基于以信息技术为支撑的应用型人才培养大学微课堂的研究与实践

姚文亮

（沈阳工程学院 网络与计算中心，辽宁 沈阳 110136）

随着人工智能技术被广泛应用于各个领域，在许多行业中，一些简单、机械化的操作已经由融合人工智能技术的机器代替了传统的人工操作，这就导致社会就业机会骤减，就业形势更趋紧张。同时，部分高校存在所讲授的理论知识与行业企业需求脱节的现象，而中小型企业为了自身的生存发展，无力投入资金对毕业生进行二次培养。因此，出现了毕业生难以找到合适工作，企业又难以找到满足企业需求的毕业生的现象。为解决上述问题，教育部提出了建设应用型技术大学的概念，其特点是以服务发展地方经济，对接行业条件，面向市场需求，培养应用型的实践人才为目标，实现毕业生与工作岗位的直接挂钩。

在数字化时代大背景下，传统的教育模式已经满足不了当代大学生对知识和信息的需求，这就要求教师应积极更新教学理念，以适应现代化信息技术对教学的变革；学生也应改变传统的被动学习模式，转向自主学习、主动学习。相对于中小学的通识教育，我国的高等教育尤其是以培养应用型人才为目标的职业教育，更需要在新型教学模式中加快普及和应用信息技术。

一、微课堂建设的背景及意义

改革开放以来，我国的高等教育投入持续增加，人才培养模式也由原来的培养精英型人才转向培养大众普及型人才，发展方向更加多元化。为了提高应用型大学课堂的教学质量，除了学校应加强教学基础设施外，教师也必须拥有现代化的教育理念，以提高学生实践能力为目标进行教学设计，应用丰富且新颖的教学环节来调动学生主动学习意识，通过视听觉互动刺激，使学生更能直观地感受理论知识，从而为学生打造丰富乐学的学习环境，使学生能快速准确地获得相应知识和技能，并进行实践应用。

随着网络技术的飞速发展，学生获取知识的渠道已经不再拘泥于传统的课程教学。2008 年，戴维·彭罗斯（David Penrose）首次提出了“微课堂”概念，他认为普通课堂中讲授的几十分钟甚至几个小时的内容可以压缩成60 秒内的“知识脉冲”（Knowledge Burst）作用于学习者，通过结构化的任务活动，深入探索这些核心知识内容，进而完成微课堂的学习。我国率先对“微课”进行应用研究的是胡铁生，他认为传统的45 分钟课堂难以保持学生的注意力，有效学习时间普遍较短。结合学生的认知规律，可以把教学内容中的重点、难点、疑点等核心知识点分块制作成视频点播资源，这会有利于学生的个性化的学习。从上述研究可以看出，“微课堂”是一种以微课为载体，教师依据教学目标和教学计划，对原有传统课堂教学内容进行逐一分解，再将分解后的知识点、重点、难点等问题进行有效分类，制作成小而精的微内容讲解，它还具有通过在线网络学习平台进行线上互动答疑的功能。相比于传统的授课模式，微课堂增强了互动性和授课体验，在提高教学质量和效率的同时，实现了优质教育资源的共享。

为了提高应用型大学课堂的教学效率，突出以培养学生实践能力为主的教学特点，学校和教师应积极地将部分学习资源制作成微视频，同时设计好必要的高质量的考试考查环节，学生可以应用微课堂来进行一些基础性理论知识的学习。微课堂模式打破了传统课堂对学习空间和选课人数的限制，这将极大地发挥优质课程资源的传播优势。在培训方面，微课堂的研究与实施将有助于改变大学教师的培训方法，解决资源分配不均、灌输教学和教育效率低的问题。

二、实施微课堂建设的软硬件设施基础及技术标准

“十四五”期间，国家会持续增加在信息化服务上的投入，全方位地发挥信息化在高校办学中的作用，为加快高等学校教育的全面数字化服务。为完成好信息化的升级改造，高等院校可利用现有的软硬件设施，打造学校优势特色专业的微课堂项目，可主要针对以下技术和平台进行开发利用：

1.虚拟实践平台

新的教育质量观强调“以问题和课题为核心，以学生为主体，调动学生积极性”的实验教学方法。培养应用型人才的高等学府应以“培养学生独立进行科学研究的能力”为目标，“注重创新实验项目实施过程”的评价机制也为以培养应用型人才为目标的大学教育改革指明了方向。

虚拟现实技术是伴随计算机软硬件的飞速发展而开发出来的信息领域的前沿技术，是对传统局限于固定地点和时间的实验教学的革命性补充，它促进了实验教学的改革，利用虚拟演播室平台有效提高了实验设备的使用率。

图1 省级精品课“风力发电”微课堂制作环境

构建虚拟实验室平台的优势非常明显，在数字化智慧校园迅猛发展的今天，学校没有必要花很多钱购买各个独立的实验设备，不同学科都可以在虚拟网络环境中依据专业特色独立设计、体验、分析和总结课程环境，基于一个大的虚拟平台利用先进的软件对实验数据进行分析，总结实验规律，这样可以大大地提高实验教学质量，而且可以让每名学生享受到实验体验。目前平台接入了万兆网络，实验者可以通过PC 或移动端远程登录虚拟实验室，实验室中使用的工具和材料都是虚拟的，操作者通过计算机软件进行实时仿真实验，与传统实践教学相比能够取得较好的虚拟实验效果。通过实验场景的虚拟构建、环境照明的使用和本地摄像机高精度样本的采集，利用反球跟踪技术和后期合成等步骤，根据学院的专业特点和现代高水平的技术手段，创建数字化媒体课堂教学。

2.NAS网络存储备份

NAS是一个小型的数据中心，可以提供多人多设备多平台的数据访问，全称是Network Attached Storage。其特点：一是用来存储数据；二是该存储可以轻松地附加或者取下而不影响系统使用；三是该设备必须基于网络使用。它是提供存储服务并通过网络来访问存储内容的设备，相比于复杂的服务器级别的存储系统，NAS 更倾向于提供文件系统级的服务（设备共享访问），在高校微课堂教学环境中，可以利用其以下优势支撑媒体资源的存储：易于安装，使用快速，易于维护；超大容量，扩展容易；多网口聚合后具有更快的响应速度和更高的数据带宽对服务器的要求降低，可大大降低服务器的成本，有利于高性能存储系统在更大范围内的推广应用，支持不同的操作系统平台，尤其适用于移动端访问。

以NAS 为存储中心的媒体资源服务器花费小，但存储素材容量巨大，能通过网络聚合功能连接万兆交换机，可提供400Mb/s 带宽多人共享在线剪辑功能（见图2）。

图2 基于NAS架设的高校教学资源存储服务器

3.移动终端教育的应用

虽然很多教师都积极地在传统教学中融入信息技术支撑微课堂教学，但很多课程应用平台仍旧是依托web网页形式进行扩展，学生无法在固定场所以外的区域利用碎片化时间进行巩固学习。而随着平板电脑和智能手机的普及，移动端数量已经远远超越PC端。适合移动学习的内容的主要特点是简短、零碎和相对独立，因此。要有相应的软硬件设备的支持来促进移动端教学方式的普及。学校应积极开通多功能的移动端教学平台为微课堂的线上线下融合教学提供技术策略。

4.工作机制及微课堂制作标准

微课堂的工作机制包括以下几点，建设指导思想：统筹规划，统一实施，分阶段推进；指导原则：综合性、实用性、协调性、前瞻性和战略连贯性；关键资源应包括应用系统、信息、技术结构和人力资源要素。通过工作机制的引导，在实际操作过程中应以提高学生信息素养和创业创新能力为目标。为积极探索信息技术在高校教学中的应用，促进学生全面发展，就需要制定高水平、多层次的课程制作标准，将实施教师信息技术能力与教育和培训紧密结合起来，并将其纳入评估学生正常培训和评估教师教学体系中。表1为沈阳工程学院微课堂制作标准（2015年制定）。

表1 微课堂制作标准

三、微课堂实践流程

学校的教学改革是一项大的工程，需要循序渐进，因此协调相关职能部门对基于信息技术的微课堂进行有效论证和推广非常必要。教务部门是学校教学管理职能部门，应牵头制定学科与微课堂教学改革的有效推进策略。就“微课程”建设的流程、“微课程”教学团队建设等方面展开培训，加强教师“微课程”理念、理清思路、明确任务、寻求建设方法。教育教学评价部门根据提交的试点课程制定评价策略，为提升教学模式创新能力，在微课设计、开发与制作的应用导向，微课资源的共建共享机制创新方面，对不同的微课堂模式制定相应的评价策略。课程资源建设部门要创新制作方式，改变以往采用摄像机课堂纪实授课情况的拍摄方式，要努力利用信息技术使课堂形式更鲜活、环节更多样、视觉表现力更突出，负责规划微课堂建设方向，布置主要任务，制定技术路线，统筹安排微课堂制作。

一线教师最初为了参加微课比赛从而着手自我简单的微课设计，对微课相较于传统课堂教学方法的改变没有清晰的认识，从而容易造成个性化的微课堂风格。因此，学校需要整合各个职能部门，以阐释某一知识点为目标，以短小精悍的在线视频为表现形式，以学生学习应用为目的而整体开展信息化微课堂建设。根据多部门联动并以实施方案为基础制作的微课堂视频，更有利于学校统一课程规划，统一上报参赛评比。

图3 近十年基于微课堂技术的教学资源建设情况

图4 微课对学科专业建设支撑情况

通过线上微课堂教学模式的设计与实施，教师与学生将有更多的时间进行专项问题的面授，教师将有机会了解每一个学生对本学科微知识的掌握情况，并及时进行纠正和指导。这与以往教师忙于填鸭式的灌输知识，课后与学生学习隔离的情况完全不同，等于实现了集体家教，教师不再忙于简单的课堂重复，而是可以针对不同专业、不同班级甚至不同的学生加以指导，考察学生的表现，有针对性地对专业问题进行传授。对教师而言这是个智力比拼，比简单重复的知识传授更有意义，而学生可以得到一对一的及时指导，这种教学方式为应用型高校的人才培养方式带来了质的改变。按流程制作的微课程视频内容丰富多彩，将极大地提升学生的学习积极性，弥补班级教育形式带来的弊端，学生有更多的主动性和选择权。通过微课堂学习，学生将问题反馈给教师，师生在课堂上进行面对面的交流，提高课堂学习的互动性，这是对现行课堂教学模式的有力补充。

四、结论

高校微课堂教学模式充分利用了现代信息技术，促进了高等教育数字化教学模式的变革，所用技术代表了计算机设计与影视制作的融合，通过利用信息化、数字化优势，加强了现代化教学设施和平台对高等学校教学的有效支撑。同时，微课堂教学模式对教师的信息化素养提出了更高的要求，对于熟悉传统课程教学的老师来说，如何利用自身知识的深度和广度，依托现代化教学技术进行教学改革，是他们要面临的主要问题。微课堂教学模式要努力让一线教师在教学实践中引导学生发现问题和解决问题，从解决问题的习惯和过程的细节中设计微课堂课程模式，使信息技术支撑的微课程也能够将教师锻炼成为课程的研究者和教育教学的执行者。