工程教育認(rèn)證下大學(xué)數(shù)學(xué)微課實(shí)踐

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［摘要］在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，社會(huì)對(duì)高校培養(yǎng)的畢業(yè)生的能力提出了更高的要求。本研究對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)進(jìn)行了探索并提出了基于微課的混合式教學(xué)模式。整個(gè)模式以學(xué)生為中心，圍繞著如何使學(xué)生掌握畢業(yè)生所要具備的能力展開。本文介紹了基于微課的混合式教學(xué)實(shí)踐過程的計(jì)劃、實(shí)施、評(píng)價(jià)和改進(jìn)四環(huán)節(jié)及其應(yīng)注意的問題，包括選好知識(shí)點(diǎn)、微課時(shí)間控制、靈活融入課堂教學(xué)、微課制作要把握好度、充分聽取學(xué)生的評(píng)價(jià)反饋等，并在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了微課類型多樣化和搭建大學(xué)數(shù)學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)等改進(jìn)措施。

［關(guān)鍵詞］工程教育專業(yè)認(rèn)證;微課;混合式教學(xué)模式;大學(xué)數(shù)學(xué)

一、教學(xué)現(xiàn)狀

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，社會(huì)對(duì)高校培養(yǎng)的畢業(yè)生的能力提出了更高的要求。但是，大學(xué)數(shù)學(xué)目前的教學(xué)現(xiàn)狀顯然無法與這樣的要求相匹配。當(dāng)前，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)主要存在如下問題:一是從教學(xué)安排上看，大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)都面臨著學(xué)時(shí)少且內(nèi)容多的困境。一方面，教師完成大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容的時(shí)間有限，難以增加一些實(shí)際應(yīng)用案例，不能擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面和培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力。另一方面，為了適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要，很多高校增加了實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐性課程的學(xué)時(shí)，對(duì)大學(xué)數(shù)學(xué)等理論課的學(xué)時(shí)進(jìn)行了壓縮。二是從教學(xué)方法上看，大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)仍以填鴨式的講授模式為主。在信息技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代，依然有很多教師只依靠教材和PPT課件，只采用傳統(tǒng)的單向講授式教學(xué)方法。這樣，教師的教學(xué)效果只能達(dá)到布盧姆教育目標(biāo)分類中的記憶和理解的水平，根本無法實(shí)現(xiàn)更高層次的教育目標(biāo)，如應(yīng)用和分析。［3］三是從學(xué)生情況上看，學(xué)生個(gè)體差異大且學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不高。一方面，學(xué)生的基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力差異大，統(tǒng)一進(jìn)度的授課方式難以滿足不同水平學(xué)生的需求。另一方面，大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)較為抽象，如果學(xué)生缺乏思考和應(yīng)用性鍛煉，易對(duì)數(shù)學(xué)課程喪失興趣進(jìn)而產(chǎn)生害怕和厭惡的心理。很多學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)能力不足，他們僅把學(xué)習(xí)目的定位為通過考試。

二、基于微課的混合式教學(xué)

美國(guó)學(xué)者Singh和Reed認(rèn)為:混合式學(xué)習(xí)(B－learning)是在“適當(dāng)?shù)摹睍r(shí)間，通過把“適當(dāng)?shù)摹睂W(xué)習(xí)技術(shù)與“適當(dāng)?shù)摹睂W(xué)習(xí)風(fēng)格契合起來，對(duì)“適當(dāng)?shù)摹睂W(xué)習(xí)者傳遞“適當(dāng)?shù)摹蹦芰Γ瑥亩〉米顑?yōu)化的學(xué)習(xí)效果的學(xué)習(xí)方式。［4］混合式教學(xué)聚焦于最終的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，是采用多種傳遞模式優(yōu)化學(xué)習(xí)產(chǎn)出和降低學(xué)習(xí)成本的一種教學(xué)模式，非常符合OBE教育理念?；旌鲜浇虒W(xué)要求教師運(yùn)用各種教學(xué)理論，協(xié)調(diào)各個(gè)要素，充分發(fā)揮混合式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)以實(shí)現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化。但是，教育者不能把混合式教學(xué)簡(jiǎn)單理解為傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)與在線學(xué)習(xí)的混合，而應(yīng)理解為對(duì)包括教學(xué)理論、教學(xué)資源、教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)境在內(nèi)的各種學(xué)習(xí)要素的全方位的有機(jī)混合。高校的混合式教學(xué)離不開微課的使用。微課(MicroLearningResource)指運(yùn)用信息技術(shù)按照認(rèn)知規(guī)律，呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容、過程及擴(kuò)展素材的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源。微課的核心組成部分包括三個(gè)方面:一是課堂教學(xué)視頻，二是與教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試，三是學(xué)生反饋、教師點(diǎn)評(píng)等輔助性教學(xué)資源。這些教學(xué)資源相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)，共同構(gòu)建了一個(gè)半結(jié)構(gòu)化、主題式的學(xué)習(xí)單元。微課具有主題突出、教學(xué)內(nèi)容少、教學(xué)時(shí)間短、易于傳播和便于學(xué)生靈活學(xué)習(xí)等特點(diǎn)?；诖耍⒄n在混合式教學(xué)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可以較好地解決上文提及的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題。

三、基于微課的混合式教學(xué)實(shí)踐過程

(一)微課選題

首先，教師應(yīng)將教學(xué)大綱中的教學(xué)內(nèi)容細(xì)分為若干個(gè)小知識(shí)點(diǎn)，從中選出合適的知識(shí)點(diǎn)制作微課。在傳統(tǒng)的課堂講授模式中，學(xué)生對(duì)各章節(jié)的知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)未必能學(xué)習(xí)一遍就掌握并熟練運(yùn)用，因此，在選題過程中教師應(yīng)盡量考慮這些知識(shí)點(diǎn)。這些知識(shí)點(diǎn)可以是比較復(fù)雜抽象的概念(例如導(dǎo)數(shù)和定積分的定義)，也可以是難掌握的計(jì)算方法(例如不定積分的計(jì)算)。另外，對(duì)本校改革班學(xué)生的調(diào)研結(jié)果顯示，80%的學(xué)生表示每次觀看微課視頻的時(shí)間不超過15分鐘。因此，微課的錄制時(shí)間一般不宜過長(zhǎng)(應(yīng)控制在5～15分鐘)，教師可以把復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步分解為若干個(gè)更細(xì)的知識(shí)點(diǎn)。

(二)微課的教學(xué)設(shè)計(jì)

好的教學(xué)設(shè)計(jì)是微課的靈魂，教師不能簡(jiǎn)單地把微課等同于將自己上課的過程錄制下來。有恰當(dāng)?shù)倪x題后，教師需要進(jìn)一步圍繞所選的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，即要以微課對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)類型、要采用的教學(xué)方法和要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，設(shè)計(jì)出具有多樣性和創(chuàng)新性的教學(xué)過程。例如，對(duì)導(dǎo)數(shù)和定積分等概念型的知識(shí)點(diǎn)，教師通常會(huì)用一些實(shí)際例子引入概念。教師在傳統(tǒng)課堂講授中往往只能用PPT中簡(jiǎn)單的動(dòng)畫演示概念。而微課可以設(shè)計(jì)更豐富、生動(dòng)的多媒體動(dòng)畫，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)概念的深刻理解。對(duì)懸鏈線等應(yīng)用型知識(shí)點(diǎn)，教師亦可采用此方式，引起學(xué)生的興趣，推動(dòng)他們積極應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，最終提高他們的應(yīng)用能力。在講授積分計(jì)算等方法性的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師側(cè)重于在講解過程中設(shè)計(jì)好關(guān)鍵問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考并逐步推導(dǎo)出最終的方法和公式。無論是哪一種類型知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，教師要遵循的基本原則都是以學(xué)生為中心，充分考慮學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力、興趣點(diǎn)以及期望獲得的目標(biāo)能力。

(三)制作微課

教師制作微課時(shí)要把握好度，以體現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)為宜。一方面，教師要避免制作過于粗糙。要實(shí)現(xiàn)好的教學(xué)目標(biāo)，教師制作的微課要吸引學(xué)生。簡(jiǎn)單地將PPT播放過程錄屏或?qū)⒔處熓谡n過程拍攝下來，都容易使學(xué)生喪失興趣。教師制作時(shí)可以適當(dāng)?shù)貙PT、板書和教師授課這幾個(gè)方面有機(jī)地結(jié)合起來，并借助一些其他的拍攝手法，以完整地體現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的思想。另一方面，教師要避免在制作微課時(shí)過于追求華麗的形式。教師片面地追求畫面的效果，不僅容易干擾學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)抓不住要點(diǎn)，還浪費(fèi)教師大量的時(shí)間和精力。

(四)微課的使用

教師如何在教學(xué)過程中使用好微課是混合式教學(xué)實(shí)踐關(guān)鍵的一步。目前，很多高校的教師在使用翻轉(zhuǎn)課堂模式教學(xué)時(shí)大都是在課前將微課提供給學(xué)生并讓其自學(xué)，在課堂上集中討論和解題答疑。其實(shí)，這樣的方式僅僅是教師使用微課的一種形式。在不同的教學(xué)內(nèi)容和不同的教學(xué)方法下，教師需要將微課靈活地融入教學(xué)過程中，既可以是課前，也可以是課中和課后。通常來說，教師可以在課前把概念型微課提供給學(xué)生并讓其自學(xué)，在課中插入方法型微課，在課后適合放應(yīng)用型微課。總之，教師應(yīng)針對(duì)具體的教學(xué)情境，搭配相應(yīng)的教學(xué)理念，事先充分地計(jì)劃好教學(xué)的整個(gè)環(huán)節(jié)，充分地運(yùn)用好微課。這可以引導(dǎo)學(xué)生線上用微課學(xué)習(xí)和線下交流互動(dòng)，讓學(xué)生不斷夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)、掌握應(yīng)用方法并提升自主學(xué)習(xí)能力和思考、分析問題的能力。

(五)課程的評(píng)價(jià)

混合式教學(xué)聚焦于學(xué)生最終的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。因此，教師應(yīng)基于學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出對(duì)整個(gè)教學(xué)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師必須對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出進(jìn)行多角度、全方位的觀測(cè)，既包括學(xué)生平時(shí)作業(yè)情況和測(cè)驗(yàn)考試成績(jī)等方面，也包括學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和自主學(xué)習(xí)能力等方面。評(píng)價(jià)主體包括教師和學(xué)生，換句話說，教師要充分聽取學(xué)生對(duì)課程的評(píng)價(jià)和反饋意見，并結(jié)合自己的體會(huì)，對(duì)微課從設(shè)計(jì)、內(nèi)容、制作和使用各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整和修改，以進(jìn)一步促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。整個(gè)教學(xué)模式構(gòu)成了一個(gè)Plan(根據(jù)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)制訂計(jì)劃)、Do(實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程)、Check(評(píng)估學(xué)生產(chǎn)出和教學(xué)模式)和Act(根據(jù)評(píng)估結(jié)果改善教學(xué))的戴明環(huán)循環(huán)。［5］這樣的循環(huán)教學(xué)模式和國(guó)內(nèi)外的工程教育專業(yè)認(rèn)證模式的標(biāo)準(zhǔn)是完全一致的。

四、實(shí)踐總結(jié)

近兩年，在廣東工業(yè)大學(xué)開展了工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，筆者在全校部分班級(jí)的高等數(shù)學(xué)課程中開展了以微課為載體，使學(xué)生達(dá)到畢業(yè)生能力要求為目的的混合式教學(xué)模式。從改革班學(xué)生的成績(jī)和能力提升情況上看，這種新的教學(xué)模式取得了一定的成功。筆者對(duì)改革班學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，結(jié)果顯示，九成以上的學(xué)生認(rèn)為，微課可以提高自學(xué)效率，有助于自己快速掌握和理解重點(diǎn)內(nèi)容，并對(duì)自主學(xué)習(xí)能力和分析問題能力的提升有幫助。此外，微課的短小性非常有利于學(xué)生充分利用碎片時(shí)間學(xué)習(xí)。通過探索教學(xué)改革的路徑，筆者積累了經(jīng)驗(yàn)，但還需要做出如下改進(jìn)。一是微課的類型要多樣化，除了目前最常用的概念型微課和方法型微課，教師需要多擴(kuò)充一些和實(shí)際工程應(yīng)用相關(guān)的應(yīng)用型微課，還可以制作一些專題型微課和總結(jié)復(fù)習(xí)型微課。二是高校需要進(jìn)一步搭建一個(gè)完整的大學(xué)數(shù)學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)以納入所有的微課資源，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)更多的教學(xué)輔助功能，更好地發(fā)揮微課在新型教學(xué)中的作用。

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作者：楊淑伶 金朝永 王振友 張麗麗 單位：廣東工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)院