基于CDIO的高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探究*

王平

（連云港師范高等專科學(xué)校 數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院，江蘇 連云港 222006）

基于CDIO的高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探究*

王平

（連云港師范高等專科學(xué)校 數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院，江蘇 連云港 222006）

對高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革是很有必要的，把翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，再結(jié)合工程領(lǐng)域比較流行的CDIO理念，借助這兩種教學(xué)模式一定能提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，進(jìn)一步提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

高等數(shù)學(xué)；CDIO；翻轉(zhuǎn)課堂

高等數(shù)學(xué)是高等院校為理工科學(xué)生開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是他們學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，并提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國很多高校中高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)與實(shí)踐存在著一定程度的脫節(jié)，不能很好地為專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供工具的作用，給教師和學(xué)生雙方都帶來了一定的困惑，高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革是必然的。如果把CDIO理念引入高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，并采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，一定能提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)用性。

一、高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)是老師在講臺上講，學(xué)生在座位上聽，老師講到哪里，學(xué)生就看到哪里，傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)是老師先介紹定義，然后介紹定理及證明，最后進(jìn)行計(jì)算，整個(gè)過程重結(jié)果輕過程，重題型訓(xùn)練輕思想方法。學(xué)生課前預(yù)習(xí)不充分，課后復(fù)習(xí)也不到位，所以學(xué)習(xí)就很被動，沒有足夠的主觀能動性。

目前，高等數(shù)學(xué)的教學(xué)時(shí)數(shù)在減少，而教學(xué)內(nèi)容卻沒有減少，學(xué)生必須在有限的時(shí)間內(nèi)掌握大量的知識，中間缺乏實(shí)踐性，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增加了學(xué)習(xí)難度，導(dǎo)致一部分學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，直接影響到教學(xué)的效果。高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容基本都停留在純數(shù)學(xué)領(lǐng)域，缺少與專業(yè)課程的聯(lián)系，學(xué)生不清楚高等數(shù)學(xué)在專業(yè)課學(xué)習(xí)中起到的作用，不能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。還有一部分學(xué)生認(rèn)為高等數(shù)學(xué)學(xué)了沒有用，放棄對這門課程的學(xué)習(xí)。很多高校對高等數(shù)學(xué)的考核方式比較單一，僅僅以一次期末考試為主，從而導(dǎo)致教師只注重考試內(nèi)容，學(xué)生只注重考試結(jié)果，而忽視了對數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。所以，提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，把高等數(shù)學(xué)的理論學(xué)習(xí)與其專業(yè)課程結(jié)合起來，這是高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革迫在眉睫的目標(biāo)。

二、CDIO理念的內(nèi)涵

CDIO是目前工程領(lǐng)域高等教育中非常流行的一種教育理念，CDIO代表Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Implement（實(shí)現(xiàn)）和Operate（運(yùn)作），是由美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)、瑞典林雪平大學(xué)、瑞典皇家理工學(xué)院四所大學(xué)共同創(chuàng)立的一種新型工程教育模式[1-4]。CDIO強(qiáng)調(diào)學(xué)生的中心地位，要求學(xué)生積極主動參與到教學(xué)中來，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)。CDIO強(qiáng)調(diào)對學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生將以往“聽數(shù)學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白鰯?shù)學(xué)”，教師根據(jù)各專業(yè)不同的培養(yǎng)目標(biāo)，選擇和專業(yè)方向相關(guān)的實(shí)際項(xiàng)目或完整案例，整理為課堂討論項(xiàng)目或?qū)嵱?xùn)項(xiàng)目，讓學(xué)生分組完成，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和能力，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的合作與溝通能力，提高他們的創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作能力。

我國的CDIO教育理念最早是由汕頭大學(xué)引入的，并根據(jù)我國的實(shí)際教育情況，將 CDIO教育模式與我國高校的教學(xué)情況相結(jié)合，增加誠信、職業(yè)道德以及職業(yè)素質(zhì)的教育。目前來看，CDIO理念能將理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，能引導(dǎo)學(xué)生對核心專業(yè)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，能讓學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)了他們的實(shí)際應(yīng)用能力。

三、翻轉(zhuǎn)課堂的涵義

翻轉(zhuǎn)課堂由英語“Flipped Classroom”翻譯而來，由來自美國科羅拉多州落基山林地公園高中的兩位化學(xué)老師喬納森·伯爾曼和亞綸·薩姆斯提出[5]，為了幫助缺課的學(xué)生跟上進(jìn)度，他們把上課視頻發(fā)到網(wǎng)上，這樣的舉動引起了教育界的關(guān)注，而教師們知道并了解翻轉(zhuǎn)課堂得益于薩爾曼·可汗，他在2011年創(chuàng)建的可汗學(xué)院，推動了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法在全世界迅速發(fā)展[6]。

翻轉(zhuǎn)課堂利用信息技術(shù)手段顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)順序和師

生關(guān)系，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，課上聽講，課后復(fù)習(xí)并完成作業(yè)，最后通過考試驗(yàn)證學(xué)習(xí)效果。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式則不同，教師把學(xué)習(xí)資料及教學(xué)視頻先發(fā)給學(xué)生，讓他們在課前預(yù)習(xí)并自學(xué)，課堂上，教師可以讓學(xué)生建立學(xué)習(xí)小組，對遇到的問題進(jìn)行討論，引導(dǎo)他們進(jìn)行生生討論，師生討論，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以隨時(shí)得到來自同伴的幫助，通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生真正成為課堂的主人，這樣既鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力和抽象思維能力，又提高了學(xué)生的交流合作能力和解決問題能力。

四、CDIO模式下的高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

（一）課前階段

教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，認(rèn)真制作教學(xué)視頻，精心設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的任務(wù)卡發(fā)放給學(xué)生，任務(wù)卡上主要是在下一節(jié)課前要求學(xué)生完成的任務(wù)，具體內(nèi)容包括：預(yù)習(xí)書本上哪些內(nèi)容，要求觀看的教學(xué)視頻，完成哪些書后的習(xí)題，進(jìn)一步完成哪些提高題。學(xué)生可以根據(jù)教師提供的教學(xué)視頻進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，也可以與教師進(jìn)行在線交流，學(xué)生可以將不能理解的內(nèi)容詳細(xì)記錄，帶到課堂上做進(jìn)一步交流討論。

（二）課堂階段

教師可以首先把本次課學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)給學(xué)生做一簡單陳述，然后檢查學(xué)生的課前學(xué)習(xí)是否達(dá)到教學(xué)要求，可以讓學(xué)生分組進(jìn)行討論，相互解決自己在課前預(yù)習(xí)階段所遇到的問題，讓學(xué)生進(jìn)行自主探索，教師邊巡視邊指導(dǎo)，這個(gè)過程大概五到十五分鐘。

下一階段是學(xué)生的CDIO階段，教師精心設(shè)計(jì)和本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的經(jīng)典案例作為項(xiàng)目，讓學(xué)生通過分組合作的方式完成該項(xiàng)目。學(xué)生需要經(jīng)過小組成員間的認(rèn)真討論，構(gòu)思如何求解，設(shè)計(jì)具體的求解步驟，再通過特定的方法，如數(shù)學(xué)軟件，去實(shí)現(xiàn)求解步驟，最終得到正確結(jié)果。

這種教學(xué)模式充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，學(xué)生會主動去學(xué)習(xí)，學(xué)生在做數(shù)學(xué)的過程中學(xué)到了新的數(shù)學(xué)知識，體現(xiàn)了“做中學(xué)”的思想。同時(shí)，小組成員之間相互討論，互學(xué)互助，通過交流協(xié)商完成任務(wù)，有效提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識。當(dāng)然，這種教學(xué)模式要求教師的CDIO能力要強(qiáng)，能根據(jù)理論內(nèi)容，選擇和專業(yè)背景相關(guān)的案例作為項(xiàng)目，在課堂上給予學(xué)生正確的引導(dǎo)，讓學(xué)生能找到解決問題的方法，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

（三）考核階段

傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)考核方式是以期末考試為主，考試內(nèi)容比較受限，考試形式是閉卷統(tǒng)考，容易導(dǎo)致學(xué)生考前突擊學(xué)習(xí)，但卻達(dá)不到理想的學(xué)習(xí)效果。構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂的CDIO教學(xué)模式，教師扮演著組織者的角色，將考核貫穿到整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，從多個(gè)角度對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行綜合評價(jià)，比如學(xué)生課前的自學(xué)情況占20%，課堂積極參與討論及匯報(bào)占20%，課下的作業(yè)占10%，平時(shí)的階段測驗(yàn)占20%，期末成績占30%。通過多種方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績給出全方位的考核，從而真正激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，最終提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

五、結(jié)束語

在信息化時(shí)代，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，發(fā)揮高等數(shù)學(xué)在專業(yè)課程學(xué)習(xí)過程中的工具作用，對高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革至關(guān)重要。采用目前比較流行的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，引入工程領(lǐng)域的CDIO理念，要求學(xué)生課前自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，課堂上教師引入實(shí)際案例，學(xué)生分組合作，通過構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施等環(huán)節(jié)，成功解決數(shù)學(xué)問題。這種教學(xué)方式有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也可以幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量，值得在高等數(shù)學(xué)教學(xué)活動中進(jìn)行嘗試和推廣。

[1]顧佩華，沈民奮，陸小華，譯.Rethinking Engineering Education:The CDIO Approach，Edwardf.Crawley，Johan Malmqvist，soren ostluna，Doris.Brodeur，2009（4）：81-83.

[2]查建中.論“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）：1-6.

[3]郭佳，許霞.CDIO理念下的高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式探究[J].科教導(dǎo)刊，2013（1）：137-138.

[4]王平.基于CDIO的高等數(shù)學(xué)項(xiàng)目驅(qū)動研究[J].教育現(xiàn)代化，2015，11（下半月）：143-145.

[5]石端銀，張曉鵬，等.“翻轉(zhuǎn)課堂”在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（1）：176-178.

[6]張麗娜.翻轉(zhuǎn)課堂在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用思考[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016（15）：189-190.

It is necessary to carry out reforms to the teaching of higher mathematics.We should introduce the flipped classroom mode into the teaching of higher mathematics,and combines it with the popular CDIO concept in engineering.These two teaching models will be able to improve students'interest in learning higher mathematics and further improve the teaching quality of higher mathematics.

higher mathematics;CDIO;flipped classroom

G642

A

2096-000X（2016）23-0114-02

連云港師范高等?？茖W(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目

王平（1981，03-），性別：女，籍貫：江蘇省連云港市，學(xué)歷：碩士研究生，職稱：講師，研究方向：偏微分方程數(shù)值解。