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[摘 要]新冠肺炎疫情将线上教学推上教育一线。面对繁杂的教学软件，各种教学理念和方法，各专业差异化教学的现状，针对高校学生群体的学习特点，提出一种简单、可操作的基于“问题导向”的线上教学设计方法。能有效提高线上教学的教学效果。
[关键词]线上教学;教学设计;问题导向
[基金项目]2017年度陕西高等教育教学改革研究项目“以数学建模为载体提升大学生自主学习能力和创新能力的研究与实践”（17BY035）
[作者简介]鲁 萍（1979—），女，山东济南人，硕士，西安建筑科技大学副教授，主要从事应用数学及计算机交叉学科研究;刘 勇（1979—），男，陕西西安人，博士，西安建筑科技大学副教授，主要从事最优化理论与算法、环境管理研究。
[中图分类号] G434;O29 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）28-0300-02 [收稿日期] 2020-05-09
受新冠肺炎影响，全国高校自2月17日起开始大规模线上教学。线下面对面变成线上屏幕相隔，学生的学习状态、情感变化[1]以及互动交流方式均受到深刻影响。面对教学方式的改变，教学组织、教学设计、教学手段均需要与时俱进同步改变[2-3]。本文基于逆向思维，提出“问题导向”的线上教学设计方法，目标是在最短的时间获得最好的线上教学效果。
一、教学目标及教学组织
1.授课平台。超星网络课程平台：提供学习视频、学习资料、布置作业;腾讯课堂：直播讲解;QQ群：布置学习任务、组织教学活动、答疑、讨论、交流。
选择直播软件应该满足两个条件：一是能够展示出PPT的动画效果;二是能够在讲课过程中勾画批注。
2.授课整体模式。本课程整体采用翻转课堂授课模式，以培养学生自主学习能力为主要目标。授课以QQ群为核心，进行教学组织和管理，以超星平台为自主学习基地，学生学习视频并完成作业，以腾讯课堂为互动学习补充，讲解自学中的难点问题。
二、“问题导向“教学设计方法
“问题导向”教学设计思路，即在教学设计中，首先以教学目标为核心，其次重点针对线上教学可能存在的问题综合考虑，设计不同的教学组织方法、策略，以保证教学效果。拟解决的问题如下表所示（以数学建模课程为例）：
1.确保学生按要求学习视频。（1）规则先行。开课前清楚地告知学生，视频学习在考核中所占比重，以及在超星平台上可以实时检查视频学习的状态。让学生知道，老师可以实时监督。（2）及时督促。学习期间及时跟进，公布学习进度，提醒学习。（3）及时反馈。对于没有按时学习的学生公布名单，及时勾通。
2.确保自学视频的学习质量。（1）合理拆解知识点，制作高质量微课视频。考虑：难度、时长、完整性。控制每个视频在15分钟左右，且做到独立完整，有引入有小结。提高可学性。视频中要有足够的动画展示，引导学习思路，避免出现一个画面讲3分钟的情况。（2）堂前测。作用一：激发学习兴趣;用有趣的生活、生产问题开始。作用二：回顾必要的基础知识，作为知识点的铺垫。作用三：对比学习结果。精心设计的堂前测符合“一般思路”，而对应知识点的学习会拔高、拓展这个思路。从而在学习前后形成强烈对比，让学生对所学内容加深印象。（3）堂后测（作业）。通过作业可以有效的检查学习质量，以避免出现“一学就懂，一做就错”的自以为学会的情况。
3.让作业题辅助提升“自主学习力”。（1）每學必练。保证每次视频学习后都有作业题来检验学习情况。（2）自学自练。学生在完成作业这个环节不需要等待老师批阅作业，做完作业立即可以看到答案和分数。通过学习详细的答案解析来自主学习，对知识点查漏补缺。以实现学习的完整闭环。（3）以测促思，全面测试。第一类测试：视频中的知识点理论及简单应用。第二类测试：知识点之间的联系。第三类测试：难点应用，需要认真思考。第四类测试：易错点。错题更容易被记住并印象深刻。第五类测试：总结概括。（4）主观题客观化。为了实现“自学自练”的闭环学习，对于应用题、计算题这样的主观题可以巧妙地客观化。比如考核中间阶段关键数据、及最终答案，并在试题解析中提供完整的解答过程以供学习。对解题的步骤进行序列化通过多选、单选考核等。最终达到完整测试的目的。
4.直播课中看不见学生，如何确抓住学生注意力。（1）提高互动频率（约5—10分钟一个互动）。常互动：每个小知识点讲完都要求回复是否听懂。常提问：有意增加问题多用启发式教学方法。随机点名提问：针对不常互动的学生点名提问。（2）“大练习”变为“小思考”。留给学生独立思考的时间最好不超过1分钟，不能将线下的“课堂练习”原样照搬线上，需要重新设计教学内容组织。（3）优化制作PPT。因为不方便板书，所以应修订PPT，增加更多动画设置使得授课思路更清晰。（4）教师真人出镜。真人出镜可以用肢体语言或者教具辅助讲解，提高对学生的吸引力。
5.确保直播课的教学效果。（1）直播课后抽查笔记、听课截图。（2）考勤听课记录，并公布。
6.提高自主学习能力。（1）翻转课堂模式。独立自主学习为主，教师答疑解惑为辅。先自己学习视频、完成作业，再讲解。让学生从心理建设上认同“自主学习”在这门课中的重要性。（2）相互讨论、自助答疑模式。遵循“教是最好的学”这一学习原则。学生在超星平台学习、完成作业期间可能会产生疑问，鼓励学生之间相互讨论、解答问题，创造更多独立思考的机会，以及给同学讲题的机会，从而有效提升自主学习能力。（3）鼓励合作。鼓励学生组队合作完成更高级别的练习。
7.建立“系统化分析”的思维。系统化分析：层层递进、分类讨论、假设简化、逆向思考、检验思维等，帮助学生形成一个分析问题解决问题的框架流程。在整门课中不同的知识点授课中一部分一部分传递，最终形成一个好的思维模式。 三、在数学建模课中的应用
以数学建模课程入门引例“席位分配”问题为例，教学设计如下：
1.堂前测。（1）某校有200名学生，甲系100名，乙系60名，丙系40名，若学生代表会议设20个席位，问三系各有多少个席位？（2）某校有200名学生，甲系100名，乙系60名，丙系40名，若学生代表会议设21个席位，问三系各有多少个席位？（3）你完成上面问题，大概用了多长时间？A.1-2分钟、B.3-5分钟、C.>5分钟【对比法】测试3分钟、学习30分钟。此处“简单、快速”，对比后面学习的“专业、完整”，使学生更注重数学建模方法的思维。
2.视频学习。（1）视频1 问题分析：惯例法建模。【案例法】对堂前测的问题，找到“不合理”现象，引出建模分析。（2）视频2模型建立。1）衡量公平分配的度量指标：绝对不公平度，相对不公平度;2）Q值分配方法。【建模分析—层层递进】一步步推导，找反例，修正公式，推出Q值法;3）分析：惯例法、Q值法优缺点，建模：惯例 Q值综合法。【建立模型—综合取优】强调：基于简单方法构建新模型的思路。（3）视频3 模型求解。1）算法流程图;2）检验求解结果合理性的方法。【启发式教学】强调：算法流程图的作用;只有结果还不够，需要对结果进行检验的建模思路。
3.作业测试。测试自学掌握知识的程度。【对比法】手算求解案例，感受手算的“麻烦”，为编程求解做准备。
4.直播讲解。（1）难点1：关于“每席位代表人数”的理解和应用;（2）难点2：“相对不公平度”公式;（3）重点：“计算一道题”和“用建模思维解决问题”的区别：层层递进推导法、综合取优法;（4）思政引导：建立系统化分析思维解决问题。【直播互动】1）学习视频并完成作业用时多少？2）如何理解“每席位代表人数”越小越好，自己举例。3）写出描述建模的流程。4）本次课学完，体会最深的地方？
通过用“问题导向”的方法组织和设计教学内容，前后铺垫，形成一个完整的教学体系，在每个环节都能有效的監测学习进度和教学质量，并在直播的过程中通过多次互动让学生随时在线思考，以确保学习质量。该方法简单方便，可以用于各类课程中，针对教学目标融入不同的互动问题。
参考文献
[1]鲁萍.基于情感的微课设计及教学方法探究与应用[J].教育现代化，2016，3（25）：148-149 151.
[2]李晶晶，王占锋.疫情背景下成果导向教育理念在桥梁工程技术课程远程线上教学中的应用[J].中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2020，（04）：183-184.
[3]郭志芳，田新翠.基于移动教学平台的高级统计学课程线上教学模式设计[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020， （04）：1-2.
Research on the "Problem-oriented" Online Teaching Design： Taking the Course in Mathematical Modeling as an Example
LU Ping， LIU Yong
（School of Science， Xi’an University of Architecture and Technology， Xi’an， Shaanxi 710055， China）
Abstract： The novel coronavirus pneumonia has pushed online education to the forefront of education. In the face of complicated teaching software， various teaching concepts and methods， and the current situation of different teaching in different majors， a simple and operable "problem-oriented" online teaching design is proposed according to the learning characteristics of college students. It can effectively improve the teaching effect of online teaching.
Key words： online teaching; teaching design; problem orientation
[关键词]线上教学;教学设计;问题导向
[基金项目]2017年度陕西高等教育教学改革研究项目“以数学建模为载体提升大学生自主学习能力和创新能力的研究与实践”（17BY035）
[作者简介]鲁 萍（1979—），女，山东济南人，硕士，西安建筑科技大学副教授，主要从事应用数学及计算机交叉学科研究;刘 勇（1979—），男，陕西西安人，博士，西安建筑科技大学副教授，主要从事最优化理论与算法、环境管理研究。
[中图分类号] G434;O29 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）28-0300-02 [收稿日期] 2020-05-09
受新冠肺炎影响，全国高校自2月17日起开始大规模线上教学。线下面对面变成线上屏幕相隔，学生的学习状态、情感变化[1]以及互动交流方式均受到深刻影响。面对教学方式的改变，教学组织、教学设计、教学手段均需要与时俱进同步改变[2-3]。本文基于逆向思维，提出“问题导向”的线上教学设计方法，目标是在最短的时间获得最好的线上教学效果。
一、教学目标及教学组织
1.授课平台。超星网络课程平台：提供学习视频、学习资料、布置作业;腾讯课堂：直播讲解;QQ群：布置学习任务、组织教学活动、答疑、讨论、交流。
选择直播软件应该满足两个条件：一是能够展示出PPT的动画效果;二是能够在讲课过程中勾画批注。
2.授课整体模式。本课程整体采用翻转课堂授课模式，以培养学生自主学习能力为主要目标。授课以QQ群为核心，进行教学组织和管理，以超星平台为自主学习基地，学生学习视频并完成作业，以腾讯课堂为互动学习补充，讲解自学中的难点问题。
二、“问题导向“教学设计方法
“问题导向”教学设计思路，即在教学设计中，首先以教学目标为核心，其次重点针对线上教学可能存在的问题综合考虑，设计不同的教学组织方法、策略，以保证教学效果。拟解决的问题如下表所示（以数学建模课程为例）：
1.确保学生按要求学习视频。（1）规则先行。开课前清楚地告知学生，视频学习在考核中所占比重，以及在超星平台上可以实时检查视频学习的状态。让学生知道，老师可以实时监督。（2）及时督促。学习期间及时跟进，公布学习进度，提醒学习。（3）及时反馈。对于没有按时学习的学生公布名单，及时勾通。
2.确保自学视频的学习质量。（1）合理拆解知识点，制作高质量微课视频。考虑：难度、时长、完整性。控制每个视频在15分钟左右，且做到独立完整，有引入有小结。提高可学性。视频中要有足够的动画展示，引导学习思路，避免出现一个画面讲3分钟的情况。（2）堂前测。作用一：激发学习兴趣;用有趣的生活、生产问题开始。作用二：回顾必要的基础知识，作为知识点的铺垫。作用三：对比学习结果。精心设计的堂前测符合“一般思路”，而对应知识点的学习会拔高、拓展这个思路。从而在学习前后形成强烈对比，让学生对所学内容加深印象。（3）堂后测（作业）。通过作业可以有效的检查学习质量，以避免出现“一学就懂，一做就错”的自以为学会的情况。
3.让作业题辅助提升“自主学习力”。（1）每學必练。保证每次视频学习后都有作业题来检验学习情况。（2）自学自练。学生在完成作业这个环节不需要等待老师批阅作业，做完作业立即可以看到答案和分数。通过学习详细的答案解析来自主学习，对知识点查漏补缺。以实现学习的完整闭环。（3）以测促思，全面测试。第一类测试：视频中的知识点理论及简单应用。第二类测试：知识点之间的联系。第三类测试：难点应用，需要认真思考。第四类测试：易错点。错题更容易被记住并印象深刻。第五类测试：总结概括。（4）主观题客观化。为了实现“自学自练”的闭环学习，对于应用题、计算题这样的主观题可以巧妙地客观化。比如考核中间阶段关键数据、及最终答案，并在试题解析中提供完整的解答过程以供学习。对解题的步骤进行序列化通过多选、单选考核等。最终达到完整测试的目的。
4.直播课中看不见学生，如何确抓住学生注意力。（1）提高互动频率（约5—10分钟一个互动）。常互动：每个小知识点讲完都要求回复是否听懂。常提问：有意增加问题多用启发式教学方法。随机点名提问：针对不常互动的学生点名提问。（2）“大练习”变为“小思考”。留给学生独立思考的时间最好不超过1分钟，不能将线下的“课堂练习”原样照搬线上，需要重新设计教学内容组织。（3）优化制作PPT。因为不方便板书，所以应修订PPT，增加更多动画设置使得授课思路更清晰。（4）教师真人出镜。真人出镜可以用肢体语言或者教具辅助讲解，提高对学生的吸引力。
5.确保直播课的教学效果。（1）直播课后抽查笔记、听课截图。（2）考勤听课记录，并公布。
6.提高自主学习能力。（1）翻转课堂模式。独立自主学习为主，教师答疑解惑为辅。先自己学习视频、完成作业，再讲解。让学生从心理建设上认同“自主学习”在这门课中的重要性。（2）相互讨论、自助答疑模式。遵循“教是最好的学”这一学习原则。学生在超星平台学习、完成作业期间可能会产生疑问，鼓励学生之间相互讨论、解答问题，创造更多独立思考的机会，以及给同学讲题的机会，从而有效提升自主学习能力。（3）鼓励合作。鼓励学生组队合作完成更高级别的练习。
7.建立“系统化分析”的思维。系统化分析：层层递进、分类讨论、假设简化、逆向思考、检验思维等，帮助学生形成一个分析问题解决问题的框架流程。在整门课中不同的知识点授课中一部分一部分传递，最终形成一个好的思维模式。 三、在数学建模课中的应用
以数学建模课程入门引例“席位分配”问题为例，教学设计如下：
1.堂前测。（1）某校有200名学生，甲系100名，乙系60名，丙系40名，若学生代表会议设20个席位，问三系各有多少个席位？（2）某校有200名学生，甲系100名，乙系60名，丙系40名，若学生代表会议设21个席位，问三系各有多少个席位？（3）你完成上面问题，大概用了多长时间？A.1-2分钟、B.3-5分钟、C.>5分钟【对比法】测试3分钟、学习30分钟。此处“简单、快速”，对比后面学习的“专业、完整”，使学生更注重数学建模方法的思维。
2.视频学习。（1）视频1 问题分析：惯例法建模。【案例法】对堂前测的问题，找到“不合理”现象，引出建模分析。（2）视频2模型建立。1）衡量公平分配的度量指标：绝对不公平度，相对不公平度;2）Q值分配方法。【建模分析—层层递进】一步步推导，找反例，修正公式，推出Q值法;3）分析：惯例法、Q值法优缺点，建模：惯例 Q值综合法。【建立模型—综合取优】强调：基于简单方法构建新模型的思路。（3）视频3 模型求解。1）算法流程图;2）检验求解结果合理性的方法。【启发式教学】强调：算法流程图的作用;只有结果还不够，需要对结果进行检验的建模思路。
3.作业测试。测试自学掌握知识的程度。【对比法】手算求解案例，感受手算的“麻烦”，为编程求解做准备。
4.直播讲解。（1）难点1：关于“每席位代表人数”的理解和应用;（2）难点2：“相对不公平度”公式;（3）重点：“计算一道题”和“用建模思维解决问题”的区别：层层递进推导法、综合取优法;（4）思政引导：建立系统化分析思维解决问题。【直播互动】1）学习视频并完成作业用时多少？2）如何理解“每席位代表人数”越小越好，自己举例。3）写出描述建模的流程。4）本次课学完，体会最深的地方？
通过用“问题导向”的方法组织和设计教学内容，前后铺垫，形成一个完整的教学体系，在每个环节都能有效的監测学习进度和教学质量，并在直播的过程中通过多次互动让学生随时在线思考，以确保学习质量。该方法简单方便，可以用于各类课程中，针对教学目标融入不同的互动问题。
参考文献
[1]鲁萍.基于情感的微课设计及教学方法探究与应用[J].教育现代化，2016，3（25）：148-149 151.
[2]李晶晶，王占锋.疫情背景下成果导向教育理念在桥梁工程技术课程远程线上教学中的应用[J].中国多媒体与网络教学学报（中旬刊），2020，（04）：183-184.
[3]郭志芳，田新翠.基于移动教学平台的高级统计学课程线上教学模式设计[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020， （04）：1-2.
Research on the "Problem-oriented" Online Teaching Design： Taking the Course in Mathematical Modeling as an Example
LU Ping， LIU Yong
（School of Science， Xi’an University of Architecture and Technology， Xi’an， Shaanxi 710055， China）
Abstract： The novel coronavirus pneumonia has pushed online education to the forefront of education. In the face of complicated teaching software， various teaching concepts and methods， and the current situation of different teaching in different majors， a simple and operable "problem-oriented" online teaching design is proposed according to the learning characteristics of college students. It can effectively improve the teaching effect of online teaching.
Key words： online teaching; teaching design; problem orientation