工科類課程的微課教學(xué)設(shè)計制作與實踐

潘義勇+馬健霄

[摘 要]針對工科類課程偏重實際工程實踐的教學(xué)特點和理論聯(lián)系實際的教學(xué)要求，需要建立一套工科類課程的微課教學(xué)設(shè)計制作方案。工科類課程的微課教學(xué)設(shè)計制作，要結(jié)合微課教學(xué)的特點，秉持“問題驅(qū)動興趣，理論聯(lián)系實際”的教學(xué)理念，從教學(xué)對象的界定、知識點的選擇、教學(xué)方法的選擇三個方面，提出工科類課程微課設(shè)計方案。可以以交通系統(tǒng)分析工科課程中“M / M / 1排隊系統(tǒng)分析”知識點為例，詳細(xì)闡述微課設(shè)計和制作的過程，總結(jié)微課在工科類課程教學(xué)中的優(yōu)勢。

[關(guān)鍵詞]工科課程;教學(xué)設(shè)計;微課制作

[中圖分類號] G64 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0097-03

一、前言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，微課成為高校教學(xué)的重要手段之一，越來越受到高校師生的重視和歡迎。[1]自2012年教育部舉辦全國首屆高校教師微課教學(xué)比賽以來，其不僅提升了高校教師專業(yè)發(fā)展和教學(xué)能力，高校教師的信息化應(yīng)用水平和技能，而且為提升本科教學(xué)質(zhì)量，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性潛力，促進高校的教育教學(xué)改革提供了新的本科教學(xué)方法與模式。[2] [3]微課是以單一知識點為教學(xué)內(nèi)容，通過融合多媒體課件和信息技術(shù)并結(jié)合一定的學(xué)習(xí)任務(wù)而形成的一種教學(xué)資源，這種以10～15分鐘視頻為載體的課程，主要特點就是主題突出、短小精悍，教師要充分合理運用各種設(shè)備及手段，短時間內(nèi)給學(xué)生講清楚、講透徹一個知識點。[4]

二、工科類課程的微課教學(xué)設(shè)計和制作

（一）微課設(shè)計

在微課制作之前，要進行前期的準(zhǔn)備工作，梳理一下思路和方法，其目的是達(dá)到更好的教學(xué)效果，總之在微課制作之前要多思多想。微課的前期準(zhǔn)備分為教學(xué)對象的界定、知識點的選擇和教學(xué)方法的選擇三個部分。

1.教學(xué)對象。教學(xué)對象的界定對于微課教學(xué)具有指導(dǎo)作用，不同的教學(xué)對象決定了我們采用的教學(xué)方法、教學(xué)速度、講解的知識點以及講解的難易程度。高等教育的教學(xué)對象主要分為研究生、本科生、專科生、高職生等，不同的教學(xué)對象的教學(xué)目標(biāo)是不一樣的，當(dāng)然其教學(xué)內(nèi)容也是不同的。[5]例如，交通系統(tǒng)分析是交通工程本科的核心專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程主要講授系統(tǒng)分析方法的基本原理、原則和基本方法以及在道路交通工程中的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括系統(tǒng)工程理論、線性規(guī)劃理論、圖與網(wǎng)絡(luò)理論、排隊論、預(yù)測方法、決策論和工程經(jīng)濟分析。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解并初步掌握利用數(shù)學(xué)方法對交通系統(tǒng)進行描述、分析、優(yōu)化、評價的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

2.知識點。知識點的選擇是錄制好一門微課的基礎(chǔ)，因為微課要求短小精煉，在10～15分鐘內(nèi)講解一個完整的知識點，所以選擇的知識點要難易適中，不能太復(fù)雜。對于比較繁復(fù)的知識點要分解為幾個小的知識點，這樣有利于微課的制作，也符合微課教學(xué)的有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的初衷。[6]例如，微課程“M / M / 1排隊系統(tǒng)分析”，屬于交通系統(tǒng)分析課程中第六章“隨機服務(wù)系統(tǒng)理論-排隊論及其應(yīng)用”章節(jié)的核心內(nèi)容之一。“M / M / 1排隊系統(tǒng)分析”是該章節(jié)中最基本、最本質(zhì)、最能反映思想方法的部分，因此，本節(jié)課在內(nèi)容安排上采用精簡結(jié)合、注重思想的方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使知識掌握更有針對性。

3.教學(xué)方法。教學(xué)方法的選擇是獲得預(yù)期教學(xué)效果的保證，不同的教學(xué)方法適用于不同的知識點，教學(xué)方法一定要結(jié)合知識點進行選擇，不能一蹴而就，合適的教學(xué)方法有利于教師的教學(xué)、學(xué)生的理解以及教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。例如，針對工科學(xué)生的特點以及工科教學(xué)的基本要求，微課程“M / M / 1排隊系統(tǒng)分析”在教學(xué)方式上，采用問題驅(qū)動式教學(xué)法，以實際交通問題為出發(fā)點，引導(dǎo)學(xué)生積極參與、積極思考，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，體現(xiàn)學(xué)生的教學(xué)主體作用;教學(xué)思想上，精講分析過程，不注重死記硬背，強調(diào)運用方法解決實際問題的思想;教學(xué)手段上，采用多元化的教學(xué)手段，將PPT課件及動畫相結(jié)合，直觀體現(xiàn)排隊系統(tǒng)的過程，提高學(xué)生的興趣和參與熱情。

（二）微課制作

微課制作分為兩個部分：微課PPT的制作和微課視頻的制作，其中前者是獲得好的微課教學(xué)效果的基礎(chǔ)，后者是實現(xiàn)好的微課教學(xué)效果的手段。

1.微課PPT的制作

微課幻燈片的制作過程中一直要貫徹精益求精的精神。針對微課主題突出、短小精悍的特點，微課PPT的制作不同于一般上課課程的PPT的制作，如果PPT太長或者太復(fù)雜，教師不能在10～15分鐘內(nèi)講解完或者學(xué)生不能充分理解PPT展示的內(nèi)容。[7]微課PPT的制作一定要遵循以下幾個要點：

（1）精煉。PPT展示的知識點要精煉，一方面，對教材內(nèi)容作減法，教材上的內(nèi)容不需要面面俱到，教材上學(xué)生能自學(xué)的不講，這樣有利于微課教學(xué)資源的有效充分利用;另一方面，主要思路一定要清晰，這樣有利于老師的講解并且更有利于學(xué)生的理解和專注度的提高。

（2）完整。微課要求短小精悍，但是更要求知識點的完整性，這樣有利于學(xué)生在完整的理解一個知識點，不用重新復(fù)習(xí)前期的工作，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低，產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。針對工科學(xué)生的特點，一般所采用的過程為：①問題引入，通過對實際工程的舉例來引入實際問題;②理論講解，為了求解上述實際問題，需要學(xué)生掌握新的理論知識;③回歸問題，最后運用理論知識求解實際問題，培養(yǎng)工科學(xué)生運用理論知識解決實際工程問題的能力，這是工科教學(xué)中最重要的能力之一。

（3）豐富。微課PPT內(nèi)容要豐富，有吸引力，這樣才能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，集中學(xué)生的注意力，有利于課堂教學(xué)效率的提高。例如在實際工程問題引入中一般采用動畫的方式，適當(dāng)穿插實際工程現(xiàn)場的照片，這樣有利于學(xué)生對實際問題的了解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在理論講解時，為了避免枯燥無味，學(xué)生注意力不集中的情形，可以采用自問自答的方式吸引學(xué)生的注意力。在總結(jié)中運用大綱圖的方式，有利于學(xué)生對整個知識體系的理解和掌握。

（4）清晰。PPT的模板要清晰，并且有利于拍攝時文字清楚明了，動畫和圖片的顏色要和底圖匹配，保證視頻拍攝時不能出現(xiàn)花點，不利于與學(xué)生的辨識。文字大小要適中，不能太小，看不清楚，學(xué)生會把注意力放在辯詞認(rèn)字上面，不利于學(xué)生對知識點的集中思考。

2.微課視頻的制作

微課視頻的拍攝過程中一直要貫徹一個“適度”的概念。主要注意以下幾個方面：

（1）著裝。微課視頻拍攝時著裝要正式，但是也不能過于鮮艷，一定要保證學(xué)生的注意力在教學(xué)幻燈片上，教師應(yīng)該站在視頻中的三分之一的位置，高度應(yīng)該和教學(xué)幻燈片平行。

（2）節(jié)奏。微課視頻拍攝時說話要不緊不慢，在保證清楚表達(dá)知識點的情形下，保持適當(dāng)?shù)恼Z速，這樣有利于在10～15分鐘內(nèi)能完成視頻的拍攝，另外，適當(dāng)?shù)耐ｎD也有利于學(xué)生的思考和回應(yīng)，同時也有利于教師在拍攝時對講課思路的思考。

（3）激情。微課視頻拍攝時講課要有激情，不能循規(guī)蹈矩，枯燥無味，這樣不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也背離了微課制作的初衷。講課聲音要響亮清晰，方便視頻設(shè)備對聲音的采集，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)過程中注意力的集中。講課過程中可以有一定的肢體語言，豐富講課內(nèi)容，有利于學(xué)生的專注度。特別注意的是在拍攝過程中老師不免緊張，講課時停頓太多，口頭禪太多，這些只能通過不斷的練習(xí)加以改正。

（4）專業(yè)。微課視頻拍攝要找專業(yè)的教師或者公司制作，拍攝過程中專業(yè)的拍攝設(shè)備和硬件設(shè)施是獲得好的拍攝效果的保證，專業(yè)人士對微課視頻的后期處理非常重要，包括視頻的剪輯、視頻的優(yōu)化、字幕的添加以及片頭片尾的處理等。

三、實例分析

本微課“M / M / 1排隊系統(tǒng)分析”，屬于交通系統(tǒng)分析課程中第六章“隨機服務(wù)系統(tǒng)理論—排隊論及其應(yīng)用”章節(jié)的核心內(nèi)容之一，獲得了2015年江蘇省高校微課教學(xué)比賽本科組一等獎。

（一）教學(xué)內(nèi)容

M / M / 1排隊系統(tǒng)分析，四個運行指標(biāo)的求解過程。

1.M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)的提出和描述;

2.M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)求解思路;

3.M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)求解過程;

4.實例分析。

（二）教學(xué)目的

1.了解M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)的定義;

2.掌握M / M / 1排隊系統(tǒng)狀態(tài)概率的推導(dǎo)過程;

3.掌握M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)的求解方法;

4.培養(yǎng)學(xué)生運用分析方法解決實際問題的能力;

5.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、掌握思想、思維擴展的能力。

（三）教學(xué)重點

1.M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)的求解過程;

2.運用排隊系統(tǒng)分析方法解決實際問題。

（四）教學(xué)方法

針對工科學(xué)生的特點，采用啟發(fā)式及問題驅(qū)動式教學(xué)法，通過實例引入、提出問題、求解問題、回歸問題、問題拓展、總結(jié)等形式開展問題驅(qū)動式教學(xué)，提高工科學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動工科學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓他們在自己感興趣的氛圍中接受新的知識和技能。[8]

本次課的教學(xué)過程分為問題提出、問題求解思路、問題求解過程、實例講解、內(nèi)容總結(jié)五個環(huán)節(jié)，既實現(xiàn)了課程自身的完整性，又實現(xiàn)了問題驅(qū)動式教學(xué)方法。

1.問題提出

通過實例回顧了上節(jié)課的重點內(nèi)容：什么是M / M / 1排隊系統(tǒng)？在此基礎(chǔ)上提出問題：該排隊系統(tǒng)的運行狀況怎么樣？進一步分解該問題：M / M / 1排隊系統(tǒng)運行指標(biāo)有哪些，怎么定義？這些運行指標(biāo)怎么求解？啟發(fā)學(xué)生積極思考問題，從一開始就驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.問題求解思路

首先定義了四個運行指標(biāo)：隊長、排隊長、逗留時間、排隊時間。下面主要求解該四個運行指標(biāo)，分解求解過程為：根據(jù)M / M / 1排隊系統(tǒng)畫出其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖基礎(chǔ)上求解狀態(tài)概率，根據(jù)狀態(tài)概率求解四個運行指標(biāo)，這就是整個求解思路，幫助學(xué)生理順?biāo)悸贰?/p>

3.問題求解過程

逐一講解狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和狀態(tài)概率的定義和講解，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖是在M / M / 1排隊系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出的，狀態(tài)概率是在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖基礎(chǔ)上提出的，一環(huán)套一環(huán)，深入淺出，提高學(xué)生的專注度和興趣，有利于學(xué)生對知識點的理解。

4.實例講解

回歸到課程開始時的實例，采用以上講解的思路和方法求解該實際問題，注重兩個方面的講解，一方面培養(yǎng)學(xué)生求解該問題的思路，不是照搬公式，只有這樣才能舉一反三，把該思路方法推廣到其他排隊系統(tǒng);另一方面培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力和興趣，避免課程的理論性過重，枯燥乏味。

5.課堂內(nèi)容總結(jié)

采用啟發(fā)提問的方式，與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)思路，總結(jié)M / M / 1排隊系統(tǒng)分析的做法和步驟。

四、總結(jié)

交通系統(tǒng)分析是一門系統(tǒng)性較強，但各章節(jié)又具有一定獨立性的專業(yè)基礎(chǔ)課，它注重培養(yǎng)工科學(xué)生的理論分析能力和實際應(yīng)用能力。本次課主要討論“M / M / 1排隊系統(tǒng)分析”，是課程中最基本、最本質(zhì)、最能反映思想方法的部分，因此，堅持“問題驅(qū)動興趣，理論聯(lián)系實際”的教學(xué)原則，采用精簡結(jié)合的方法，讓學(xué)生積極思考，使他們在思考中掌握方法、培養(yǎng)思維、解決問題、并反過來積極主動的提出新問題。

首先，課堂設(shè)計完整合理。從實例引出問題，定義概念，理論分析，最后回歸該問題并求解，體現(xiàn)了較強的教學(xué)系統(tǒng)性和獨立性。通過實例由淺入深、循序漸進，重難點突出，精講和略講相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生積極地進行思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

其次，針對工科學(xué)生的特點，采用問題驅(qū)動式教學(xué)法。始終以實際問題為中心展開討論和求解，在這個過程中進行理論推導(dǎo)和分析，理論聯(lián)系實際，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生主動思考的能力。

再次，結(jié)合專業(yè)背景，注重培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)方法解決實際交通問題的能力。不僅僅停留在理論知識點的講解上，在問題求解中逐步講解知識點，這樣更有利于學(xué)生對知識點的理解和消化，而且培養(yǎng)了學(xué)生解決實際交通問題的能力。

[ 參 考 文 獻 ]

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[4] 胡鐵生.微課”：區(qū)域教育信息資源發(fā)展的新趨勢[J].電化教育研究，2011（6）.

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[6] 吳嬋.關(guān)于微課對優(yōu)化高校教學(xué)效果的思考[J].科教導(dǎo)刊，2013（29）：17-18.

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[8] 胡強，舒劍.基于行動學(xué)習(xí)的教育技術(shù)公共課教學(xué)模式與實踐[J].大學(xué)教育，2013（9）：114.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]