大數據環境下面向管理科學與工程碩士研究生深度學習的翻轉課堂教學模式研究①

李 進

(浙江工商大學管理工程與電子商務學院)

一、引 言

隨著信息技術的迅猛發展，大數據深刻影響著高校課堂教學的理念、方法和手段。首先，大數據改變了傳統的課堂教學理念。在“教”上，大數據使教育變得快捷、有效，從而實現在時間、地點、年齡、學校規模、國別上使受教育者不再受限制。在“育”人上，大數據密切聯系著教育與生活，使得個性化指導和人文關懷教育得以真正實現。其次，大數據孕育了新的課堂教學方法和手段。如，翻轉課堂、微課和MOOC(大規模公開在線課程)等。最后，大數據優化了課程考評方式。傳統的考核方式以終結性評價為主，大數據環境下的考核更加注重形成性評價，同時也轉變了考核的目的。用戶的所有信息可以通過大數據網絡平臺記錄查尋，突破了單一的考試方式，其關鍵是大數據的處理與分析，從而實現將考試作為學生提升學習的參考，也為教師改善教學提供了依據。

《教育部關于改進和加強研究生課程建設的意見》提出要高度重視在研究生培養中課程學習的重要作用，加強課程建設要立足研究生能力培養，注重培養研究生批判性思維和獨立思考能力，全面提升發展能力和創新能力。與本科生培養相比，深度學習能力的培養與發展是研究生培養的關鍵。研究生學習與科研的一個重要環節是課程學習，課程學習的本質也是對研究生研究能力的提升與培養，同時也肩負著培養研究生的科研能力與素養的責任，因此，研究生對深度學習有著更高的要求。

高校翻轉課堂教學模式近年來得到高等教育教學的重視，也是課堂教學的一個重要方面。謝霄男和李凈(2018)探討了數字化環境下思想政治理論課程進行翻轉課堂教學改革的可行性與對策。祝智庭(2016)認為翻轉課堂有利于幫助學生由表層學習上升到深度學習，由初級認知走向高級認知。秦煒煒(2013)研究了信息化環節中的翻轉課堂，認為教學視頻是學習的主要資源，上課前學生完成教學視頻的觀看和學習，課堂上師生一起協作交流和完成作業答疑等。Gerstein(2012)建立了翻轉課堂的四階段模型，包括參與體驗、概念探究、意義建構、展示和應用四個階段。曾明星等(2015)結合翻轉課堂與MOOC，提出了MOOC視頻替代課前教師的視頻制作，通過MOOC訓練題完成新知識的學習。鐘曉流等(2013)將翻轉課堂、中國太極文化和教學目標分類理論相結合，構建了太極環式翻轉課堂模型。Talbert(2014)總結了自己執教的一些課程的課堂教學實踐，提出了包含課前和課中兩個階段的翻轉課堂線性系統結構。

管工是綜合運用系統科學、管理科學、數學、經濟和行為科學及工程方法，結合信息技術研究解決社會、經濟、工程等方面的管理問題的一門學科。管工是浙江工商大學大商科背景下設立的一級學科碩士點，體現理工學科與經管學科交叉融合特色的重要學科，在浙江省電子商務、物流與供應鏈管理、系統工程與優化等研究領域具有較強的特色和優勢。管工碩士生課程具有跨學院、跨學科和基礎性的特點，主要開設的課程有“系統工程”“供應鏈管理”和“運籌與決策”等。

管工碩士研究生群體的學習特征與本科生有著明顯的不同。首先，經過本科4年的知識積累，碩士研究生已經具有一定的專業知識儲備，能接受較為抽象的知識；其次，碩士研究生課程學習的主要目的不僅是拓寬知識的廣度，更是為了在課程學習活動、與教師同學的交互中鍛煉深度學習能力、培養學術科研素養；最后，碩士研究生具有更為自由自主的學習環境、相對寬松的學習時間，可自主安排學習與科研。通過對碩士研究生深度學習的翻轉課堂教學模式的研究可為我校管工碩士研究生的培養拓寬思路；結合大數據時代背景，增強我校教學模式建設的科學性，也為我校教學模式建設提供一定的參考和借鑒，提高高等學校教育的質量。

二、管理科學與工程碩士研究生課程教學中存在的主要問題

目前，管工碩士研究生課程教學中仍存在以下幾個方面的問題：

(1)教學模式陳舊，多采用傳統的灌輸式教學模式。

管工碩士研究生課程的特點是知識面廣、專業性強且學科交叉。由于學時有限和缺乏實踐經驗，教學模式還停留在原有的重知識傳授、輕能力培養的被動式學習模式上，課堂基本上是“單言堂”，教師與學生的互動不夠，依然是灌輸式的教學方式，學生作為受教育者的被動局面沒有真正地轉變。大數據時代的創新教學模式，如MOOC、微課和翻轉課堂等，還沒有廣泛應用到教學中。

(2)課堂教學往往以成績考核作為導向，缺少深度學習能力的培養。

碩士研究生課堂教學中大多以學生的最終考試成績為核心進行授課，學生也只關心學習的關鍵知識點是否能提高學習成績。因此，課程學習中學生記憶概念、公式和規則以在短期內提高考試成績為目的，而較少注重學習過程中對復雜問題解決、批判性思維、遷移等這類深度學習能力的培養。碩士研究生在深層學習動機、學習投入與深度學習策略應用方面表現不佳。

(3)重課內，輕課外，缺少面向“課前—課中—課后—課終”全過程的教學指導與協調。

目前，許多高校的研究生教學方式基本上都以課內講授為主，且課內幾個小時的課堂教學信息量大，學生只能被動聽課，很難當堂消化所有講授內容，而一旦在課后有了問題也無法與教師及時溝通，教學變成了單向的教，沒有實現教與學的結合。因此應變革傳統的教育思想、教學觀念和教學模式，實現教師和學生之間隨時隨地地溝通與交流，加強課前、課中、課后和課終全過程的學習指導與傳授，激發學生學習的主動性和積極性，達到有效提升研究生深度學習的教學目的。

(4)教學手段落后，大數據環境下的現代信息化教育技術應用單一。

傳統的教學手段，主要以黑板、粉筆以及簡單的原始工具為主，已不適應現代化教學的要求。21世紀是科學技術不斷創新的時代，現代化的教學手段將為教學創新提供良好的條件。教師除運用傳統手段外，還必須學會在教學過程中穿插運用投影、幻燈、錄像等輔助教學手段并學會應用計算機網絡教學以及開發、應用多媒體教學軟件。雖然大多高校已經引入了現代化教學手段，比如采用電子教案和案例討論的形式，但教學手段仍比較單一。

三、面向管理科學與工程碩士研究生深度學習的翻轉課堂教學模式構建

以在大數據環境下促進研究生深度學習為基本理念，通過探究深度學習的核心，依據理解性教學理論提出大數據下促進研究生深度學習的翻轉課堂教學模式設計策略及框架，并應用基于設計的研究方法在管工碩士研究生課程中實施迭代循環實驗，在實施過程中檢驗翻轉課堂教學模式的可用性并優化調整方案從而改善設計，最終達到促進碩士研究生深度學習、構建深度學習翻轉課堂理論體系的目的。具體如下：

首先，重點解決大數據環境下深度學習的內涵是什么。深度學習路線包含7個主要步驟，從設計標準與課程到評價學生學習，構成一個閉環的教學過程，如圖1所示。這體現了學習前、中、后采取的步驟，有效貫徹執行這些步驟能夠確保深度學習的實現。從圖1可以看出，預評估與評價是其中的兩個重要步驟，預評估階段主要評估學習者的個人目標、好惡、興趣、潛力及發展機會等，由此指導教師如何運用先期知識和加工策略，而在最后評價學生學習活動中主要是評價學生是否完成了教學目標，并通過評注、考試、反饋等對學習者進行學習評價。

圖1 深度學習路線圖

以理解性學習與翻轉課堂為理論指導，針對研究生的課程學習提出大數據環境下促進深度學習的翻轉課堂教學模式設計策略并構建設計框架。教學模式設計主要從微觀與宏觀兩個不同層面入手：一方面從微觀上對課前、課中、課后及課終活動提出設計策略，即課前自我理解、課中分享與辯論理解、課后反思理解和課終遷移應用；另一方面從宏觀上對目標、內容、環境等進行設計。

最后，將大數據下促進研究生深度學習的翻轉課堂教學模式應用在浙江工商大學管工碩士研究生具體的課程中進行第一輪教學實施，選取管工碩士研究生學位核心課程“系統工程”，通過在實施過程中發現問題、收集數據，使用量表工具對學生的深度學習效果進行分析評價，并對翻轉課堂的教學模式設計進行優化。然后再選擇管工碩士研究生學位課程“信息系統分析與設計”驗證該模式的可遷移性并在實施過程中提出新環境下的適應策略。

四、面向管理科學與工程碩士研究生深度學習的翻轉課堂教學模式實施建議

本文來源于我校目前管工碩士研究生課程的實踐教學，引入大數據環境的影響，堅持“以學生為中心”的教學理念，建立碩士研究生深度學習的翻轉課堂教學模式，實現管工碩士研究生課程“教”“學”與“研”的結合，為高質量和創新型的碩士研究生培養指明路線。提出以下幾點建議。

(一)大數據下基于深度學習與翻轉課堂融合的新型教學優化設計

深度學習是以理解為導向、以理解深度為表征的學習，理解既是學習者進行深度學習的起點，也是深度學習所追求的目標。為了避免學習者機械重復地記憶、被動地接受知識，應對目標、活動、評價等進行設計，這是理解性教學的主要方面，也是促進學生理解性學習的關鍵。翻轉課堂是在大數據環境中，教師提供以教學視頻為主的學習資源，學生在課前觀看和學習這些教學視頻，師生在課堂上一起完成作業答疑、協作探究和互動交流等活動的一種新型教學模式。其有三個方面的主要特征：(1)翻轉教學流程，即由課上講授課下內化轉變為課下傳授課上內化；(2)多樣化師生角色定位，即教師由單一的傳授者轉變為資源活動的組織者、學生學習的督促指導者和學習情況診斷的評價者；學生也從被動的知識接受者轉變為協作、探究活動的參與者，知識的主動建構者；(3)大數據技術的應用，即大數據與信息技術成為翻轉教學的前提條件，也為學生個性化學習創造了條件。

翻轉課堂以學習者為中心的特性使得教師以教為主的教學方法轉變為以學生為中心的方法，這樣能夠促進學生的理解和更有效的意義建構，并為研究生進行深度學習提供有力支持。建議從以下幾個方面進行改進設計：(1)將翻轉課堂細分為課前、課中、課后和課終四個階段，并設計操作性較強、有實踐指導性的學習活動；(2)將課程作為一個整體進行翻轉課堂的整體設計；(3)基于理解的視角設計學生深度學習策略。

(二)從微觀和宏觀層面對大數據環境下的翻轉課堂進行整體設計

在微觀層面，包含課前、課中、課后和課終的教授與學習活動設計。首先，課前自我理解，認識初步成型。選擇具有學科中心、持久價值且吸引力強的學習內容，設計并發布具體的學習任務及要求，為課堂學習做好充分準備。其次，課中理解分享，矯正認知偏差。要求學生將課內思考問題的觀點匯報分享給教師和同伴，根據匯報內容師生向匯報者提出問題并有效進行答疑協助活動，“以問題為中心”拓展學生發現問題的視角、分析問題的思路以及解決問題的能力，從而鍛煉培養研究生學術研究能力。再次，課后理解反思，訓練元認知能力。一方面，為了達到自我認識的目的，學生采用圖示法演示思維變化過程，從而加深對課前及課上學習后對基本概念或問題的認識；另一方面，總結反思課前、課中與學習資源、教師、同學的互動而產生的新收獲。最后，課終協作構建知識體系及遷移應用。要求學生以小組協作的形式繪制課程概念圖，并在課終總結展示，教師通過概念圖的評價、微課評分表的使用等手段來指導或反饋給學生，輔助學生形成更好的課程自我認識。

宏觀層面，主要設計課程的目標、內容、環境、策略、評價等。首先，分析學生認知和課程體系，獲知其學習狀態特征并重構課程內容；在目標設計上，基本的原則是“目標明確公開、具體可操作、占據核心位置值得探究”；在內容設計上，多樣化教學資源以引發觀點碰撞，以“衍生性問題”貫穿課程始終；在學習環境設計上，為實現課前、課中、課后不同時空的有效聯結，構建網絡與物理環境；最后，在評價設計上，為保證評價功能的實現，選擇多元評價策略及工具。

(三)面向管工碩士研究生深度學習的翻轉課堂教學模式迭代循環實施

“系統工程”是管工碩士研究生一年級的核心課程。該課程是一門實踐性較強的交叉科學，在多學科研究領域有廣泛的應用，對專業發展具有重要的價值和意義。通過使用翻轉課堂教學模式，通過協作互動、深入思考等，鍛煉研究生深度學習能力，如批判思維和復雜問題解決等。將課程學習劃分為三大模塊：(1)理論學習模塊，是系統工程相關理論知識的學習，即系統工程概述、系統工程的方法、系統工程的基本模式；(2)專題研討模塊，將針對理解性教學設計、微課、翻轉課堂、混合式教學以及系統工程熱點問題等開展專題研討；(3)課程總結與微課設計展示模塊，在課程結束后，師生以概念圖的形式一起歸納總結整門課程，并對學生的微課開展互評和共評。

收集碩士研究生在網絡教學平臺上各學習階段所產生的三種不同類型的數據——文本、課堂互動視頻以及翻轉課堂實施前后深度學習狀態調查問卷，分析學生內在狀態、人際互動、認知結構層次的深度學習效果。然后，基于第一輪翻轉課堂實施的反饋結果，反思和總結本輪翻轉課堂實施中師生關系協調、課程銜接與選擇以及各環節活動設置等。

第二輪可選取管工碩士研究生不同學期的課程作為實施對象，如“信息系統分析與設計”等。第二輪應用實施是在第一輪實施的基礎上進行的“迭代循環”。保持與第一輪實驗相似的翻轉課堂整體結構、關鍵事件與思路?；谏弦惠喗虒W實施出現的個別問題，反饋建議和本輪實驗對象的特點與需求，改進和優化本輪翻轉課堂的設計和實施，從而提高翻轉課堂教學模式的靈活性和通用性。