工科專業基礎課網絡課程模式研究

顏秋容,曹 娟,袁 芳

(華中科技大學電氣與電子工程學院,湖北武漢430074)

我國遠程網絡教育經過十年的發展,已達到相當的規模,并建成完善的硬件系統,形成了現代網絡教育的良好架構[1]。本文作者結合多年的網絡教學和電路理論國家精品課程建設經驗,從工科學科特點出發,以現代網絡技術和多媒體技術為支撐,側重于課程教學設計和教學方法,提出以遞進式理論教學模式、互補式實驗教學模式、流程式導學模式和學習過程綜合式考評模式為核心內容的工科專業基礎課的網絡課程建設模式。

1 網絡教育與網絡課程

1)網絡教育

網絡教育包括網絡高等教育、網絡輔助教育和網絡培訓。本文特指現代遠程網絡高等教育,即學員通過網絡,完成規定的課程學習,達到規定的總學分,從而獲得國家承認的學歷和學位。

我國遠程教育模式于1999年由清華大學等四所高校率先試點,目前已建成以CERNET為高速主干網、鏈接全國100多所高校的校園網、覆蓋全國35個重點城市的遠程網絡教育框架[2-4]。

2)網絡課程

網絡課程的設計包括教學內容及其呈現形式、教學手段、導學督學、交流互動和課程考評等方面。筆者提出網絡課程設計原則如下:①學習資源在內容難度上應有層次之分;②教學手段在實現能力培養目標上應有互補性;③學習效果的檢驗應有自主實時性;④教學資源和手段的形式應適度多樣、功能互補和目標明確;⑤交互、導學和督學應滲透到整個教學過程中;⑥考評方式應具有綜合性。

2 網絡教學的關鍵問題

1)知識掌握的系統性和完整性

目前的網絡教學,提供的服務資源為超市模式的學習支持服務。初學課程的學生如何有效地利用課程資源和學習支持服務,如何把握學習中的重點和難點,如何前后聯系形成系統而完整的知識體系,是關鍵問題之一。

2)學習熱情的激發和保持

接受網絡遠程教育的學生都處于獨立自主的學習狀態,且是利用業余時間學習,學習的規律性不強。這是網絡學習的共性問題。對于理論性強和邏輯嚴密的課程,自學過程中如何克服學習難點,保持持續的學習熱情和興趣,是關鍵問題之二。

3)思維方式和思維能力的培養

工科課程的學習是一個積累知識的過程,也是一個培養邏輯思維能力的過程。教師的面授不僅傳輸知識,且通過問題的提出、推理引申、總結歸納、應用方法,采用啟發式的教學方法,培養該學科的思維方式,提升思維能力。網絡課程的教學過程設計必須將此教學目標體現其中,是設計的難點之一。

4)操作技能的培養

工科專業基礎課程一般離不開實驗操作技能的培養,即該學科基本實驗儀器操作方法和實驗研究方法。目前在網絡遠程教學下,可以通過演示實驗和虛擬實驗來實現,如何在實驗教學設計時體現上述培養目標,檢查培養結果,是設計的難點之二。

3 金字塔擴展式理論教學模式

金字塔擴展式理論教學模式可以由以下五類資源構成,即形成由啟發式課堂、動態式自習教室、動態電子教材、紙質教材,到練習與自測題庫的擴展式教學思路。各類理論教學資源的教學目標構成層次遞進和范圍擴展關系。

1)啟發式課堂(小視頻)講授重點難點內容,可以為計劃學時的30%～40%,每一講有相對獨立的主題,形成從問題提出、推理引申、總結歸納到工程應用的完整思路。

2)動態式自習教室(動態交互式課件)必須是交互式的,適用于不同認知能力的學生。內容的呈現具有思維啟發性,內容的范圍還是重點難點內容。與啟發式課堂相比,側重進一步理解,彌補視頻教學不能顧及不同認知能力的學生的不足。在視頻教學的基礎上,增加知識的總結歸納、綜合運用,提升思維能力。

3)電子教材(動態式html網頁)側重于在掌握好重點難點內容的基礎上,幫助學生進行知識的前后聯系,幫助學生熟練掌握教學大綱要求的內容,建構完整的基礎知識體系。電子教材必須具有動態鏈接、動態解釋、快速查找、突出顯示和色彩強調等表現手法,體現出紙質教材不可企及的優勢。

4)紙質教材作為學生拓展學習的一種資源,其范圍一般超出教學大綱范圍,學生在已形成了完整的基礎知識體系后,有能力僅通過紙質教材和其他參考書,在拓展學習過程中提升自學能力。

5)練習與自測題庫必須有自主選擇和指導功能,設計上要兼顧知識檢測、思維方式檢測和思維能力檢測。因此題型應該包含客觀題和主觀題。練習與自測題庫還要能記錄和累積學生練習與測試時出錯的題,為學生自主提高或請求輔導教師的指導提供依據,找出問題的關鍵所在,充分體現個性化教育特征。

4 多方位互補式實驗教學模式

多方位互補式實驗教學包含五類資源。以實驗指導書和虛擬實驗平臺為核心,以實際實驗室操作示范、基本設備使用、仿真軟件使用方法為輔助,形成全方位的實驗教學體系,各類實驗教學資源的教學目標構成互補關系。

1)實驗指導書(動態式html網頁)通過動態鏈接、動態解釋、快速查找、突出顯示和色彩強調等手段,讓學生掌握實驗原理、實驗方法和實驗內容。

2)虛擬實驗平臺為學生提供實驗操作技能培養和實驗研究方法學習環境。由實驗指導書、基本設備使用、預習測試題構成虛擬實驗前的預習環節。學生可以根據實驗指導書的要求,自主操作設備和設置參數進行實驗。

3)實際實驗室操作示范(小視頻)讓學生間接感受校園教學實驗室環境,學習教師規范化的實驗操作,彌補虛擬實驗的不足。

4)基本設備使用屬于基本操作技能培養的實驗教學目標,自身也采用設備使用指導書、操作視頻課堂和虛擬設備的多方位結合模式,成為互補式的小體系。

5)仿真軟件使用方法用來彌補虛擬實驗平臺學生對自主研究的限制。為了讓學生自主展開探索,選擇在大型通用仿真平臺上進行研究,不僅可以自由發揮,且可以研究復雜問題。仿真軟件使用方法亦采用仿真軟件使用課堂(小視頻)、仿真軟件使用指導書和仿真軟件使用教案多方位結合的互補式小體系。

5 流程式導學模式

流程式導學模式為學生提供一條高效率利用教學資源學習的最佳路徑。目前,教師普遍采用教學大綱、教學日歷、內容重點和難點等文字表述方式來對學生進行學習過程指導。這種導學方法,對于初學課程的學生來說顯得抽象。流程式導學模式能很好地解決該問題。網絡課程的各類教學資源服務于不同的教學目標,功能和形式形成互補,為學生提供一條利用教學資源的最佳路徑。流程式導學模式采用流程圖形式,為學生推薦一條使用教學資源學習的最佳路徑,并設定每個部分的參考學習時間,流程圖上記錄學生在每個部分累計所用的實際學習時間,由此形成每一個學生的學習歷程記錄。教師可以據此評價學生的學習能力和學習方法,學生也可以了解自己的特點,有針對性地加強指導和訓練。

6 學習過程綜合式考評模式

通常,網絡教學綜合了作業、實驗報告和課程結業考試成績三方面來評價學生,但這種考評方式只能反映學生對知識掌握的程度,不能體現學生的學習能力。

學習過程綜合式的考評模式,除綜合傳統考評模式外,還結合學習過程記錄來對學習效果進行評價。學生的學習過程記錄包括:練習與自測題庫中的錯題記錄,流程式導學模式中的學習歷程記錄,虛擬實驗中的錯誤操作提示記錄,交流討論中的參與記錄。學習過程綜合式考評模式可以綜合反映出學生的知識掌握程度、認知能力、思維能力和操作能力,是切合工科專業基礎課程教學目標的考評方式。

7 結語

網絡課程建設是一項需要教學經驗豐富的課程教學人員、現代教育技術開發人員、網絡技術應用人員三方面的配合才能完成的系統工程。本文提出的工科專業基礎課網絡課程建設模式,已在電路理論國家精品課程(2009年網絡教育類)中實施。實踐表明,它切合工科專業基礎課程網絡教學的特點,有利于實現知識積累、思維方法培養、思維能力提升和操作技能培養的綜合教學目標。

[1] 張海波,王成濤.關于我國網絡高等教育現狀與前景的研究[J].蘭州:高等理科教育,2006,3:50-53

[2] 白濱,高益民,陳麗.美國網絡高等教育的學習支持服務研究[J].北京:比較教育研究,2008,11:24-26

[3] 明紅,劉蓉.對外國網絡遠程教育的幾點思考[J].武漢:高等教育研究,2003,19(3):24-26

[4] Harris D.A.,Krousg rill C..Distance Education:New Technologies and New Directions[J].Proceedings of the IEEE,Digital Object Identifier,2008,96(6):917-930