創新能力將大有幫助。在疫情防控常態化的情況下，未來混合式教學必將成為高校課程改革的主流模式。