基于“短视频”的线性代数在线教学模式研究

2022-11-21蔡振锋

科教导刊·电子版 2022年28期

蔡振锋

（湖北工业大学理学院，湖北武汉 430068）

迈入21世纪后，计算机科学及网络技术快速发展，基于互联网的在线教育出现在人们的视野之中。在经历了精品课程网，在线公开课程等发展阶段之后，大规模在线开放课程（慕课）作为一种更自由、更开放的教育模式[1]，打破了教学的时空限制，颠覆了传统的教育方法，成了教育的热点。2019年开始，互联网技术在教育领域中得到了更广泛的发展，大规模在线课程在中小学以及高等教育中全面展开。

但是在各种慕课课程中，不管是在线课件式还是在线课程式，均不可避免的展现出这种模式的缺点：高辍学率。教师在开展教学的时候，由于空间的隔离，客户端学生更加自由，可以同时做一些无关的事情而不被发现。在大学数学课程的教学中，这种现象更加突出，由于课程的高度抽象性，学生好奇心减弱、成就感不足而加剧了这种情况，进而严重影响了教学质量。

本文主要针对在线课程的以上缺点，基于抖音之类的“短视频”方式，在大学线性代数课程中开展的教学实践。

1 在线教育与短视频的结合是时代发展的必然趋势

1.1 短视频可以有效降低理工科课程的学习难度

众所周知，高校理工科课程中充满了高度抽象的概念和定理。在传统的在线教学模式中，授课教师一般通过布置预习任务，让学生提前观看教材或者教学课件来完成，这些都成为当前在线教学模式在此类课程中开展的主要障碍。根据[2]，MOOC在我国的发展呈现了文理的显著不均衡。理科科目的选课人次和课均选课人次远低于文科科目；数据同时显示，在所有参与在线学习的学生中，最终成功获得证书的比例仅在2%～4%之间，这些都是由于前述的抽象特点所导致。

同文字相比，短视频有明显的差异。根据认知心理学的理论[5]，视频媒介具有形式形象、内容浅薄化的特点。在理工科在线课程中融入短视频，通过短视频构建具象场景，可以有效形象化抽象理论，加上巧妙运用色彩对比和夸张声音，可以提升课程的趣味性，有效降低辍学率。

1.2 短视频可以有效提高学生学习理工科课程的效率

包括慕课在内的在线教育模式，很大程度上突破了空间和时间上的限制，解决了因地域而造成的教育资源不平等的问题[3]。但是不可避免的带来了很多其他问题：学习效率低下、学习效果不好。广泛地在线教学实践表明，学生同时参与多门在线课程的学习会加剧这种矛盾，学生长时间观看直播导致没有时间完成课程其他环节。如何有效提高学生的学习效率已成进一步推进在线教学模式的关键问题[4]。

碎片化是解决这个问题的一个很好的方向，通过将冗长的教学过程分割成彼此独立的、易于操作的小片段，可以有效提升学生学习的效率。首先，小片段教学在客观上会降低学习难度，提升学生学习效果；其次，小片段教学所占时间短，更易于展开，学生可以随时通过手机端学习，具有更高效的时间利用率。当然，碎片化不可避免的会导致知识模块的割裂，使学生对于知识整体的把握降低，但是这些可以通过优化视频片段的次序等方式来弥补。

1.3 短视频可以有效减少教师重复性工作，规范教学环节。

在理工科课程中，存在着大量的概念介绍、例题讲解等环节内容。这些工作对于学生非常重要，学生只有通过大量重复的练习，才能真正理解概念，掌握解题方法。但对于教师来说这些是重复性的工作，特别烦琐。短视频的介入，可以有效减少教师的这些重复性工作。通过加入形象化的短视频，可以提升学生对概念的理解；在习题解答环节，短视频可以针对学生的共性错误开展工作，同时通过反复使用，巧妙设计，规范教学环节。

2 在线性代数课程中开展基于短视频的在线教学实践

2.1 线性代数课程在“学习通”平台的搭建

湖北工业大学在管控封校期间，将所有课程教学转移到线上，本文所开展的基于短视频的在线教学实践，主要依托湖北工业大学使用的“学习通”教学平台展开。在实践教学开展之前，我们在“学习通”平台完成了各个教学环节的建设，其中包括：线性代数教学大纲、电子教材、电子教案、作业库、试题库的编撰及上传；教学计划的设定，包括每节课程内容的设置，各教学环节任务的设置。以上所有教学环节的建设与传统的精品在线课程类似。

2.2 短视频的设计与加入

实践证明，4分钟左右的短视频具有很好的播放量和点赞转发率，基于此，我们开发了4-6分钟的短视频，主要针对以下几个方面展开：

2.2.1 预习阶段的趣味短视频

作为学习活动必不可少的环节，预习非常重要。通过预习，可以让学生对于知识的整体结构有个大体的了解，也可以让学生对一些生僻的概念有个初步的认识。但是如何让学生能够愉快的完成这个任务，而不用承担直接进行书本阅读的困苦呢？碎片化的短视频就非常实用。我们针对线性代数这门课程，参考了秒懂百科等网络视频，录制了诸如：什么是线性代数？线性代数主要研究什么？线性代数有什么用？等趣味视频。通过传统的“鸡兔同笼”问题引入线性代数的核心问题，在抽象化表示方程组中介绍矩阵和向量的概念，进而告诉学生为什么线性代数要介绍行列式、矩阵和向量。在具体知识点的介绍时，我们基于实际的仓储问题，录制了矩阵的定义、矩阵乘法等视频，强化了学生对于线性代数的实用性的认识。在每次预习任务之后，我们会安排一个5分钟左右的小测试，以检验学生预习的成效。

2.2.2 巩固复习阶段的解题短视频

作为学习效果的检验，作业环节同样非常重要。通过作业，教师可以了解学生的学习状况，及时调整教学活动；对于学生，可以通过作业，了解自己对于一些具体概念的掌握情况。教育心理学指出，学生的作业，特别是做错的题目，对于学生非常重要。学生的学习，总是通过犯错再纠正，螺旋式上升的。在传统的教学中，教师通过习题课的方式讲解作业，具有效率低，针对性不强等弊病。在我们开展的在线教学实践中，我们针对使用的试题库中的典型题目，录制了详细的解题过程。在每次作业完成之后及时发布，让学生有针对地观看。