基于微課和思維導圖的混合式實驗教學研究

徐麗華, 李 兵, 張 勇

(西南大學 資源環境學院, 重慶 400716)

基于微課和思維導圖的混合式實驗教學研究

徐麗華, 李 兵, 張 勇

(西南大學 資源環境學院, 重慶 400716)

基于微課這種新型的在線學習資源和思維導圖教學工具,構建了在線預習—課堂實驗教學—在線復習與提升的混合式實驗教學模式。主要內容涉及基于思維導圖的微課教學內容設計、在線學習與課堂教學過程中師生角色的安排、基于思維導圖和實驗報告的實驗成績評定。在實驗教學過程中,充分考慮到微課教學資源使用的靈活性特點與思維導圖在構建完整的實驗教學知識體系中的重要作用，以及在不同教學階段師生角色的轉變。

微課； 思維導圖； 混合式教學

微課具有短小精悍、不受時間空間限制、易于開放共享等優點[1-4]。微課資源的使用,實現了課堂的翻轉[5],改變了過去以教師為主的學習方式,實現了以學生為中心的學習方式,對于發揮學生的主觀能動性、提高學生自我學習和自我管理能力，具有非常重要的作用[4,6]。但是,基于微課的翻轉課堂的順利實施, 要求學生具有較強的自我約束和自我管理的能力[7]。因此,并不是所有的學生都適合基于微課的翻轉課堂。傳統的面對面的課堂教學模式在實驗教學中仍然發揮著非常重要的作用[8]。另一方面,微課雖然在實驗教學中發揮了比較好的作用,但由于微課通常具有短小破碎化的特點[9],在微課資源之間所涉及的知識點的有效連接及構建完整的知識體系方面具有很大的不足。而思維導圖則有助于將各個模塊知識點之間的隸屬或關聯表現出來,在幫助教師在教學活動中引導學生掌握認知方法、促進學生構建完整的知識體系方面具有非常重要的作用[9-10]。因此,提出了基于微課和思維導圖的混合式實驗教學模式,嘗試利用微課和思維導圖來構建在線預習—課堂教學—在線復習和提升的混合式教學模式。

1 基于思維導圖的微課視頻設計

在一個相對比較短的時間內,實現一個相對完整的教學內容是微課視頻設計的基本要求。為實現這個目標,微課視頻設計不僅要突出所涉及的教學主題和內容,還應對多種技術手段進行合理的使用和安排,體現師生不同角色的安排。而思維導圖是表現思維過程、發現不同知識間聯系和沖突的重要工具[10]。在微課視頻設計之前,教師可通過思維導圖的構建來實現微課視頻的最優設計(見圖1)。在思維導圖的構建過程中,著重明確微課視頻設計所涉及的教學、技術、角色3個要素的具體內容及實現手段,這不僅可以幫助教師全面掌握微課設計的要素,還有助于教師厘清教學內容之間的聯系、協調教學內容的安排。

圖1 微課資源設計的思維導圖

2 混合式教學實施過程

針對不同類型人才培養及學生自身發展的需要,構建了在線預習—課堂實驗教學—在線復習和提升的混合式教學實施過程。

2.1 利用微課資源進行在線預習

在線預習由學生自主選擇,不要求所有的學生必須參加,其教學對象主要針對自我約束能力較好、有時間、希望提升自己的創新能力的學生群體。在線預習過程是以學生為中心的教學過程,其主要目標是充分發揮學生的主觀能動性,提升學生的自主學習能力。

在線預習是個非監督的學習過程,教師不參與學習的過程,只是負責把相應的微課資源上傳到校園網。學生利用微課資源進行自主學習,按照微課視頻提示的實驗步驟及相關資料完成實驗項目的基本操作。學生有不懂的地方可記錄下來,在課堂上與指導教師進行討論,也可自行查閱文獻解決相關問題,并結合文獻進行與實驗項目相關的問題的深入思考。

2.2 課堂實驗教學

以往的課堂實驗教學主要采用的是教師演示講解、學生跟做的方法,雖然學生可以隨時提問、教師可以隨時答疑,但該方法的最大弊端之一是由于學生事先不了解實驗內容和步驟,教師雖然講解了一遍學生也不一定能記住,所以,學生所提出的問題可能多數是針對操作步驟不清楚的低層次的問題。

微課視頻為學生更好地熟悉和掌握實驗操作步驟提供了良好的工具[11]。基于微課視頻,可用三段式課堂教學代替傳統的課堂教學方法。課堂實驗教學的第一階段是以學生為主體的學習過程,由學生根據微課視頻自行完成實驗操作過程,而已經進行在線預習的學生可以根據學習產生的問題與教師進行交流和探討。第二階段以教師講解為主,在這個階段,教師只用10～20 min的時間講解實驗內容與要求、演示實驗步驟并指出實驗注意事項。第三階段是分組討論階段,在這個階段,即使是沒有進行過課前在線預習的學生,對實驗基本過程也有了較為充分的了解,可結合實驗要點和注意事項查閱相關文獻,進行深入的思考和討論,并與教師進行交流。教師在這個過程中只負責對學生進行引導,維持良好的學術討論氛圍。

2.3 在線復習和提升

課堂實驗教學完成以后,對于少數沒有在規定時間內完成課堂教學內容的,可以利用微課資源繼續完成課堂教學任務,對已經完成課堂教學內容的學生,可根據教師的在線資源進行在線復習和提升。教師提供的教學資源應該是針對不同層次學生的,既包含較為基礎的問題,也包含一些復雜的問題。較為復雜的問題是由學生進行選做的,主要目的是培養學生的創新能力。對于這部分學生,不僅要求提交實驗報告,還要求他們進一步查閱文獻,形成自己的觀點,撰寫科技論文。在這個階段,教師與學生主要是進行在線交流。可通過教學網絡設置不同主題的討論區,吸引教師和學生進行廣泛的交流和討論，在促進學生對現有實驗項目掌握的基礎上,拓展對實驗教學內容的理解,培養學生綜合應用知識的能力和科研創新能力。

3 基于實驗報告和思維導圖的實驗考核方式

實驗報告是實驗教學考核的主要方式。實驗報告應包含實驗內容、實驗數據、實驗方法、實驗步驟、實驗結果和討論、實驗中所遇到的問題及解決方案幾方面的內容。這些內容的設計符合科技論文寫作所涵蓋的基本內容,除此以外,要求學生按照科技論文寫作的基本格式對實驗報告進行排版。這些要求對于提高學生的寫作水平具有非常重要的作用。學生為了提交一份優秀的實驗報告,往往需要查閱大量的文獻,通過實驗結果與不同文獻之間的比較,加深對實驗內容的理解。這不僅使學生對與實驗內容相關的科學研究進展有較好的了解,還有助于培養學生綜合分析的能力和科研創新能力。

在以往的實驗教學中發現,很多學生熟悉實驗操作步驟,能按照要求完成實驗報告,但對于與實驗項目相關的理論知識掌握不牢,尤其是對所學實驗課程的知識點缺乏系統的把握。思維導圖是發現知識點間的聯系及建立完整知識體系的重要工具[10],因此,在實驗課程結束后,可讓學生根據實驗內容繪制思維導圖,建立不同實驗項目之間的聯系。以思維導圖作為評價學生實驗成績的一個重要指標。學生在思維導圖繪制過程中,不僅對各個實驗項目有了更為深刻的理解,也更容易發現知識點之間的層次關系,更有助于學生培養邏輯思考的能力,幫助學生進行有效的記憶。

除此以外,不同學生在實驗過程中往往動手能力不同,這種實際操作能力和應用能力是通過實驗報告和思維導圖無法體現的。因此,也需要將平時操作表現納入實驗成績評價的體系,以便實現對學生的動手能力、邏輯思考能力、科研寫作能力的綜合評價。

4 結論

基于微課和思維導圖的混合式實驗教學模式將在線學習與網絡課堂的優勢相結合,利用思維導圖進行微課資源的設計,并通過思維導圖的構建促進學生建立完整的知識體系、增強記憶,構建了在線預習—課堂實驗教學—在線復習與提高三段式實驗教學。針對不同階段的特點,對教學任務和師生角色進行設計。該實驗教學模式對于培養學生自主學習能力、綜合應用能力和科研創新能力具有重要的意義。但是這種混合式實驗教學模式往往對教師的自身素質提出了更高的要求。掌握現代化教育信息技術手段、轉變教學思維、提升教學水平是信息化時代下教師專業發展的目標[12],也是確保基于微課和思維導圖的混合式實驗教學模式順利開展的關鍵。

References)

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[12] 鐘紹春,張琢,唐燁偉.微課設計和應用的關鍵問題思考[J].中國電化教育, 2014(12): 85-88.

Study on blended experimental teaching based on micro-course and mind mapping

Xu Lihua, Li Bing, Zhang Yong

(College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400716, China)

Based on micro-course and mind mapping, a blended experimental teaching mode was built. The blended experiment teaching consists of the following three stages: online preview, class experimental teaching, and online review and self-development. The main research contents are related to the design of micro-course based on mind mapping, the role arrangement of students and teachers and the evaluation of experimental results based on both the mind mapping and experimental reports. In the experimental teaching process of micro-course, the advantage of mind mapping in construction of an integrated knowledge system and the role transition of students and teachers in different teaching stages are taken into account.

micro-course; mind mapping; blended teaching

10.16791/j.cnki.sjg.2016.12.045

2016-06-27

西南大學2013年教育教學改革研究項目(2013JY010)；西南大學2014年教育教學改革研究項目(2014JY054)

徐麗華(1976—),女,黑龍江綏濱,博士,副教授,研究方向為遙感圖像信息處理、土地資源與信息化技術.

E-mail：sweitlianna@126.com

G642.0

: A

: 1002-4956(2016)12-0180-03