在线课程设计方案范例6篇

在线课程设计方案

在线课程设计方案范文1

关键词:医学遗传学;混合式学习;教学改革

2017年《国务院办公厅关于深化医教协同进一步推进医学教育改革与发展的意见》提出,未来五年制临床医学将成为医学本科教育的主流,到2020年全科、儿科等紧缺人才培养得到加强。作为几乎涉及所有专科的基础跨学科课程,医学遗传学的学科重要性日益凸显。在实际人才需求上,与欧美等国家相比,我国临床遗传咨询人才短缺严重,因此,增设了临床遗传专科进行规范化培训。随着近年来遗传学理论的快速更新、精准医学理念的提出,基因编辑、高通量的测序等技术日趋成熟、成本快速下降,许多疾病的预测、诊断和治疗正在逐步成为现实[1]。作为生命科学领域发展最迅速的前沿学科之一,从理论知识到实践运用,无一不对医学遗传学的人才培养和教学质量提出了更高要求。然而,我国地方高校本科临床医学专业的医学遗传学课程教学却存在与临床需求脱节的情况:在校授课教师多为基础医学相关领域的研究型人员,且研究领域的局限性导致无法将知识点之间融会贯通,出现课程知识点堆砌导致体系散乱、单元孤立等状况。另一方面,教师在授课过程中,由于知识点繁多、课时紧张等因素,课堂上难以开展充分的案例讨论和临床前沿的学习[2]。前期我们初步探索并建立了基于智慧教学工具雨课堂的混合式学习模式,即“课前预习-课堂讨论-课后提升”的学习过程[3]。课程设计方案的优化主要分为两块:①进行知识点分块,基于两个维度开展:一是立足学习要求分块的信息传递类和能力素养类知识;二是立足实际学情和人才培养要求的重难点分块。②明确教学方案,主要包括课前、课堂、课后的学习内容和课堂开展形式,在此基础上制作了覆盖课程所有环节的全周期智慧教学课件包。本文是在前期基础上进一步凝练课程知识点、对课堂环节进行再设计的实践与思考。

1混合式学习模式构建的核心思路

混合式学习模式的设计并非简单地添加线上内容,而应在学习内容上突出课程特色,教学设计突出重点。医学遗传学是一门强调基础与临床相融合的交叉学科。为了帮助学生在看似不同的章节之间挖掘知识网络之间的内在联系,完善和构建遗传学的知识体系,我们从课程改革之初便确立了核心思路:以教师成长为基石,以学生的未来发展为中心,简单知识线上学,复杂内容线下学。所谓的简单知识,指的是以记忆、理解、应用等低层次目标为学习要求的知识点;学生往往对这些知识点有所基础,或知识点本身简单易懂。而复杂内容则以分析、评价、创造等高层次目标为学习要求,需要通过充分的思考、交流、试错和修订的过程才能使学生形成深度学习的延伸和拓。此外,由于医学自身的特点,这部分线下学习还包括医患沟通的艺术等医学人文精神的培养[4]。其中,课程的建设核心是“线下”,一切线上资源的设计与整合都是为了线下服务,而线下课堂的建设集中在临床案例库的建设和教学环节的设计。

2混合式学习模式的设计与实践

课程总学时为24个理论学时,课程考核主要由三部分构成:一是平时的课前/课上/课后的任务或小测,占比20%;二是分组学习的课堂表现,包括案例讨论、情景模拟等,占比20%;三是期末考核,占比60%。

2.1突出课程特色,构建医教协同教学模式,建立案例库

我国在遗传专科的建设方面推进缓慢,本科临床专业学生的医学遗传学课程的实验课时数少,有些医学院甚至没有安排实验课。教师的讲解常停留于教材,与临床脱节。因此,课程组于2015年起开始与本地三甲医院的临床遗传室建立起稳定的教学合作关系,每届均挑选学生在假期到遗传室开展2周的临床见习。见习学生将在课堂上与班级同学分享见习经历,从而带动全班学生加深对遗传专科相关科室的认识。5年以来,临床见习方案不断完善。考虑到临床学生早临床、早科研、早社会的培养要求,目前已形成“临床+科研”为构架的学习方案。其中,临床板块包括染色体核型分析操作、遗传咨询学习等内容;科研板块则以某种遗传方式的遗传性疾病相关研究的文献阅读和思考为主。这些来自临床一线的学习内容的设计,极大程度丰富了见习学生的眼界,提升了学生的临床思维能力和科研学习能力。另一方面,课程组与临床合作建设和完善教学案例库。案例库分为3组:①经典孟德尔遗传的典型案例;②非经典孟德尔遗传的典型案例;③子病风险估算类案例。在此基础上,我们设计了环环相扣的问题,通过问题来引导学生思考和发现基础知识与临床实践之间的关系,目前已连续实践至第4年。案例教学方法促进了理论知识与临床实践的结合,为医学生将来进入临床工作起到了很好的铺垫作用[5]。

2.2立足培养目标,重塑课程内容,设计总体学习方案

为了合理梳理线上和线下学习的知识点,主讲教师秉持以学促教的理念,连续多年参加省医学会的医学遗传学分会学术会议,接受了临床遗传咨询师的培训,明确了本科教学培养方案和临床实际人才需求上的契合点。立足本科教学的培养目标,我们进一步把课程划分为两个维度:第一个维度的考虑是知识点是否能够通过直接输入完成学习,划分为信息传递类和能力素养类。前者包括医学遗传学相关的经典概念、特殊概念、常见疾病遗传方式、表型和机制等知识点的记忆、理解和简单应用能力;后者以临床思维、科研思维以及医学人文精神培养等为主,属于高阶性的培养目标,包括遗传性疾病案例的讨论和剖析能力、相关诊疗方案或基础研究前沿的学习能力以及在分组讨论和情景模拟中的团队协作能力、医患换位思考的能力等。另一个维度是基于临床实际进展和知识点的难易程度,划分为重点、难点和重难点。重点指基于临床应用和科学前沿2个角度,要求学生必须熟练掌握的内容,需要练习和简要讲解加以巩固。而难点则指学生较难快速理解的晦涩概念或临床复杂现象背后的机制,需要教师的讲解结合学生的充分思考和讨论才能达成学习目标。将所有知识点划分到上述两个维度后,针对信息传递类的重点知识通过“布置课前练习+课堂小测”达成低阶性的学习目标,而难点知识则增加课堂讨论以加深理解。例如人类基因、基因突变、人类染色体、染色体畸变等章节的大部分内容均属于重点知识,其中的移码突变、三核苷酸重复扩增等突变类型、罗伯逊易位携带者的遗传效应等则属于难点知识。针对能力素养类的重难点则主要通过充分的案例讨论、情景模拟等方式达成高阶性的学习目标,例如地中海贫血、唐氏综合征等遗传性疾病的分子机制、诊疗方案、预防措施等内容。

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一、学案的编制

导学案设计与传统教案不同,传统的教案形式是立足于教师的“如何教”,而导学案必须立足于学生“如何学”,要做到能充分发挥学生的主观能动性,充分尊重学生的个体差异,充分体现学生的主体地位。因此,教师在编制导学案的时候,应高度注意下列问题:

1.搞好四个方面的研究:①研究教材和《课程标准》,以明确学习目标、学习重点、学习难点,深入挖掘知识点的能力价值;②研究学生的知识水平和学习方法,以确定对学生进行指导的方向和策略;③研究知识规律,特别是知识点的衔接,以确定知识流通线、学法指导线和能力培养线;④研究知识运用范围,特别是运用知识去分析问题、解决问题方面,以确定学生训练的方向与内容。

2.制定学习目标:导学案的编写要围绕单元教学要求,要课课有目标,整个学案必须以学习目标为中心,根据目标的落实来设置学习环节和学习过程。目标怎么定?如何学?如何练?如何检测?所有的导学环节和当堂检测都必须和学习目标相吻合。

3.贯穿学习活动设计的三条线:①知识线——根据学生的认识规律,将知识点进行分析、组合、设计成不同层次的问题,使学生形成明确的学习思路,它是学案上的一条明线,是完成教学任务、尤其是培养学生能力的载体和保证。②学法线——是指导学生学习方法的思路体现,是一条或明或暗的线。③能力线——是针对各知识点所荷载的能力价值和情感价值,以及教学要求提出的一连串相互衔接的问题体系,是一条暗线,它是学案设计的重心所在。设计学案时,应把知识线、学法线和能力线进行有机的结合。

4.编排知识体系:根据学生的认知规律,将知识点进行拆分、组合,设计成不同层次的问题。找到一条引导学生积极认知的最佳思维网络,编排出最合理的知识体系。

5.学案内容的编写:具体地讲要注意以下几个方面:①根据具体情况对课本内容删减、合并、重组。②创设问题情景,给学生留有创造性学习的空间。③能体现跨学科的渗透。④要广泛地联系社会生活。⑤。学案内容要呈现思维梯度,不能仅仅局限于教材内容的填空、习题的堆积。

二、学案的使用

1.教师必须在实施课堂教学的前一天将“导学案”发给学生,学生预习后交给老师,教师根据需要抽批或全批“导学案”,了解学情,二次备课,进一步优化教学策略。严禁组织学生代替教师的批阅。

2.要求学生使用“导学案”时坚持主动性和独立性。不管课前还是课上都要主动依据“导学案”进行自学探究,逐步培养自主学习的习惯和能力;教育学生课前预习时切忌抄袭他人,弄虚作假。

三、“导学案”教学模式的操作注意事项

1.优化集体备课流程,保障导学案质量

集体备课效果如何,直接影响到编制的“导学案”的质量和课堂教学的效率,集体备课总结起来有如下方面:

⑴三定:集体备课做到定时间、定地点、定内容(集体备课内容明确)。

⑵五备:①个人初备,形成个案。个人初备时,要求教师学习研究课程标准及相关材料,突出抓“八点”(教学重点、难点、弱点、疑点、考点、易错点、易混点和盲点)。同时,教师还要查阅学生档案、了解学生预习情况,以便有的放矢地进行教学设计。初备时每位教师都要尽力提出自己有独到的设计方案和有疑问的地方,以便会诊,排除困难。②集体研讨,形成初案。备课教师在集体备课时,首先由主备人将个人设计的个案,以说课的形式进行交流,备课组其他教师在认真听讲、及时记录的基础上,分别陈述各自的个案,进行比较,把对教材的处理、目标的制定、教法的选用、学法的指导、过程的设计等,调整到最佳程度,形成“初案”。③完善整理,形成定案。主备教师在集体备课的基础上,对形成的初案进一步完善、整理,形成规范的教学设计,完成对定案的编制。④跟踪听课,形成复案。经过备课组研讨过的教案是否可行还有待于考证,因此,有必要进行跟踪听课进行检验,以便得到总结、提高,备课组成员之间要互相听课、取长补短。根据学校听课安排或邀请别人听课指导。把关领导要跟踪听课,了解集体备课落实情况。⑤教后反思,形成补案。课后交流,就是对备课的总结阶段。备课组教师在集体备课情况下授课,要进行交流,对教学进行反思,写出较为翔实的教后记,分析教学过程中的优点和不足,同时对教学设计进一步修订完善,形成补案。促进今后教学的进一步开展。

⑶两个评价:①包组领导对导学案进行质量评价,把关验收;②学校领导现场跟踪集体备课,对集体备课中教师的表现进行现场评价。

2.强化导学预设,提高课时效益

“导学案”形成之后,教师要在学生用的“导学案”基础上对教学中每一个环节的课堂教学行为进行充分预设,这样才能保证教师在课堂观察、参与、指导的紧张度和针对性,以确保课堂每一个环节的效率。

预设的内容包括:①前置自学阶段:教师要预设学生的自学方式、自学时间、自学要求、学生自学时可能会遇到的疑难问题,自学巡视需要个别指导的同学。②展示交流阶段:教师要预设展示的方式(自主展示还是提问展示)、展示的时机、展示的策略、展示的学生层次、展示时可能会暴露的问题、展示时的点拨角度方法等。③合作探究阶段:教师要预设探究方式、探究角度、探究可能达到的深度;集体或个别指导的合作小组或个体,点拨讲解的起点、内容。④达标拓展阶段:教师要预设不同学生的不同达标度、达标反馈的方法、个别指导帮扶的对象,评价激励的方案,总结梳理的方法、内容等。

3.重视学法指导,使学生主动学习成为习惯

⑴教会学生展示:能自然自觉、仪态大方的在组内或班内围绕一个话题或重点发表自己的看法、阐明道理、抒发感情并能跟同学、老师交换意见。

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关键词:C++语言;Ch交互式平台;项目式;案例;线上线下综合评价

0 引言

程序设计课程是大多数非计算机专业学生的必修课程,也是培养学生基本素质的一门重要课程。C++语言不同于大学英语、高等数学等基础必修课,重在培养学生基于计算思维求解问题的思想和能力,问题分析、建模和算法设计、实战编程的能力。C++语言功能强大、表达形式丰富、使用方便灵活、应用领域广泛,目前大多数高校都将C++语言作为大学新生的程序设计入门语言,也将其作为数据结构、算法设计等课程的工具语言。

C++语言程序设计是一门实战型课程,程序设计开发环境的选择、课堂教学和实验教学的有机结合、学生计算思维能力和编程能力的评价体系,是课程教学中需要解决的3个难题。选择合理有效的开发工具能使程序设计的学习事半功倍,科学合理的设计教学案例和教学模式,能激发学生自主求解问题、学习新知识的动力,而客观的教学评价体系则让教与学相辅相成,设计一套教学研究方案从以上3个方面着手,积极做好学生逻辑思维、计算思维和创新能力的培养。

国内很多学者对于如何针对C++语言程序设计教学提出了很多很好的建议,如吴文虎教授提出的“理念先行”,就有效地解决了解题思路的问题;斯金纳提出了如何有效提高课堂效果的教学方法。针对如何将“以教师为主”的教学转化成“以学生为主”的教学,后续提出了教学改革方法,有研究型教学、任务驱动式教学、混合式教学、抛锚式教学、项目式教学等,这些方法的共同目标是提高学生的学习积极性,化被动传授知识为学生主动获取知识,并培养学生的程序设计能力、计算思维能力和创新能力,但是这些方法往往擅长从单个方面探究,缺乏一套完整的从开发平台、教学方法和教学效果评价为一体的课程教学研究,教学方案的效果有所局限。选择合适高效的程序设计开发平台,设计相应的项目驱动式教学方案,并利用线上线下混合管理学生、评价教学成果,完成这三个方面的工作是本课程教学研究的重点。

1 C++语言程序设计课程现状分析

C++语言程序设计教学分为理论教学与实践教学,前者主要以教师课堂教学PPT为中心展开基本概念、语法和规范的教学;后者主要是让学生自己动手,围绕知识点展开程序设计、编写和测试等上机实验训练。

在教学过程中,普遍存在以下问题。

1)开发环境缺乏交互性。

传统的C++语言教学编译环境包括常用的C++语言程序的运行平台,有Turbo C++、Visual C++、Borland C++等,它们都是集成化的开发环境,要在这些平台上演示一个最简单的程序,如输出一行字符或求一个表达式的值,都必须写出完整的程序,这对初学者来说无疑使C++语言的上机复杂化,而初学者需要的是能够简单明了地直观看到运行结果,以便于理解。其次,这些平台都是编译性平台,虽然可在程序运行中设置断点或设置要查看程序运行过程中某些变量的变化情况,但对于初学者,无法提供直观的查看方式。

2)求知积极性没有被完全调动。

C++课程的授课对象通常是大一的新生,他们需要从高中阶段的被动式、高压式知识获取方式转变成大学开放式、自主式的知识发现,一方面需要教师积极引导学生从被动到主动的求知习惯,另外一方面,现有的教学模式是以教师为中心、以知识点为导向的学习,即便有人提出以“学生为中心”的课堂教学,依然没有从根本上激发学生的积极性。

3)分析问题和程序设计能力差。

学习过程中,学生的知识学习与实际应用脱节,他们能够从有限的教材上获得典型的例题求解方法,但是没有办法从编者的角度,从实际应用的角度抽象出应用问题的一般分析、分解、设计和求解方法。掌握了语法细节和规则,难以从实际问题出发,通过逻辑思维、计算思维,乃至创新思维的方式解决问题,而这些恰恰是C++语言程序设计课程的核心和灵魂。

4)理论教学为主,学生实战能力弱。

一般高校安排C++语言程序设计课程的课时以理论课为主,上机实践课为辅。以浙江工业大学信息学院电信专业为例,C++语言程序设计课程总学时64课时,其中理论48课时,上机16课时。学生由于大部分时间都是以课堂听课的形式获取知识,通过上机实践辅助程序设计和调试的过程,在大一阶段几乎没有接触到应用的机会,迫切需要从一开始接触程序语言就让学生培养解决问题的思维方法,理论和实践教学并重。

5)考核机制单一,无法全面评价学生能力。一般高校的C++语言程序设计课程考核主要基于两个方面:期末考试和上机实践的表现,其中期末考试题型多以客观题为主,上机实践题则是程序设计题为主,通常都是体现了所谓的关键知识,更多是典型例题的拓展题目,从知识点分布出发。个别院校有采用限定时间的上机程序设计评定,但这些方法都没有跟踪式的评价学生整个学习效果,无法全面评价学生的综合能力。

2 基于Ch交互式平台的C++语言程序设计课程教学研究方案

总结教学现状,针对传统C语言程序设计课程存在3个方面的问题:程序开发平台单一、课堂教学和实践上机环境脱节、课程评估方式不利于培养学生的程序设计能力和计算思维能力,我们提出基于Ch交互式平台的C++语言程序设计教学建设方案,充分利用Ch解释平台的交互功能和内存透明管理,设计项目式教学方案,并设计线上线下结合的学生综合评价体系。

2.1 基于Gh交互式平台的程序设计课程

Ch交互式平台已被多所高校采用,作为C++语言程序设计课程的开发平台,我们根据学生的学习规律,从基础认知阶段、中级理解阶段和高级设计阶段,基于Ch平台设计3个阶段的课程学习。图1是基于Ch平台的分阶段程序设计课程方案,分3个阶段,循序渐进推进课程教学:基于Ch交互式窗口开发平台的形象化教学、基于Ch Professional平台的理解强化教学和基于Ch IDE集成化编程环境的高级创新程序设计。

1)基于Ch交互式开展形象化基础教学。

学生一开始接触C++语言,避免被其繁杂的内存管理和指针操作难倒。我们基于Ch的强大交互能力,将一些抽象的概念形象化,如数组和指针的概率,单个语句键入后马上就可以得到结果进行验证。数组和指针的存储格式、访问方法和调用方式等都能够直观地显示给学生,体现了很好的交互式形象化教学。

2)基于交互性程序运行平台的综合程序设计。

要求学生掌握基本的语法、基本结构和简单的算法设计编程实现,基于Ch professional平台设计典型应用的问题分解、程序设计和编写、测试。由于平台具有良好的调试界面和功能提示,学生在通过基础教学后,展开一定自主能力的上机实践成为很好的锻炼,professional平台的结果演示界面可以规范初学者的编程习惯,在基础教学的基础上进入巩固和综合应用程序设计阶段。

3)基于高级功能的综合案例开发。

充分发挥Ch平台的IDE集成开发环境和强大的图形图像处理功能,面向学生的课外科技竞赛和就业方向,结合课程的进度,在讲授课程前先设计、选择一套与学生所学专业相关联、与教学内容相一致、功能相对完整的案例程序;然后根据每次的讲授内容,将案例分割设计成多个具体且相对简单的实例程序分析讲解。对应案例利用Ch平台实现和演示,进度符合课程安排,便于学生边学习边应用。

2.2 项目驱动式教学建设

项目驱动式教学采用课堂教学和实践教学同步,C++语言程序教学遵循简单到复杂的原则,从简单项目人手到综合应用型项目,学生自始至终全程参与。步骤如下:项目目标确认、分组展开、概要设计、详细设计、编写程序、调试测试、现场报告和组间评价、最终成绩。图2是项目驱动式教学建设的组成步骤。

每个章节的内容和知识点给定2~3个项目案例供学生自己选择,学生在选定项目之后首先明确项目目标。

学生自主选择队友组队并完成角色分配,制定详细的分工和职责,便于最后的考核和成绩评定。

每个学生对自己任务模块展开概要设计和详细设计。其中对于第一阶段(如图1所示)作为项目驱动式教学的开始,要求学生做简单的计算思路整理流程图或N-S图代替概要设计;对于第二、三阶段(如图1所示)中高级项目案例引入,则需要学生对项目进行模块划分、队友之间协作分工,然后做概要分析和详细的流程分析、接口设计和模块独立性设计等。

程序编写环节需要学生结合课堂教师分解、团队讨论、课外查阅资料、上机编写和修改等工作,需要合理布局,并设计好程序接口,便于与其他的队友协作,共同完成整个项目。

调试测试工作是项目驱动式教学步骤中很重要的一项,尤其对于第二、三阶段的综合应用案例,需要集合队友的共同程序模块,这不仅培养了学生的调试习惯和方法,而且锻炼了他们之间的协作开发能力。

现场报告和组间评价环节贯彻学生的自主思考、分析和表达能力培养,只有通过查阅文献、项目分析和设计,最后经历Debug各个环节之后,才会有充实的过程汇报给大家,这在一定程度上督促学生保证每个环节的完成质量。另外一方面,关于组间评价,由于项目驱动式教学需要学生充分利用课内外的时间完成学习任务,为了传达评定的民主客观性,不是由老师一个人说了算,学生之间的客观评价也非常重要,作为学生最终成绩的一部分。

2.3 基于项目驱动教学方案的线上线下综合考核体系

有别于目前大多数项目式教学建设的一刀切――根据最终上交程序和期末考试的方法来考核,我们提出了一种基于项目驱动教学的线上线下综合考核体系。鉴于项目式教学的特点,充分发挥项目驱动式教学的优势:从整体上注重学生以项目为驱动的学习、开发和总结过程,关注学生的全程参与和表现,整个考评体系如图3所示。

(1)线上考核系统。搭建学生项目案例教学管理系统,学生可以自主选择合适的时间完成网上课题的选择、程序设计和提交操作。

项目题目选择模块:教师定期发放案例,学生在对应案例中选择一个,作为阶段性的项目。

模块任务划分让学生定位项目角色,明确项目任务。

编程日志是让学生严格按照项目开发流程,定期记录编程日志。

调试日志是学生在程序调试阶段记录程序的测试案例,及其测试结果。

结果演示报告环境是学生在每次项目提交阶段,制作PPT做公开汇报,并接受全体学生的提问和评价。

(2)线下考核系统。项目式教学的考核不能将最终上交的程序和项目报告作为唯一成绩给定标准,因此我们设计了线下考评3个模块。

学生自评。学生对整个项目的学习和开发过程做自我评价,最终提交项目进度记录表、问题和解决方案记录表、自我总结报告。

组间互评。学生之间相互督促和评价,不同组的学生对其他组的项目报告做评分,对其程序进行评分,有必要的时候可以做监督评分。

教师考评。教师根据学生的现场报告PPT和汇报情况、提交的项目报告给出评分,对项目程序定评分并对学生的课堂出勤做评分。

以上三块评分总计人每位同学的最终课程成绩,构成我们设计的线下考核成绩。

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【关键词】 微课设计;翻转课堂;向量;立体几何

一、微课及其特点

(一)微课程的特点

微课创始人戴维彭罗斯认为,微课是一种知识挖掘的工具,可以作为知识脉冲,在相应的作业与讨论的支持下,可以取得与长时间授课相同的效果.胡铁生老师认为微课是指按照新课程标准及教学实践的要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某一知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合.

从微课的定义上看,微课具有以下的特点①时间短;②目标明确;③内容易懂.从微课设计的原则上看,微课设计具有聚焦性、碎片化与模块化、以学生为中心的特点

(二)数学微课的设计

随着我国学生在国际测试和竞赛中的不俗表现,许多学者对我国的数学教育经验进行了研究,“看重双基,强调熟练,要求严谨”已被大家所公认,但也有学者提出了其中的问题和不足,比如重结果、轻过程、重解答、轻反思、重教学设计、轻学生思维诊断等等.如何保留我国数学教育经验的精髓,克服其中的不足成为许多数学教育工作者研究探究的任务.新课标提出:“学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程”;目的是为了让学生参与到学习中,成为学习的主体.而翻转课堂教学模式中,学生可以课下看微课,完全做到个性化的学习,课堂上又可以通过合作交流,解决疑惑,在这个过程中,凸显学生的主体作用.

结合微课设计的原则及我国数学教育教学的特点,国内许多学者归纳了数学微课设计的四个步骤:①确定核心概念②设计微课结构③录制微课视频④设计使用指导

二、基于翻转课堂的高中微课设计与案例解析――以2015年宁波市优质课获奖作品“立体几何中的向量方法”为例

(一)“立体几何中的向量方法”微课设计分析

“立体几何中的向量方法”微课程是笔者参加2015年宁波市优质课评比的获奖作品.下面以该课程设计为例进行分析.

本案例选取人教版《数学》选修2-1的第三章第二节的内容,微课中包含了4个小视频:

1.用空间向量表示空间中的点、直线、平面;2.用空间向量来表示空间中的点、直线、平面的位置关系;3.用空间向量来表示空间角与距离;4.用向量方法与坐标方法解决立体几何问题.

(1)确定“立体几何中向量方法”的核心概念

通过分析,立体几何的基本元素是点、直线、平面;主要研究空间中点、直线、平面之间的关系及它们之间的角度与距离问题.空间向量作为一个工具去研究这些问题,故“立体几何中的向量方法”的核心概念是:向量表示点、直线、平面的位置(位置向量、方向向量、法向量);向量表示点、直线、平面间的位置关系;向量表示空间角与空间距离;向量解决立体几何问题的“三步曲”

(2)“立体几何中的向量方法”的微课结构

(3)录制微课程

本节课的核心内容为利用空间向量解决立体几何的一般方法:先利用空间向量表示空间点、直线、平面等元素,建立图形与向量的关系;进行向量运算;由向量运算结果回归几何结论.可以通过类比平面向量解决平面几何的一般方法及通过例题讨论本节主题;故本案例采用PPT、几何画板、e板会;通过睿易通平台软件进行视频录制.通过几何画板和e板会通过运动的观点来进行研究,可以使学生对上述主题的认识进一步深化,提高抽象概括能力.

(4)设计微课自主学习单

本案例除了4个微视频外,支持资料还包括了系列课件,导学案、自测试卷等资料;引导学生使用资源,让学生带着问题观看微视频,然后进行测试,强化微课中学到的知识.

(二)案例一:用向量表示空间中的点、直线、平面的位置关系

1.设计思想

主要研究用向量表示空间中的点、直线、平面的位置及用向量表示它们之间的位置关系两个内容;通过提问链的方式,逐步探索本节课的主题;通过类比学习,由表示点的位置(位置向量)类比到表示直线的位置(方向向量)和平面的位置(法向量);由简到繁,逐步探索.

2.学情分析

通过《数学》必修2中的立体几何和《数学》选修2-1的空间向量及其运算的学习,学生已具备一定的空间想象能力和代数运算能力,同时学生还具备用平面向量解决平面点、线位置关系的能力以及类比能力.但学生的数学思维能力还有所缺乏,认知结构还不健全,对向量和几何之间的综合运用还有所畏惧.

3.学习目标

理解利用向量表示点、直线、平面的位置,并且能用向量来判定直线、平面之间的位置关系(平行与垂直);

4.教学过程

(1)利用向量表示点、直线、平面之间的位置关系

问题探究:

问题1:解决平面几何问题有几种方法?如何用空间向量来研究立体几何问题?

(答案:综合方法、坐标方法、向量方法);

问题2:立体几何研究的基本对象是什么?

(答案:点、直线、平面)

【设计意图】

通过利用向量解决平面几何问题的策略,引入课题.抓住“利用空间向量解决立体几何问题,是利用平面向量解决平面几何问题的发展”,充分利用学生已有的利用平面向量解决平面几何问题的知识基础和学习经验.

问题3:如何用向量确定点在空间中的位置?(答案:位置向量)

问题4:如何用向量来确定空间中的一条直线?(答案:方向向量)

问题5:如何用向量来确定平面的位置?(答案:两个方向向量或者法向量)

【设计意图】

用空间向量确定点、直线、平面的位置,即用空间向量形式可以表达空间中确定的点、直线、平面.这样就能将立体几何问题转化为向量问题来讨论.使学生充分了解这是学习用空间向量确定点、直线、平面的位置的目的

小结

【设计意图】

通过练习,让学生经历通过向量运算刻画线面的位置关系,体会“向量是躯体,运算是灵魂”的意义.

例2 利用向量方法证明《数学2》中的“平面与平面平行的判定定理”.

定理:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行.

【设计意图】

通过面面平行判定定理的证明,建立向量法和综合法解决立体几何问题的联系,突出了直线的方向向量和平面法向量的作用.

(4)课题小结

①利用向量向量确定空间中的点、直线、平面的位置

②空间中的直线、平面的位置关系的向量形式

③体会了向量运算的作用

(5)总结反思

翻转课堂作为一种以信息技术支撑下的新型教学模式,它更好的兼顾了学生的个体差异性,适应个性化教育,也是学生获取知识的有效手段,而微课处在其中心地位,微课质量的高低是翻转课堂能否取得成效的关键因素.

【参考文献】

[1] 金陵.“翻转课堂是什么”[J] .中国教育技术装备,2012:18.

[2] 教育部.课程标准(2011年版)[M] .

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关键词:通信工程;培养方案;理论教学;实践教学

作者简介:刘婷婷(1982-),女,江苏淮安人,南京工程学院通信工程学院,讲师;张健(1977-),男,江苏昆山人,南京工程学院通信工程学院,副教授。(江苏 南京 211167)

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0037-02

信息技术的飞速发展推动了社会经济的迅猛发展,丰富了人民的生活,也带动了高等教育的巨大变革。[1-2]通信工程专业作为理工科院校的重要专业,为社会输入了大批从事科研、设计、生产、制造以及运营的高级工程技术人才。这些人才在国民经济各部门以及国防工业中发挥着重要的作用。[3-4]在这样的背景下,应用型本科院校如能适应市场变化,及时调整培养思路和培养方案,就能赢得更多的发展机会和生存空间,培养的学生也更加适应社会的需求。

一、培养方案制订的总体思路

随着通信行业的快速发展,南京工程学院通信工程学院根据市场对人才的要求定期更新改进通信工程专业的培养方案。在多年积累的基础上形成了一套独特的培养方案制定路线和论证程序,总体思路如下:

首先由通信工程专业相关教师讨论培养方案,根据行业的变化确定交流考察的重点。接着由学院组织相关教师深入南瑞系统集成公司等五家企业交流考察,了解企业在用人过程中发现的问题、对人才提出的新要求等,相关教师与企业管理部门、人事部门进行交流并保持联系,及时获得企业对人才需求的反馈信息。另一方面,学院组织相关教师与一部分毕业生进行交流,进一步探讨之前培养方案的优缺点,找出需要改进的方面。同时学院也组织相关教师与部分高年级在校生进行交流,根据学生的反馈意见进一步反思已有的专业培养方案。结合上述三方面的交流成果,学院和通信工程专业教师反复分析、论证、确定人才培养方案的目标和内容,以此形成讨论意见稿。

讨论意见稿在通信工程专业更大范围内进行讨论,包括企业和高校的专家、教师、学生。根据他们的意见进一步精炼通信工程专业人才培养方案。另一方面,该讨论意见稿还要征求实验室老师意见,细化实验方案,讨论培养方案的可执行性。同时,还需协调学校相关授课部门,讨论培养方案的可行性,最终确定通信工程专业新的人才培养方案。

二、多方面、多途径调研

根据上述总体思路,学院从多方面调研社会对应用型本科院校通信工程专业毕业生的需求,获得以下结论:

用人单位今后对各学历人才的需求情况主要以本科生为主,研究生需求数量也在增加。目前急需实践动手能力强、踏实肯干、学习能力强的毕业生。除了基础知识外,还希望毕业生能够很好地掌握和应用通信电路设计、C语言、单片机开发与应用、通信传输与现代交换技术等知识。现在及未来通信工程专业本科生需要加强设计、开发、调试、应用通信系统和通信网的基本能力,还有实践动手能力、发现、分析和解决问题的能力。此外,培养方案中也应该包含行业知识、管理知识等方面内容,提高专业人员的综合能力。

已经毕业的学生主要从事生产、维护、测试以及软硬件开发工作,还有小部分毕业生在攻读硕士研究生学位。通过对这些学生的调研,毕业生普遍认同的素质能力包括自主学习能力、独立工作能力、合作与协调人际关系能力以及外语能力。在硬件知识方面,学生更关注电路板开发、单片机编程、Protel应用、嵌入式的相关知识。有些单位还要求学生具有射频、FPGA等方面的知识。在软件知识方面,学生主要关注相关的软件开发经历,熟练掌握C语言、C++以及JAVA等编程技术,熟练使用数据库、计算机网络等知识。有些单位要求熟悉ARM和某种操作系统。毕业生普遍反映,所学的知识对目前所从事工作最有帮助的除了专业基础知识外,外语和计算机软件知识也是非常重要的。

对在校高年级学生的调研发现,大部分本科生毕业后最希望从事的工作包括软件开发、技术支持和售前服务。希望学院多开设一些关于就业指导方面的讲座,加强师生间的交流,希望老师提供一些实际动手的机会。学生对专业课程很感兴趣,现在已经开设的课程包括计算机通信与网络、移动通信、现代交换技术、数据库技术和C++编程等,得到了学生的好评。

三、基于专业特点制订培养目标

通信工程专业培养具有现代通信基础理论知识,具备从事有线、无线通信技术研究、应用、通信系统和通信网设计能力,适应通信领域的网络、系统、设备以及信息交换和传输处理等方面的科研、设计、开发、运行管理及维护工作,具有独立工作能力的应用型高级工程技术人才。

通信工程专业突出通信系统设计原理与开发的基本理论与工程能力训练特色,注重学生能力的培养和综合素质的提高,注重学生自学能力、创新思维能力的培养,力图体现“加强基础、拓宽专业、重视实践、培养能力、激励创新、发展个性、讲究综合、提高素质”的教育理念。

与其他高校同专业相比,根据南京工程学院通信工程专业所能体现的专业特点和学生特长,制订的具体培养目标如下:

1.宽平台

本专业具有多年的通信工程专业教研室历史,拥有多名高级职称教师讲授模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、信号与线性系统、通信原理、电磁场与微波技术等专业基础课程。本专业教师历年来出版多本专业基础课教材,使用人数广,使用效果获得一致好评。本专业教师承担的“信号与线性系统”、“通信原理”课程群建设获得学院精品课程群称号,并在建设过程中获得丰硕成果,包括出版教材、建设出版教材配套试题库、建设完成教材配套电子教案、发表多篇教研论文、建成课程群网站等。具备这样的专业优势,本专业培养的学生具有雄厚的通信技术专业基础功底。

2.强能力

现代通信技术、信息技术与计算机技术的迅速发展使得工业生产与社会生活中的现代通信系统往往是通信技术与现代电子技术、计算机技术相融合的系统及应用。本专业培养学生掌握各种通信新技术融合的现代通信系统的设计、开发、调测、应用的方法。为了达到这个目的,本专业开设了数字传输技术、现代交换技术等课程。这些课程融合了学生已学过的通信、计算机、信号与线性系统、数字信号处理等课程的知识,并应用很多新技术、新设备,通过系统设计应用调试的实践,由学生自己动手设计配置运行具体的通信网络和通信系统。

3.精应用

本专业在建设的过程中紧扣工程应用的特色,所开设的课程紧紧围绕应用的目的。通信应用软件设计、单片机原理与应用、DSP芯片及应用、通信网设计等课程都是应用性很强的课程。通过这些课程培养学生通信软件与智能芯片的应用能力。为了提高学生的动手能力,本专业十分重视实验、实习、课程设计等实践环节的效果。重点专业课程采取实验课单独开课模式,将课程搬到实验室,让学生边学边练,确保实验效果。校企合作共建教学生产实训基地,形成教学和生产一体化实践教学体系,强化学生工程能力训练,本专业的学生在高年级时能够具备一定的通信系统和通信网的设计、功能开发应用能力。

4.亲产业

通信技术的发展日新月异,新产品与新设计方法往往能实现以前无法想象的任务,因此,通信工程专业的教学一定要与产业的发展紧密相连,否则培养出来的学生无法适应社会的需求。本专业已经开设或正在准备开设很多目前快速发展、大量应用的新技术、新器件的课程。在本专业建设的过程中,应始终坚持科研与教学相结合、教学紧随产业发展的原则,培养真正学以致用、符合社会需求的专业人才。

四、通信工程专业课程体系

1.理论课程体系

理论课程体系由三个不同层次的课程构成。第一层次,如图1中的底层,公共基础平台课程。该课程主要由思想政治教育与通识教育课程组成,其中通识课程涵盖了科技文化、数学、计算机语言、体育与健康等。主要课程包括:形势与政策、大学体育、大学英语、大学生职业发展与就业指导、军事理论 计算机应用技术、高等数学、线性代数、复变函数、积分变换、概率论与数理统计、大学物理、计算机应用技术、高级语言程序设计(C语言)等。第二层次专业基础平台课程,如图1中的中间层,是在公共基础平台课程的基础上,为专业平台课程提供学习基础的课程。主要包括:电路原理、电路原理实验、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及接口技术、信号与线性系统、通信原理、数字信号处理、专业英语、面向对象程序设计、高频电子线路、电磁场与微波技术、现代通信系统概论。这些课程是专业平台课程的基础,有利于学生更快的理解和掌握专业课程。第三层次,也就是图1中的最高层,是专业平台课程,分为四个方向,分别为:网络传输方向、通信技术与系统方向、硬件开发方向以及软件开发方向。

2.实践教学体系

通信工程专业实践教学环节主要是培养学生的实际动手能力,从三个方面对学生进行训练,即一般实践技能、基本专业技能、通信工程专业特色实践技能,全面培养工程素质,如图2所示。为达到现代工程教育的目的,人才培养方案设计了社会实践(1周)、实习(4周)、课程设计(12周)、毕业设计(16周)等不同层次的实践教学环节,共计35周,实践教学环节占总学时的比例近40%。为进一步提高实践教学效果,提高撰写课程设计、实习论文的要求,在所开设的所有专业基础、专业课中增加设计型、综合型实验内容,以提高学生的自主实验能力。

3.综合素质培养体系

综合素质培养体系用于培养学生的政治素质、人文素质、创新精神、创业能力、职业技术资质以及辩证思维能力。政治素质的培养是通过思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、马克思主义基本原理、思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、形势与政策等公共平台课程的设置实现;人文素质是通过公共选修以及课外阅读等方式达到培养考核要求;职业技术资质是结合专业实习和毕业实习等以及课外选修学分的设置来达到考核目标。

五、结论

为了迎合国家战略性新兴产业发展的要求,南京工程学院通信工程专业动态调整培养方案,培养掌握现代通信技术、能够在通信网络建设、运行和维护中发挥重要作用的复合型人才,形成了一套独特的培养方案制订路线和论证程序。在实施过程中,重视与企业交流互动,不断改进、完善培养方案内容和专业建设工作。

参考文献:

[1]刘光灿,张刚林,黄飞江.通信工程专业应用型人才培养方案的研究[J].长沙大学学报,2009,23(2).

[2]黄飞江,刘光灿,陈威兵.应用型本科通信工程专业实践教学研究[J].教育理论与实践,2011,31(5).

在线课程设计方案范文6

另一部分主讲教师,把本科运动技能教学内容“三大球”重新给一线骨干教师上一遍,甚至把本科阶段的科研方法、体能测试统计、训练方法与论文的写作重新给一线体育老师讲一遍,讲课的内容陈旧,没有一线体育教师想学的教学设计、教学计划、新兴的体育运动项目以及如何选择教学内容的方法,一线教师们也感到诧异,不知道是培训教学技能,还是培训运动技能?关键是那些讲座内容大都是大学的专业课程,如:怎样进行体育科研,国内外体育课程改革趋势,或者是课改的理念,大都是照本宣科,案例陈旧。

部分地区培训效果欠佳的另一个原因是,由教授定内容,请一些有一定职务的“圈里人”讲课,不管他是否对中小学课程标准有研究,这样,既浪费了财政拨款,又浪费了教师的时间。这是造成培训内容不符合一线体育教师需要、没有学到急需和想学内容的主要原因。难怪一些教师调侃“从未有过中小学教育教学经验的人在告诉中小学教师怎样做好教师”的现象,让培训效果大打折扣。

解决的办法是各级培训参照“国培课程标准”的程序选择培训内容、专家,规范培训工作,保证新一轮的课程改革不偏离方向。具体做法:

第一,一线体育教师喜欢实际案例、解题式的讲解,起点要低,要贴近中小学,深入浅出的教学计划才能引起体育教师的共鸣;案例实在、鲜活,有说服力,讲的内容能引起体育教师的思考,通过提供给体育教师的教学设计实例分析,让体育教师参与进来,一起动手,交给一线体育教师解决问题的钥匙,给一线体育教师提供生动、完整的设计案例供参考、借鉴,让参加培训的老师明白,其实把2011版课程标准提出的目标落实在教学中并不难。

第二,一个好的专家要把难的东西变成简单的、可以操作的、一线体育教师可以使用的教学计划和教学设计,才能受到一线体育教师的欢迎,而不受欢迎的专家是把简单的东西复杂化,云里雾里讲理论,讲趋势,讲一大堆大学的课程,居高临下,以其昏昏,使人昭昭。这不能怪他们,因为他们没有在中小学工作的经历,他们只能讲这些东西。

第三,一线体育教师工作具有实践性,如果培训内容仅仅停留在理论层面,培训者坐而论道,甚至攻击课程标准,培训内容严重脱离参培教师教育教学工作实际,使参加培训的教师不知如何操作,不知道该相信谁。要尊重一线体育教师已有的教育教学经验,他们作为成人,具有丰富的经验,他们在参培过程中关注为什么学、怎样学和学习效果如何,喜欢把新知识与旧经验做比较,并依据经验加以判断。受欢迎的培训者往往遵循成人的学习规律,尊重一线体育教师已有的教育教学经验,将教师看成重要的课程资源,采用案例设计、剖析等多种方式,鼓励他们共同参与到培训活动中,只有这样才能提高培训实效性。