互联网时代高职院校数学类课程基于CDIO的课堂教学变革研究

【摘 要】伴随着互联网的发展，高职院校的课堂教学模式发生了较大的变革。文中首先分析了传统高职院校数学类课程的课堂教学模式，然后介绍了互联网时代新出现的各种教学模式，如MOOC、SPOC、翻转课堂等，把它们和CDIO结合起来，共同运用到数学类课程的课堂教学中，最后给出了高职院校数学类课程基于CDIO的课堂教学变革途径。

【关键词】CDIO;混合式教学;课堂教学

中图分类号： G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）35-0078-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.35.035

数学类课程是高职院校理工类学生的公共基础课，其内容枯燥，学习起来难度较大，学生的学习效果不太理想，但数学类课程又是他们后续学习专业课程的工具，所以急需提高学生学习数学类课程的积极性。同时，也给高职院校的课堂教学提出了严峻的挑战。如果能改变传统的课堂教学模式，建立基于CDIO的混合式课堂教学模式，一定能提高学生学习数学类课程的学习效果。

1 高职院校数学类课程课堂教学传统模式

高职院校数学类课程包括高等数学、线性代数、微积分、概率论等，是学生学习后续课程的基础和工具。数学类课程知识点比较多，内容比较抽象，也比较枯燥，学生学习起来比较痛苦。传统的教学模式是教师借助黑板和粉笔在讲台前面授课，或者教师利用多媒体在讲台前播放PPT课件，对照着PPT进行授课，学生在讲台下面听课，师生互动较少，学生听得昏昏欲睡，学习效果不佳，教师不能及时了解全部学生的学习状况，所以数学类课程的课堂教学模式改革迫在眉睫。

2 互联网时代新生的各种教学模式

在互联网时代，课堂教学模式逐渐向信息化发展，网络技术被广泛应用，出现了SPOC、MOOC、翻转课堂等新生的教学模式，从而引起课堂教学方式产生变革。

2.1 翻转课堂

翻转课堂又叫颠倒课堂，于2000年起源于美国。翻转课堂就是传统教学结构的倒置，把“白天老师上课，晚上学生回家写作业”变成学习者在课外进行自主学习，课堂上与教师和同学讨论的方式[1]。翻转课堂是对传统課堂的变革，是在优秀教师指导下，先学后教的课堂教学模式[2]。这种教学模式的流程是：教师将相关知识点录制成微视频或者提供一些教学视频作为教学资源，在上课前发放给学生，要求学生在上课前完成对知识点的学习，课堂上教师主要和学生一起答疑、探究。这种教学模式的特点是：接受知识的过程由学生在课外自主完成，课上主要进行知识的内化，由教师带领学生在课堂上通过讨论交流的方式达到对知识的巩固和运用，更能突出学生的个性化学习特征。

2.2 慕课

所谓慕课（MOOCs），意为大规模在线开放课程。只有当课程是开放的，才可以称之为“慕课”，只有这些课程是大型的或者叫大规模的，它才是典型的“慕课”。[3]慕课的学习者非常多，可能达到上万人，学习者可以来自世界各地，只要对课程感兴趣都可以随时随地进行在线学习，不受任何限制，通过课程考试就可以获得学分及证书。慕课的学习需要学习者具有较强的自主学习能力，如果不坚持很难完成课程的学习，同时，教师对于每个学习者的学习情况是不了解的，不能及时对学习者的问题进行及时答疑，所以也有一定的缺陷。

2.3 SPOC

SPOC（Small Private Online Course小规模限制性在线课程），这个概念是由加州大学伯克利分校的阿曼德·福克斯教授最早提出和使用的[4]。SPOC虽然来源于 MOOC，但和MOOC又有很大区别。SPOC的学习者相对来说要少很多，一般在几十人到几百人，不是完全开放的，学习者需要先申请，符合条件的才能参加在线学习。这里所介绍的SPOC的学习者主要是指班级里的学生。SPOC以学生在线上自主学习为主，教师在线下参与辅导，SPOC的学习者人数较少，教师有更多的时间和学习对象进行沟通交流，可以进行个性化辅导，能更好的提升学习者的学习效果。

3 CDIO在数学课程中的应用

CDIO是一种工程教育模式，它是工程领域改革的最新成果，是由美国麻省理工学院、瑞典的查尔姆斯工业大学等四所大学于2000年所创导的一种工程教育改革模式。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[5-6]。这种模式重点在于培养学生的实践能力，重在应用和创新。把这种模式用在数学类课程的教学中，可以改变学生的学习模式，将学习方式从传统的“听”变成“做”即实践，让学生通过小组合作的方式完成实际项目，在实践中将所学知识内化，可以提高学生的创新能力以及合作能力。

4 互联网时代数学类课程基于CDIO的课堂教学变革途径

随着信息化技术的快速发展，出现了一些新的教学模式，比如翻转课堂、慕课等，这些教学模式改变了传统的教学模式，要求学生借助微视频在线上自学相关知识，在线下课堂上参与讨论交流，形成学习知识在课外，内化知识在课上的模式。在数学类课程的教学中，如果把CDIO理念引入线下课堂中，让学生通过完成实际项目的方式内化知识，一定可以提高学习数学类课程的兴趣，提高课堂教学效率。在互联网时代，数学类课程基于CDIO开展线上线下相结合的混合式教学模式，引发课堂教学变革，需要遵循以下途径。

4.1 建设数学类课程在线教育资源库

在互联网时代，信息技术快速发展，所有的教学改革都是借助信息技术开展的，是否拥有丰富的在线教育资源是教学改革能否顺利进行的一个重要因素。数学类课程在线教育资源包括视频、案例、试卷、课件、常见问题解答和网络课程等等。数学类课程在线资源库的建设要集中各所学校多方面的力量，通过自建、共建和引进等多种途径共同建设。资源库建成以后，大家可以共享资源，提高在线资源的利用率，不断推进数学类课程在线资源库的整合和优化。

4.2 构建CDIO混合式教学模式

在互联网时代，高校课堂教学模式的改革基本上都是融合了线上和线下的混合式教学模式。这种混合式教学模式把线上网络教育和线下传统课堂教育的优势结合在一起，既体现了个性化的教学优势，又增进了师生之间的情感。

4.2.1 课前阶段

教师在课前通过学情分析，选取合适的教学内容，制作或者选取优秀的微视频，编制学习任务单发放给学生，学习任务单上包括：要预习的课本内容，要观看的微视频，要完成的习题等，有条件的教师可以将教学资源发送到教学平台。学生拿到学习任务单以后开始自主预习，有疑问的地方可以在平台上和教师及时进行沟通交流，教师及时提供个性化的辅导。

4.2.2 上课阶段

对于线下课堂上的时间，教师可以实现CDIO过程。教师首先重点讲解本节课学生不易理解的知识点，然后进行CDIO。教师将事先准备好的和知识点相关的具体案例作为项目，将全班同学进行分组，每个小组的同学通过分析讨论，建立数学模型，共同找到完成项目的具体措施，然后每个小组推荐1-2名同学汇报本组的具体做法。在整个的CDIO过程中，学生学会了如何运用所学知识去解决实际问题，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生解决问题的能力，也提升了学生的团队合作精神。

4.2.3 课后阶段

下课以后，学生和教师都要及时进行反思。教师反思课前阶段准备的资料合不合适，反思上课过程中CDIO过程是否科学合理，反思作业布置是否覆盖所有所有知识点;学生反思自己课前预习是否充分，反思自己的CDIO是否正确，反思自己是否掌握并能灵活运用所学知识去解决实际问题。学生在课后也可以通过互联网和教师及时就遇到的问题进行沟通交流，提高學习效率。

4.3 提升教师的信息化能力素养

互联网时代，传统的教学理念和教学手段已经不能满足课堂教学的需求了，教师必须努力学习现代化技术手段，努力提升自身的信息化能力和素养。首先，教师要更新思想观念，从思想上重视对现代教育技术的学习，以积极的心态迎接信息化时代的到来，主动学习现代化技术手段。其次，要认真学习并掌握现代化教学模式和技术手段，并加以熟练运用。互联网时代，出现了翻转课堂、MOOC、SPOC等新的教学模式，以及云计算、VR等新技术，教师如果不认真学习并加以运用，很有可能被淘汰。最后，教师要勤于思考，善于反思。教师在学习新知识的时候要经常思考哪些东西是适合自己的，怎样将它运用在自己的教学中，并反思这样做是否对提高教学质量有利，只有在不断的思考和反思中才能不断提高自己的信息化教学能力，不断推动课堂教学进行变革。

4.4 建立学生高效的学习方式

互联网时代，随着信息技术的不断发展，教师的教学模式有了很大变革，学生的学习方式也要有所改变。学习方式不能再是简单的接受学习，学生需要不断提高自己的自主学习能力，提高自己分析问题和解决问题的能力。首先，学生要具备自主学习能力。在课外时间学生要能积极主动自学相关知识，完成相应的作业，对不懂的地方要学会质疑;其次，学生要具备CDIO能力。对于教师布置的项目，学生需要积极思考，主动探讨，通过小组合作找到解决问题的方法;再次，学生在思想上要重视学习。学习是学生自己的事情，学生要转变被动学习的学习方式，树立终身学习的理念，适应不断发展的新时代。

5 小结

互联网时代，信息化和大数据技术改变了人类生活的方方面面，改变了人类获取知识的途径，改变了人们的交流方式，也给高校的教学工作带来了巨大的变革。在高校，学生是课堂教学的主体，课堂教学模式逐渐向数字化模式转变，出现了多种新型的教学模式，借助CDIO理念，把这些新的教学模式运用到数学类课程的教学中，师生双方共同努力，一定能激发学生学习数学类课程的积极性，提高课堂教学效果。

【参考文献】

[1]马秀麟.大学信息技术公共课翻转课堂教学的实证研究[J].远程教育，2013，（01）：79-85.

[2]陈玉琨，田爱丽.慕课与翻转课堂导论[M].华东师范大学出版社，2014：108.

[3]陈玉琨，田爱丽.慕课与翻转课堂导论[M].华东师范大学出版社，2014：5.

[4]百度百科SPOC：http：//baike.baidu.com/view/3539411.htm.

[5]百度百科CDIO：https：//baike.baidu.com/item/cdio/4644769？fr=aladdin.

[6]王平.基于CDIO的高等数学项目驱动研究[J].教育现代化，2015年11月（下半月），143-145.

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