工程教育认证下大学数学微课实践

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［摘要］在工程教育专业认证的背景下，社会对高校培养的毕业生的能力提出了更高的要求。本研究对大学数学课程的教学进行了探索并提出了基于微课的混合式教学模式。整个模式以学生为中心，围绕着如何使学生掌握毕业生所要具备的能力展开。本文介绍了基于微课的混合式教学实践过程的计划、实施、评价和改进四环节及其应注意的问题，包括选好知识点、微课时间控制、灵活融入课堂教学、微课制作要把握好度、充分听取学生的评价反馈等，并在总结经验的基础上提出了微课类型多样化和搭建大学数学课程网络学习平台等改进措施。

［关键词］工程教育专业认证;微课;混合式教学模式;大学数学

一、教学现状

在工程教育专业认证的背景下，社会对高校培养的毕业生的能力提出了更高的要求。但是，大学数学目前的教学现状显然无法与这样的要求相匹配。当前，传统的数学课堂教学主要存在如下问题:一是从教学安排上看，大学数学的教学都面临着学时少且内容多的困境。一方面，教师完成大纲规定的教学内容的时间有限，难以增加一些实际应用案例，不能扩展学生的知识面和培养学生分析、解决实际问题的能力。另一方面，为了适应培养应用型人才的需要，很多高校增加了实验和课程设计等实践性课程的学时，对大学数学等理论课的学时进行了压缩。二是从教学方法上看，大学数学的教学仍以填鸭式的讲授模式为主。在信息技术迅速发展的时代，依然有很多教师只依靠教材和PPT课件，只采用传统的单向讲授式教学方法。这样，教师的教学效果只能达到布卢姆教育目标分类中的记忆和理解的水平，根本无法实现更高层次的教育目标，如应用和分析。［3］三是从学生情况上看，学生个体差异大且学习的主动性不高。一方面，学生的基础和学习能力差异大，统一进度的授课方式难以满足不同水平学生的需求。另一方面，大学数学知识较为抽象，如果学生缺乏思考和应用性锻炼，易对数学课程丧失兴趣进而产生害怕和厌恶的心理。很多学生学习的主动能力不足，他们仅把学习目的定位为通过考试。

二、基于微课的混合式教学

美国学者Singh和Reed认为:混合式学习(B－learning)是在“适当的”时间，通过把“适当的”学习技术与“适当的”学习风格契合起来，对“适当的”学习者传递“适当的”能力，从而取得最优化的学习效果的学习方式。［4］混合式教学聚焦于最终的学习产出，是采用多种传递模式优化学习产出和降低学习成本的一种教学模式，非常符合OBE教育理念。混合式教学要求教师运用各种教学理论，协调各个要素，充分发挥混合式学习的优势以实现教学最优化。但是，教育者不能把混合式教学简单理解为传统课堂学习与在线学习的混合，而应理解为对包括教学理论、教学资源、教学方法和教学环境在内的各种学习要素的全方位的有机混合。高校的混合式教学离不开微课的使用。微课(MicroLearningResource)指运用信息技术按照认知规律，呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源。微课的核心组成部分包括三个方面:一是课堂教学视频，二是与教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试，三是学生反馈、教师点评等辅助性教学资源。这些教学资源相互补充、相互促进，共同构建了一个半结构化、主题式的学习单元。微课具有主题突出、教学内容少、教学时间短、易于传播和便于学生灵活学习等特点。基于此，微课在混合式教学中发挥着至关重要的作用，可以较好地解决上文提及的大学数学教学中存在的问题。

三、基于微课的混合式教学实践过程

(一)微课选题

首先，教师应将教学大纲中的教学内容细分为若干个小知识点，从中选出合适的知识点制作微课。在传统的课堂讲授模式中，学生对各章节的知识重点和难点未必能学习一遍就掌握并熟练运用，因此，在选题过程中教师应尽量考虑这些知识点。这些知识点可以是比较复杂抽象的概念(例如导数和定积分的定义)，也可以是难掌握的计算方法(例如不定积分的计算)。另外，对本校改革班学生的调研结果显示，80%的学生表示每次观看微课视频的时间不超过15分钟。因此，微课的录制时间一般不宜过长(应控制在5～15分钟)，教师可以把复杂的知识点进一步分解为若干个更细的知识点。

(二)微课的教学设计

好的教学设计是微课的灵魂，教师不能简单地把微课等同于将自己上课的过程录制下来。有恰当的选题后，教师需要进一步围绕所选的知识点进行教学设计，即要以微课对应的知识点类型、要采用的教学方法和要达到的教学目标为依据，设计出具有多样性和创新性的教学过程。例如，对导数和定积分等概念型的知识点，教师通常会用一些实际例子引入概念。教师在传统课堂讲授中往往只能用PPT中简单的动画演示概念。而微课可以设计更丰富、生动的多媒体动画，进一步加深学生对概念的深刻理解。对悬链线等应用型知识点，教师亦可采用此方式，引起学生的兴趣，推动他们积极应用所学知识解决实际问题，最终提高他们的应用能力。在讲授积分计算等方法性的知识点时，教师侧重于在讲解过程中设计好关键问题，引导学生主动思考并逐步推导出最终的方法和公式。无论是哪一种类型知识点的教学设计，教师要遵循的基本原则都是以学生为中心，充分考虑学生学习时的认知水平和学习能力、兴趣点以及期望获得的目标能力。

(三)制作微课

教师制作微课时要把握好度，以体现教学设计、实现教学目标为宜。一方面，教师要避免制作过于粗糙。要实现好的教学目标，教师制作的微课要吸引学生。简单地将PPT播放过程录屏或将教师授课过程拍摄下来，都容易使学生丧失兴趣。教师制作时可以适当地将PPT、板书和教师授课这几个方面有机地结合起来，并借助一些其他的拍摄手法，以完整地体现教学设计的思想。另一方面，教师要避免在制作微课时过于追求华丽的形式。教师片面地追求画面的效果，不仅容易干扰学生的学习过程，使学生学习时抓不住要点，还浪费教师大量的时间和精力。

(四)微课的使用

教师如何在教学过程中使用好微课是混合式教学实践关键的一步。目前，很多高校的教师在使用翻转课堂模式教学时大都是在课前将微课提供给学生并让其自学，在课堂上集中讨论和解题答疑。其实，这样的方式仅仅是教师使用微课的一种形式。在不同的教学内容和不同的教学方法下，教师需要将微课灵活地融入教学过程中，既可以是课前，也可以是课中和课后。通常来说，教师可以在课前把概念型微课提供给学生并让其自学，在课中插入方法型微课，在课后适合放应用型微课。总之，教师应针对具体的教学情境，搭配相应的教学理念，事先充分地计划好教学的整个环节，充分地运用好微课。这可以引导学生线上用微课学习和线下交流互动，让学生不断夯实基础知识、掌握应用方法并提升自主学习能力和思考、分析问题的能力。

(五)课程的评价

混合式教学聚焦于学生最终的学习产出。因此，教师应基于学生的学习产出对整个教学过程进行评价。教师必须对学生的学习产出进行多角度、全方位的观测，既包括学生平时作业情况和测验考试成绩等方面，也包括学生的综合应用能力和自主学习能力等方面。评价主体包括教师和学生，换句话说，教师要充分听取学生对课程的评价和反馈意见，并结合自己的体会，对微课从设计、内容、制作和使用各个环节进行调整和修改，以进一步促进教学目标的实现。整个教学模式构成了一个Plan(根据学生培养目标制订计划)、Do(实现教学过程)、Check(评估学生产出和教学模式)和Act(根据评估结果改善教学)的戴明环循环。［5］这样的循环教学模式和国内外的工程教育专业认证模式的标准是完全一致的。

四、实践总结

近两年，在广东工业大学开展了工程教育专业认证的背景下，笔者在全校部分班级的高等数学课程中开展了以微课为载体，使学生达到毕业生能力要求为目的的混合式教学模式。从改革班学生的成绩和能力提升情况上看，这种新的教学模式取得了一定的成功。笔者对改革班学生进行了问卷调查，结果显示，九成以上的学生认为，微课可以提高自学效率，有助于自己快速掌握和理解重点内容，并对自主学习能力和分析问题能力的提升有帮助。此外，微课的短小性非常有利于学生充分利用碎片时间学习。通过探索教学改革的路径，笔者积累了经验，但还需要做出如下改进。一是微课的类型要多样化，除了目前最常用的概念型微课和方法型微课，教师需要多扩充一些和实际工程应用相关的应用型微课，还可以制作一些专题型微课和总结复习型微课。二是高校需要进一步搭建一个完整的大学数学课程网络学习平台以纳入所有的微课资源，并在此基础上开发更多的教学辅助功能，更好地发挥微课在新型教学中的作用。

参考文献:

［2］中国工程教育专业认证协会．中国工程教育专业认证协会工程教育认证标准(2015版)［Z］．2015．

［4］黄荣怀，马丁，郑兰琴，等．基于混合式学习的课程设计理论［J］．电化教育研究，2009(1):9－14．

［5］李志义．解析工程教育专业认证的持续改进理念［J］．中国高等教育，2015(Z3):33－35．

作者：杨淑伶 金朝永 王振友 张丽丽 单位：广东工业大学应用数学学院