基于以信息技術為支撐的應用型人才培養(yǎng)大學微課堂的研究與實踐

姚文亮

（沈陽工程學院 網絡與計算中心，遼寧 沈陽 110136）

隨著人工智能技術被廣泛應用于各個領域，在許多行業(yè)中，一些簡單、機械化的操作已經由融合人工智能技術的機器代替了傳統(tǒng)的人工操作，這就導致社會就業(yè)機會驟減，就業(yè)形勢更趨緊張。同時，部分高校存在所講授的理論知識與行業(yè)企業(yè)需求脫節(jié)的現象，而中小型企業(yè)為了自身的生存發(fā)展，無力投入資金對畢業(yè)生進行二次培養(yǎng)。因此，出現了畢業(yè)生難以找到合適工作，企業(yè)又難以找到滿足企業(yè)需求的畢業(yè)生的現象。為解決上述問題，教育部提出了建設應用型技術大學的概念，其特點是以服務發(fā)展地方經濟，對接行業(yè)條件，面向市場需求，培養(yǎng)應用型的實踐人才為目標，實現畢業(yè)生與工作崗位的直接掛鉤。

在數字化時代大背景下，傳統(tǒng)的教育模式已經滿足不了當代大學生對知識和信息的需求，這就要求教師應積極更新教學理念，以適應現代化信息技術對教學的變革；學生也應改變傳統(tǒng)的被動學習模式，轉向自主學習、主動學習。相對于中小學的通識教育，我國的高等教育尤其是以培養(yǎng)應用型人才為目標的職業(yè)教育，更需要在新型教學模式中加快普及和應用信息技術。

一、微課堂建設的背景及意義

改革開放以來，我國的高等教育投入持續(xù)增加，人才培養(yǎng)模式也由原來的培養(yǎng)精英型人才轉向培養(yǎng)大眾普及型人才，發(fā)展方向更加多元化。為了提高應用型大學課堂的教學質量，除了學校應加強教學基礎設施外，教師也必須擁有現代化的教育理念，以提高學生實踐能力為目標進行教學設計，應用豐富且新穎的教學環(huán)節(jié)來調動學生主動學習意識，通過視聽覺互動刺激，使學生更能直觀地感受理論知識，從而為學生打造豐富樂學的學習環(huán)境，使學生能快速準確地獲得相應知識和技能，并進行實踐應用。

隨著網絡技術的飛速發(fā)展，學生獲取知識的渠道已經不再拘泥于傳統(tǒng)的課程教學。2008 年，戴維·彭羅斯（David Penrose）首次提出了“微課堂”概念，他認為普通課堂中講授的幾十分鐘甚至幾個小時的內容可以壓縮成60 秒內的“知識脈沖”（Knowledge Burst）作用于學習者，通過結構化的任務活動，深入探索這些核心知識內容，進而完成微課堂的學習。我國率先對“微課”進行應用研究的是胡鐵生，他認為傳統(tǒng)的45 分鐘課堂難以保持學生的注意力，有效學習時間普遍較短。結合學生的認知規(guī)律，可以把教學內容中的重點、難點、疑點等核心知識點分塊制作成視頻點播資源，這會有利于學生的個性化的學習。從上述研究可以看出，“微課堂”是一種以微課為載體，教師依據教學目標和教學計劃，對原有傳統(tǒng)課堂教學內容進行逐一分解，再將分解后的知識點、重點、難點等問題進行有效分類，制作成小而精的微內容講解，它還具有通過在線網絡學習平臺進行線上互動答疑的功能。相比于傳統(tǒng)的授課模式，微課堂增強了互動性和授課體驗，在提高教學質量和效率的同時，實現了優(yōu)質教育資源的共享。

為了提高應用型大學課堂的教學效率，突出以培養(yǎng)學生實踐能力為主的教學特點，學校和教師應積極地將部分學習資源制作成微視頻，同時設計好必要的高質量的考試考查環(huán)節(jié)，學生可以應用微課堂來進行一些基礎性理論知識的學習。微課堂模式打破了傳統(tǒng)課堂對學習空間和選課人數的限制，這將極大地發(fā)揮優(yōu)質課程資源的傳播優(yōu)勢。在培訓方面，微課堂的研究與實施將有助于改變大學教師的培訓方法，解決資源分配不均、灌輸教學和教育效率低的問題。

二、實施微課堂建設的軟硬件設施基礎及技術標準

“十四五”期間，國家會持續(xù)增加在信息化服務上的投入，全方位地發(fā)揮信息化在高校辦學中的作用，為加快高等學校教育的全面數字化服務。為完成好信息化的升級改造，高等院?？衫矛F有的軟硬件設施，打造學校優(yōu)勢特色專業(yè)的微課堂項目，可主要針對以下技術和平臺進行開發(fā)利用：

1.虛擬實踐平臺

新的教育質量觀強調“以問題和課題為核心，以學生為主體，調動學生積極性”的實驗教學方法。培養(yǎng)應用型人才的高等學府應以“培養(yǎng)學生獨立進行科學研究的能力”為目標，“注重創(chuàng)新實驗項目實施過程”的評價機制也為以培養(yǎng)應用型人才為目標的大學教育改革指明了方向。

虛擬現實技術是伴隨計算機軟硬件的飛速發(fā)展而開發(fā)出來的信息領域的前沿技術，是對傳統(tǒng)局限于固定地點和時間的實驗教學的革命性補充，它促進了實驗教學的改革，利用虛擬演播室平臺有效提高了實驗設備的使用率。

圖1 省級精品課“風力發(fā)電”微課堂制作環(huán)境

構建虛擬實驗室平臺的優(yōu)勢非常明顯，在數字化智慧校園迅猛發(fā)展的今天，學校沒有必要花很多錢購買各個獨立的實驗設備，不同學科都可以在虛擬網絡環(huán)境中依據專業(yè)特色獨立設計、體驗、分析和總結課程環(huán)境，基于一個大的虛擬平臺利用先進的軟件對實驗數據進行分析，總結實驗規(guī)律，這樣可以大大地提高實驗教學質量，而且可以讓每名學生享受到實驗體驗。目前平臺接入了萬兆網絡，實驗者可以通過PC 或移動端遠程登錄虛擬實驗室，實驗室中使用的工具和材料都是虛擬的，操作者通過計算機軟件進行實時仿真實驗，與傳統(tǒng)實踐教學相比能夠取得較好的虛擬實驗效果。通過實驗場景的虛擬構建、環(huán)境照明的使用和本地攝像機高精度樣本的采集，利用反球跟蹤技術和后期合成等步驟，根據學院的專業(yè)特點和現代高水平的技術手段，創(chuàng)建數字化媒體課堂教學。

2.NAS網絡存儲備份

NAS是一個小型的數據中心，可以提供多人多設備多平臺的數據訪問，全稱是Network Attached Storage。其特點：一是用來存儲數據；二是該存儲可以輕松地附加或者取下而不影響系統(tǒng)使用；三是該設備必須基于網絡使用。它是提供存儲服務并通過網絡來訪問存儲內容的設備，相比于復雜的服務器級別的存儲系統(tǒng)，NAS 更傾向于提供文件系統(tǒng)級的服務（設備共享訪問），在高校微課堂教學環(huán)境中，可以利用其以下優(yōu)勢支撐媒體資源的存儲：易于安裝，使用快速，易于維護；超大容量，擴展容易；多網口聚合后具有更快的響應速度和更高的數據帶寬對服務器的要求降低，可大大降低服務器的成本，有利于高性能存儲系統(tǒng)在更大范圍內的推廣應用，支持不同的操作系統(tǒng)平臺，尤其適用于移動端訪問。

以NAS 為存儲中心的媒體資源服務器花費小，但存儲素材容量巨大，能通過網絡聚合功能連接萬兆交換機，可提供400Mb/s 帶寬多人共享在線剪輯功能（見圖2）。

圖2 基于NAS架設的高校教學資源存儲服務器

3.移動終端教育的應用

雖然很多教師都積極地在傳統(tǒng)教學中融入信息技術支撐微課堂教學，但很多課程應用平臺仍舊是依托web網頁形式進行擴展，學生無法在固定場所以外的區(qū)域利用碎片化時間進行鞏固學習。而隨著平板電腦和智能手機的普及，移動端數量已經遠遠超越PC端。適合移動學習的內容的主要特點是簡短、零碎和相對獨立，因此。要有相應的軟硬件設備的支持來促進移動端教學方式的普及。學校應積極開通多功能的移動端教學平臺為微課堂的線上線下融合教學提供技術策略。

4.工作機制及微課堂制作標準

微課堂的工作機制包括以下幾點，建設指導思想：統(tǒng)籌規(guī)劃，統(tǒng)一實施，分階段推進；指導原則：綜合性、實用性、協調性、前瞻性和戰(zhàn)略連貫性；關鍵資源應包括應用系統(tǒng)、信息、技術結構和人力資源要素。通過工作機制的引導，在實際操作過程中應以提高學生信息素養(yǎng)和創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力為目標。為積極探索信息技術在高校教學中的應用，促進學生全面發(fā)展，就需要制定高水平、多層次的課程制作標準，將實施教師信息技術能力與教育和培訓緊密結合起來，并將其納入評估學生正常培訓和評估教師教學體系中。表1為沈陽工程學院微課堂制作標準（2015年制定）。

表1 微課堂制作標準

三、微課堂實踐流程

學校的教學改革是一項大的工程，需要循序漸進，因此協調相關職能部門對基于信息技術的微課堂進行有效論證和推廣非常必要。教務部門是學校教學管理職能部門，應牽頭制定學科與微課堂教學改革的有效推進策略。就“微課程”建設的流程、“微課程”教學團隊建設等方面展開培訓，加強教師“微課程”理念、理清思路、明確任務、尋求建設方法。教育教學評價部門根據提交的試點課程制定評價策略，為提升教學模式創(chuàng)新能力，在微課設計、開發(fā)與制作的應用導向，微課資源的共建共享機制創(chuàng)新方面，對不同的微課堂模式制定相應的評價策略。課程資源建設部門要創(chuàng)新制作方式，改變以往采用攝像機課堂紀實授課情況的拍攝方式，要努力利用信息技術使課堂形式更鮮活、環(huán)節(jié)更多樣、視覺表現力更突出，負責規(guī)劃微課堂建設方向，布置主要任務，制定技術路線，統(tǒng)籌安排微課堂制作。

一線教師最初為了參加微課比賽從而著手自我簡單的微課設計，對微課相較于傳統(tǒng)課堂教學方法的改變沒有清晰的認識，從而容易造成個性化的微課堂風格。因此，學校需要整合各個職能部門，以闡釋某一知識點為目標，以短小精悍的在線視頻為表現形式，以學生學習應用為目的而整體開展信息化微課堂建設。根據多部門聯動并以實施方案為基礎制作的微課堂視頻，更有利于學校統(tǒng)一課程規(guī)劃，統(tǒng)一上報參賽評比。

圖3 近十年基于微課堂技術的教學資源建設情況

圖4 微課對學科專業(yè)建設支撐情況

通過線上微課堂教學模式的設計與實施，教師與學生將有更多的時間進行專項問題的面授，教師將有機會了解每一個學生對本學科微知識的掌握情況，并及時進行糾正和指導。這與以往教師忙于填鴨式的灌輸知識，課后與學生學習隔離的情況完全不同，等于實現了集體家教，教師不再忙于簡單的課堂重復，而是可以針對不同專業(yè)、不同班級甚至不同的學生加以指導，考察學生的表現，有針對性地對專業(yè)問題進行傳授。對教師而言這是個智力比拼，比簡單重復的知識傳授更有意義，而學生可以得到一對一的及時指導，這種教學方式為應用型高校的人才培養(yǎng)方式帶來了質的改變。按流程制作的微課程視頻內容豐富多彩，將極大地提升學生的學習積極性，彌補班級教育形式帶來的弊端，學生有更多的主動性和選擇權。通過微課堂學習，學生將問題反饋給教師，師生在課堂上進行面對面的交流，提高課堂學習的互動性，這是對現行課堂教學模式的有力補充。

四、結論

高校微課堂教學模式充分利用了現代信息技術，促進了高等教育數字化教學模式的變革，所用技術代表了計算機設計與影視制作的融合，通過利用信息化、數字化優(yōu)勢，加強了現代化教學設施和平臺對高等學校教學的有效支撐。同時，微課堂教學模式對教師的信息化素養(yǎng)提出了更高的要求，對于熟悉傳統(tǒng)課程教學的老師來說，如何利用自身知識的深度和廣度，依托現代化教學技術進行教學改革，是他們要面臨的主要問題。微課堂教學模式要努力讓一線教師在教學實踐中引導學生發(fā)現問題和解決問題，從解決問題的習慣和過程的細節(jié)中設計微課堂課程模式，使信息技術支撐的微課程也能夠將教師鍛煉成為課程的研究者和教育教學的執(zhí)行者。