工科专业基础课网络课程模式研究

颜秋容,曹 娟,袁 芳

(华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉430074)

我国远程网络教育经过十年的发展,已达到相当的规模,并建成完善的硬件系统,形成了现代网络教育的良好架构[1]。本文作者结合多年的网络教学和电路理论国家精品课程建设经验,从工科学科特点出发,以现代网络技术和多媒体技术为支撑,侧重于课程教学设计和教学方法,提出以递进式理论教学模式、互补式实验教学模式、流程式导学模式和学习过程综合式考评模式为核心内容的工科专业基础课的网络课程建设模式。

1 网络教育与网络课程

1)网络教育

网络教育包括网络高等教育、网络辅助教育和网络培训。本文特指现代远程网络高等教育,即学员通过网络,完成规定的课程学习,达到规定的总学分,从而获得国家承认的学历和学位。

我国远程教育模式于1999年由清华大学等四所高校率先试点,目前已建成以CERNET为高速主干网、链接全国100多所高校的校园网、覆盖全国35个重点城市的远程网络教育框架[2-4]。

2)网络课程

网络课程的设计包括教学内容及其呈现形式、教学手段、导学督学、交流互动和课程考评等方面。笔者提出网络课程设计原则如下:①学习资源在内容难度上应有层次之分;②教学手段在实现能力培养目标上应有互补性;③学习效果的检验应有自主实时性;④教学资源和手段的形式应适度多样、功能互补和目标明确;⑤交互、导学和督学应渗透到整个教学过程中;⑥考评方式应具有综合性。

2 网络教学的关键问题

1)知识掌握的系统性和完整性

目前的网络教学,提供的服务资源为超市模式的学习支持服务。初学课程的学生如何有效地利用课程资源和学习支持服务,如何把握学习中的重点和难点,如何前后联系形成系统而完整的知识体系,是关键问题之一。

2)学习热情的激发和保持

接受网络远程教育的学生都处于独立自主的学习状态,且是利用业余时间学习,学习的规律性不强。这是网络学习的共性问题。对于理论性强和逻辑严密的课程,自学过程中如何克服学习难点,保持持续的学习热情和兴趣,是关键问题之二。

3)思维方式和思维能力的培养

工科课程的学习是一个积累知识的过程,也是一个培养逻辑思维能力的过程。教师的面授不仅传输知识,且通过问题的提出、推理引申、总结归纳、应用方法,采用启发式的教学方法,培养该学科的思维方式,提升思维能力。网络课程的教学过程设计必须将此教学目标体现其中,是设计的难点之一。

4)操作技能的培养

工科专业基础课程一般离不开实验操作技能的培养,即该学科基本实验仪器操作方法和实验研究方法。目前在网络远程教学下,可以通过演示实验和虚拟实验来实现,如何在实验教学设计时体现上述培养目标,检查培养结果,是设计的难点之二。

3 金字塔扩展式理论教学模式

金字塔扩展式理论教学模式可以由以下五类资源构成,即形成由启发式课堂、动态式自习教室、动态电子教材、纸质教材,到练习与自测题库的扩展式教学思路。各类理论教学资源的教学目标构成层次递进和范围扩展关系。

1)启发式课堂(小视频)讲授重点难点内容,可以为计划学时的30%～40%,每一讲有相对独立的主题,形成从问题提出、推理引申、总结归纳到工程应用的完整思路。

2)动态式自习教室(动态交互式课件)必须是交互式的,适用于不同认知能力的学生。内容的呈现具有思维启发性,内容的范围还是重点难点内容。与启发式课堂相比,侧重进一步理解,弥补视频教学不能顾及不同认知能力的学生的不足。在视频教学的基础上,增加知识的总结归纳、综合运用,提升思维能力。

3)电子教材(动态式html网页)侧重于在掌握好重点难点内容的基础上,帮助学生进行知识的前后联系,帮助学生熟练掌握教学大纲要求的内容,建构完整的基础知识体系。电子教材必须具有动态链接、动态解释、快速查找、突出显示和色彩强调等表现手法,体现出纸质教材不可企及的优势。

4)纸质教材作为学生拓展学习的一种资源,其范围一般超出教学大纲范围,学生在已形成了完整的基础知识体系后,有能力仅通过纸质教材和其他参考书,在拓展学习过程中提升自学能力。

5)练习与自测题库必须有自主选择和指导功能,设计上要兼顾知识检测、思维方式检测和思维能力检测。因此题型应该包含客观题和主观题。练习与自测题库还要能记录和累积学生练习与测试时出错的题,为学生自主提高或请求辅导教师的指导提供依据,找出问题的关键所在,充分体现个性化教育特征。

4 多方位互补式实验教学模式

多方位互补式实验教学包含五类资源。以实验指导书和虚拟实验平台为核心,以实际实验室操作示范、基本设备使用、仿真软件使用方法为辅助,形成全方位的实验教学体系,各类实验教学资源的教学目标构成互补关系。

1)实验指导书(动态式html网页)通过动态链接、动态解释、快速查找、突出显示和色彩强调等手段,让学生掌握实验原理、实验方法和实验内容。

2)虚拟实验平台为学生提供实验操作技能培养和实验研究方法学习环境。由实验指导书、基本设备使用、预习测试题构成虚拟实验前的预习环节。学生可以根据实验指导书的要求,自主操作设备和设置参数进行实验。

3)实际实验室操作示范(小视频)让学生间接感受校园教学实验室环境,学习教师规范化的实验操作,弥补虚拟实验的不足。

4)基本设备使用属于基本操作技能培养的实验教学目标,自身也采用设备使用指导书、操作视频课堂和虚拟设备的多方位结合模式,成为互补式的小体系。

5)仿真软件使用方法用来弥补虚拟实验平台学生对自主研究的限制。为了让学生自主展开探索,选择在大型通用仿真平台上进行研究,不仅可以自由发挥,且可以研究复杂问题。仿真软件使用方法亦采用仿真软件使用课堂(小视频)、仿真软件使用指导书和仿真软件使用教案多方位结合的互补式小体系。

5 流程式导学模式

流程式导学模式为学生提供一条高效率利用教学资源学习的最佳路径。目前,教师普遍采用教学大纲、教学日历、内容重点和难点等文字表述方式来对学生进行学习过程指导。这种导学方法,对于初学课程的学生来说显得抽象。流程式导学模式能很好地解决该问题。网络课程的各类教学资源服务于不同的教学目标,功能和形式形成互补,为学生提供一条利用教学资源的最佳路径。流程式导学模式采用流程图形式,为学生推荐一条使用教学资源学习的最佳路径,并设定每个部分的参考学习时间,流程图上记录学生在每个部分累计所用的实际学习时间,由此形成每一个学生的学习历程记录。教师可以据此评价学生的学习能力和学习方法,学生也可以了解自己的特点,有针对性地加强指导和训练。

6 学习过程综合式考评模式

通常,网络教学综合了作业、实验报告和课程结业考试成绩三方面来评价学生,但这种考评方式只能反映学生对知识掌握的程度,不能体现学生的学习能力。

学习过程综合式的考评模式,除综合传统考评模式外,还结合学习过程记录来对学习效果进行评价。学生的学习过程记录包括:练习与自测题库中的错题记录,流程式导学模式中的学习历程记录,虚拟实验中的错误操作提示记录,交流讨论中的参与记录。学习过程综合式考评模式可以综合反映出学生的知识掌握程度、认知能力、思维能力和操作能力,是切合工科专业基础课程教学目标的考评方式。

7 结语

网络课程建设是一项需要教学经验丰富的课程教学人员、现代教育技术开发人员、网络技术应用人员三方面的配合才能完成的系统工程。本文提出的工科专业基础课网络课程建设模式,已在电路理论国家精品课程(2009年网络教育类)中实施。实践表明,它切合工科专业基础课程网络教学的特点,有利于实现知识积累、思维方法培养、思维能力提升和操作技能培养的综合教学目标。

[1] 张海波,王成涛.关于我国网络高等教育现状与前景的研究[J].兰州:高等理科教育,2006,3:50-53

[2] 白滨,高益民,陈丽.美国网络高等教育的学习支持服务研究[J].北京:比较教育研究,2008,11:24-26

[3] 明红,刘蓉.对外国网络远程教育的几点思考[J].武汉: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