慕课与创新教育：以地方高校工程数学课程为例

孔灵柱 祁柏宇

摘 要：本文分析了慕课教学模式和创新教育的内涵，探讨了如何基于慕课开展工程数学的创新教育，并研究了工程数学创新教育实践训练的组织模式。主要结论包括：慕课可以拓展教学时空，扩大优质教育资源的受众，也可以推动信息技术与教育教学的深度融合，提高学生学习效率，提升课堂教学效能。教育创新是以继承为基础，以全面发展为目的，以培养学生创新精神和实践能力为价值取向的新型教育。工程数学的创新教育既要改革教学方法与手段，也要进行教材与案例建设，还要革新考核内容与方式。

关键词：慕课;工程数学;创新教育

一、慕课与创新教育

近些年来，在教育主管部门的倡导和支持下，慕课教学模式及其建设在全国高等学校普遍展开。所谓慕课，即大规模在线开放课程（Massive Open Online Coursers，简称“MOOC”），是教育领域利用信息技术进行创新兴起的一种新教学模式，即“互联网+课程资源”。从本质上讲，慕课是为了实现现代教育目标而对教学方式进行的改革，其既可以拓展教学时空，扩大优质教育资源的受众;也可以推动信息技术与教育教学的深度融合，促进大学教学模式的深层次改革，提高学生学习效率，提升课堂教学效能。有统计显示，截至到2017年末，中国大学 MOOC网已经上传慕课900余门，开课次数达到1900余次，选课人数超过2700万人。从本质上看，慕课课程的快速发展归根结底是人们对便捷、高效、优质教学资源和教学模式的诉求，其核心是促进教育质量的提升，让更多的学习者从中受益。

在我国，创新教育作为一种思潮是在1999年6月《中共中央、国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》公布以后形成的。目前，创新教育定义不下百种，大致可以分为两类：一类把创新教育定义为，以培养创新意识、创新精神、创新思维、创造力或创新人格等创新素质以及创新人才为目的的教育活动;另一类则把创新教育定义为，是相对于接受教育、守成教育或传统教育而言的一种新型教育。本文认为，对创新教育的定義，既要考虑创新教育的历史和已经形成的规约，又要考虑到创新教育已有的升华和将来的发展。从广义上说，创新教育就是为了使人能够创新而进行的教育。凡是以培养人的创新素质、提高人的创新能力为主要目的的教育都可以称之为创新教育。对于学校教育来说，创新教育是指把壮大生命提高人的创新性当作重要培养目标之一，并在全部教育教学过程中有意加强学生各种创新素质的培养，使学生和教师的创新性都得到有效提高的教育。创新教育既是一种反映时代需要的新思想新理论，也是一系列“为创新而教”的教育教学活动。综上所述，我们认为，教育创新是以继承为基础，以全面发展为目的，以培养学生创新精神和实践能力为价值取向的新型教育。为此，应进一步更新教育思想，改革现有课程教材和课堂教学模式，确立学生自主学习的地位，保障教育创新健康发展，需要做到以下几点。

1、不断更新教育思想。传统教学是以课堂为中心，教师为完成认识性任务，并把此任务做为课堂教学的中心或唯一任务，这种教学把丰富复杂、变动不拘的课堂教学过程，简约化归为特殊的认识活动，把它从整体的生命活动中抽象、隔离出来。因此，学校教学改革的使命之一，就是对传统教学的改革、完善和发展。

2、课程与教材改革是实施创新教育的关键。传统课程教材过分强调统一，课程管理权限过分集中，缺乏必要选择的余地，限制了地方、学校、教师自主性、主动性、积极性、创造性的发挥。当前，应打破课程教条老化的格局，建立国家课程、地方课程、校本课程三级管理的课程教材新格局，特别应强调校本课程的开发。要改变一套教材用多年的局面，逐步实现教材多样化、弹性化、特色化、个性化。例如在我校不同专业的学生中，工民建等理工科专业和商管、外语、社会学等文科专业的数学基础要求不同，所以不同专业同学的授课教材也应该相应不同，即使同是理工科专业的学生，由于不同专业的侧重点不同，为了后续课的教学，也应该在教学中进行有侧重的讲解和安排。

3、强化课堂教学改革。教学是达到教育目的的主渠道。传统的课堂教学是统一性教学，教师独占课堂，造成教师教死书，学生读死书，这样不但费时费力，而且教学效率低。实施素质教育就是要变传统灌输式教学为创造性教学，或以培养学生创造性为核心目标的教学。课堂实施创造性教学与学生创新能力的培养息息相关，教学改革势在必行。例如，在大学数学等理工科课程的教学过程中，如何使学生较好地参与的“教和学”过程中来，提高学生学习兴趣，改变课堂学习枯燥乏味的现状，并且能够较好地完成教学内容，就是课堂教学改革面临的中心任务了。

二、工程数学中的创新教育问题

大学数学课程是构建学生自然科学知识体系的基石，是促进学生形成科学创新思维和能力的重要工具。因此，在慕课快速发展的信息时代背景下，大学数学课程如何更好的利用新技术，在教学方面开展改革和慕课实践，提高课程教学效果，进而提升人才培养质量，是高等数学教育工作者广泛关注的焦点，也是本课题研究的关键问题。简而言之，即慕课时代下大学数学课程的教学改革应该改哪些、怎么改的问题。本文就如何利用慕课教学手段实现工程数学创新教育问题进行探讨。

1、工程数学创新教育的教学目标

工程数学创新教育课程集经典数学、现代数学和实际问题为一体，通过本课程的理论和实践教学，试图使学生具备综合运用数学方法和数学软件解决专业问题和实际问题的能力。培养学生的抽象思维能力、逻辑推理与判断能力、空间想象能力、数学建模和运算能力、数学语言与符号表达能力。培养学生了解微分方程、差分方程、优化、概率、统计和时间序列等数学知识，了解主要数学软件的应用，了解查阅文献、阅读文献、论文写作和科学研究的一般过程。培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，以及较强的自主学习能力，培养学生的创新意识、创新思维和创新技能，提升学生综合素质，为其学习、科研和工作奠定坚实数理基础。

2、基于慕课的教学方法改革

首先，教学方法与手段。针对竞赛和学生能力培养的需求，在创新课程上准备采取“课内引导+课后作业+课上研讨”的方式，即类似于慕课的教学手段。慕课作为一种教学设计方法，已经成为国内外学者、教育工作者研究和实践的热点，它对课堂的积极作用、对教学效果的正向影响已经得到学者和教育从业者的一致认可。我们在创新课程的课上给学生引导学习方法并布置学习任务单，课后学生可以通过学习任务单的指引，利用学习平台、移动终端（电脑、手机、学习机等）开展课外自主学习，培养学生自主学习能力。最后在课堂上通过小组研讨的方式，解决疑难，加深对方法和知识的理解。最大限度地激发学生学习数学和应用数学的积极性，同时也改变教师的教学观念，丰富教师的教学手段，培养具备高素质的复合型人才。

其次，教材与案例建设。采用经典《数学模型》教材作为参考，但要突破原有课程建设的思维定势，在课程建设实施阶段，为了体现双创课程的示范性，准备选取工程类专业方面应用优化、方程、概率、统计和时间序列等数学知识的具体案例，进行教材和案例建设，尽量编写课程教材。通过这种课程建设方式，引领创新创业师资队伍建设，引领创新创业课程体系建设，引领探索创新创业教育与专业教育有机融合，提升教学质量和人才培养效果。

再次，考核内容与方式。建立多元化学习评价体系，过程性评价与终结性评价相结合，以激发学生学习的积极性和自主性。根据平时的案例研究、分析和讲述给出平时成绩，根据参加数学建模竞赛的获奖等级评定期末成绩，同时也要参考基于专题研究的论文写作和发表情况。

三、工程数学创新教育的实践训练组织

兼顾面向全体和分类施教的原则，数学基础及数学素养较好的同学进行重点培养，其他同学侧重引导，这样既可以提升重点学生的建模能力和竞赛能力，也可以在整体上提升工程专业学生的数理素养，改善传统课堂的教学效果。在任课教师方面，多位教师共同参与，授课内容分块，每人集中精力负责一块，结合学生的专业情况，发挥各自所长。按照注重引导，强化实践的原则组织创新实践和训练。教师在专题讲座中，概括介绍数学方法的内容和思想，为了提高学生的主动性及学习效果，将选课同学分为若干组，课后布置案例作业，要求每组同学课下通过查阅文献、阅读文献进行充分准备，在辅导老师的帮助下初步掌握相关数学方法和软件的应用，然后在课堂上面向全体师生进行讲解，以此环节强化学生对知识的理解和应用能力，进而提升创新课程的教学效果。定期举行校内模拟竞赛，及时掌握学生学习情况，及时调整课程细节。不定期邀请校外专家来校做数学专题或竞赛的学术报告，开阔学生视野，提升培养质量。

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基金项目：吉林省教育科学“十三五”一般规划课题：慕课背景下的地方高校数学课程教学改革研究（GH180382）;吉林省高校创新创业教育改革示范课：工程数学创新教育

（作者单位：1.吉林建筑大学 经济与管理学院，吉林 长春 130118;2.吉林大学白求恩医學部基础医学院，吉林 长春 130021）