微課教學設計與應用
——以茶葉氣象服務課程為例

柴 波，齊 玲，冉津江

（中國氣象局氣象干部培訓學院四川分院 四川 成都 610072）

微課又名微型課程，是指為使學習者自主學習獲得最佳效果，經(jīng)過精心的信息化教學設計，以流媒體形式展示的圍繞某個知識點或教學環(huán)節(jié)開展的簡短、完整的教學活動[1]。在國外，美國愛荷華大學LeRoy A. McGrew 教授提出的 “60 秒課程” 被認為是微課的最早雛形，他將60 秒課程設計成三部分，即概念引入、解釋、結(jié)合生活列舉例子，并認為其他領域的專家也可用類似的方式普及自己的專業(yè)[2-3]。美國圣胡安學院的David Pensose于2008 年正式提出微課的概念，他認為在配套的課后練習與課后研討支持下，微型課程能夠與傳統(tǒng)的長時間課堂教學取得相近的知識獲取效果[4]。在國內(nèi)，胡鐵生等[3-5]指出微課是基于某個學科的某個知識點而構(gòu)建、生成的新型網(wǎng)絡課程資源，它包含微視頻、微教案、微練習、微課件、微反思及微點評六部分資源，其中微視頻是核心資源。劉明卓等[6]在對微課程與微視頻、短課等概念關系梳理的基礎上，分析了可汗學院、TEDEd 的設計結(jié)構(gòu)，提出了 “微課程” 的概念設計模型。梁樂明等通過梳理及比較國內(nèi)外微課程理論后，提出了微課程設計模式，包括前端分析（學習者特征、教學任務、學習內(nèi)容）、微課程要素與設計（教學支持服務、課程內(nèi)容）、評價與反饋三個模塊。

隨著氣象事業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代氣象業(yè)務工作對縣級氣象部門的基層人員工作能力提出了更高要求?；鶎尤藛T能力不足與 “事多人少” 的工學矛盾突出，采用混合式培訓方式開展基層業(yè)務培訓是未來氣象教育培訓的發(fā)展方向?？h級氣象部門農(nóng)業(yè)氣象服務崗位的業(yè)務人員以非農(nóng)業(yè)氣象專業(yè)為主，農(nóng)業(yè)氣象基礎知識較匱乏，對農(nóng)業(yè)氣象基礎知識的需求較大，因此開發(fā)建設基于混合式培訓的農(nóng)業(yè)氣象服務系列微課資源十分有必要。文章擬以茶葉氣象服務課程為例，基于知識結(jié)構(gòu)和教學模式對該課程進行教學設計，以期將該教學資源應用于農(nóng)業(yè)氣象服務相關培訓或基層農(nóng)業(yè)氣象服務崗位人員自主學習，讓學習者得以掌握茶葉氣象服務的基礎知識，為更好地開展氣象為農(nóng)服務夯實基礎。

1 茶葉氣象服務微課知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建

微課的特點是短小精悍，碎片化，情景化，靈活性。根據(jù)課程特點構(gòu)建微課知識結(jié)構(gòu)，避免微課知識內(nèi)容分散、邏輯混亂，是微課建設取得成功的首要條件。

首先分析茶葉氣象服務課程的特點。茶葉氣象服務是圍繞茶樹越冬芽萌發(fā)、春梢、秋梢、冬季休眠等主要生長發(fā)育階段對氣象條件的需求，提供氣象條件影響評價，灌溉、施肥、整枝等茶樹管理活動農(nóng)用天氣預報，霜凍、干旱、高溫、凍害等氣象災害預警，病蟲害發(fā)生潛勢氣象預報，以及不同茶樹品種生長適宜度氣候區(qū)劃等的專業(yè)氣象服務。茶葉氣象服務是一門實踐性很強的課程，該課程的教學對象是縣級氣象部門的農(nóng)業(yè)氣象服務崗位業(yè)務人員，因此需要根據(jù)教學對象的知識需求選擇微課教學內(nèi)容。

其次構(gòu)建茶葉氣象服務微課知識結(jié)構(gòu)。針對教學對象的知識需求，選擇茶葉和茶區(qū)概況、茶葉與氣象、氣象災害對茶樹生長的影響、茶葉氣象服務產(chǎn)品、新技術與茶葉氣象服務等5 部分知識模塊作為微課的教學內(nèi)容，并進一步將每個知識模塊細分為多個知識點，針對每個單獨的知識點設計一個微課，以確保在單個微課有限的時間內(nèi)講清楚、講透徹每個知識點。經(jīng)過構(gòu)建，將茶葉氣象服務微課劃分為5 個知識模塊，16 個知識點，如圖1 所示。以上16個知識點的教學內(nèi)容既涵蓋茶葉與氣象的基礎理論知識，又涉及茶葉氣象服務產(chǎn)品制作等實踐應用知識，知識點的設計由淺入深、循序漸進、層次分明，理論與實踐相互結(jié)合，形成了一套內(nèi)容全面、邏輯清晰的茶葉氣象服務微課授課知識體系。

圖1 茶葉氣象服務微課樹狀知識結(jié)構(gòu)

2 茶葉氣象服務微課教學模式設計

M.戴維 梅里爾博士提出了 “以問題為中心” “激活舊知” “充分展示” “嘗試應用” “融會貫通” 五項首要教學原理[7]，據(jù)此將茶葉氣象服務微課的教學模式設計為4 個部分，見表1。

表1 茶葉氣象服務微課教學模式設計

“茶葉氣象服務產(chǎn)品” 知識模塊是茶葉氣象服務課程的核心內(nèi)容，是實踐性比較強的知識內(nèi)容，它又劃分為4 個知識點，下面以 “春茶開采期預報” 知識點為例進行微課教學設計。這一知識點的教學目標是讓學習者理解春茶開采期預報的基本方法，并能運用該方法進行春茶開采期預報實踐。

2.1 激活舊知識，引出新知識

回顧前幾個微課中學習的 “茶葉物候期” 知識內(nèi)容及 “氣溫、水分、光照等氣象條件與茶葉的生長發(fā)育” 知識內(nèi)容，并過渡到新知識點 “茶葉開采期預報” 。每年冬末春初天氣回暖后茶樹的越冬芽才開始膨大生長，越冬芽膨大期及春茶開采期的遲早，不僅直接影響春茶的產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟價值，而且還會影響夏茶甚至全年的春茶產(chǎn)量，因此準確預報春茶開采期顯得尤為重要。進一步將 “茶葉開采期預報” 細分為以下3 個微知識點模塊： “春茶開采期特征分析” “春茶開采前后氣象條件分析” “春茶開采期預報模型” 。每個微知識點模塊又包含2—4 個微知識點，9 個微知識點的結(jié)構(gòu)設計如圖2 所示。

圖2 “茶葉開采期預報” 微知識點結(jié)構(gòu)圖

2.2 結(jié)合實際，設計微問題

根據(jù)上面細分的3 個微知識點模塊設計3 個對應的微問題：春茶開采期預報需要用到什么數(shù)據(jù)和什么統(tǒng)計方法？氣象要素與春茶芽萌動和春茶開采期有何關系？如何構(gòu)建春茶開采期預報模型？微問題可以引導學習者在學習之前進行思考，讓他們帶著問題去學習，以此提高學習者的學習針對性和學習效果。

2.3 新知識展示，新知識應用

春茶開采期的預報思路是：

收集當?shù)貧v年特定品種春茶的開采期與同期氣象要素的數(shù)據(jù)。春茶開采期是指每年第一批鮮葉的采摘日期，以綠茶為例，通常春茶新梢有百分之15%—20%左右為一芽一葉或一芽二葉期時，即可開采。同期的氣象要素主要包括氣溫、降水、空氣相對濕度、日照時數(shù)等。

分析氣象要素對春茶開采期的影響。為了計算方便，通常需要將歷年的春茶開采日期轉(zhuǎn)換為年日序值，應用相關系數(shù)法，將歷年的春茶開采期日序值與同期的平均氣溫、日照時數(shù)、降水量、平均空氣相對濕度等氣象要素進行相關分析，找出春茶開采期的變化特征及其與氣象條件之間的關系，根據(jù)相關系數(shù)的大小和顯著性檢驗結(jié)果，篩選影響春茶開采期的關鍵氣象要素。

建立春茶開采期預報模型，并進行預報驗證。應用線性回歸方法，結(jié)合影響春茶開采期的關鍵氣象要素，建立基于關鍵氣象因子的特定品種春茶開采期預報模型，根據(jù)預報模型計算結(jié)果與春茶開采期實測日期進行對比分析，驗證預報模型的準確率。

以上是該節(jié)微課新知識的展示，后續(xù)還需要根據(jù)以上新知識的展示，引導學習者根據(jù)所學到的知識內(nèi)容，解決每個微問題。

2.4 新知識遷移，融會貫通

總結(jié)知識結(jié)構(gòu)，將歷史數(shù)據(jù)包分發(fā)給學習者，讓學習者利用該數(shù)據(jù)進行春茶開采期分析及預報實踐，對于有條件的學習者，也可以采用本地的歷史數(shù)據(jù)進行分析及預報實踐，并驗證預報的準確率。

“春茶開采期預報” 一節(jié)微課以茶葉氣象服務中最重要的知識點為導向，對春茶開采期預報方法和思路進行講解，再讓學習者利用歷史數(shù)據(jù)進行實踐訓練。這種理論知識與實踐應用相輔相成、新舊知識融會貫通的方式，讓學習者在學習知識的過程中能夠深度參與到利用理論知識解決實際問題的實踐中來，不再 “死記硬背” 被動接受知識，提升了學習者的學習效果。

3 茶葉氣象服務微課的應用

根據(jù)上述微課教學模式設計，建設了6 個茶葉氣象服務微課，包括序言、茶葉和茶區(qū)概況、茶葉與氣象、氣象災害對茶樹生長的影響、茶葉氣象服務產(chǎn)品、新技術與茶葉氣象服務，微課累計時長為1 學時。該微課學習資源已上傳至學習網(wǎng)站的科普學習視頻專區(qū)，供有需求的氣象部門業(yè)務人員學習使用。通過實時跟蹤反饋、學后回訪、問卷調(diào)查等方式收集整理了微反思、微點評、微反饋等生成性和擴展性資源，為進一步改進微課教學資源提供了參考。

從本微課學習資源的學習者對微課學習資源適用性的反饋可知，學習者認為學習各節(jié)微課學習資源后收獲較大，學習者對茶葉氣象服務微課學習資源各節(jié)教學內(nèi)容的收獲程度，從高到低依次是茶葉氣象服務產(chǎn)品、新技術與茶葉氣象服務、茶葉與氣象、氣象災害對茶樹生長的影響、茶葉和茶區(qū)概況，占比分別為41.67%、25%、25%、8.33%、0%。學習者均認為微課學習資源學習時長適中。關于此類氣象服務知識單個短視頻課件的教學時長，75%的學習者認為教學時長在10 分鐘內(nèi)較為合適，25%的學習者認為教學時長為10―20 分鐘較為適合。

本微課學習資源也得到了氣象專家的肯定，專家認為本微課選題緊密結(jié)合氣象行業(yè)服務需求，課程設計合理，由淺入深，循序漸進，對氣象、農(nóng)業(yè)等從業(yè)人員有指導意義，對其他行業(yè)人員有科普價值；微課內(nèi)容簡潔緊湊，分節(jié)講授，便于集中學習、遠程網(wǎng)絡授課和利用零散時間進行自學；微課內(nèi)容科學規(guī)范，有關茶葉生長的氣候條件、災害影響以及氣象服務等方面的名詞術語準確規(guī)范，數(shù)據(jù)翔實可靠；微課畫面清晰美觀，課程時間長短適中，語言流暢通俗易懂。

4 結(jié)語

文章以茶葉氣象服務微課制作為例，分析了微課知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建、微課教學模式設計、微課學習資源應用。茶葉氣象服務是一門理論性、實踐性較強的綜合性課程，知識點繁多，在選擇微課教學內(nèi)容時，需要考慮教學對象的知識需求。針對縣級氣象部門的農(nóng)業(yè)氣象服務崗位業(yè)務人員對知識的需求，將茶葉氣象服務微課劃分為5 個知識模塊，并進一步細分為16 個知識點，這種 “樹狀知識結(jié)構(gòu)” 使得整個課程的知識體系更加邏輯清晰和內(nèi)容完整。在理清茶葉氣象服務知識體系脈絡的基礎之上，根據(jù)微課短小精悍、碎片化、情景化、靈活性的特點和五項首要教學原理，探討了微課教學模式設計，提出了 “激活舊知識，引出新知識——結(jié)合實際，設計微問題——新知識展示，新知識應用——新知識遷移，融會貫通” 的微課教學模式。將每個知識點再進一步細分為若干個微知識點模塊及微知識點，針對每個微知識點模塊設計一個微問題作為引導，通過理論知識的展示，引導學員利用理論知識解決各個微問題。這種微課教學模式既保證了每個知識點的 “微” 特點，又確保了理論與實踐相結(jié)合，構(gòu)建了相互獨立卻前后呼應的知識整體。通過學習者學習微課后的反饋，得知這種微課教學模式提升了學習者的學習興趣，從而提升了學習者的學習效果，讓學習者得以掌握茶葉氣象服務的基礎知識，為更好地開展氣象為農(nóng)服務夯實基礎。