互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代高職院校數(shù)學(xué)類課程基于CDIO的課堂教學(xué)變革研究

王平　左林

【摘 要】伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，高職院校的課堂教學(xué)模式發(fā)生了較大的變革。文中首先分析了傳統(tǒng)高職院校數(shù)學(xué)類課程的課堂教學(xué)模式，然后介紹了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代新出現(xiàn)的各種教學(xué)模式，如MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂等，把它們和CDIO結(jié)合起來，共同運(yùn)用到數(shù)學(xué)類課程的課堂教學(xué)中，最后給出了高職院校數(shù)學(xué)類課程基于CDIO的課堂教學(xué)變革途徑。

【關(guān)鍵詞】CDIO;混合式教學(xué);課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)： G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）35-0078-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.35.035

數(shù)學(xué)類課程是高職院校理工類學(xué)生的公共基礎(chǔ)課，其內(nèi)容枯燥，學(xué)習(xí)起來難度較大，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不太理想，但數(shù)學(xué)類課程又是他們后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程的工具，所以急需提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)類課程的積極性。同時(shí)，也給高職院校的課堂教學(xué)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。如果能改變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，建立基于CDIO的混合式課堂教學(xué)模式，一定能提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)類課程的學(xué)習(xí)效果。

1 高職院校數(shù)學(xué)類課程課堂教學(xué)傳統(tǒng)模式

高職院校數(shù)學(xué)類課程包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、微積分、概率論等，是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程的基礎(chǔ)和工具。數(shù)學(xué)類課程知識(shí)點(diǎn)比較多，內(nèi)容比較抽象，也比較枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較痛苦。傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師借助黑板和粉筆在講臺(tái)前面授課，或者教師利用多媒體在講臺(tái)前播放PPT課件，對照著PPT進(jìn)行授課，學(xué)生在講臺(tái)下面聽課，師生互動(dòng)較少，學(xué)生聽得昏昏欲睡，學(xué)習(xí)效果不佳，教師不能及時(shí)了解全部學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，所以數(shù)學(xué)類課程的課堂教學(xué)模式改革迫在眉睫。

2 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代新生的各種教學(xué)模式

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，課堂教學(xué)模式逐漸向信息化發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了SPOC、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂等新生的教學(xué)模式，從而引起課堂教學(xué)方式產(chǎn)生變革。

2.1 翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂又叫顛倒課堂，于2000年起源于美國。翻轉(zhuǎn)課堂就是傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)的倒置，把“白天老師上課，晚上學(xué)生回家寫作業(yè)”變成學(xué)習(xí)者在課外進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，課堂上與教師和同學(xué)討論的方式[1]。翻轉(zhuǎn)課堂是對傳統(tǒng)課堂的變革，是在優(yōu)秀教師指導(dǎo)下，先學(xué)后教的課堂教學(xué)模式[2]。這種教學(xué)模式的流程是：教師將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)錄制成微視頻或者提供一些教學(xué)視頻作為教學(xué)資源，在上課前發(fā)放給學(xué)生，要求學(xué)生在上課前完成對知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，課堂上教師主要和學(xué)生一起答疑、探究。這種教學(xué)模式的特點(diǎn)是：接受知識(shí)的過程由學(xué)生在課外自主完成，課上主要進(jìn)行知識(shí)的內(nèi)化，由教師帶領(lǐng)學(xué)生在課堂上通過討論交流的方式達(dá)到對知識(shí)的鞏固和運(yùn)用，更能突出學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)特征。

2.2 慕課

所謂慕課（MOOCs），意為大規(guī)模在線開放課程。只有當(dāng)課程是開放的，才可以稱之為“慕課”，只有這些課程是大型的或者叫大規(guī)模的，它才是典型的“慕課”。[3]慕課的學(xué)習(xí)者非常多，可能達(dá)到上萬人，學(xué)習(xí)者可以來自世界各地，只要對課程感興趣都可以隨時(shí)隨地進(jìn)行在線學(xué)習(xí)，不受任何限制，通過課程考試就可以獲得學(xué)分及證書。慕課的學(xué)習(xí)需要學(xué)習(xí)者具有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，如果不堅(jiān)持很難完成課程的學(xué)習(xí)，同時(shí)，教師對于每個(gè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況是不了解的，不能及時(shí)對學(xué)習(xí)者的問題進(jìn)行及時(shí)答疑，所以也有一定的缺陷。

2.3 SPOC

SPOC（Small Private Online Course小規(guī)模限制性在線課程），這個(gè)概念是由加州大學(xué)伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的[4]。SPOC雖然來源于 MOOC，但和MOOC又有很大區(qū)別。SPOC的學(xué)習(xí)者相對來說要少很多，一般在幾十人到幾百人，不是完全開放的，學(xué)習(xí)者需要先申請，符合條件的才能參加在線學(xué)習(xí)。這里所介紹的SPOC的學(xué)習(xí)者主要是指班級(jí)里的學(xué)生。SPOC以學(xué)生在線上自主學(xué)習(xí)為主，教師在線下參與輔導(dǎo)，SPOC的學(xué)習(xí)者人數(shù)較少，教師有更多的時(shí)間和學(xué)習(xí)對象進(jìn)行溝通交流，可以進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)，能更好的提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果。

3 CDIO在數(shù)學(xué)課程中的應(yīng)用

CDIO是一種工程教育模式，它是工程領(lǐng)域改革的最新成果，是由美國麻省理工學(xué)院、瑞典的查爾姆斯工業(yè)大學(xué)等四所大學(xué)于2000年所創(chuàng)導(dǎo)的一種工程教育改革模式。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[5-6]。這種模式重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，重在應(yīng)用和創(chuàng)新。把這種模式用在數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)中，可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，將學(xué)習(xí)方式從傳統(tǒng)的“聽”變成“做”即實(shí)踐，讓學(xué)生通過小組合作的方式完成實(shí)際項(xiàng)目，在實(shí)踐中將所學(xué)知識(shí)內(nèi)化，可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力以及合作能力。

4 互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代數(shù)學(xué)類課程基于CDIO的課堂教學(xué)變革途徑

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的教學(xué)模式，比如翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等，這些教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，要求學(xué)生借助微視頻在線上自學(xué)相關(guān)知識(shí)，在線下課堂上參與討論交流，形成學(xué)習(xí)知識(shí)在課外，內(nèi)化知識(shí)在課上的模式。在數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)中，如果把CDIO理念引入線下課堂中，讓學(xué)生通過完成實(shí)際項(xiàng)目的方式內(nèi)化知識(shí)，一定可以提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)類課程的興趣，提高課堂教學(xué)效率。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)學(xué)類課程基于CDIO開展線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，引發(fā)課堂教學(xué)變革，需要遵循以下途徑。

4.1 建設(shè)數(shù)學(xué)類課程在線教育資源庫

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，信息技術(shù)快速發(fā)展，所有的教學(xué)改革都是借助信息技術(shù)開展的，是否擁有豐富的在線教育資源是教學(xué)改革能否順利進(jìn)行的一個(gè)重要因素。數(shù)學(xué)類課程在線教育資源包括視頻、案例、試卷、課件、常見問題解答和網(wǎng)絡(luò)課程等等。數(shù)學(xué)類課程在線資源庫的建設(shè)要集中各所學(xué)校多方面的力量，通過自建、共建和引進(jìn)等多種途徑共同建設(shè)。資源庫建成以后，大家可以共享資源，提高在線資源的利用率，不斷推進(jìn)數(shù)學(xué)類課程在線資源庫的整合和優(yōu)化。

4.2 構(gòu)建CDIO混合式教學(xué)模式

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，高校課堂教學(xué)模式的改革基本上都是融合了線上和線下的混合式教學(xué)模式。這種混合式教學(xué)模式把線上網(wǎng)絡(luò)教育和線下傳統(tǒng)課堂教育的優(yōu)勢結(jié)合在一起，既體現(xiàn)了個(gè)性化的教學(xué)優(yōu)勢，又增進(jìn)了師生之間的情感。

4.2.1 課前階段

教師在課前通過學(xué)情分析，選取合適的教學(xué)內(nèi)容，制作或者選取優(yōu)秀的微視頻，編制學(xué)習(xí)任務(wù)單發(fā)放給學(xué)生，學(xué)習(xí)任務(wù)單上包括：要預(yù)習(xí)的課本內(nèi)容，要觀看的微視頻，要完成的習(xí)題等，有條件的教師可以將教學(xué)資源發(fā)送到教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生拿到學(xué)習(xí)任務(wù)單以后開始自主預(yù)習(xí)，有疑問的地方可以在平臺(tái)上和教師及時(shí)進(jìn)行溝通交流，教師及時(shí)提供個(gè)性化的輔導(dǎo)。

4.2.2 上課階段

對于線下課堂上的時(shí)間，教師可以實(shí)現(xiàn)CDIO過程。教師首先重點(diǎn)講解本節(jié)課學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)，然后進(jìn)行CDIO。教師將事先準(zhǔn)備好的和知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的具體案例作為項(xiàng)目，將全班同學(xué)進(jìn)行分組，每個(gè)小組的同學(xué)通過分析討論，建立數(shù)學(xué)模型，共同找到完成項(xiàng)目的具體措施，然后每個(gè)小組推薦1-2名同學(xué)匯報(bào)本組的具體做法。在整個(gè)的CDIO過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生解決問題的能力，也提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

4.2.3 課后階段

下課以后，學(xué)生和教師都要及時(shí)進(jìn)行反思。教師反思課前階段準(zhǔn)備的資料合不合適，反思上課過程中CDIO過程是否科學(xué)合理，反思作業(yè)布置是否覆蓋所有所有知識(shí)點(diǎn);學(xué)生反思自己課前預(yù)習(xí)是否充分，反思自己的CDIO是否正確，反思自己是否掌握并能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題。學(xué)生在課后也可以通過互聯(lián)網(wǎng)和教師及時(shí)就遇到的問題進(jìn)行溝通交流，提高學(xué)習(xí)效率。

4.3 提升教師的信息化能力素養(yǎng)

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳統(tǒng)的教學(xué)理念和教學(xué)手段已經(jīng)不能滿足課堂教學(xué)的需求了，教師必須努力學(xué)習(xí)現(xiàn)代化技術(shù)手段，努力提升自身的信息化能力和素養(yǎng)。首先，教師要更新思想觀念，從思想上重視對現(xiàn)代教育技術(shù)的學(xué)習(xí)，以積極的心態(tài)迎接信息化時(shí)代的到來，主動(dòng)學(xué)習(xí)現(xiàn)代化技術(shù)手段。其次，要認(rèn)真學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代化教學(xué)模式和技術(shù)手段，并加以熟練運(yùn)用。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，出現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC、SPOC等新的教學(xué)模式，以及云計(jì)算、VR等新技術(shù)，教師如果不認(rèn)真學(xué)習(xí)并加以運(yùn)用，很有可能被淘汰。最后，教師要勤于思考，善于反思。教師在學(xué)習(xí)新知識(shí)的時(shí)候要經(jīng)常思考哪些東西是適合自己的，怎樣將它運(yùn)用在自己的教學(xué)中，并反思這樣做是否對提高教學(xué)質(zhì)量有利，只有在不斷的思考和反思中才能不斷提高自己的信息化教學(xué)能力，不斷推動(dòng)課堂教學(xué)進(jìn)行變革。

4.4 建立學(xué)生高效的學(xué)習(xí)方式

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，教師的教學(xué)模式有了很大變革，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也要有所改變。學(xué)習(xí)方式不能再是簡單的接受學(xué)習(xí)，學(xué)生需要不斷提高自己的自主學(xué)習(xí)能力，提高自己分析問題和解決問題的能力。首先，學(xué)生要具備自主學(xué)習(xí)能力。在課外時(shí)間學(xué)生要能積極主動(dòng)自學(xué)相關(guān)知識(shí)，完成相應(yīng)的作業(yè)，對不懂的地方要學(xué)會(huì)質(zhì)疑;其次，學(xué)生要具備CDIO能力。對于教師布置的項(xiàng)目，學(xué)生需要積極思考，主動(dòng)探討，通過小組合作找到解決問題的方法;再次，學(xué)生在思想上要重視學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)是學(xué)生自己的事情，學(xué)生要轉(zhuǎn)變被動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式，樹立終身學(xué)習(xí)的理念，適應(yīng)不斷發(fā)展的新時(shí)代。

5 小結(jié)

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，信息化和大數(shù)據(jù)技術(shù)改變了人類生活的方方面面，改變了人類獲取知識(shí)的途徑，改變了人們的交流方式，也給高校的教學(xué)工作帶來了巨大的變革。在高校，學(xué)生是課堂教學(xué)的主體，課堂教學(xué)模式逐漸向數(shù)字化模式轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)了多種新型的教學(xué)模式，借助CDIO理念，把這些新的教學(xué)模式運(yùn)用到數(shù)學(xué)類課程的教學(xué)中，師生雙方共同努力，一定能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)類課程的積極性，提高課堂教學(xué)效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬秀麟.大學(xué)信息技術(shù)公共課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)證研究[J].遠(yuǎn)程教育，2013，（01）：79-85.

[2]陳玉琨，田愛麗.慕課與翻轉(zhuǎn)課堂導(dǎo)論[M].華東師范大學(xué)出版社，2014：108.

[3]陳玉琨，田愛麗.慕課與翻轉(zhuǎn)課堂導(dǎo)論[M].華東師范大學(xué)出版社，2014：5.

[4]百度百科SPOC：http：//baike.baidu.com/view/3539411.htm.

[5]百度百科CDIO：https：//baike.baidu.com/item/cdio/4644769？fr=aladdin.

[6]王平.基于CDIO的高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)研究[J].教育現(xiàn)代化，2015年11月（下半月），143-145.