工程教育認證下大學數學微課實踐

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［摘要］在工程教育專業認證的背景下，社會對高校培養的畢業生的能力提出了更高的要求。本研究對大學數學課程的教學進行了探索并提出了基于微課的混合式教學模式。整個模式以學生為中心，圍繞著如何使學生掌握畢業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實踐過程的計劃、實施、評價和改進四環節及其應注意的問題，包括選好知識點、微課時間控制、靈活融入課堂教學、微課制作要把握好度、充分聽取學生的評價反饋等，并在總結經驗的基礎上提出了微課類型多樣化和搭建大學數學課程網絡學習平臺等改進措施。

［關鍵詞］工程教育專業認證;微課;混合式教學模式;大學數學

一、教學現狀

在工程教育專業認證的背景下，社會對高校培養的畢業生的能力提出了更高的要求。但是，大學數學目前的教學現狀顯然無法與這樣的要求相匹配。當前，傳統的數學課堂教學主要存在如下問題:一是從教學安排上看，大學數學的教學都面臨著學時少且內容多的困境。一方面，教師完成大綱規定的教學內容的時間有限，難以增加一些實際應用案例，不能擴展學生的知識面和培養學生分析、解決實際問題的能力。另一方面，為了適應培養應用型人才的需要，很多高校增加了實驗和課程設計等實踐性課程的學時，對大學數學等理論課的學時進行了壓縮。二是從教學方法上看，大學數學的教學仍以填鴨式的講授模式為主。在信息技術迅速發展的時代，依然有很多教師只依靠教材和PPT課件，只采用傳統的單向講授式教學方法。這樣，教師的教學效果只能達到布盧姆教育目標分類中的記憶和理解的水平，根本無法實現更高層次的教育目標，如應用和分析。［3］三是從學生情況上看，學生個體差異大且學習的主動性不高。一方面，學生的基礎和學習能力差異大，統一進度的授課方式難以滿足不同水平學生的需求。另一方面，大學數學知識較為抽象，如果學生缺乏思考和應用性鍛煉，易對數學課程喪失興趣進而產生害怕和厭惡的心理。很多學生學習的主動能力不足，他們僅把學習目的定位為通過考試。

二、基于微課的混合式教學

美國學者Singh和Reed認為:混合式學習(B－learning)是在“適當的”時間，通過把“適當的”學習技術與“適當的”學習風格契合起來，對“適當的”學習者傳遞“適當的”能力，從而取得最優化的學習效果的學習方式。［4］混合式教學聚焦于最終的學習產出，是采用多種傳遞模式優化學習產出和降低學習成本的一種教學模式，非常符合OBE教育理念。混合式教學要求教師運用各種教學理論，協調各個要素，充分發揮混合式學習的優勢以實現教學最優化。但是，教育者不能把混合式教學簡單理解為傳統課堂學習與在線學習的混合，而應理解為對包括教學理論、教學資源、教學方法和教學環境在內的各種學習要素的全方位的有機混合。高校的混合式教學離不開微課的使用。微課(MicroLearningResource)指運用信息技術按照認知規律，呈現碎片化學習內容、過程及擴展素材的結構化數字資源。微課的核心組成部分包括三個方面:一是課堂教學視頻，二是與教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試，三是學生反饋、教師點評等輔助性教學資源。這些教學資源相互補充、相互促進，共同構建了一個半結構化、主題式的學習單元。微課具有主題突出、教學內容少、教學時間短、易于傳播和便于學生靈活學習等特點。基于此，微課在混合式教學中發揮著至關重要的作用，可以較好地解決上文提及的大學數學教學中存在的問題。

三、基于微課的混合式教學實踐過程

(一)微課選題

首先，教師應將教學大綱中的教學內容細分為若干個小知識點，從中選出合適的知識點制作微課。在傳統的課堂講授模式中，學生對各章節的知識重點和難點未必能學習一遍就掌握并熟練運用，因此，在選題過程中教師應盡量考慮這些知識點。這些知識點可以是比較復雜抽象的概念(例如導數和定積分的定義)，也可以是難掌握的計算方法(例如不定積分的計算)。另外，對本校改革班學生的調研結果顯示，80%的學生表示每次觀看微課視頻的時間不超過15分鐘。因此，微課的錄制時間一般不宜過長(應控制在5～15分鐘)，教師可以把復雜的知識點進一步分解為若干個更細的知識點。

(二)微課的教學設計

好的教學設計是微課的靈魂，教師不能簡單地把微課等同于將自己上課的過程錄制下來。有恰當的選題后，教師需要進一步圍繞所選的知識點進行教學設計，即要以微課對應的知識點類型、要采用的教學方法和要達到的教學目標為依據，設計出具有多樣性和創新性的教學過程。例如，對導數和定積分等概念型的知識點，教師通常會用一些實際例子引入概念。教師在傳統課堂講授中往往只能用PPT中簡單的動畫演示概念。而微課可以設計更豐富、生動的多媒體動畫，進一步加深學生對概念的深刻理解。對懸鏈線等應用型知識點，教師亦可采用此方式，引起學生的興趣，推動他們積極應用所學知識解決實際問題，最終提高他們的應用能力。在講授積分計算等方法性的知識點時，教師側重于在講解過程中設計好關鍵問題，引導學生主動思考并逐步推導出最終的方法和公式。無論是哪一種類型知識點的教學設計，教師要遵循的基本原則都是以學生為中心，充分考慮學生學習時的認知水平和學習能力、興趣點以及期望獲得的目標能力。

(三)制作微課

教師制作微課時要把握好度，以體現教學設計、實現教學目標為宜。一方面，教師要避免制作過于粗糙。要實現好的教學目標，教師制作的微課要吸引學生。簡單地將PPT播放過程錄屏或將教師授課過程拍攝下來，都容易使學生喪失興趣。教師制作時可以適當地將PPT、板書和教師授課這幾個方面有機地結合起來，并借助一些其他的拍攝手法，以完整地體現教學設計的思想。另一方面，教師要避免在制作微課時過于追求華麗的形式。教師片面地追求畫面的效果，不僅容易干擾學生的學習過程，使學生學習時抓不住要點，還浪費教師大量的時間和精力。

(四)微課的使用

教師如何在教學過程中使用好微課是混合式教學實踐關鍵的一步。目前，很多高校的教師在使用翻轉課堂模式教學時大都是在課前將微課提供給學生并讓其自學，在課堂上集中討論和解題答疑。其實，這樣的方式僅僅是教師使用微課的一種形式。在不同的教學內容和不同的教學方法下，教師需要將微課靈活地融入教學過程中，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生并讓其自學，在課中插入方法型微課，在課后適合放應用型微課。總之，教師應針對具體的教學情境，搭配相應的教學理念，事先充分地計劃好教學的整個環節，充分地運用好微課。這可以引導學生線上用微課學習和線下交流互動，讓學生不斷夯實基礎知識、掌握應用方法并提升自主學習能力和思考、分析問題的能力。

(五)課程的評價

混合式教學聚焦于學生最終的學習產出。因此，教師應基于學生的學習產出對整個教學過程進行評價。教師必須對學生的學習產出進行多角度、全方位的觀測，既包括學生平時作業情況和測驗考試成績等方面，也包括學生的綜合應用能力和自主學習能力等方面。評價主體包括教師和學生，換句話說，教師要充分聽取學生對課程的評價和反饋意見，并結合自己的體會，對微課從設計、內容、制作和使用各個環節進行調整和修改，以進一步促進教學目標的實現。整個教學模式構成了一個Plan(根據學生培養目標制訂計劃)、Do(實現教學過程)、Check(評估學生產出和教學模式)和Act(根據評估結果改善教學)的戴明環循環。［5］這樣的循環教學模式和國內外的工程教育專業認證模式的標準是完全一致的。

四、實踐總結

近兩年，在廣東工業大學開展了工程教育專業認證的背景下，筆者在全校部分班級的高等數學課程中開展了以微課為載體，使學生達到畢業生能力要求為目的的混合式教學模式。從改革班學生的成績和能力提升情況上看，這種新的教學模式取得了一定的成功。筆者對改革班學生進行了問卷調查，結果顯示，九成以上的學生認為，微課可以提高自學效率，有助于自己快速掌握和理解重點內容，并對自主學習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生充分利用碎片時間學習。通過探索教學改革的路徑，筆者積累了經驗，但還需要做出如下改進。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，教師需要多擴充一些和實際工程應用相關的應用型微課，還可以制作一些專題型微課和總結復習型微課。二是高校需要進一步搭建一個完整的大學數學課程網絡學習平臺以納入所有的微課資源，并在此基礎上開發更多的教學輔助功能，更好地發揮微課在新型教學中的作用。

參考文獻:

［2］中國工程教育專業認證協會．中國工程教育專業認證協會工程教育認證標準(2015版)［Z］．2015．

［4］黃榮懷，馬丁，鄭蘭琴，等．基于混合式學習的課程設計理論［J］．電化教育研究，2009(1):9－14．

［5］李志義．解析工程教育專業認證的持續改進理念［J］．中國高等教育，2015(Z3):33－35．

作者：楊淑伶 金朝永 王振友 張麗麗 單位：廣東工業大學應用數學學院