“航海学”信息化教学的设计与实现

聂涛，董远志，刘颖妍

（青岛港湾职业技术学院 航海系，山东 青岛 266500 ）

“航海学”信息化教学的设计与实现

聂涛，董远志，刘颖妍

（青岛港湾职业技术学院 航海系，山东 青岛 266500 ）

针对传统“航海学”课堂教学逐渐暴露出来的问题，采用多样的信息化技术手段和教学方法，将课堂融入实际的工作场景中阐述。在深入分析“航海学”课程特点和教学现状的基础上，阐述将信息化手段引入课堂教学的重要意义，提出采用翻转课堂的方式，重新构建“航海学”课程框架。

航海学；信息化；微课；MOOC；翻转课堂；教学设计

一、引言

随着计算机网络技术的发展、基础设置的完善、软硬件技术的不断更新以及大数据时代的到来，信息化技术被应用到各行各业，用以提高效率、引领变革。其中，教育行业也在这股浪潮中发生着巨大的变化，微课、慕课（MOOC）、翻转课堂等新的教学模式的出现对传统的教学产生着巨大的冲击，使教育走进一个新的发展阶段，促使教育观念、教育方式、资源配置、教师的发展都在发生积极的变化[1]。为此，教育部也从2013年开始，通过举办全国性质的信息化教学大赛，来促进信息化在课堂教学和实训教学中的应用。

“航海学”是航海技术专业的核心课程，通过“航海学”课程的学习，掌握定位与导航、航线的设计、航行航法、导航仪器的使用以及气象与海洋状况的分析及预报等知识，最终掌握船舶安全航行的技能。“航海学”是兼有理论和实践的一门课程，根据STCW马尼拉修正案的要求，将原来的“气象学”与“航海学”合并，再加上新增加的电子海图知识，新的“航海学”内容繁多，涵盖面广，并且，学生还要通过海事局的适任考试及实操项目的评估。这些变化加大了学生对整门课程知识内容的系统性和整体性的理解难度，使他们对各知识点和操作项目的关联性、应用性认识不够深入，因此需要一个很好的教学方式加以引导和检测。本文针对传统“航海学”课堂教学逐渐暴露出来的问题，采用多样的信息化技术手段和教学方法，将课堂融入实际的工作场景中阐述，提出采用翻转课堂的方式，重新构建航海学课程框架。

二、“航海学”传统教学中存在的问题

目前航海类教育分为本科、高职高专和中职三类，其中本科类主要以理论研究和培养综合素质航运人才为主，高职类以培养具备熟练专业技能的专门人才为主，中职则主要培养具备一定技术的初、中级专门人才。但是，目前根据《中华人民共和国海船船员适任考试和发证规则》（11规则）要求，要想上船必须通过海事局适任考试的要求，而海事局适任考试对此三类层次教育并没有严格地分类与区别，考试要求也是按照统一的规定。因此各院校和培训机构在课程设计和实施过程中，也体现不出理论和实践的不同要求，授课形式和实训安排出现的问题基本一致。

1．理论与实践分离

“航海学”作为航海技术专业的核心课程，实践跟理论同样重要。为了通过大证考试和适任评估，大部分院校将理论课程与实操课程分开讲授。由于“航海学”课程内容很多，需要分3个学期才能将全部内容讲授完成，而实操训练则是分散安排在各个学期，有些学校则把实操直接安排到最后一个学期，甚至是大证考试之后。这样固然能够在时间上为考试争取最大限度的便利，但是学生难以对于“航海学”知识体系有一个整体把握，有很多内容学了不知道怎么用，也不知道各知识点之间的关系，知其然而不知其所以然。而实操时要么有些理论知识还没有学过，只能机械地模仿，而不知道其中的原理；要么已经学过去很长时间，实训的时候相关理论知识已经遗忘。这样的授课模式，不利于将知识转化为实践，知识点孤立，学生无法融会贯通，也不会举一反三，上船后不能很好地将学到的东西应用到实际工作中。

2．以教师为中心，教重于学

在课堂教学过程中，还是以教师讲解为主，学生被动听讲，不管知识掌握程度快慢、好坏，都必须紧随老师的节奏，导致各层次学生的学习主动性、积极性均未得到有效调动，教与学的效果不佳。

3．缺乏情景意识

“航海学”是一门专业性很强的课程，在航行的整个过程中，驾驶人员都需要利用到航海学中的各种航行技能，来保障航行的经济安全。而目前的授课，主要以大证考试作为目的，教学大纲也围绕着考试大纲制定，主要知识点的讲解也以考试题为依托展开，使得学生只知道如何解题，不明白这个知识点有什么用途，也不知道在那个地方能用到；教学缺乏真实工作场景的情景意识，无法把 “航海学”的各个知识点贯穿到驾驶员工作中的各项任务当中，造成理解困难，或是学无所用。

4．教学过程缺乏监督和跟踪记录

在授课过程中，为了有效督促学生学习，达到良好的教学效果，传统的教学都是课前布置预习，课堂中随机提问，课后布置作业，再加上阶段性的测试。但在这整个过程中，各环节学生是否独立完成及其完成质量，均缺乏有效监督，全凭学生的主动性和自觉性。整个学习和实训的过程是没有记录学生的任何学习轨迹，掌握得好坏，就凭最终的考试测验，过程性的评价以及学生的学习过程无法完整地保存下来。评价方式就显得有失公平和缺乏严肃性。而这些传统课堂所出现的问题，随着信息化技术的应用，加上良好的教学设计，都将能够很好地得以解决。

三、信息技术应用于课堂教学的重要意义

犹如当年幻灯片、ppt等多媒体技术的出现时备受一些老教师的反感一样，现代化信息技术在课堂上的应用，也同样被许多不同的声音排斥。比如，微课把课程打碎，不利于系统的学习；微课使得老师太注重形式，缺乏内在教学手段和方法的提升；MOOC等在线课程使得师生的互动几乎没有了；翻转课堂不便于在高职的实践性课程中使用，等等[2]。其实，某一项单独的技术是不可能达到良好的效果的，信息技术的使用还需要良好的教学设计，把各项技术融合，利用各自的长处解决教学中的重点和难点。而随着信息化技术的发展和老师信息素养的提高，这些问题都已经被逐渐解决，展现出了信息化教学的优越性。

1．信息技术的多样，丰富了教学手段

互联网技术的应用与发展，手机、ipad等移动终端的普及，使得人们接受信息的途径变得不受时间和空间的约束，随时随地地浏览互联网上的海量信息。而且，媒体技术的发展，使得网络资源丰富而又吸引眼球。在这样一个时代背景下，单调乏味的满堂灌式教学，实在是无法完全吸引住信息时代视野开阔、思维活跃的学生[3]。

如果将这些丰富的技术与资源合理地应用于教学中，则会起到事半功倍的效果。微课、MOOC、云平台、QQ、微信、微博、网络公开课、图片、音频、视频、论坛、仿真软件等，这些众多的技术与资源，根据课程的设计需要，融合于教学的各个环节，采用合理的方式呈现，解决问题的途径变得多样，增强了教学效果。

2．信息技术的使用，提高了学习兴趣

一般人注意力集中的有效时间在10分钟左右[4]。而微课的制作，通常把视频长度限定在8～12分钟，并且通过良好的设计，微课可以融合动画、视频、音乐等，针对某一知识点或教学环节，设计展现出一个情景，支持多种学习方式的微型视频课程。此课程可以以单独视频的方式发布给学生，供学生自学；也可以作为某一节课的前导，引出课程；或者是作为课堂教学中的某一实例等。根据实际用途，灵活制作，合理使用，将大大提高学生的关注度和学习兴趣。

3．网络平台的使用，记录下学生的学习轨迹

作业的布置、课前测试、课堂的任务实施、师生的互动讨论、学生疑难点的提出、测验的成绩以及学生网络学习过程，通过网络学习平台的使用，能够全部记录下来。老师根据这些数据，分析学生的自学效果，随时掌握学生的课堂学习进度，全过程监控。同时还能制订学生个性化的学习方案，针对不同学生的自学效果，在课堂上采用一对一的个性化指导[5]，为翻转课堂的实施提供软、硬件的支撑。

4．仿真软件的使用，再现工作情景

针对学生学习过程中对知识的理解和应用掌握不足，授课过程中合理使用仿真软件，如船舶操纵模拟器、电子海图室等，将学生带入仿真的工作环境中，根据课程内容的需要，合理地布置、改造学习场景，让学生体验航行过程中的实际工作任务，在任务中学习知识点，边做边学，做中学，做中教，加深了对知识的应用和把握。

四、构建“航海学”信息化课堂

本文介绍采用翻转课堂的形式，以任务驱动为导向，重新构建“航海学”课堂教学。

1．课程的粉碎与重建

打破以课本目录为顺序的教学框架，将全部“航海学”内容根据航行过程，设置成几个大的项目，每个项目细化为具体的任务，再根据任务的完成步骤，设置知识化碎片，每个碎片制作出简单、灵活的教学微课视频，并配有相关的教案（教学内容）、学案（学习步骤）、练习测试与反思评论等，这些合在一起组成课程的最小单元。每个微课单元独立并且完整展现一个知识点或教学环节，同时又是整个知识框架的一个部分。学生可以反复观看、练习，以此为基础，设计“航海学”翻转课堂。

2．课前的设计与准备

此阶段的工作是最为繁重的，可以以项目为单位，分阶段完成。每堂课的课上学习将以实操的形式完成任务，贯穿知识点，而知识点的学习，则主要依靠课前的自学。这就需要一套完备的课前预习材料，包括支撑课堂任务实施的若干个微课、实操任务单、学生的学习指导材料、测试题目及其他教学资源，并在论坛设置讨论题目，利用问卷星等网络工具发放调查问卷收集学生疑难点。

3．自学的监督与检测

利用微信公众平台，提前向学生推送本次课的学习公告和自学提纲，学生及时接收到学习的内容和学习步骤，引导学生登录网络学习云平台，按照要求依次完成学习并完成测试。学习平台记录下学生登录的时间、学习的时长、测验的成绩。老师可利用电脑、手机或ipad随时随地查看学生的自学情况；老师还可以根据学生的论坛讨论和问卷调查情况，确定学生的学习疑难点，将在课堂重点解决。个别学生的特殊问题，课上将有针对性地一对一解决。

4．课堂教学的开展

课堂的开始，通过多媒体展现学生的自学情况，列举出疑难点并加以讲解；而后，分组在实训室完成任务。以下以“陆标定位”知识模块为例，介绍任务的实施过程。

任务的实施在4个船舶操纵模拟器实验室进行。首先老师设置本节课的任务目标，并将学生分组，每4个同学一组。每个实验室两组同学，一组完成任务，一组观察并找出问题，利用评分软件给另一小组评分，任务完成，两组互换。

为有效地检测不同情况下的定位技能，4个实验室设置白天、黑夜不同的场景和地点。任务的实施过程中，根据实操任务单的要求，每组需要将每个任务步骤过程或结果上传到学习平台，或是上传文本，或是上传照片或视频。而老师则各实验室巡视学生的任务实施情况。老师以及每组同学都分配一部ipad，学生随时利用ipad完成实操任务单，老师则可以随时查看各组任务完成情况，发现问题随时指导。同时，每组发放一个对讲机，随时呼叫老师。

任务实施分为四个步骤：定位物标的选取、物标的识别、物标的距离及方位的测量、船舶定位。学习平台上根据每个步骤都设置了问题，每组都需要在任务过程中依次完成问题，作为过程性的评价指标。这样，整个任务的完成过程及结果精度都被完整地保存下来，便于老师进行教学分析。

5．评价与反思

任务结束后回到多媒体教室，通过多媒体展示各组的任务完成过程，提出每组出现的问题。重点解决问题的多发点，可以让学生再次观看此知识点的微课视频，或者通过预设的动画、视频资源，由老师讲解。

为有效督促学生的学习，各教学环节必须设置有效的评价方案：（1）课前在线评价。课前的自学评价由自测题分数、论坛讨论情况、疑难问题的提出与解答等在线互动共同组成，占本次课评价的20%。（2）教学实施性评价。以小组为单位，根据任务单各问题的完成情况、各步骤内容的提交情况，以及任务实施过程中的纪律、积极性、团队协作等因素来确定，占整体评价的50%。（3）知识总结性评价。课后老师会在学习平台上发布测验题，检查学生的知识理解力和应用能力，根据学生的测试分数，占总体的20%。（4）学生互评。根据各组任务完成过程中另一组学生的观察和评价，导出评价结果，占总体评价的10%。四项评估的综合分数，作为每次课或此项任务的得分，根据任务数量确定其在期末成绩中相应的百分比值。

五、教学效果与反思

1．教学效果

首先，航海学整体的课程被任务化重新划分，学生会在整体上对船上工作有更加真实的感受，从而对知识点也会有深刻的理解和良好的应用。微课的制作和使用起了关键的作用，学生课下可以反复观看和测验直到弄懂为止。不理解的地方可以在线论坛发布问题，等待老师课上解答。学习平台的使用记录了学生的学习过程和学习喜好等信息，为分析学生学习情况提供了丰富的数据，将为后续大数据的研究与应用奠定基础。

总之，信息化的课堂，使得教学从以老师为中心变为以学生为中心，以学为主变为以做为主。老师从一个表演者变为一个导演，在老师的精心设计下，学生自主学习，自主练习。老师的重点从讲课变为设计、组织、帮助和指导；学生的积极性、主动性被调动，学习的热情高涨，对知识的渴望和兴趣也大大提高。

2．问题和不足

（1）微课制作存在误区[6]

构建“航海学”碎片化资源，需要制作大量的微课。这不是一个老师能够完成的，需要团队分工完成，而部分老师对于微课的制作认识不足。

一是仅认识到微课的“外表”（微、短、小）而没有掌握其本质（一种支持学生自主个性高效学习的微型在线网络课程），把微课制作成“课程片段”（从传统一节课程中截取一段）、“微型视频”（只是视频时间短但内容发散、主题不聚焦），或者是“浓缩课”（把一节40或45分钟的传统课程压缩进10分钟的微课）。

二是过于侧重制作技术，忽视了微课的创新教学设计和教学实施过程。形式要服务于内容，而不是过度讲究视频的花哨和特技。对微课的内容选题、教学设计、教学策略、教学活动的实施等核心环节重视不足，导致微课的教学效果和学习效果不佳。

三是微课资源单一，没有配套的教学资源。在微课的建设过程中要体现微课的完整性与结构性：除了制作好微课外，还要提供或完善相关的配套资源（教案、课件、学案、练习、论坛、反馈），形成一个完整的微课才能发挥作用。

（2）信息化设备不完善

要想将优良的教学设计变为现实，配套的软、硬件设施不可或缺。由于设备上的不完善或是等待升级，某些任务不得以被舍弃，从而影响了整体的教学效果。如在陆标定位模块的信息化教学中，夜间要想定位，有时需要通过测量灯标方位，而目前的航海模拟器并没有模拟罗经部分，这一项训练就无法在整体的航行场景中进行联系。

（3）过分依赖信息化

引入信息化技术必须能够将原来不直观的问题方便、简洁的解决，而不是为了信息化而信息化。有些老师过分崇尚新技术，一有新鲜的技术就应用进课堂，反而会影响教学效果，适得其反。

六、结语

随着互联网的发展，微课、慕课作为一种全新的资源类型，推进了我国数字化网络教学资源的建设。一个信息化教学创新的时代已经到来，它唤醒人们关于改革教育方式的紧迫性的思考，推进“教师为中心”的教学方式向“学生为中心”的教学方式的转变。处于这个时代的老师，有责任深入学习各种新技术，加强教学研究，推进信息技术与学科教学的全面融合应用，提升我国高等教育信息化的综合效益，培养实现中华民族伟大复兴的创新型人才。

[1] 闫军秀,李捷.关于信息化教学的思考与应用[J].职业教育研究,2005（9）:156-157.

[2] 李凤来.信息化教学的模式和策略[J].中小学教师培训,2006（5）:31-33.

[3] 郝丹.国内MOOC研究现状的文献分析[J].中国远程教育,2013（11）:5-17.

[4] 武马群.职业院校教师信息化教学能力提升培训框架研究[J].广州职业教育论坛,2015（3）:1-4.

[5] 王于志.高校教师信息化教学能力培养的探索与实践[J].品牌,2015（3）:284.

[6] 金陵.大数据与信息化教学变革[J].中国电化教育,2013（10）:8-13.

2015-10-05

聂涛（1985-）,男,讲师,主要从事航海学、航海气象等研究。 本文获2015年“大连海事大学航海教育培训研讨会”征文三等奖。

U676.2 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A

1006-8724（2015）04-0091-04