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计算科学专业信息技术课程群教学探索

发布时间:2020/3/10 11:51:39   阅读:

摘要】信息技术课程群,是信息与计算科学专业培养方案中的重要组成部分,在教学设计过程中将多门课程与信息技术相结合。MOOC是以微教学视频为主要载体,针对某一知识点或某教学环节呈现的一种新型在线教学模式。结合MOOC与传统课堂两种教学方法的优势,信息技术课程教学中引入MOOC,探索混合式教学模式,对提升教学质量,更好地适应大数据时代信计专业人才的培养要求具有重要意义。

关键词】慕课(MOOC);信息与计算科学;课程群建设;混合式教学

一、前言

信息与计算科学专业(InformationandComputingScience)的前身是“计算数学”,后更名为“信息和计算科学”,是一个信息领域的结合数学和计算机科学的跨学科专业。培养目标是能运用所学知识和熟练的计算机技术解决实际问题,培养从事IT、教育、金融等相关行业设计、开发、教学、管理的高素质应用型人才。随着信息技术的高速发展,尤其是进入大数据时代,信息技术课程越来越重要,在信息与计算专业课程中所占比重也越来越大。信息技术课程群现设有数学模型、数据分析、模式识别、信息论、数据挖掘、数据库等专业核心课程。信息技术课程群强调在教学设计过程中多门课程与信息技术的结合,然而目前该类课程受制于传统教学模式,教学效果还有待提升。一方面,由于高校信息技术课程的学科设置须符合专业培养的需要,在实际教学过程中,教学目标的设计主要是为了让学生学习技术。授课时,不能真正贴近学生的课程背景,不能实现有效的整合;另一方面,信息技术课程更具有实践性和实践性,虽然教学策略的应用较多,但学习内容分散,学习形式不整体意识,缺乏具体的应用场景。信息技术课程的教学常常面临“需要掌握更多的内容和有限的学习时间”的矛盾。信息技术课程群的教学如能结合MOOC课程的授课优势,可满足实践要求高、内容更新快、学习时间相对有限的课程特点,通过积极探索适合的教学方法,将网络资源与传统教学相结合,在教学中实践网络资源的混合教学和翻转课堂,引导学生线上线下课堂参与,增强学生的自主学习意识和自主学习能力,提高学生对信息技术课程群的学习效果。

二、基于慕课的信息技术类课程群混合式教学模式

面向信息与计算科学专业,立足于信息技术类课程群建设,通过基于慕课的混合式教学理论研究、慕课类型的设计研究、慕课资源的开发研究、基于慕课的混合式教学实践研究等方面展开信息技术类课程群的“慕课”混合式教学研究与实践,以学生为教学的主体,通过线上线下教学方式,运用多种教学媒介,推进基于慕课的教研新模式的形成,在信息技术类课程的教学实践中不断完善,达到资源共享,达到高效课堂和教学相长的双重目标。目前高校的教学模式主要有两种:一种是以“教师”为中心的授课方式,第二种是以“学生”为中心的授课。传统的以“教师”为中心的授课方式很难在满足目前的教学需要,学生的学习兴趣并不浓厚。在以“学生”为中心的授课方式中,MOOC模式是一种行之有效的途径。现阶段,MOOC虽然不能完全取代传统的课堂教学,但可以采用混合教学模式,将MOOC与传统课堂相结合,利用新技术、新平台进行设计,包括短视频、实践、讨论、补充材料、测试等。采用“网上学习”、“翻转学习”、“互动学习”等新的教学策略和教学方法,提高学生对信息技术课程的学习热情。借助MOOC模式,学生在不同的时间和地点都能有效地利用“碎片化”时间。通过在线指导和交流,师生之间的讨论和交流更加充足;教学资源组织有序,使学生的学习更加系统化、渐进性。这不仅突出了学生在学习中的主导地位,而且培养了学生的自主学习能力。

三、信息技术类课程群的MOOC设计

MOOC有多种分类形式,按照其呈现形式可分为课件播放式慕课、讲课式慕课;按教学内容可分为知识点讲授式慕课、例题习题解答式慕课等;按照教学环节可分为课前预习慕课、新课导入慕课、练习巩固慕课、总结拓展式慕课等。根据信息技术类课程的信息技术特征,可重点设计以下类型慕课资源。MOOC视频的形式丰富多样,各中类型的MOOC优势和不足都不尽相同。结合信息技术类课程特征以及授课对象为信息与计算专业的学生特点,选择一种适合的形式。为了开发出较为理想的信息技术类课程群的慕课资源,通过充分调研,有以下几点在制作慕课中值得重视。

1.知识点慕课

信计专业学生虽然在本科大一学年已学习了高等代数、数学分析和概率论与数理统计等基础课程,具有信息技术类课程的所需要的数学基础,但在学习信息技术类课程时,由于该类课程均应用型较强,不通过实际应用场景的教学,学生很难深入掌握该课程。因此若教师在设计慕课前,与学生充分沟通,在制作慕课时将学生已掌握知识和将学习知识充分衔接,通过实际生活中的例子作为导入,让学生在实际场景中领悟知识,体会知识的用途,不仅提高学生的学习兴趣,也将较大地推动教学质量。另外,此类慕课还可加入学生可能遗忘的部分知识,如模式识别课程中的贝叶斯定理等内容,在数理统计课程中学生已掌握,如能在慕课开始,设计关于天气预报等场景的导入部分,让学生自然地回忆起该知识点,将极大地促进学生对模式识别课程的学习劲头。

2.案例式慕课

信息技术类课程体系复杂,应用场景跨度很大,开发慕课时,如能将某困难知识点合理地分割为若干个知识小点,针对每个小点制作对应的案例情景式慕课,学生就能充分深入地理解消化。例如,可在数据挖掘课程中设计不同的案例来区分聚类和分类这两类重要概念的区别和联系。例如通过某疾病的特征进行机器学习的案例,学生既可以快速地对分类有较为深刻的理解,也能正确地辨识分类和聚类的差别。且案例式慕课,学生可根据自己的实际情况灵活地学习,方便将其纳入自己的知识体系。对于其他信息技术类课程,也可设计类似的案例式慕课进行教学。

3.总结拓展式慕课

对于信息技术类课程中的某个具体授课环节,教师可通过总结拓展式慕课,对所学的知识进行归纳和小结,或对某点知识在其应用领域上进行横向的延展,一方面加深学生对知识内容的学习和理解,另一方面提高学生的学习热情和兴趣。例如,在模式识别课程中,在学完决策树数据分类后,可在总结该方法优缺点的基础上,提出先验概率若以知场景,将教学内容拓展至其他重要分类方法中,引导学生自主学习贝叶斯分类方法。在信息技术类课程中,这类微课涉及的内容较多,除上述内容外,还有数学模型课程中的微分方程模型、数据挖掘课程中的数据立方体技术、信息论中的哈夫曼编码技术等内容,均可以采用慕课形式对课程重要知识点进行总结和拓展。

四、小结

经过近两年的教学摸索,我们已经初步完成了信息技术类课程群的建设工作,搭建功能齐全的信息技术类课程群的慕课教学平台,已建设有信息技术类在线课程3门。通过课程群内容设计优化,强化了课程理论知识和应用实践训练的教学,将较大程度提升课程的教学效果。通过引入MOOC教学模式,提供面向创新人才培养、面向信息与计算科学专业学生的信息技术类课程群教学体系,推动专业教学改革的深化,拓宽学生的受益面,提高学生分析和解决实际问题的能力,既可推广于其他专业的教学研究,还可以推广到同类高校的教研改革。

【参考文献】

[1]王鑫平,祝根发,陈美芳.基于MOOC环境的高校信息技术类课程教学策略研究[J].科技广场,2016.

[2]杨慧,丁正生,宋艳娥,李俊兵.微课教学对高校教学模式改革的影响[J].科技展望,2015.

[3]杨雯靖.基于微课的高等数学教学模式研究[J].开封教育学院学报,2015.

[4]赵小艳,李继成.MOOC环境下大学数学教学方法思考[J].大学数学,2015.

[5]郑深.基于MOOCs翻转课堂在应用型本科教学中的实践[J].中国现在教育装备,2017.

作者:方玺 何朗 韩华 万源 薛琼 杨帆 单位:武汉理工大学理学院

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