盛璐

【摘要】在國(guó)家信息化發(fā)展的戰(zhàn)略中，教育信息化不斷被強(qiáng)調(diào)，如何利用信息化手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源有效覆蓋，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，為我們教學(xué)改革指明了一個(gè)方向.“翻轉(zhuǎn)課堂”改變了以往傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，傳遞“以學(xué)生為中心”的教育理念.OBE理念則是以提高學(xué)生解決問(wèn)題能力為導(dǎo)向的先進(jìn)教育模式.這兩種教學(xué)模式的結(jié)合，對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)是重大轉(zhuǎn)變，滿足了新時(shí)代發(fā)展的各種需求.本文以高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的改革為案例，將教學(xué)過(guò)程分為課前知識(shí)學(xué)習(xí)階段、課中知識(shí)內(nèi)化階段和課后鞏固階段，分別對(duì)這三個(gè)階段進(jìn)行了課程設(shè)計(jì)，重新定義了教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié).

【關(guān)鍵詞】OBE理念；翻轉(zhuǎn)課堂；改革；數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課

一、選題背景

OBE是成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education）的簡(jiǎn)稱，也稱能力、目標(biāo)、需求導(dǎo)向教育，是一種以學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的先進(jìn)教育理念.這種教育模式認(rèn)為，學(xué)生最終所取得的學(xué)習(xí)成果，是整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施的目標(biāo).目前，國(guó)內(nèi)已有很多高校將這種教育模式用于人才培養(yǎng)建設(shè)中.

隨著平板電腦、智能手機(jī)等不斷推出各式各樣的應(yīng)用，人們逐漸認(rèn)識(shí)到不斷革新的信息技術(shù)與現(xiàn)代教育模式之間的關(guān)系，以此為契機(jī)，“翻轉(zhuǎn)課堂”這一教學(xué)新形式應(yīng)運(yùn)而生.它顛覆了傳統(tǒng)的以課堂教學(xué)模式為主的教學(xué)形式，主導(dǎo)知識(shí)傳授通過(guò)現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在課后完成，而知識(shí)的內(nèi)化則通過(guò)教師在課堂上的講授，并通過(guò)和同學(xué)之間的相互協(xié)助最終完成.近年來(lái)，隨著開放教育資源（OER）運(yùn)動(dòng)，微課在教育界的崛起，大量?jī)?yōu)質(zhì)的教學(xué)資源為翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)提供了有力支撐.

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課作為大學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)課程，將OBE理念融入其課程教學(xué)的研究在國(guó)內(nèi)尚處于起步階段，而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式能將這種理念更好的體現(xiàn)，我們應(yīng)加快研究的步伐，從各方面進(jìn)行研究探索，讓學(xué)生能夠收獲高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)的學(xué)習(xí)成果.

二、OBE理念與翻轉(zhuǎn)課堂的意義

目前，在全國(guó)范圍內(nèi)，各高校的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課開設(shè)處于“精英教育”階段，授課的對(duì)象主要是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較好，且對(duì)數(shù)學(xué)建模有興趣的學(xué)生，在該課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中，利用OBE理念有利于學(xué)生形成自我學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、反思學(xué)習(xí)的能力，教學(xué)設(shè)計(jì)更注重專業(yè)的需求，通過(guò)選擇與學(xué)生專業(yè)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，做到有的放矢，便于突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，有助于學(xué)生更有效的掌握與專業(yè)相關(guān)的知識(shí)，真正做到學(xué)以致用.

“翻轉(zhuǎn)課堂”的推行首先需要教師建立合適的教學(xué)視頻，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和發(fā)展，教師建立視頻更加便利.教師在進(jìn)行統(tǒng)一組織課堂活動(dòng)的過(guò)程中，要求學(xué)生自行構(gòu)建所需學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容，自己去解決各種問(wèn)題，這也就意味著對(duì)學(xué)生各方面的要求更高.此外，這一教學(xué)策略的實(shí)行，給予了學(xué)生在實(shí)際情況下運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì).有助于傳遞“以學(xué)生為中心”的教育理念，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，減少教師的講授時(shí)間，留給學(xué)生更多的學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)間.

三、OBE理念與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合下的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式的探討

為了充分發(fā)揮OBE理念以及“翻轉(zhuǎn)課堂”兩者存在的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)后者的實(shí)行過(guò)程，對(duì)平時(shí)的教學(xué)過(guò)程加以劃分，主要分成兩個(gè)環(huán)節(jié)，即課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)以及課中知識(shí)內(nèi)化環(huán)節(jié)，課前的學(xué)習(xí)依靠學(xué)生的自覺性主動(dòng)學(xué)習(xí)，而課中的學(xué)習(xí)需要教師在一旁加以指導(dǎo).遵循OBE理念，以問(wèn)題解決為主要目的，并將學(xué)生作為一切活動(dòng)開展的中心，從而實(shí)現(xiàn)課中知識(shí)內(nèi)化的目標(biāo)，增強(qiáng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力.因此，將OBE理念與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合，探討高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)，具體運(yùn)用如下：

（一）課前知識(shí)學(xué)習(xí)

高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課是計(jì)算機(jī)技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合的一門課程，教學(xué)過(guò)程是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，根據(jù)實(shí)際問(wèn)題的特點(diǎn)，建立該問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，然后用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，而專業(yè)的數(shù)學(xué)軟件（如，Matlab，Mathematica等）就是連接實(shí)際問(wèn)題和計(jì)算機(jī)的紐帶.那么這些問(wèn)題如果都集中在課堂上來(lái)進(jìn)行講授的話，必然會(huì)使得課堂效率很低.而“翻轉(zhuǎn)課堂”可以很好地解決這一問(wèn)題，課前教師會(huì)布置相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，而視頻教學(xué)內(nèi)容一是教師團(tuán)隊(duì)自己創(chuàng)建，其次為利用網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)的教學(xué)資源.例如，在講解線性規(guī)劃這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生在課外視頻學(xué)習(xí)線性代數(shù)中線性方程組的相關(guān)知識(shí)；如何求得簡(jiǎn)單方程最優(yōu)解相關(guān)知識(shí)；自學(xué)Ligo和Matlab軟件.錄制教學(xué)視頻時(shí)，內(nèi)容要深入淺出，重點(diǎn)講解結(jié)題的方法和思路，對(duì)于一些難理解的定理盡量弱化，讓學(xué)生能夠自學(xué)理解，對(duì)解決不了的，把問(wèn)題記錄下來(lái)，通過(guò)交流平臺(tái)告訴教師，等到課堂上有針對(duì)性地進(jìn)行講解.只有在課前做好豐富的準(zhǔn)備，學(xué)生才能提高注意力，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的教育目的.

（二）課中知識(shí)內(nèi)化

基于OBE理念與“翻轉(zhuǎn)課堂”的結(jié)合，關(guān)鍵是利用學(xué)生和教師的協(xié)作學(xué)習(xí)來(lái)確立最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并讓教師加以引導(dǎo)，幫助學(xué)生加快對(duì)相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí).數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課中知識(shí)內(nèi)化，首先是由教師解決之前課前學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生較為關(guān)注的問(wèn)題，這個(gè)過(guò)程不僅可以答疑解惑，也可以將課前知識(shí)進(jìn)行梳理.其次就是要明確所要教授的內(nèi)容，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的每一個(gè)教學(xué)單元所要講解的實(shí)驗(yàn)都和我們現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題息息相關(guān)，這和OBE教學(xué)模式中的以能力和需求為導(dǎo)向的教育理念相契合.如線性規(guī)劃實(shí)驗(yàn)中生產(chǎn)銷售計(jì)劃問(wèn)題和運(yùn)輸問(wèn)題；無(wú)約束優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中的飲酒駕車血液中酒精含量問(wèn)題等.在教學(xué)的過(guò)程中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一門以學(xué)生為主，教師為輔的課程，整個(gè)課程以建立數(shù)學(xué)模型和通過(guò)編程計(jì)算數(shù)據(jù)的形式展開，學(xué)生只有通過(guò)自己在計(jì)算機(jī)上反復(fù)地計(jì)算，對(duì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)反復(fù)核對(duì)、分析，才能逐漸掌握和使用數(shù)學(xué)軟件，通過(guò)對(duì)不同數(shù)學(xué)模型、不同的數(shù)學(xué)方法的分析、比較，才能體會(huì)到數(shù)學(xué)知識(shí)本身的“奧妙”.

（三）課后知識(shí)鞏固

無(wú)論是當(dāng)前“翻轉(zhuǎn)課堂”，還是OBE理念教學(xué)模式，都十分注重于評(píng)估和總結(jié).OBE理念重視學(xué)生結(jié)果和能力的培養(yǎng)；“翻轉(zhuǎn)課堂”通常會(huì)重視學(xué)習(xí)效果的具體評(píng)價(jià)等.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課拋開了傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)定理的證明推導(dǎo)，只需要將抽象復(fù)雜的公式和方程變?yōu)橛邢薜牟僮鞒绦?，得到各種需要的數(shù)值結(jié)果和數(shù)值模擬，而這些結(jié)果是往往需要花費(fèi)比較多的時(shí)間才能解決，那么在課堂上，教師將闡述每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的和內(nèi)容，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，如何借助數(shù)學(xué)軟件來(lái)計(jì)算出該模型的解或近似解.課堂上學(xué)生多以聽為主，那么課后的上機(jī)操作就是將課堂內(nèi)容復(fù)習(xí)和鞏固的過(guò)程，學(xué)生只有在課后多觀察、多動(dòng)手才能將知識(shí)吃透，并探索出規(guī)律性的結(jié)果.課后知識(shí)鞏固不僅只針對(duì)學(xué)生，同時(shí)對(duì)教師也提出了反思要求，要注意對(duì)“翻轉(zhuǎn)課堂”設(shè)計(jì)的反思，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)情況，思考出現(xiàn)問(wèn)題的深層次原因，避免在下次的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)中再犯類似錯(cuò)誤.只有精益求精的態(tài)度，“三省吾身”的要求，才能夠貫徹OBE理念，促使“翻轉(zhuǎn)課堂”的應(yīng)用更加完美.

四、結(jié) 語(yǔ)

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是一門綜合性比較強(qiáng)的課程，不僅要求選修這門課的學(xué)生，要具備一定的高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ).更要求教師有比較全面的數(shù)學(xué)知識(shí)，熟悉各類數(shù)學(xué)模型的建立，還要有比較熟練的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，掌握常用數(shù)學(xué)軟件的使用和編程，熟悉各種智能算法.該課程的開設(shè)不僅為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)和能力的提高提供了平臺(tái)，可以讓學(xué)生更有信心參加建模競(jìng)賽，同時(shí)對(duì)教師隊(duì)伍的業(yè)務(wù)能力提高有顯著促進(jìn)作用.“翻轉(zhuǎn)課堂”對(duì)傳統(tǒng)課堂而言是一場(chǎng)顛覆性的變革，OBE理念是教育模式改革的重要支撐，基于OBE理念和翻轉(zhuǎn)課堂的高等數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課，必讓學(xué)生能夠收獲高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)的學(xué)習(xí)成果.

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