初中數(shù)學(xué)微課課程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用

于 泉

(江蘇省灌南縣第四中學(xué) 223500)

微課作為課程教學(xué)的一種新手段，為初中數(shù)學(xué)教學(xué)提供了新的教學(xué)資源，特別是對不能在線下學(xué)習(xí)的學(xué)生，提供了數(shù)學(xué)課外學(xué)習(xí)資源.由于數(shù)學(xué)微課具有主題突出、 短小精悍、交互性好、應(yīng)用面廣的特點(diǎn)，已然在較短時(shí)間內(nèi)引發(fā)了廣大師生的關(guān)注與喜愛.與此同時(shí)，以微課為資源核心的教育教學(xué)輔助平臺(tái)也應(yīng)運(yùn)而生.國內(nèi)外已經(jīng)有許多基于微課的學(xué)習(xí)平臺(tái)，但是，現(xiàn)有平臺(tái)大多局限于設(shè)計(jì)開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的研究，且所支持的功能及教學(xué)資源還未能充分滿足普通學(xué)習(xí)用戶的需求，大多數(shù)學(xué)習(xí)平臺(tái)注重設(shè)計(jì)基礎(chǔ)功能而沒有考慮到針對特定用戶群體的細(xì)化功能.

1 數(shù)學(xué)微課的課程特點(diǎn)和教學(xué)優(yōu)勢

數(shù)學(xué)課程具有練習(xí)量大、課外作業(yè)多的特點(diǎn)，教學(xué)針對性很強(qiáng)，微課教學(xué)系統(tǒng)選用經(jīng)典的B/S模式，使用ASP.NET技術(shù)開發(fā)，SQL Server為數(shù)據(jù)庫.考慮到用戶使用的方便性要求，使用戶端不需要安裝播放器即可通過瀏覽器進(jìn)行教學(xué)資源點(diǎn)播.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了結(jié)合初中生用戶的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了點(diǎn)播、下載、在線留言提問、在線答疑、課程評分等諸多互動(dòng)學(xué)習(xí)功能；可實(shí)現(xiàn)用戶注冊、用戶登陸、視頻查詢搜索等基礎(chǔ)功能；設(shè)計(jì)了微課學(xué)習(xí)資源排行榜、測試題練習(xí)、學(xué)習(xí)幫助、學(xué)習(xí)資料推薦等關(guān)鍵特色功能.系統(tǒng)極大地豐富了微課學(xué)習(xí)系統(tǒng)平臺(tái)的適用范圍，滿足初中生用戶課后自主學(xué)習(xí)的需要.

1.1 微課在線點(diǎn)播學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)可一定程度地填補(bǔ)該領(lǐng)域研究空白，具有重要的意義.

通過該輔助教學(xué)平臺(tái)能夠有效地提高用戶課后自主學(xué)習(xí)質(zhì)量，有效輔助解決在校學(xué)習(xí)時(shí)間有限、課后學(xué)習(xí)缺乏輔導(dǎo)的問題，使得優(yōu)秀教師的授課資料被充分利用，改善教育教學(xué)資源不均的情況.

隨著現(xiàn)代化教育手段的不斷提高，以及當(dāng)前學(xué)生群體對于教學(xué)質(zhì)量要求的不斷上升，教學(xué)手段也越來越向著多元化、個(gè)性化和智能化發(fā)展，目前計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)在諸多校園的教育教學(xué)體系中得到了普遍的推廣和應(yīng)用，且計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的體系和質(zhì)量正在日益完善.

以教師課堂授課為主的傳統(tǒng)的教學(xué)模式，很難發(fā)揮教育的最大效率,學(xué)生的學(xué)習(xí)相對而言是被動(dòng)的，并且教學(xué)過程局限在課堂這一環(huán)境中，這種教學(xué)模式具有一些無法避免的缺點(diǎn).我國教育教學(xué)改革的主要目標(biāo)之一就是試圖構(gòu)建一種既能充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又能充分激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知主體及學(xué)習(xí)自主性的新型教育教學(xué)模式，并且將當(dāng)下飛速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式的有效結(jié)合，必定是教育教學(xué)改革的一個(gè)趨勢.

“微課”這一概念，誕生于這一現(xiàn)狀及背景之下，并得到了迅速發(fā)展與推廣.2008年，被國際上普遍認(rèn)為是這一概念首次提出的時(shí)間，而國內(nèi)對微課概念的首次正式提出則在2012年，不得不說這是一種非常新興的領(lǐng)域.目前，對于微課沒有一個(gè)明確固定的定義，結(jié)合國內(nèi)外的權(quán)威資料進(jìn)行參考及本課題所面向的使用對象，對微課做一描述：數(shù)學(xué)教學(xué)中的微課是指教師將所教學(xué)的課程內(nèi)容以視頻、音頻或者文本課件的形式保存，并將此類資源通過微課學(xué)習(xí)平臺(tái)上傳至系統(tǒng)，供學(xué)生用戶學(xué)習(xí).系統(tǒng)的核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻(課例片段)，同時(shí)核心亮點(diǎn)在于包含了眾多的輔助教學(xué)資源，例如：課件、疑難解答、輔助測試聯(lián)系等等眾多方面.微課的教學(xué)模式相比于傳統(tǒng)教學(xué)模式最大的優(yōu)勢是以學(xué)生為主，構(gòu)建了一種半結(jié)構(gòu)化的開放式的教育新模式.

1.2 微課在數(shù)學(xué)教學(xué)中的發(fā)展和前景

新課程實(shí)施后，為了讓教師的微課資源被充分地利用，微課在疫情期間得到了廣泛運(yùn)用.微課的設(shè)計(jì)開發(fā)具有非常重要的意義，對于目前微課課件、微課程在初中教學(xué)中的普遍應(yīng)用，順應(yīng)這種新型的教育教學(xué)模式，設(shè)計(jì)出了一種具有完善功能更適合初中教育教學(xué)需要的微課在線點(diǎn)播系統(tǒng).初中教育在我國教育體系中占有著至關(guān)重要的位置，因此該系統(tǒng)具有重要的應(yīng)用基礎(chǔ).以多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)模式為中國網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)，特別是學(xué)生群體和教學(xué)需求極大的初中教育教學(xué)帶來了新的契機(jī).

2 微課在教學(xué)中的運(yùn)用

微課是以在線學(xué)習(xí)或者移動(dòng)學(xué)習(xí)為目的的遠(yuǎn)程教育形式，屬于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式的范疇.現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式主要可以歸納為兩種主要模式：一種是實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程教學(xué)模式，該模式是通過互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)教學(xué)，將教師實(shí)時(shí)的授課資源同步分享到互聯(lián)網(wǎng)上，使用戶能夠不受場地限制實(shí)時(shí)感受課堂教學(xué)，此類模式不需要提供教室場地，學(xué)生只需要準(zhǔn)備瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)，但是此類模式的缺陷在于實(shí)時(shí)性太強(qiáng)，缺乏時(shí)間靈活性，相對而言不適合課后自主學(xué)習(xí)；另一種模式是基于互聯(lián)網(wǎng)的自主教學(xué)模式，該模式是教師將已經(jīng)錄制好的教學(xué)資源，包括視頻、音頻及文字課件形式，上傳到在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，此類模式需要建立一套完善的網(wǎng)上教育教學(xué)軟件和教學(xué)資源庫.相比而言第二種模式更加多元化.微課的運(yùn)用，改變了數(shù)學(xué)教學(xué)形式，也提高了老師的教學(xué)能力.

縱觀目前國內(nèi)現(xiàn)狀，微課在學(xué)校中的實(shí)際推廣和應(yīng)用率相對較低，目前網(wǎng)絡(luò)上的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)多以商業(yè)、娛樂為主，在校園教育教學(xué)領(lǐng)域中普遍存在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式相對落后，適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的微課在線點(diǎn)播系統(tǒng)尚未得到廣泛應(yīng)用，或者有部分師資力量較強(qiáng)、已經(jīng)應(yīng)用了微課在線點(diǎn)播系統(tǒng)的學(xué)校，其點(diǎn)播系統(tǒng)還待進(jìn)一步完善.由于我國地區(qū)與地區(qū)之間的校園師資及設(shè)施配備等物質(zhì)方面的差別較大，因此，怎樣設(shè)計(jì)開發(fā)出一種通用的、實(shí)用的微課在線點(diǎn)播系統(tǒng)是我國計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)需要著重發(fā)展的方向.此外，除了專門用于教學(xué)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)技術(shù)的發(fā)展以外，與該技術(shù)原理相似的在線視頻點(diǎn)播系統(tǒng)也在國內(nèi)外得到了廣泛發(fā)展，例如，在國外具有極高影響力的YouTube，以及在國內(nèi)近些年用戶群體巨大的優(yōu)酷網(wǎng)等在線視頻網(wǎng)站等的崛起，可以看出視頻點(diǎn)播這種視頻媒體服務(wù)的前景和潛力巨大，因此將該技術(shù)融合到教育教學(xué)領(lǐng)域，在保障技術(shù)可行性的同時(shí)更是一種必然趨勢.

3 微課在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

結(jié)合當(dāng)前微課的基本概念，以“主題突出、短小精悍、交互性好、應(yīng)用面廣”為設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則，基于微課的教育教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位、強(qiáng)調(diào)開放式發(fā)展、強(qiáng)調(diào)學(xué)生與教師之間的交互性為設(shè)計(jì)原則，并充分考慮到目前國內(nèi)教育教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況，根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式的特點(diǎn)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和軟件開發(fā)技術(shù)架構(gòu)，設(shè)計(jì)出一個(gè)科學(xué)合理、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的教育教學(xué)輔助系統(tǒng)，主要針對于學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)這一基本需求.

一是微課有利于學(xué)生理解掌握解題方法.例如，初中數(shù)學(xué)的作業(yè)和練習(xí)中，學(xué)生最頭疼的就是解題容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，特別是有缺課或有部分學(xué)生沒有學(xué)好時(shí)，在作業(yè)和練習(xí)時(shí)就更容易出現(xiàn)錯(cuò)誤.要幫助學(xué)生學(xué)會(huì)更多的數(shù)學(xué)解題方法，就可以利用微課，讓學(xué)生能自己去探索和學(xué)習(xí).在二元二次方程的解法學(xué)習(xí)時(shí)，有少數(shù)學(xué)生不會(huì)運(yùn)用換元解題法.課堂上老師一方面通過微課，讓學(xué)生知道和理解換元解題法的步驟和方法，即解數(shù)學(xué)題時(shí)，把某個(gè)式子看成一個(gè)整體，用一個(gè)變量去代替它，從而使問題得到簡化.另一方面利用微課程通過圖表，動(dòng)畫圖片生動(dòng)形象地展示解題方法和過程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)解題方法.代數(shù)教學(xué)中的換元的實(shí)質(zhì)是轉(zhuǎn)化，但學(xué)生很難掌握換元的方法.通過微課，讓學(xué)生知道換元的關(guān)鍵是構(gòu)造元和設(shè)元，理論依據(jù)是等量代換，目的是變換研究對象，將問題移至新對象的知識(shí)背景中去研究，從而使非標(biāo)準(zhǔn)型問題標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)雜問題簡單化，變得容易處理.換元法又稱輔助元素法、變量代換法.通過引進(jìn)新的變量，可以把分散的條件聯(lián)系起來，隱含的條件顯露出來，或者把條件與結(jié)論聯(lián)系起來，或者變?yōu)槭煜さ男问?，把?fù)雜的計(jì)算和推證簡化.換元的方法有：局部換元、三角換元、均值換元等.換元的種類有：等參量換元、非等量換元.可以通過微課和練習(xí)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)補(bǔ)上課堂的學(xué)習(xí)內(nèi)容.

二是從學(xué)生使用的角度而言，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要對現(xiàn)有國內(nèi)外的微課平臺(tái)做出詳細(xì)的研究分析，總結(jié)歸納出現(xiàn)有平臺(tái)的共性，并結(jié)合我國教育教學(xué)的特有特點(diǎn)，增加相應(yīng)的必要功能，改善現(xiàn)有系統(tǒng)平臺(tái)的不足之處.作為一個(gè)以視頻資源播放為主的互動(dòng)平臺(tái)，點(diǎn)播視頻的流暢播放、較高的視頻資源壓縮比、良好的視頻質(zhì)量是本系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)中所要考慮的重點(diǎn).使用本系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)時(shí)無需下載任何的視頻播放工具，只需要客戶端支持Adobeflashplayer即可.

三是微課突破了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式.教師將知識(shí)點(diǎn)的講解錄制成音頻或者視頻的形式，通過微課在線點(diǎn)播系統(tǒng)上傳到平臺(tái)，供學(xué)生在線觀看或者下載學(xué)習(xí)，該系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)旨在將課堂學(xué)習(xí)和課后反思充分結(jié)合，打破傳統(tǒng)課堂授課模式實(shí)時(shí)性和功能單一的限制，將所有微課資源整合成一個(gè)完整的微課資源庫，并且不斷維護(hù)添加，對于學(xué)校教育教學(xué)工作的建設(shè)有非常重要的意義.

比如，在《數(shù)軸》這部分知識(shí)的教學(xué)中，傳統(tǒng)的教學(xué)是教師從例題到定義、原理按書本要求去組織教學(xué).微課程實(shí)施后，教師可以立足于課本知識(shí)，首先讓學(xué)生理解數(shù)軸的定義，對數(shù)軸的運(yùn)用，從學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)際去組織教學(xué).運(yùn)用數(shù)學(xué)微課程去安排教學(xué)，可以用一條直線上的點(diǎn)表示數(shù)，這條直線被稱為數(shù)軸，以及數(shù)軸的三要素：原點(diǎn)、正方向、單位長度；其次，通過課本上的例題，探索數(shù)軸的主要作用，數(shù)軸能形象地表示數(shù)，數(shù)軸上的點(diǎn)和實(shí)數(shù)成一一對應(yīng)，即每一個(gè)實(shí)數(shù)都可以用數(shù)軸上的一個(gè)點(diǎn)來表示，因此數(shù)軸可以將數(shù)與點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系展現(xiàn)出來；然后，用課本中的典型例題比較兩個(gè)實(shí)數(shù)的大小，來講解數(shù)形結(jié)合在數(shù)軸方面的應(yīng)用，在學(xué)生充分理解數(shù)軸的概念及可以靈活運(yùn)用的基礎(chǔ)上，引入相反數(shù)與絕對值的概念.由于教學(xué)形式生動(dòng)，從形象的數(shù)軸開始去組織學(xué)生討論和運(yùn)算，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，很好地提高了學(xué)習(xí)效果.從學(xué)生角度來看，作為課后自主學(xué)習(xí)的微課在線點(diǎn)播系統(tǒng)，登陸網(wǎng)站后，便可以找到所需要的學(xué)習(xí)資源，在線上與老師溝通，在課堂外也能得到教師的指導(dǎo).