线上线下混合式教学的SV2QR方法及实践

摘  要：为解决线上线下教学交融效果的最优化和科学有序的教学进程，该文凝练并提出由一条主线、四个环路组成的“SV2QR”混合式教学方法，即：纵览预习（Survey）—视频学习（Video）—问题及解答（Question）—研读（Read）—作业测验（Quiz）—复习巩固提升（Review）。通过线上学习发现问题、线下解决问题并强化和提升基础，从而使教与学相结合形成一个完整的教学过程。该方法应用于数理基础要求高的大气科学专业数值天气预报课程的混合式教学中，显著提升了教学效果。

关键词：线上线下混合教学;SV2QR;教学方法;教学改革;数值天气预报

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）29-0031-04

Abstract： In order to optimize the blending effect of online and offline teaching and scientific and orderly teaching process， this paper summarizes and proposes "SV2QR" teaching method， whichis composed of four loops and one main line， expressed as： Survey-Video learning-Questions and problem solving-Read-Quiz-Reviewand improvement. By finding problems from "online learning"， solving problems and strengthening the foundation from "offline learning"， a complete teaching process of teaching and learning is constructed. This method is applied to the blended teaching of Numerical Weather Prediction course of atmospheric science， which has higher requirement of mathematical foundation. The results indicate that this method sign ificantly improves the teaching effect.

Keywords： Online-offline blended teaching; SV2QR; teaching method; teaching reform; Numerical Weather Prediction

随着“互联网+教育”的发展，MOOC（Massive Open Online Course，大规模在线开放课程）等形式的现代化教学手段广泛应用于教学。在促进教育教学改革创新，发展高质量高等教育，加强教育资源共享等方面发挥了重要的作用[1]。传统教学以“教材+粉笔+黑板”的课堂教学模式为主，学生被动参与，不能很好地融入数学教学过程[2]。对数理基础要求高的课程，往往具有较强抽象性、逻辑性，学生掌握起来存在较大难度，而单一的线上教学效果由于缺少线下课程的氛围、课堂互动和教师的有效引导，教学效果往往不理想。如何将传统课堂的板书推演和线上教学有机结合，线上线下混合式的教学方法是一个比较好的选择[3-4]。然而，线上线下混合式教学在实践过程中也存在一些问题。

一是数理类课程，由多媒体展示出来的知识点在逻辑分析和推导的中间环节繁简很难掌握，视频推演过于复杂会导致学生容易视觉疲劳、精力不集中及视频观看效率低，出现和传统课堂一样的弊端;铺垫信息过量则会使学生接收的信息会产生虚假的“超载”，易导致学生对知识理解形态的固化，难以调动学习的兴趣点，从而影响创新意识的培养[5-6]。二是教学中教师讲解和学生学习的重、难点不对称。三是MOOC等形式教学平台的视频资源中的讲授-学习模式，教与学互动的生态环境需要改善[7]。四是对学生掌握知识的考核和学习能力评价之间不平衡，考核环节如何实现全方位、多层次及多角度的客观评价，从而达到有效的督促和激励，激发学生学习的内生动力，达到最优的教学效果[8]。

基于上述问题，如何设计传统实体课堂与线上课堂有机结合的线上线下混合式课堂模式，相应的教学理念、教学方法和教学手段如何转变、调整和优化，以达到教学的最优效果，是混合式教学面临的新挑战[9-10]。

从2015年开始，笔者开始思考和设计线上线下混合式教学的改革和创新方法，探索并总结出了线上线下混合式教学的SV2QR方法，并应用于大气科学专业的核心课程——数值天气预报的教学，解决了该课程由于数理基础要求高，单一线上课程学生满意度低，而线下课程在疫情和未来课程教学新形态背景下难以为继的问题，实现了传统教学与网络教学的有机融合。几年的教学实践表明，该方法有效提高了教学效果。

一、混合式教学改革SV2QR教学法的主要内容

线上线下教学的SV2QR混合式教学法的目的和内容：解决线上线下教学交融效果的最优化和科学有序的教学进程，确立了线上学习发现问题、线下解决问题并强化和提升基础的SV2QR混合式教学思路。即：纵览预习（Survey）—视频学习（Video）—问题及解答（Question）—研读（Read）—作业测验（Quiz）—复习巩固提升（Review），简称SV2QR方法，如图1所示。

从图1中可以看出，SV2QR数学法以最大限度地掌握课程内容，达到教学效果显著提升为目的，以讲清基本概念、掌握基本理论、熟练基本技能为主线[11]，设计了四个环路。其中，前两个环路主要以线上学习为主，后两个环路线上线下结合，第二、第三环路之间互通进阶，从而使教与学相结合形成一个完整的教学过程。四个环路的具体内容是。

（1）在第一个环路中，学生完成指定章节内容的预习，包括知识点视频学习、教材章节内容的学习、章节测试和线上作业的完成;教师基于线上平台反映的数据，通过签到、教学预警和通知等手段，及时督促学生完成课程内容的学习。这一阶段也是寻求如何向自主学习转化的环节和过程，需要耐心细致。

（2）针对学生学习过程中产生的问题教师在线上及时解答学生，在讨论区中参与问题的交流和观察，根据章节内容发布一些思考题，引导学生思考、讨论;教师引导学生回看视频和相关参考教材、文献，使学生进一步理解相关内容。

（3）根据第一、第二环路学生线上学习状况，有的放矢地制定线下课堂教学内容，实现第二、三环路的进阶并完成其他学习环节：总结线上学生学习过程中的共性问题，据此归纳总结出难点所在;通过解析难点、板书推演数学公式、物理过程的动画演示和示意图，达到化解难点的目的。从而使传统“猜”的经验型寻找难点，转变为根据学生学习过程自动显现难点的准确定位。

（4）第三个环路中，对章节内容进行总结性串讲和回顾，对难点内容部分进行扩展提问，提出一些开放性问题，学生进行分组讨论，并随机抽取和分组推举学生代表进行讲解，组间讨论思辨，教师点评讲解，实现对难点知识的深入理解和提高。在此基础上，引导学生研读相关参考教材和文献，拓宽学习视野。这既是激发学生自主学习兴趣和动力的关键环节，也是完成被动学习向主动学习的关键环节，需要教师把自己融入到学生的互动过程中。

（5）第四个环路则侧重学习内容的巩固和提高，通过开展基于问题的学习（PBL，Problem-Based Learning）活动，基于开放性问题的难题解答，达到对已学内容的复习巩固;通过引导文献阅读和开放性问题的非闭合性的回答，达到拓展提升的目的。通过全方位、多角度的测试，促进对学习内容的完全掌握。

二、SV2QR教学法的实践及检验

为检验SV2QR的教学效果，从2015年至今，我们将该方法应用于兰州大学大气科学学院数值天气预报课程线上线下混合式教学中。

数值天气预报是大气科学专业本科生的主干课程，也是大气科学应用性最广泛的课程，是学生毕业后从事天气预报和气候预测及相关工作所必须掌握的课程。该课程对数理基础要求高，先修课程有大量的数学和物理专业课程;大气科学专业课程也需要借助图像对数学物理概念、模型进行诠释。该课程具有数学公式多、物理过程抽象的特点，例如大气运动方程的差分格式及其稳定性问题，物理过程如何参数化等需要学生熟练掌握且深刻理解。但是，受目前学程变短、学生在校的学习时间紧、任务繁重及实践活动多等因素影响，仅仅依赖传统课堂教学已无法满足该课程教学，亟待创新提高教学效果的新途径[12]。

基于上述问题和需求，我们将SV2QR教学法运用于教学，进行了三年的检验，每期教学结束后向学生发放问卷调查，总结教学效果，受到了良好的评价，教学效果得到了显著提升。SV2QR教学法的特点、主要应用过程和效果如下。

（一）对课程内容的全部讲解变为对知识点的讲析，重构了课程形态

针对本课程学科交叉性强、数理公式推演多、物理过程复杂，以及部分学生存在畏难情绪，导致学习入门难、学习主动性不强，习惯“满堂灌”的被动学习问题。在大纲范围内，按各自的研究方向、研究内容和研究特长精心设计教学内容，剖析教学内容的重、难点知识。在保证基础理论和知识讲解透彻的前提下，将基础知识和大气科学研究的前沿热点问题及一线业务领域的需求进行了有机融合，打破了学生对知识理解的固化，实现对知识的拓展理解，根据上述理念，建成了MOOC教学平台，作为线上线下混合式教学的线上教学和互动平台，以及SV2QR教学法实施的依托平台。

（二）实现“教师为主”向“学生为主”教学过程的转变，创新了混合式课程教学途径

传统课堂教学以教师讲授为主，辅之以作业熟悉和考核督促等环节，学生处于被动接受状态，学生参与度较低。通过加强SV2QR前两个环路中的视频观看时间长短的监督、线上侧重每章重点的若干数学公式推导和物理过程解释的提问、强化教师和学生之间、学生之间回答问题的频次，及时掌握学生学习的动态，将课程内容根据学习进度设置为闯关模式，对视频观看时间足够、章节作业完成后，才能进入下一章节的观看学习;对视频学习时间达不到要求的同学，不按时完成学习任务的同学，教学平台设置了自动发出教学预警等措施，保证前两个环路学习的硬性条件。

（三）改进教、学模式，促进了教学相长

通过学生线上学习中的提问频次、集中度、问题解答满意程度、学生相互讨论出现的偏差率及作业对错率等的简单分析，教师能够快速掌握学生学习的难点和共性问题，从而准确把握学生学习的难、重点问题;并在线下进行详细讲析得到彻底解决，从而高效准确地解决课程中的难点，突出重点，提高教学效果。

开展探究性和基于问题的学习（PBL）教学，将学生分组对课后的思考问题、总结的难点问题进行讨论、教师点评;将与数值模式理论和技术发展相关前沿的、具有开放性的问题作为拓展训练，培养学生的创造性和批判性思维能力，教师在线下专注于精讲共性、难点问题，辅之以串讲课程章节内容。设计第二个环路的一个功能是，课外随时通过线上提问，辅之以定时答疑，达到巩固提高的目的。第三个环路则是在形成“学为中心”的初步基础上，教师在教学中发挥指导、启发及督促作用，通过讨论、PBL活动和开放性问题，促进师生之间对问题的共振、情感共鸣和智慧共生，诱发学生学习的主动性、积极性和创造性，促使学生逻辑素养和批判性思维的产生。