慕課與創新教育：以地方高校工程數學課程為例

孔靈柱 祁柏宇

摘 要：本文分析了慕課教學模式和創新教育的內涵，探討了如何基于慕課開展工程數學的創新教育，并研究了工程數學創新教育實踐訓練的組織模式。主要結論包括：慕課可以拓展教學時空，擴大優質教育資源的受眾，也可以推動信息技術與教育教學的深度融合，提高學生學習效率，提升課堂教學效能。教育創新是以繼承為基礎，以全面發展為目的，以培養學生創新精神和實踐能力為價值取向的新型教育。工程數學的創新教育既要改革教學方法與手段，也要進行教材與案例建設，還要革新考核內容與方式。

關鍵詞：慕課;工程數學;創新教育

一、慕課與創新教育

近些年來，在教育主管部門的倡導和支持下，慕課教學模式及其建設在全國高等學校普遍展開。所謂慕課，即大規模在線開放課程（Massive Open Online Coursers，簡稱“MOOC”），是教育領域利用信息技術進行創新興起的一種新教學模式，即“互聯網+課程資源”。從本質上講，慕課是為了實現現代教育目標而對教學方式進行的改革，其既可以拓展教學時空，擴大優質教育資源的受眾;也可以推動信息技術與教育教學的深度融合，促進大學教學模式的深層次改革，提高學生學習效率，提升課堂教學效能。有統計顯示，截至到2017年末，中國大學 MOOC網已經上傳慕課900余門，開課次數達到1900余次，選課人數超過2700萬人。從本質上看，慕課課程的快速發展歸根結底是人們對便捷、高效、優質教學資源和教學模式的訴求，其核心是促進教育質量的提升，讓更多的學習者從中受益。

在我國，創新教育作為一種思潮是在1999年6月《中共中央、國務院關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》公布以后形成的。目前，創新教育定義不下百種，大致可以分為兩類：一類把創新教育定義為，以培養創新意識、創新精神、創新思維、創造力或創新人格等創新素質以及創新人才為目的的教育活動;另一類則把創新教育定義為，是相對于接受教育、守成教育或傳統教育而言的一種新型教育。本文認為，對創新教育的定義，既要考慮創新教育的歷史和已經形成的規約，又要考慮到創新教育已有的升華和將來的發展。從廣義上說，創新教育就是為了使人能夠創新而進行的教育。凡是以培養人的創新素質、提高人的創新能力為主要目的的教育都可以稱之為創新教育。對于學校教育來說，創新教育是指把壯大生命提高人的創新性當作重要培養目標之一，并在全部教育教學過程中有意加強學生各種創新素質的培養，使學生和教師的創新性都得到有效提高的教育。創新教育既是一種反映時代需要的新思想新理論，也是一系列“為創新而教”的教育教學活動。綜上所述，我們認為，教育創新是以繼承為基礎，以全面發展為目的，以培養學生創新精神和實踐能力為價值取向的新型教育。為此，應進一步更新教育思想，改革現有課程教材和課堂教學模式，確立學生自主學習的地位，保障教育創新健康發展，需要做到以下幾點。

1、不斷更新教育思想。傳統教學是以課堂為中心，教師為完成認識性任務，并把此任務做為課堂教學的中心或唯一任務，這種教學把豐富復雜、變動不拘的課堂教學過程，簡約化歸為特殊的認識活動，把它從整體的生命活動中抽象、隔離出來。因此，學校教學改革的使命之一，就是對傳統教學的改革、完善和發展。

2、課程與教材改革是實施創新教育的關鍵。傳統課程教材過分強調統一，課程管理權限過分集中，缺乏必要選擇的余地，限制了地方、學校、教師自主性、主動性、積極性、創造性的發揮。當前，應打破課程教條老化的格局，建立國家課程、地方課程、校本課程三級管理的課程教材新格局，特別應強調校本課程的開發。要改變一套教材用多年的局面，逐步實現教材多樣化、彈性化、特色化、個性化。例如在我校不同專業的學生中，工民建等理工科專業和商管、外語、社會學等文科專業的數學基礎要求不同，所以不同專業同學的授課教材也應該相應不同，即使同是理工科專業的學生，由于不同專業的側重點不同，為了后續課的教學，也應該在教學中進行有側重的講解和安排。

3、強化課堂教學改革。教學是達到教育目的的主渠道。傳統的課堂教學是統一性教學，教師獨占課堂，造成教師教死書，學生讀死書，這樣不但費時費力，而且教學效率低。實施素質教育就是要變傳統灌輸式教學為創造性教學，或以培養學生創造性為核心目標的教學。課堂實施創造性教學與學生創新能力的培養息息相關，教學改革勢在必行。例如，在大學數學等理工科課程的教學過程中，如何使學生較好地參與的“教和學”過程中來，提高學生學習興趣，改變課堂學習枯燥乏味的現狀，并且能夠較好地完成教學內容，就是課堂教學改革面臨的中心任務了。

二、工程數學中的創新教育問題

大學數學課程是構建學生自然科學知識體系的基石，是促進學生形成科學創新思維和能力的重要工具。因此，在慕課快速發展的信息時代背景下，大學數學課程如何更好的利用新技術，在教學方面開展改革和慕課實踐，提高課程教學效果，進而提升人才培養質量，是高等數學教育工作者廣泛關注的焦點，也是本課題研究的關鍵問題。簡而言之，即慕課時代下大學數學課程的教學改革應該改哪些、怎么改的問題。本文就如何利用慕課教學手段實現工程數學創新教育問題進行探討。

1、工程數學創新教育的教學目標

工程數學創新教育課程集經典數學、現代數學和實際問題為一體，通過本課程的理論和實踐教學，試圖使學生具備綜合運用數學方法和數學軟件解決專業問題和實際問題的能力。培養學生的抽象思維能力、邏輯推理與判斷能力、空間想象能力、數學建模和運算能力、數學語言與符號表達能力。培養學生了解微分方程、差分方程、優化、概率、統計和時間序列等數學知識，了解主要數學軟件的應用，了解查閱文獻、閱讀文獻、論文寫作和科學研究的一般過程。培養學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，以及較強的自主學習能力，培養學生的創新意識、創新思維和創新技能，提升學生綜合素質，為其學習、科研和工作奠定堅實數理基礎。

2、基于慕課的教學方法改革

首先，教學方法與手段。針對競賽和學生能力培養的需求，在創新課程上準備采取“課內引導+課后作業+課上研討”的方式，即類似于慕課的教學手段。慕課作為一種教學設計方法，已經成為國內外學者、教育工作者研究和實踐的熱點，它對課堂的積極作用、對教學效果的正向影響已經得到學者和教育從業者的一致認可。我們在創新課程的課上給學生引導學習方法并布置學習任務單，課后學生可以通過學習任務單的指引，利用學習平臺、移動終端（電腦、手機、學習機等）開展課外自主學習，培養學生自主學習能力。最后在課堂上通過小組研討的方式，解決疑難，加深對方法和知識的理解。最大限度地激發學生學習數學和應用數學的積極性，同時也改變教師的教學觀念，豐富教師的教學手段，培養具備高素質的復合型人才。

其次，教材與案例建設。采用經典《數學模型》教材作為參考，但要突破原有課程建設的思維定勢，在課程建設實施階段，為了體現雙創課程的示范性，準備選取工程類專業方面應用優化、方程、概率、統計和時間序列等數學知識的具體案例，進行教材和案例建設，盡量編寫課程教材。通過這種課程建設方式，引領創新創業師資隊伍建設，引領創新創業課程體系建設，引領探索創新創業教育與專業教育有機融合，提升教學質量和人才培養效果。

再次，考核內容與方式。建立多元化學習評價體系，過程性評價與終結性評價相結合，以激發學生學習的積極性和自主性。根據平時的案例研究、分析和講述給出平時成績，根據參加數學建模競賽的獲獎等級評定期末成績，同時也要參考基于專題研究的論文寫作和發表情況。

三、工程數學創新教育的實踐訓練組織

兼顧面向全體和分類施教的原則，數學基礎及數學素養較好的同學進行重點培養，其他同學側重引導，這樣既可以提升重點學生的建模能力和競賽能力，也可以在整體上提升工程專業學生的數理素養，改善傳統課堂的教學效果。在任課教師方面，多位教師共同參與，授課內容分塊，每人集中精力負責一塊，結合學生的專業情況，發揮各自所長。按照注重引導，強化實踐的原則組織創新實踐和訓練。教師在專題講座中，概括介紹數學方法的內容和思想，為了提高學生的主動性及學習效果，將選課同學分為若干組，課后布置案例作業，要求每組同學課下通過查閱文獻、閱讀文獻進行充分準備，在輔導老師的幫助下初步掌握相關數學方法和軟件的應用，然后在課堂上面向全體師生進行講解，以此環節強化學生對知識的理解和應用能力，進而提升創新課程的教學效果。定期舉行校內模擬競賽，及時掌握學生學習情況，及時調整課程細節。不定期邀請校外專家來校做數學專題或競賽的學術報告，開闊學生視野，提升培養質量。

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基金項目：吉林省教育科學“十三五”一般規劃課題：慕課背景下的地方高校數學課程教學改革研究（GH180382）;吉林省高校創新創業教育改革示范課：工程數學創新教育

（作者單位：1.吉林建筑大學 經濟與管理學院，吉林 長春 130118;2.吉林大學白求恩醫學部基礎醫學院，吉林 長春 130021）