網絡環境下問題導向教學模式的探索與實踐

張宏武

摘 要 文章結合網絡環境下課堂教學的優勢和問題導向教學模式在國內外學科教學中的成功經驗，以數學類專業實踐課程“數值分析實驗”為例，探索其在網絡環境下開展問題導向教學模式的教學實踐，以調動學生參與課堂教學的積極主動性，培養學生的自主學習能力、團隊合作意識以及綜合實踐素質。

關鍵詞 網絡環境；問題導向教學模式；課程教學

中圖分類號：G424?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.9.031

Exploration and Practice of Problem oriented Teaching Mode in the

Network Environment

——Taking the Course of Numerical Analysis Experiments as an Example

ZHANG Hongwu

（School of Mathematics and Information Science， North Minzu University， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract Combining the advantages of classroom teaching in the online environment and the successful experience of problem oriented teaching mode in subject teaching at home and abroad， we explore the teaching practice of problem oriented teaching mode using the practical course "Numerical Analysis Experiment" in mathematics majors as an example in the online environment， in order to mobilize students initiative in participating in classroom teaching， cultivate their self-learning ability， teamwork awareness， and comprehensive practical quality.

Keywords network environment; problem oriented teaching mode; course teaching

“數值分析實驗”是針對“數值分析”理論課程中的若干算法，利用相關數學軟件在計算機上編程并實現數值模擬的一門專業實踐類基礎課程。通過本課程的學習，要求學生掌握利用數學軟件求解相關數學問題數值解的一些基本技能與方法，為進一步利用數學軟件開展數值計算、數值模擬，以及科學研究等奠定基礎；培養學生借助數學軟件編程來求解一些經典數學問題以及實際問題的綜合能力；提高學生分析問題和解決問題的能力。

1? 當前常用教學模式及改革的必要性

多年來，為了提高“數值分析實驗”課程的教學效果和教學質量，許多高校任課教師針對其教學模式開展了相關探索和實踐。例如早期主要以課堂講練為主，在這種模式下，教師通常針對某一經典算法及其計算機實現講解一個學時，接著學生有針對性地上機練習一個學時。在講解環節，教師主要講授兩個方面的內容，一是算法的設計及其實現流程，二是基于算法流程利用數學軟件編寫程序代碼并進行數值模擬。在練習環節，學生基于教師的講授內容，主要就利用數學軟件編寫程序代碼及數值模擬開展相應的練習，其間師生有一定的答疑互動環節。另外一種教學模式是課堂練習為主、講授為輔模式。在這種模式下，學生有兩個學時的練習時間。通常在教師的引導下，學生首先自己完成算法的設計及實現流程，然后基于算法流程利用數學軟件編寫程序代碼并進行數值模擬，在此期間師生會有相對較多的答疑互動環節。以上相關模式在一定程度上能夠吸引學生的課堂注意力并激發其學習興趣，但整體而言效果并不明顯，這是因為在以上教學模式下，教師留給學生思考、質疑、自主探究以及討論的時間過少，這不利于培養學生的自主學習能力、課堂參與意識、團隊合作意識和學習興趣。因此，迫切需要改變課程的教學模式以解決以上問題。

此外，在學業成績評價方面，多數教師在實踐中主要參照期末考核成績，而忽略了過程性學業評價部分。這種傳統的評價方式明顯較為單一且不合實際，其明顯弊端就是在一定程度上挫傷了部分學生的學習信心和學習興趣，從而導致其不愿主動參與教學實踐環節，也對學生的自主學習能力、課堂參與意識、團隊合作意識、學習興趣的培養起不到積極的促進作用。因此，為了提升教學質量，培養學生的自主學習能力、課堂參與意識等綜合素質，迫切需要教師在教學實踐中對學生的實際情況進行系統全面的了解，并制定一套適合學情且科學公正的學業評價體系。

2? 網絡環境下問題導向教學模式及其研究歷程與現狀

近年來，隨著計算機與互聯網等信息技術的發展和成熟，基于網絡環境的課堂教學取得了很大成功，其最大的優勢是學生可以借助網絡教學平臺開展自主探究、合作討論以及資源共享等學習環節，這在一定程度上能夠促進和提升學生的自主學習能力，培養學生的團隊合作意識。問題導向教學模式是一種基于建構主義學習理論并圍繞學習主體展開的教育教學方式，其最初由麥克馬斯特大學巴羅斯教授于20世紀60年代正式提出。該教學模式強調以問題為導向，以學生為主體通過自主探究或合作討論找到解決問題的方法，從而促使學生在解決問題的過程中主動自覺地獲取知識，并提高學生提出問題、解決問題以及實踐動手的能力。關于這一模式在教學中的實踐和最新研究成果，請見文獻[1-6]等。在此之后，從二十世紀七十年代至九十年代，國外一些高校相繼采用問題導向模式進行教學實踐，并開展相關理論研究。進入二十一世紀以來，國外學者對于問題導向教學模式的理論研究和實踐繼續深入。其中，將該教學模式應用在大學計算機編程、醫學等實踐類課程的教學實踐中最為多見，甚至有學者建議將該教學模式應用到計算機編程和數學領域相關課程的教學當中。與此同時，國內相關學者也在理論方面對問題導向教學模式進行系統研究，并應用到了諸如生物醫學實驗、生物化學實驗、網絡教育等課堂實踐中。通過大量教學實踐發現，這一教學模式既能促進師生、生生溝通，又能培養學生的自主學習能力、團隊合作意識及學習積極性。

3? 網絡環境下問題導向教學模式在數值分析實驗課程教學中的探索與實踐

結合網絡環境下課堂教學的優勢和問題導向教學模式在國內外學科教學中的成功經驗，以數學類專業實踐課程“數值分析實驗”為例，探討在其網絡環境下開展問題導向教學模式的教學實踐，以調動學生參與課堂的主動性和積極性，培養學生的自主學習能力、團隊合作意識和學習興趣，增強自信心。

3.1? 網絡環境下問題導向教學模式簡述

網絡環境下問題導向教學模式主要包括課前導學、課中解決問題并總結評價以及課后拓展應用三個環節。與此類似的陳述可見[4-6]。其中，課前導學環節包括教學目標的確定、導向性問題的預設、教學設計的撰寫等，在網絡教學平臺上開展或線下進行；課中解決問題并總結評價環節在線下課堂開展，主要針對學生保留問題進行答疑，以及針對小組解決課前預設問題的思路和結果進行評價總結等；課后拓展應用環節旨在以課后作業的形式在網絡教學平臺上或線下檢測學生對所學知識的掌握和應用程度。學業評價方面，結合問題導向教學模式，綜合考慮學生在三個環節中的表現等因素設計一套科學合理的全過程性評價方案。

3.2? 網絡環境下問題導向教學模式的實施過程

3.2.1? 學情調查分析與教學內容的確定

在課程開設學期初，基于理論課程“數值分析”的開設，先整體介紹本課程主要涉及的一些經典算法以及所需先修基礎課程，讓學生了解本課程的重點和難點；接著通過座談、問卷等形式對學生先修課程的學習基礎、本課程的學習興趣、對傳統教學模式和網絡環境下問題導向教學模式的認識和接受情況等學情進行調查；最后收集并分析調查結果，并基于調查分析結果摘選出適合實施網絡環境下問題導向教學模式的部分章節內容，同時告知學生并共同確定實施問題導向模式的教學內容。

3.2.2? 確定教學目標

針對基于調查分析結果摘選出適合實施網絡環境下問題導向教學模式的部分章節內容，設置具體的教學目標，其包括知識目標、能力目標和素質目標。知識目標包括掌握課程對應章節每個算法的提出背景、設計流程、計算機編程及數值模擬等要素；能力目標指能夠利用所學算法借助計算機來解決數學和其他應用領域中一些簡單的實際科學問題；素質目標指通過網絡環境下問題導向教學模式的教學實踐，培養學生的自主學習能力、團隊合作意識、集體榮譽感、學習興趣和自信心等。

3.2.3? 教學設計與教學過程

貫徹“教師主導，學生主體”理念，結合數學類專業特點，撰寫教學設計，并實施問題導向教學過程。教學過程包括課前導學、課中解決問題并總結評價、課后拓展應用三個環節。課前導學環節中，在網絡教學平臺上發布相關節次的教學內容，預設重點問題，布置學習任務，讓學生提前對所學新內容在線上或線下進行自主學習并以小組為單位進行討論并形成質疑，凝練出要點問題。課中解決問題并總結評價環節中，以學生自主學習和合作討論為前提，針對課前預設問題、學習任務、學生凝練出的要點問題等進行講解與答疑，學生參與互動、匯報小組成果，教師針對學生匯報情況在課內給出總結和評價，全程對相關教學環節進行錄制，并在課后發布到網絡教學平臺。課后拓展應用環節中，針對與教學內容相關的算法在課后以測試、作業等形式在網絡教學平臺上發布，學生線上或線下完成并提交，同時將較為優秀的小組匯報及成果案例發布在網絡教學平臺，以便學生課后復習鞏固和共享資源，進一步保障教學目標的實現。

3.2.4? 學業評價與教學反饋

結合網絡環境下問題導向教學模式，設計一套完善的學業評價方案并付諸實踐。具體來說，就是采用全過程性評價方式，成績組成包括線下線上學習成績和期末閉卷考試成績。線下學習觀測點包括考勤、線下作業、課中提問討論、課中紀律、線下隨機測驗等；線上學習觀測點包括線上隨機測驗、線上作業、線上討論提問等；期末考試在線下組織開展。在整個實踐過程中，一方面分階段地與未實施此教學模式的班級就相關數據進行統計并比較，以檢測實施教學模式改革的效果；另一方面定期對學生開展問卷調查或座談，征求學生意見和建議以掌握改革實施情況，同時對學生學業成績進行統計分析，以獲得實施該模式后的教學反饋，促進教學改革，提升教學質量。

4? 結束語

網絡環境下問題導向教學模式的實施對實驗課程教學活動的開展具有積極的促進作用。這主要體現在兩個方面：其一，借助網絡教學資源平臺采用問題導向教學，讓學生有充分的自主學習與合作討論的機會，這有利于啟發學生思維，培養學生的自主學習能力和團隊合作意識，同時基于教學模式改革的全過程學業評價方案的實施，能使學生主動地參與課堂教學的每個環節，為進一步培養學生的自主學習能力和學習興趣以及提高學習效率起到促進作用。其二，課前導學和課中解決問題并總結評價環節的實施能使教師在知識體系、綜合素質等各方面的能力得到不斷提升，從而起到教學相長的作用，并為進一步促進教育教學模式改革和提高教育教學質量提供有力保障。

基金項目：北方民族大學2022年校級教育教學改革研究項目“網絡環境下問題導向教學模式在學生自主學習能力培養中的實踐研究——以‘數值分析實驗課程為例”（2022JY024）。

參考文獻

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