龔方徽　孫玉泉　張有光（北京航空航天大學(xué)，北京100191）

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北航教學(xué)信息化背景下的新型教學(xué)和教輔模式探索*

龔方徽孫玉泉張有光
（北京航空航天大學(xué)，北京100191）

摘要：本文以北京航空航天大學(xué)核心基礎(chǔ)課程工科數(shù)學(xué)分析為例，介紹北航課程教學(xué)利用教學(xué)信息化系統(tǒng)，貫徹執(zhí)行北航為構(gòu)建一流人才培養(yǎng)新模式和一流本科教育體系，最終形成人才輩出的北航本科教學(xué)環(huán)境而提出的“長城行動計劃”的過程中進(jìn)行的探索和實踐。

關(guān)鍵詞：信息化系統(tǒng)；新型教學(xué)模式；教學(xué)改革；課程中心

孫玉泉（1977-），男，漢族，山東濰坊人，副教授，研究方向：計算數(shù)學(xué)，高等數(shù)學(xué)教育。

張有光（1963-），男，漢族，浙江浦江人，教授，研究方向：微電子學(xué)與固體電子學(xué)。

Abstract:In this paper, the implementation of building first-class new talent training mode and first-class undergraduate educational system of Beihang University using information-based educational system is introduced, with an example of the core course--Engineering Mathematical Analysis. In addition，the exploration and practice of Beihang University "Great Wall Project" which is proposed to build an undergraduate educational environment of all the talents are presented.

Keywords:information-based system; new teaching pattern; educational reform; course center

北京航空航天大學(xué)自2003年起開始了持續(xù)的本科拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)教育體系的改革探索，并得到了多項國家級教育改革試點計劃的支持，獲得北京市教學(xué)成果特等獎，在北京市和全國范圍內(nèi)都起到很好的引領(lǐng)作用。為適應(yīng)國家中長期人才培養(yǎng)的需求和目標(biāo)[1]，北京航空航天大學(xué)開展了“長城行動計劃”，發(fā)布了《人才行動計劃白皮書》[2]。學(xué)校借鑒國際一流大學(xué)的成功經(jīng)驗，以未來10至15年可能出現(xiàn)的重大科技前沿?zé)狳c問題為導(dǎo)向，制訂了關(guān)于培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容的指導(dǎo)思想——頂層設(shè)計、少而精、通識化、國際化。在此原則的指導(dǎo)下我校一系列課程完成了教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)課時的精簡工作。例如，工科數(shù)學(xué)分析課程就由原來的兩學(xué)期共授課192學(xué)時，精簡為兩學(xué)期共128學(xué)時。學(xué)校及時推出了本科教學(xué)信息管理與信息服務(wù)系統(tǒng)[3]，成為這些改革目標(biāo)順利實現(xiàn)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。本文以工科數(shù)學(xué)分析課程為例，介紹該課程利用教學(xué)信息化系統(tǒng)，在精簡課時的前提下，實現(xiàn)上述改革目標(biāo)的探索和實踐。

一、新型教學(xué)模式的時代需求與現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐

學(xué)習(xí)過程可分為兩個階段：第一是知識傳授的階段，第二是吸收和消化的階段，即知識內(nèi)化的過程。傳統(tǒng)教學(xué)注重學(xué)習(xí)過程的第一階段，卻忽略了第二階段學(xué)習(xí)者內(nèi)化吸收的過程。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，一些新興課程需要不斷地充實到我們的培養(yǎng)體系當(dāng)中，而學(xué)生的在校學(xué)習(xí)時間是有限的，兩者之間的矛盾成為我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)過程中的一個突出矛盾。若知識傳授過程占用了更多的時間，學(xué)生用于知識內(nèi)化的時間就會減少。例如在數(shù)學(xué)課程中，我們講授知識的方方面面，傳授大量做題方法和技巧，卻忽略了學(xué)生消化和吸收的效果，即使最優(yōu)秀的學(xué)生能夠在課后將這些知識全部吸收，他也很難再有精力去探索更多的未知領(lǐng)域。

事實證明，群體教學(xué)和個體差異的矛盾，使得只注重課堂教學(xué)的方法注定是一種有缺陷的方法。傳統(tǒng)的教學(xué)改革往往只強(qiáng)調(diào)“教”的改革，注重教學(xué)方法、教學(xué)模式的革新，卻忽視了“學(xué)”的改革。新的形勢要求更加重視對學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)模式改革的研究，充分重視學(xué)習(xí)者“吸收內(nèi)化”的過程。北航“少而精”指導(dǎo)原則就是在這樣的背景下提出的行動指南。通過減少教師課堂授課時間和內(nèi)容，留給學(xué)生更多的時間和精力去消化和吸收課堂知識。新興的網(wǎng)絡(luò)科技讓知識的傳授變得便捷，為我們實現(xiàn)新的教學(xué)模式提供了可能。北航本科教學(xué)信息化系統(tǒng)是實現(xiàn)教學(xué)方法的深度變革，幫學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)方法的主動調(diào)整的重要平臺。

二、課程中心支持了教學(xué)方法的深度變革

北航課程中心是教師提供資料的便利平臺[4]，教師通過課程中心將一切教學(xué)資料發(fā)布給學(xué)生。并提供全程的教學(xué)錄像，學(xué)生可以通過課下觀看授課錄像重新進(jìn)行學(xué)習(xí)，這成為學(xué)生課后進(jìn)行知識內(nèi)化的重要輔助手段。在實際教學(xué)過程中，借鑒了MOOC課程的先進(jìn)經(jīng)驗[5]，根據(jù)學(xué)生的需求，對課堂教學(xué)中的重點、難點問題錄制短小的演示和講解視頻，便于學(xué)生有針對性的觀看和學(xué)習(xí)。這些教學(xué)短片內(nèi)容以知識點為單位，參照片段化的原則，包括問題引入，定義、定理講解，例題解答等。這些現(xiàn)在的課后教學(xué)短片在以后的教學(xué)過程中將成為課前教學(xué)短片，學(xué)生通過觀看帶講解的視頻，將課堂內(nèi)的活動提前到課外進(jìn)行。學(xué)生通過課前自主學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)疑惑的地方，教師在教學(xué)中通過更有針對性的講解來解答，提高了課堂傳授知識的效率。教師也會有更多的機(jī)會引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，將學(xué)生知識內(nèi)化的過程納入到課堂當(dāng)中，實現(xiàn)部分的課堂翻轉(zhuǎn)。老師從單純的知識講授者部分地轉(zhuǎn)變變成了學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，為進(jìn)一步精簡課堂教學(xué)時間創(chuàng)造了條件。

基于通過課程中心對學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況的觀察與統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在上完課后的當(dāng)天對教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)熱情最高。在每次課后都在課程中心的在線測試功能板塊設(shè)置五至十道選擇題或判斷題的測驗。學(xué)生做完測驗，馬上就會看到結(jié)果。測試成績將作為最終課程成績的組成部分，測驗記錄會給老師和學(xué)生作為后續(xù)的參考，老師可以通過查看學(xué)生的測驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)課堂講授中存在的問題以及學(xué)生面臨的困難，以便在課堂教學(xué)中及時修正或提供幫助。

三、課程中心提供了交互式教學(xué)的平臺

2010年北航開啟了兩校區(qū)辦學(xué)的模式。新校區(qū)的啟用為學(xué)校的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動力，同時也對教學(xué)提出了新的要求。空間的距離給老師在課后與學(xué)生面對面進(jìn)行交流帶來了不可忽視的影響，研究生助教對學(xué)生作業(yè)批改的周期也變得更長。課程中心為師生提供了一個在線的網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，在這里實現(xiàn)了師生間的交流和互動。通過教師線上、線下的答疑活動，不但很好地解決了空間距離帶來的交流困難，而且也解決了以前答疑過程中普遍存在的學(xué)生等待時間長，老師重復(fù)解答不同學(xué)生的相同題目等問題。教師通過課程中心在線發(fā)布作業(yè)，學(xué)生完成作業(yè)后可以在線提交，此時助教就可以對作業(yè)進(jìn)行批改。這樣就克服了等全部作業(yè)收齊后才能交給助教進(jìn)行批改，以及全部批改完后才能統(tǒng)一發(fā)放的弊端，大大減少了作業(yè)的批改周期。學(xué)生的作業(yè)得到了及時地批改和糾正，讓學(xué)生盡快發(fā)現(xiàn)自己的錯誤并進(jìn)行及時改正，從而幫助他們更好地完成了對知識的消化和吸收。

習(xí)題課本來是學(xué)習(xí)過程的兩個階段充分融合的舞臺，既有對知識的補(bǔ)充講授，也是有對學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場的實時指導(dǎo)。但在很多時候我們的習(xí)題課充滿了方法與技巧的傳授，變成了純粹的知識傳授課堂，反而增加了學(xué)生消化吸收知識的負(fù)擔(dān)。通過課程中心實行新的教學(xué)模式，為實現(xiàn)習(xí)題課的回歸打下了良好的基礎(chǔ)。由于學(xué)生很好地參加了教學(xué)互動，加大了學(xué)習(xí)積極性，讓我們可以采取新的習(xí)題課模式。老師不再講授題目，所有題目都由學(xué)生完成，老師只是進(jìn)行必要地引導(dǎo)，對最終結(jié)果進(jìn)行糾正和評價。在習(xí)題課的具體實踐中，學(xué)生表現(xiàn)出來很高的積極性，教師沿著學(xué)生的思維方向進(jìn)行引導(dǎo)和教學(xué)，收獲了事半功倍的效果。

四、基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的個性化教學(xué)

現(xiàn)行的教學(xué)模式是整體課堂教學(xué)與整體測試指導(dǎo)的方式，注重群體教學(xué)和目標(biāo)檢測，缺少了個別化輔導(dǎo)與矯正，必然影響教學(xué)效果。真正有效的學(xué)習(xí)模式是學(xué)生按自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)課程。通過課程中心的輔助，實現(xiàn)規(guī)模化教學(xué)的同時，為每位學(xué)生提供個別化的矯正性幫助，為最終達(dá)到完全個性化教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ)。在線測驗和在線作業(yè)能夠記錄學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，課程中心會將這些問題進(jìn)行分類匯總，形成學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)反饋給教師。通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果，準(zhǔn)確定位學(xué)生學(xué)習(xí)中的問題，對每個學(xué)生都有準(zhǔn)確的了解，從而有了因材施教的可能。課程中心各模塊中均充分體現(xiàn)了分類指導(dǎo)、個性化教學(xué)的思想。在發(fā)布通知、作業(yè)、練習(xí)和測驗時都可以選擇發(fā)布對象的范圍，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的情況，對學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生發(fā)布難易程度不同的題，引導(dǎo)他們完成對知識的消化吸收。

在教學(xué)過程當(dāng)中，我們需要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，查找教學(xué)過程中存在的問題。傳統(tǒng)的方法是通過發(fā)放調(diào)查問卷來收集信息，從中分析問題。以往的問卷調(diào)查需要花費大量的時間和精力，限制了調(diào)查的規(guī)模和頻率。新課程中心提供的模塊可以很好地解決這個問題，使用調(diào)查工具我們只需設(shè)置相關(guān)的問題，選擇開始結(jié)束的時間，設(shè)定參加對象的范圍，等調(diào)查結(jié)束系統(tǒng)自動呈現(xiàn)出調(diào)查結(jié)果。例如，我們對學(xué)生課后學(xué)習(xí)中遇到問題的處理方法設(shè)置了調(diào)查問卷。系統(tǒng)提供的結(jié)果是：共151名同學(xué)參加調(diào)查，113人選擇首先找同學(xué)討論；18人選擇了向老師或助教尋求幫助；15人選擇先記下，等有機(jī)會再向老師求助；有5個選擇從不尋求幫助。從結(jié)果可以看出，通過同學(xué)之間的互動和討論進(jìn)行學(xué)習(xí)在學(xué)生中已經(jīng)有了非常好的實踐基礎(chǔ)，并且提供及時和便利輔導(dǎo)是非常重要性的。課程中心不僅大大提高了工作效率，也為更好地開展教學(xué)提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。

五、結(jié)束語

本文通過工科數(shù)學(xué)分析這門課程，介紹了北京航空航天大學(xué)的教師在教學(xué)信息化系統(tǒng)支撐下進(jìn)行課堂教學(xué)模式和課后學(xué)習(xí)模式的探索。教學(xué)信息化系統(tǒng)是一個開源的平臺，在這里老師可以根據(jù)自己的需求定制更多符合自己課程的功能，來探索新的教學(xué)方法、師生互動模式，讓學(xué)生有更高質(zhì)量和更人性化的學(xué)習(xí)，并逐漸形成新的學(xué)風(fēng)。這是我們進(jìn)一步推出北航MOOC課程的重要基礎(chǔ)和源泉，也是我們實現(xiàn)最終人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]中共中央國務(wù)院.國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[Z].2010-06-06.

[2]北京航空航天大學(xué).人才行動計劃白皮書（2012-2016年）[Z]. 2012-09-10.

[3]北京航空航天大學(xué)本科教學(xué)信息管理與信息服務(wù)系統(tǒng)：http: //jiaowu.buaa.edu.cn/

[4]北京航空航天大學(xué)課程中心：http://course.buaa.edu.cn/

[5]edX大規(guī)模開放在線課堂平臺:http://www.edx.org

作者簡介：龔方徽（1991-），女，漢族，福建建甌人，碩士在讀，研究方向：計算數(shù)學(xué)。

*基金項目：2014年北京航空航天大學(xué)重大教改項目“基于新課程中心的工科實驗班數(shù)學(xué)教學(xué)改革與實踐”（編號：4303006）

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）01-0018-02