基于“互联网+”的医科数学STC教学新模式研究

孙江洁，　陈　姚，　高　健，　智丽萍，　刘国旗

(1.安徽医科大学 临床医学院，合肥　230000；2.安庆市宿松县 九姑中学,宿松　246525；3.安徽医科大学 卫生管理学院,合肥　230000)



基于“互联网+”的医科数学STC教学新模式研究

孙江洁1，陈姚2，高健3，智丽萍3，刘国旗3

(1.安徽医科大学 临床医学院，合肥230000；2.安庆市宿松县 九姑中学,宿松246525；3.安徽医科大学 卫生管理学院,合肥230000)

比较分析了Micro-lecture、MOOC与SPOC的特点，提出革新医科数学教学模式必要性，并构建了基于“互联网+”的医科数学STC教学模式，即基于“自主学习-传统教学-交叉协作学习”的STC教学新模式。以医科数学教学实践探索为例，展示了医科数学STC教学新模式实践价值。

Micro-lecture；MOOC；SPOC；STC教学；模式

在“互联网+”迅速崛起的时代，“免费、共享、开放、在线”成为互联网信息风暴代名词。与之形成了以Micro-lecture、MOOC、SPOC等为主体在线教育席卷国内外，似乎逐渐步入“互联网+高等教育”线上教育新模式。这种全新的教育模式预示着高等教育领域将有发生颠覆性教育模式变革的可能性。有学者认为，“互联网+高等教育”线上教育模式可以改变“储户与保管人”的储蓄式教学方式，结束“照本宣科”，提升教学质量[1-2]，也有学者认为，线上教育模式的进一步开发与应用，可以倒逼高等教育教学模式改革[3]，提升教育质量，促进大学教学模式创新。还有学者认为，线上教育模式造就了一批“明星教授”，直接与传统教学形成“擂台”，直接与职业教师较量，形成教师面临下岗的可能性，更有甚者认为线上教育模式的迅速发展催生了传统高校教育消亡的可能。

当然，传统教育教学模式也无须过于悲观，因为线上教育也并非十全十美，它依然存在诸多亟待解决的实际问题，如何保证学习者的自主性、网络状况与网络技术条件的改善、教学内容的取舍、教学环节的设置、教学情节的合理构建、符合信息化时代同时又符合学生学习需求的教学素材和参考资料的制作，等等，这些问题都是关系着“互联网+高等教育”线上教育模式生命线的核心问题。

唯有洞悉Micro-lecture、MOOC、SPOC在高等教育领域的微观、宏观不同层面的影响，才能够正确评价“互联网+高等教育”线上教育模式在未来高等教育中的发展方向。哈佛大学教务长阿兰·伽伯(Alan M. Garber)也认为，MOOC等在线教育将为我们重新思考如何进行教育提供了一个机会。[4-5]如何利用互联网信息技术支持，顺应时代发展潮流，推动医科数学教学模式变革，是我们数学工作者迫切需要解决的实际问题。文章从Micro-lecture、MOOC和SPOC的特点比较分析，取长补短，搭平台、建立基于“互联网+”的医科数学STC教学新模式。

一、Micro-lecture、MOOC和SPOC的特点比较

面对“互联网+高等教育”线上教育新模式的崛起，适时对传统教育模式进行革新，是高等教育领域得以健康发展的关键，面向医学生群体的医科高等数学教学模式改革更是迫在眉睫。为了提升革新效度，下表给出Micro-lecture、MOOC、SPOC的若干特点对比[6-8]。

表1　Micro-lecture、MOOC、SPOC 的模式比较

从Micro-lecture、MOOC、SPOC的分析情况来看，“互联网+高等教育”线上教育模式带来的教育变革是前所未有的。

线上教育具备免费、共享、开放、在线等特点，为自主学习者提供个性化学习条件，免费、共享式的网络资源为“生生协作、师生协作、师师协作”提供便利和可能，成功实现“学校间协作、资源共享、学习主体与授课主体等多层面协作”共赢的良好局面。清华大学教授孙茂松亦赞成“互联网+高等教育”线上教育只有让各高校奉献最优质的资源，才能够形成一种辐射效应。[9]故而认为如何利用互联网信息技术支持，顺应时代发展潮流，挖掘线上教育潜能，为高等教育做应有贡献乃当务之急。医科数学教育亦不例外。

二、构建“互联网+医科数学”教学新模式的必要性

从微观上来讲，医科数学的微观思维几乎无处不在，不仅涉及数学内容的本身，而且还是与哲学融为一体，形成数学哲学的交叉学科。数学家B.Demollins 所说，“没有数学，我们无法看透哲学的深度；没有哲学，人们也无法看透数学的深度；而没有两者，人们就什么也看不透”[10]。抽象性、精确性和应用的极端广泛性是数学学科的特征，而医科数学又富含有医学、生物学等学科特点，故而医科数学的重点则在于微观思维的呈现和学科应用的拓展，这在传统的教学中无疑是难中之难，如果我们有效地借助互联网信息技术、线上教育的优势、flash动画呈现、计算机软件模拟等手段，可以从很大程度上解决传统教学的不足，形象而生动地表达数学的微观思维，有效地拓展数学学科的应用空间，提升教学质量。

从宏观上来说，医科数学传统教学的不足在于学科理论体系的老套、思维方式方法陈旧、解决实际问题的针对性不足、教学模式的呆板等。《里约热内卢宣言》指出：“纯粹数学与应用数学是理解世界及其发展的一把主要钥匙”。医科数学也可以说是深度理解医学、成就医药专家的基础性工具。作为数学工作者，如何结合医科数学实际，挖掘线上教育在微观、宏观不同层面的影响，扬长避短，推动医科数学教学模式变革，已成为我们每一高校数学工作者迫切需要解决的问题。

三、基于“互联网+”的医科数学STC教学新模式

医科数学STC教学模式是基于“自主学习-传统教学-交叉协作学习”的STC教学模式。其中S指的是自主学习(Self-directed learning)，也即学习主体在自我计划、部署学习进度的条件下，充分利用互联网优质资源、满足个性化学习需求的、规范的学习行为；T指的是传统教学(Traditional teaching)，也即学习主体在固定的环境里接受老师传授知识的过程，采取的主要模式为线下教学模式。C指的是交叉协作学习(Collaborative learning)，也即学习主体充分利用传统教学的学习过程，以“互联网+医科数学”线上教育为辅助载体，学习和掌握知识的全过程。这里，深层次地融合了构建、行为、认知等不同教学理念，是一种线上线下教学模式的融合。其教学模式功能分解如下图1、图 2、图3所示。

图1　医科数学STC教学模式模块分解图

图1主要给出了医科数学STC教学模式的模块构建，其功能详解将从使用群体类型的角度进一步分析论述。

图2　网络优质资源共享模块分解图

图2在图1的基础上补充给出了网络优质资源基础系列，为丰富“互联网+医科数学”线上教育平台内容体系明确了方向。

图3　交叉协作学习课堂设计模块分解图

图3在图1的基础上补充说明了交叉协作学习课堂设计的思路，并强调了课前、课中和课后学习群体的学习目标。

我们具体怎么来理解医科数学STC教学模式呢？我们接下来从以下路线来分析医科数学STC教学结构功能。

医科数学STC教学模式的使用群体主要包括教师和医学生，而医学生又分为普通全日制学生、成教学员、自考生和社会兴趣爱好者。根据学习群体的不同，医科数学STC教学模式首先将根据学员提交的信息情况，建立学员个人档案，根据类别和学员学习需求，电脑自动生成教学进度表和个性化交叉协作学习课堂计划。比如针对普通全日制学生就生成“教学进度表+个性化交叉协作学习课堂计划+传统教学信息表+微课进度表+互联网优质资源使用账号”；针对自考生就生成“在线课程进度表+个性化交叉协作学习课堂计划+微课进度表+互联网优质资源使用账号”等。

医科数学STC教学模式中针对线上线下课程，结合课程特点，设置各自适用范围，如MOOC等优质资源就适用于自主学习能力强的学员学习和教师备课时的借鉴；微课则适用于学员对教学内容重难点的攻关和教师提升学生学习激情的情节构建；而线下课程主要优点在于面对面的传授，易于交流沟通和问题的及时反馈处理。

医科数学STC教学模式成功与否主要取决于互联网优质资源的利用是否合理，能否真正利用各高校的优质资源，为线下教育起到真正的辅助作用。比如充分优质网络资源提升学习者的自主性，通过改善网络状况与提升网络技术来改善互联网使用条件，针对教学内容及时做出合理的取舍，多元化的教学环节设计，合理生动地构建教学情节，检索、制作和出版符合信息化时代同时又符合学生学习需求的教学素材和参考资料，等等，只有这样，才能够使得医科数学STC教学模式走向成功。

四、案例交流

医科数学教学既要适应医学教育新标准又要适应现代医学与技术等方方面面的诸多要求,故而面临教学内容体系与需求间的矛盾，教学方法的滞后、教学形式的呆板、人文素质教育的匮乏等现实问题有待解决。随着医科数学STC教学模式的实施,上述问题迎刃而解。下面通过案例解析STC教学的实际价值

(一)生物结构Flash动画模拟案例

例1[11]心输出量是每分钟心脏输出的血量,在心理学实验室中常用染料稀释法测定。把一定量的染料注入静脉,染料将随血液循环通过心脏达到肺部,再返回心脏而进入动脉系统。假定注入5ml染料后,在外周动脉连续30秒检测血液中染料的浓度C(t),建立为时间t的函数

[传统教学]解析题意,利用定积分中值公式,板书

[STC教学] 先设计程序,利用计算机技术,制作Flash动画,模拟5ml血液注入静脉,随血液循环,设置血液浓度函数

(二)数形结合案例

例2[12]在教学空间几何体的时候,介绍z=4-x2-y2(旋转抛物面)和z=xy(双曲抛物面)等等知识的时候,抽象性显然成为学生掌握知识的最大阻碍,对于这些疑难问题,我们是如何化腐朽为神奇的呢?无疑采用了数形结合的办法,来讲述相关理论的。然而复杂的空间几何体,在传统的教学中难以呈现。在STC教学模式中,我们采用计算机技术,利用数学软件,形成系统的线上课程如Micro-lecture、MOOC等,则可以帮助我们形成生动、形象、栩栩如生的视频课程,借助电脑、手机等载体呈现,整个教学过程变枯燥为生动、变抽象为具体、以动代静,以图形代替表达式等等,降低了知识学习的难度,客观上提升了教学质量[13-16]。附图4和图5。

图4旋转抛物面

图5　双曲抛物面

五、结语

随着人们的生活水平逐渐提高,科学技术的日益崛起,“互联网+高等教育”走向成熟,教育的个性化日益呈现,学习主体更多地要求教育的选择权。从交叉协作学习课堂来看,只要我们用心来研发教学素材、用技术来包装、使教学走向艺术、使教学目标落到实处,形成开放、互动、研发、艺术等多形式的医科数学教学方法体系,进一步激发学习主体学习激情,提升学习主体综合创新力,医科数学STC教学模式完全可以做到极大程度地满足学习主体对教育的充分选择。

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[责任编辑李潜生]

On New Model about STC Teaching of Medical Mathematics Based on "Internet+"

SUN Jiang-jie1,CHEN Yao2,GAO Jiang3,ZHI Li-ping3,LIU Guo-qi3

(1.Clinical Medical College, Anhui Medical University, Hefei 230000, China;2.Jiugu Middle School in Susong County, Anqing 246525, China;3.Health Management College, Anhui Medical University, Hefei 230000, China)

The article compares and analyzes the characteristics of Micro-lecture、MOOC and SPOC, and then proposes it's necessary to reform the medical mathematics teaching model. In addition, the paper constructs the STC teaching model of medical mathematics based on "Internet+", which is combined with autonomic learning, traditional teaching and cooperative learning. Furthermore, taking the teaching practice of medical mathematics as an example, the paper also demonstrates the practical value of STC teaching model.

Micro-lecture; MOOC; SPOC; STC teaching; model

2016-03-17

国家社会科学基金项目(项目编号：14BGL141)；安徽省自然科学基金项目(项目编号：1308085MH168)；省教育厅自然科学研究项目(项目编号:KJ2016A369、KJ2016A372、KJ2016A368)；安徽省质量工程教学研究项目(项目编号：2013jyxm538)；安徽省质量工程校企合作实践项目(项目编号：2014sjjd065)；安徽省质量工程重点教学研究项目(项目编号：2014jyxm701)；安徽省质量工程精品资源共享课程研究项目(项目编号：2013gxk030)；安徽医科大学科研基金项目(项目编号：2015xkj013)； 安徽医科大学质量工程项目(项目编号：2015xkj013jyxm088)；安徽医科大学质量工程项目(项目编号：2015xkj013jyxm090)。

孙江洁(1983-)，男 ，安徽宿松人， 讲师。 研究方向：应用统计与风险决策。

刘国旗(1964-)，男，安徽肥东人，副教授。研究方向：管理数学与运筹学。

O13；G434

A

1008-6021(2016)03-0078-05