基于数据驱动的混合教学模式探索与实践

摘  要：该文利用当前“互联网+教育”给混合式教学赋予的新内涵，以“强化论和改进论”观点，基于精心打造的国家精品在线开放课程钻井与完井工程MOOC视频，开展数据驱动的钻井与完井工程混合教学模式探索，构建在线混合式教学资源、基于优秀授课团队的教学小班、以学生为中心的课程文化、基于学情数据的督学和持续改进机制、基于互联网动态监管的考核指标及机制，形成一套基于数据驱动及互联网动态监管的“线上+线下”的混合式教学模式；并以西南石油大学钻井与完井工程为例，通过翻转式课堂与慕课（MOOC）堂平台深度融合开展“线上+线下”混合式教学实践，阐述如何将思政元素巧妙融入课堂教学、翻转式课堂与慕课堂相融合，实现线上线下结合、课内课外互补的混合式教学，以期为采用“MOOC+翻转式课堂”模式教学的工科专业教师提供借鉴。

关键词：“互联网+”；混合教学模式；国家精品课程；钻井与完井工程；MOOC

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）26-0106-04

Abstract： Based on the national high-quality open online course Drilling and Completion Engineering which is well built by MOOC video， a data-driven mixed teaching mode of "Drilling and Completion Engineering" has been explored by utilizing the new connotation of "Internet + Education"， with view of "reinforcement theory and improvement theory". Online mixed teaching resources， teaching small classes based on excellent teaching teams， student-centered curriculum culture， supervision and continuous improvement mechanisms based on learning situation data， and assessment indicators and mechanisms based on dynamic internet supervision has been established. A mixed teaching model of "online + offline" based on data-driven and dynamic internet supervision has been formed. Taking Drilling and Completion Engineering of Southwest Petroleum University as an example， a blended teaching practice of "online + offline" combining the deep integration of flipped classrooms and MOOC classroom platforms has been carried out. How to skillfully integrate ideological and political elements into classroom teaching， and integrate flipped classrooms with MOOC classrooms has been elaborated， to achieve the mixed teaching approach which combines online and offline teaching， and complements both in and out of class. It aims to provide reference for engineering professional teachers who utilize the "MOOC + Flipped classrooms" teaching model.

Keywords： "Internet+"; mixed teaching model; national high-quality courses; Drilling and Completion Engineering; MOOC

新时代“双一流”建设要求高等教育以中国特色、世界一流为核心，以立德树人为根本，以支撑创新驱动发展战略、服务经济社会发展为导向，为我国高校人才培养模式的改革提出了新要求，更对我国石油工程专业人才培养模式的改革提出了新挑战[1-2]。

众所周知，传统教学模式存在教学方法僵硬、教学资源有限、互动条件受限、学生被动接受、时空域限制和互联网渗透滋生的低头族等问题及缺陷，以致于很难达成课程的高阶性、创新性及挑战性等目标，尤其专业核心课程，认为传统课堂教学已不能满足师生在时空域方面的多样化及个性化需求[3-4]。因此，随着现代教育技术进步和互联网普及，教育信息化的快速发展，在互联网与教育深度融合驱动下，具有5A（Anyone、Anytime、Anywhere、Anydevice、Anything）无缝学习优势的诸多在线开放课程（简称MOOC）不断涌现出来，并催生了诸多先进的教学技术及新型教学模式及方法，比如线上教学，与传统教学方法及模式相比，线上教学存在跨越时空局限、资源丰富多样、随处可学、随时可学、随处可互动和随时可互动等特点[5-6]。那么，有人提出问题：传统教学模式及课堂会被线上教学模式替代吗？

然而，研究发现：①单纯线上教学适用于学习能力较强的学生；②碎片化、浅层次及浏览式阅读导致学习深度不够；③无法有效、有温度、有情感地引导学生进行深入探究式学习及培养其解决复杂工程问题的能力；④教育包含“教”和“育”两个层面，而以互联网为代表的新技术在本质上更强调手段的实用性，更多是从“教”的层面推动教育和教学变革，但是在“育”层面，还有很多质疑的声音；⑤相反地，面对面教学过程中，教师能将德、智、美及思政元素有机融入课堂，给予人格和德行层面的引导，美育和艺术等层面的熏陶。总之，线下教学具有不可替代性，学生离不开线上教学，教师也依赖在线工具[7]。

研究表明，混合式教学实践虽然已经在蓬勃发展，但成功案例及相关实证研究相对较少。那么，“互联网+”背景下，如何利用混合式教学为学生创建真正参与性的、个性化的学习体验，着力提升课程教学质量及效果，迫切需要探索“互联网+”混合式教学的新模式、新实践。

针对上述问题，本文利用当前“互联网+教育”给混合式教学赋予的新内涵，以“强化论和改进论”观点[8]，借助国家精品在线开放课程钻井与完井工程提出了一种基于数据驱动的混合式教学模式，巧妙增加了思政元素并融入课程教学全过程，有机融合了线上和线下课堂，解决了混合式教学及学习效果实时评价缺乏、教学及学习策略动态更新难的问题，弥补了课程学时欠缺、方式单一、学生驱动力不足问题，实现了优势互补及教学的最优化。

一  钻井与完井工程课程介绍

（一）  课程特点

国家首批精品在线开放课程钻井与完井工程是西南石油大学石油工程专业的核心专业课，其内容包括井身结构设计、钻井液、钻进工艺、井眼轨迹设计与控制等，覆盖了岩石力学、泥浆等5门课程，也是石油与天然气工程A+学科建设和人才培养的重要支撑。课程不仅非常重要，而且具有内容多、覆盖广、难度大等特点，但课程全部学时由最初80学时锐减为64学时后，目前已精简到仅50学时。因此，该课程目前面临的最大问题是学时少、内容多，为达到教学效果及目标，教学团队基于国家精品在线开放课程及学习资源从小班教学、翻转课堂、课后讨论、随堂测试、过程汇报、数据挖掘、监管及评价机制等方面开展了多元多维的课程教学模式探索和改革，到2023年已成功开展了9期教学实践，并已取得积极成效。

（二）  课程定位及目标

基于OBE教学理念，采用润物细无声的方式巧妙融入思政教育，并通过以学生为中心的“线上+线下”混合式教学模式，运用国家精品在线开放课程钻井与完井工程、MOOC平台、短小精悍的微课视频及现代先进教学技术，从专业、国家、国际、社会和个人五个层面，培养出专业技能精湛、社会责任强烈、个人品格优良、家国情怀浓郁和国际视野敏锐的从事海内外石油与天然气行业的拔尖创新人才，同时，促进钻井与完井工程课堂教学持续改革，服务国家能源战略安全。

二  “线上+线下”混合式教学模式的构建

（一）  混合式教学模式构建思路

本文以行为科学、新建构主义等理论为基础，基于精心打造的国家精品在线开放课程钻井与完井工程MOOC视频，通过翻转式课堂与慕课堂平台深度融合构建了一种基于数据驱动的“线上+线下”混合式教学模式，并将其用于钻井与完井工程教学，构建思路如图1所示。采用自主式、启发式和督促式教学方法，将学生线上自主研学、线下深度学习和教师实时动态监管与全方位、多视角、宽领域的智能评价贯穿于课前、课中和课后各教学环节，把教学过程重心由教转到学，由单纯传授知识转移到重视培养能力，不仅可解决线上碎片化-浅层次及浏览式阅读导致学习深度不够、学时少且内容多、时空域限制等问题，而且可增强学生学习动机、自我效能感、激发学生的学习兴趣、教学效果和学生自学、创新、创造及协作能力。

“线上+线下”混合式教学模式分为课前助学、课堂导学和课后评价。课前助学过程中，以精心打造的国家精品在线开放课程钻井与完井工程MOOC视频为在线自主学习资源，教师通过QQ群发布课前学习任务，主要包括电子讲义和微课视频，并在线设置答疑解惑。学生主动进行相关背景知识调研，学习电子讲义和微课视频学习内容。20位主讲老师在线实施小班教学，班级学生为25～30人，10个教学班全部建立慕课堂。借助MOOC平台实现云端学习，包括预习、复习、单元测试、答疑和讨论；借助QQ群实现远程授课；借助MOOC答疑与讨论区，鼓励师生互动、生生互动，提升学习主动性；借助慕课堂信息化教具实现课堂活动、学情的监管。基于“线上时空”灵活性，师生沟通无障碍，使得“预习-授课-操练-复习-答疑解惑-学情监管”更为流畅，提高教学成效。基于“线上+线下”数据，授课教师开展全程、全员及全过程监督评价。

（二）  在线混合教学资源构建

自2018年开始，结合“双一流”高校生源质量、办学水平、培养目标和培养方案，西南石油大学钻井与完井工程教学团队就依托国家精品在线开放课程及MOOC平台开始自主构建在线课程。截至2020年，课程团队已建立了涵盖绪论、井身结构设计、钻井液概论、钻进工艺、钻井过程压力控制等所有章节的42个教学视频和330个单元测试题、42个课堂讨论、6个主观计算题和318个随堂测试及包括30个单选题、4个多选题、10个判断题和6个计算填空题的MOOC在线期末考试题，并已全部通过课程MOOC平台的审核，为混合式教学测验、作业、考试、答疑、讨论、形成性评价、效果考核和策略调整等教学活动提供支撑。钻井与完井工程教学团队构建的MOOC视频是精心挑选和打造的短视频，视频长度为12分钟，并配套了多媒体课件及典型算例，在线授课教师包括中国工程院院士罗平亚、享受国务院特殊津贴专家陈平教授、孟英峰教授等业界著名专家。

（三）  以学生为中心的课程文化构建

打破远程学习中个人独立学习的孤独感和无助感，营造朋辈学习、团队帮扶学习氛围，培养学生团队合作意识和精神，构建以学生为中心的课程文化。根据选课序号顺序将4～5名同学划分为一个小组，组长1名、素材搜集1～2名、汇报材料制作1～2名、主讲人1名，实行分组讨论和汇报，确保全员参与，每个班构建4个小组。汇报前，教师与小组成员反复对接修改汇报材料，待大家准备完毕，利用腾讯及钉钉软件召开视频会议，开展分组汇报，充分展示团队学习的总结成果，汇报完毕教师实时点评，全过程录屏。充分发挥同学们的主人翁参与感，每个人通过慕课堂问卷投票功能，依据评分标准评委对汇报小组进行评分。