0 引 言
“互联网 + 教育”理念和模式对高校人才培养、教育资源、教学管理评价等教育要素带来了深刻影响 [1]，尤其是线上 MOOC 的迅速普及，为推动教育教学的改革创新提供了技术支持。依托 MOOC 资源的线上教学可满足学生个性化学习需求，但教学过程缺乏有效的情感交流和双向互动，线下面授最大的优势是师生可以实时交流，弥补线上学习的短板。因此线上线下教学优势相结合的混合式教学模式越来越受到重视，国内各高校根据自身学情，对混合式教学方式进行了有益的探索和实践 [2-3]。混合式教学的设计和实施，最重要的是考虑如何通过线上线下相结合的课程重构，使一门课程在有限的学时内在宽度和深度上达到课程目标 [4]。
1 立体化教学资源建设
教学资源是教学理念的载体、教学质量的保障和体现。在云计算课程教学实践中，遵循 OBE产出导向教育理念 [5]，通过对课程知识点的梳理和合理组织，阶段性推进在线课程、拓展资源、实践教学平台以及教材资源建设，逐步形成以云计算关键技术及主流云平台应用为核心的立体化教学资源体系，如图 1 所示。
1.1 在线课程建设
云计算技术与应用在线课程是学生获取基础理论知识的主要途径，课程围绕云计算核心概念组织教学内容，包括教学视频、案例讲解、线上教程、单元测试、线上讨论、线上考试等教学资源。在线课程密切关注云计算技术的发展动态，积极吸收云计算先进技术和前沿科技成果，持续扩充和完善相关知识点，每期新增或更新 20%左右的教学视频和技术资料，不断提升课程内容的先进性和高阶性。在线课程于 2017 年在中国大学 MOOC 开课，并于 2020 年入选国家级线上一流本科课程。
1.2 拓展资源建设
为拓宽学生知识面，通过在线课堂发布了云计算最新技术文献、前沿技术专题讲座、公有云平台开发课堂、云服务产品使用文档等线上资源，鼓励学生开展拓展学习；在拓展专业知识的同时融入课程思政元素，将国内云计算企业的优秀案例引入课程资源体系，引导学生深刻领会我国云计算技术的创新能力，激发学生的学习责任感，达成课程在知识传授、能力培养、素质与价值引领方面的高阶目标。
1.3 实践资源建设
构建基于 OpenStack 的实验教学平台，配置多种实验环境镜像模板，学生在校园网中可通过浏览器、云桌面客户端访问云实验平台，申请创建虚拟机并定制个性化实验环境；与阿里云合作共建云端实验平台，使课程资源与行业企业最新技术接轨，为疫情期间线上实验教学提供资源支持。
基于阿里云的技术背景和云资源构建课外创新实践平台，指导学生利用平台提供的行业实训案例和数据集开展课外实践项目，提升学生的工程实践能力；通过产学合作建设创新实践资源，有效解决高校实践平台与案例资源不足的问题，为学生创新实践能力的培养提供支持。
1.4 教材建设
编写教材指导学生自主开展线下实验，通过实践操作，深入理解云计算系统架构和云服务实现模块。为促进课程与教材一体化建设，我们对课程各单元知识点和基于线上开展的测试、互评、研讨和数据分析等教学环节进行梳理和重构，整合多种媒体形式的教学资源，形成新型数字教材，便于学生随时随地进行线上学习。
2 线上线下混合式教学模式的设计与实施
根据 OBE 产出导向教学理论，教学过程和结果要更多地关注学生最后学到了什么、学会了什么。在教学设计上应立足于以学生为主体、教师为主导的理念，借助引导性知识激发学生兴趣，让学生成为所学知识的建构者和问题的发现者 [6-7]。基于此，云计算课程教学以培养应用型人才的知识运用能力、实战技术能力、自主学习能力为目标，对教学环境、教学方法进行改革和创新，通过线上线下融合的教学形式，逐步实现以“教”为中心向以“学”为中心的转变。
2.1 线上线下相融合的教学设计
混合式教学设计首先要明确线上线下教学目标，并做好教学内容的合理分工。线上教学以知识讲授为主，注重知识面的宽度；线下教学以加强学生对知识点和方法的深化和应用为目标，是训练应用能力、培养创新素养的过程。根据线上线下教学内容和达成目标，要设计课前预习、课堂讲授、课后拓展、综合实践教学环节，并结合线上学习和线下课堂的特点和规律组织和实施教学活动，引导学生进行有效的知识积累和加工，促进学生主动探索、发现和解决问题。
为培养学生的自主学习习惯，教师课前布置预习任务，学生利用丰富的 MOOC 资源完成线上学习，掌握需要记忆和理解的基础知识。线下课堂以案例分析和课堂研讨为主，教师针对主流云计算技术结合专业应用领域精心设计教学案例，在课堂上借助高效的问答、讨论和协作学习促进师生的同步和互动，训练学生高阶思维能力。课后针对难点和重点进行强化学习和讨论，指导学生基于线上资源进行专题学习，调研和分析不同级别的云解决方案，在线下以学生为主体进行讲解和研讨，以此激发学生自主学习的兴趣。在综合实践环节，学生通过线上教程了解实验原理和实验步骤，基于云端实验平台完成实验项目，在线下进行现场演示和互动交流，对实验项目进行优化和完善。通过线上线下自主学习、研讨实践以及成果展示等教学活动，教师帮助学生建立完整的知识体系，使其对所学内容从“理解”提升到“能够运用、分析和评价”的程度，从而使课程更具有创新性和挑战性。图 2 是课程线上线下混合式教学设计。
2.2 加强线上线下教学活动过程管理
混合式教学采用以解决问题为核心的翻转课堂教学模式，要求学生课前在线完成所有相关知识点的学习，在课堂上才能进行有效的交流和评估。为保证混合式教学的质量，应加强线上线下教学活动的过程管理，利用立体化教学资源、多样化教学手段和多元化考核方式，实现学生有监督性的学习、教师有针对性的指导。
教师在课前、课中、课后的各个教学环节及时汇总学生学习记录和任务报告，关注学生到课率和学习状态，检查学生的知识掌握情况。针对在线学习缺乏强制性的问题，线上教学利用慕课堂开展有时间约束的同步签到、练习、问卷、讨论等教学活动，督促学生按进度要求完成学习任务；通过在教学视频中嵌入驻点测试题的方式加强在线学习的专注度，学生在完成习题并提交答案后方可继续观看视频；设计包含多种题型的单元测试题，增加线上辅导答疑、线上作业提交和批改的频次，帮助学生巩固和理解所学知识点；发布更多能够将教学内容与专业背景、前沿技术、实践应用相结合的讨论话题，鼓励学生积极参加线上交流讨论，表现优异者在课程考核中可以得到加分的奖励。对线上教学活动的有效管理，可以提升学生在线学习的参与感，也为有指向性的开展课堂研讨提供依据。
课堂研讨是混合式教学的核心环节，也是学生自我展示的平台，通过汇报展示、讲练问答、师生点评等方式，可以开展问题定义—问题分析讨论—问题解决—再提出问题的迭代式研究和探讨，激励学生深入思考和发散性思维。为提升课堂活跃度，教师设计若干开放性研讨课题，引导学生进行深层次的学习与探究。学生在自主调研、查阅资料中形成自己的见解和疑问，将调研结果形成文档，在课堂上展示和讲解。在课堂研讨中应实时关注学生表现，根据需要进行点评和必要的补充讲解，适度调节课堂节奏，在有限的课时内尽可能提升研讨质量；引导学生课后对所学内容进行总结反思，概括回顾理论知识，总结自己的学习过程和学习方法，在强化专业技能的同时，全面提升思辨能力、表达能力和沟通能力。图 3 所示是混合式教学活动实施和管理过程。
2.3 线上线下混合式实验方式
云计算课程的实验目标是让学生在了解云计算知识体系及技术架构的基础上，通过实践培养对云计算环境的认知、分析、设计和运用能力，进而基于云计算技术开发和部署应用系统。为了给学生提供更多开展实践创新的机会，我们与阿里云产学合作设计以“基础—综合—创新”为主线的多层次实验项目。基础实验是基于阿里云弹性云服务器 ECS 搭建应用环境、实现容器基本操作，帮助学生巩固云计算虚拟化技术的理论知识和基本实践技能；综合实验是基于阿里云服务资源和云产品设计一个具体应用实例，让学生掌握 IaaS/ PaaS 云平台的技术架构和云服务提供方式，培养学生运用云平台研究和解决专业问题的实战能力；创新实验是结合行业云计算应用案例，组织学生开展专题学习与培训，设计和发布具有工程背景的云计算应用项目。
课程采用线上线下混合式实验方式，学生在线学习实验教程，基于云端实验平台自主完成实验，以线下研讨的形式进行演示验收、分析总结，对项目改进和创新并形成实验报告。对于学有余力的学生，鼓励他们以学习小组的形式对云计算技术进行深入研究；指导他们参加各级学科竞赛和大创项目，以竞赛激发学生的自主创新意识，以提升成就感和荣誉感，激励更多的学生积极投入到创新实践活动。课程实验项目和实验方式设置见表 1。
2.4 课程考核方式设计
为科学地衡量教学效能和教学目标达成度，设计多元化课程考核方式，考核指标包括线上学习测评（20%）、线下考核（30%）、期中考试（10%）、实验测评（20%）、大作业（20%）。线上学习测评主要考查学生对基础知识和核心概念的掌握，根据观看教学视频的时长、单元测试成绩、在线讨论活跃度、在线考试成绩等数据对学生线上学习效果进行评价；线下考核根据学生平时课堂表现，包括出勤、堂测、问答、研讨情况评分，主要考查学生自主学习能力和综合运用知识的能力；期中考试是对学生阶段性学习效果的考查，采用线下开卷方式，考试内容主要是将核心知识点和实际应用相结合设计若干开放性论述题目，学生围绕给出的问题从各自不同的角度阐述自己的观点；实验测评包括线上、线下实验成绩，根据实验完成情况和实验报告质量评分，主要考查学生对云平台的基础操作能力；大作业要求以小组为单位基于云平台设计部署一个云应用，项目完成后现场演示和答辩，根据代码完成度、汇报表现、实验报告质量，结合同学互评综合评定。
3 混合式教学成效
3.1 充分调动学生积极性和主动性
混合式教学模式强化了线上线下学习过程管理，同时在多元化考核方式的激励下，学生积极主动参与线上线下讨论，根据线上统计数据，教学班全部学生按时完成课堂签到、单元测试、实验报告提交、在线讨论等学习任务，其中有一半学生在线讨论活跃度达到满分要求。校内教学评估调查结果显示， 91% 的学生评价混合式教学活动形式多样，课堂内容丰富有趣，学习积极性和主动性有一定提升。
3.2 大幅度提升学生实践能力
学校将软件类学科竞赛如“中软杯”“服创大赛”等赛题引入综合实践课堂，指导学生基于主流云平台设计和实现赛题项目，以课赛结合的方式加强学生实践创新能力培养。经过连续多年的混合式教学改革与实践，学生在云计算、人工智能、大数据方面的实践能力迅速提升，在软件设计大赛中成绩显著。
4 结 语
随着教学信息化、智能化的普及，以学生为中心的线上线下融合教学将逐步成为大学常态的教学方式。为使学生在有限的课时内掌握课程知识点和前沿技术，达到“学一门会一门”的目标，就需要持续不断地对教学内容、教学资源及教学方式进行改革和创新。在云计算课程后续教学中还需继续加强与企业的深度合作，通过产教融合进一步推进一流课程建设，设计更加有效的激励机制，激发学生作为学习主体的主动性、积极性与创造性，切实提升学生的专业技能和综合素质。
参考文献：
[1] 张岩.“互联网+教育”理念及模式探析[J]. 中国高教研究, 2016(2): 70-73.
[2] 高岩, 林颖, 吴德文, 等. 项目驱动的线上线下启发式深度学习实践教学探索[J]. 计算机教育, 2021(9): 51-53.
[3] 马超, 曾红, 王宏祥等. 线上线下混合实验教学模式研究[J]. 实验室研究与探索, 2019, 38(5): 185-189.
[4] 战德臣, 徐晓飞, 张龙, 等. 深度理解高校慕课指南, 建好线上线下混合课程[J]. 计算机教育, 2021(10): 1-6.
[5] 施晓秋. 遵循专业认证OBE理念的课程教学设计与实施[J]. 高等工程教育研究, 2018(5): 154-160.
[6] 袁华, 陈伟, 郁先哲, 等. 基于OBE原则的实践教学体系再构[J]. 实验技术与管理, 2019, 46(7): 206-209.
[7] 苏芃, 李曼丽. 基于OBE理念, 构建通识教育课程教学与评估体系: 以清华大学为例[J]. 高等工程教育研究, 2018(2): 129–135.
基金项目： 2020 年度教育部产学合作协同育人项目（202002001058）；2021 年度教育部产学合作协同育人项目（202102278063）；河海大学 2021 年度数字课程出版建设项目（河海教务 [2021]52 号）。
作者简介： 金永霞，女，河海大学实验师，研究方向为云计算实践与应用，jinyx@hhu.edu.cn。
引文格式：金永霞. 云计算技术与应用课程线上线下混合式教学改革与实践[J].计算机教育,2022(11):92-96.
转自：“计算机教育”微信公众号
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