智慧教育背景下高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革初探

王 娟 侯玉雙 趙利云 白梅花

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)理學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭014010)

0 引言

伴隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，給國(guó)內(nèi)的高等教育帶來(lái)了巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。如何在智慧教育的背景下，推進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)和教育教學(xué)的高度融合，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力和自主學(xué)習(xí)能力成為每一位高校教師都要面對(duì)的問題。在2020年新冠肺炎疫情期間，線上教育顯現(xiàn)出了重要作用。中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》中指出，加強(qiáng)課程教材體系建設(shè)，科學(xué)規(guī)劃大中小學(xué)課程，分類制定課程標(biāo)準(zhǔn)，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，豐富并創(chuàng)新課程形式。

1 智慧教育的定義及意義

1.1 智慧教育的定義

智慧教育即教育信息化，是指在教育領(lǐng)域（教育管理、教育教學(xué)和教育科研）的三個(gè)層面全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)教育改革與發(fā)展的過程[1]。智慧教育具有數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化的技術(shù)特點(diǎn)，其基本特征為開放、共享、交互、協(xié)作、泛在[2]。

智慧教育是依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、無(wú)線通信等新一代信息技術(shù)所打造的物聯(lián)化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形態(tài)和教育模式。智慧的教學(xué)模式是整個(gè)智慧教育系統(tǒng)的核心組成。

以教育信息化支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化，用信息技術(shù)改變傳統(tǒng)的教育思想、觀念、模式、內(nèi)容和方法。教育信息化進(jìn)入3.0時(shí)代，2020年的新冠肺炎疫情推動(dòng)社會(huì)全面進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代，教育更是走在了數(shù)字化的前列。教育信息化的發(fā)展，帶來(lái)了教育形式和學(xué)習(xí)方式的重大變革，促進(jìn)教育改革，是實(shí)現(xiàn)教育跨越式發(fā)展的必然選擇。

1.2 智慧教育的意義

教育信息化是國(guó)家信息化的重要組成部分，對(duì)于轉(zhuǎn)變教育思想和觀念，深化教育改革，提高教育質(zhì)量和效益，培養(yǎng)創(chuàng)新人才具有深遠(yuǎn)意義。

教育信息化在未來(lái)將在教育云平臺(tái)上進(jìn)行展現(xiàn)，隨著教育信息化平臺(tái)的發(fā)展應(yīng)用，教育信息化將為現(xiàn)有的教育網(wǎng)、校園網(wǎng)進(jìn)行教育信息化升級(jí)，新一代教育網(wǎng)必然成為未來(lái)教育信息化的基礎(chǔ)。

2 高校高等數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀與問題

高等數(shù)學(xué)是工科院校各個(gè)專業(yè)的一門公共基礎(chǔ)必修課，是培養(yǎng)造就高層次專門人才所需數(shù)學(xué)素質(zhì)的基本課程，本課程為學(xué)習(xí)后繼課程和進(jìn)一步獲取數(shù)學(xué)知識(shí)（如概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等）奠定必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。本課程學(xué)時(shí)大，其教材分為上下兩冊(cè)，分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行講授，教學(xué)內(nèi)容多。授課對(duì)象為大一非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生，大眾化背景下很多大學(xué)生入學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，部分學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣不濃厚，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自我管理能力較差，有些學(xué)生暫時(shí)還不能適應(yīng)自主學(xué)習(xí)的方式；再加上教學(xué)班級(jí)規(guī)模80～200人，學(xué)生人數(shù)略多，一年級(jí)第一學(xué)期大部分同學(xué)課堂紀(jì)律良好，但回答問題積極性不高。以內(nèi)蒙古科技大學(xué)理學(xué)院為例，該校的高等數(shù)學(xué)目前的授課模式仍是以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，課前引導(dǎo)學(xué)生利用教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，課堂上以板書為主進(jìn)行知識(shí)講授，課后采取集中收取作業(yè)的方式強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收與鞏固。傳統(tǒng)的教學(xué)模式中存在的問題可以總結(jié)為以下幾方面。

首先，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師“灌”的多，學(xué)生參與的比較少[3]。這種教學(xué)模式是一種“傳遞式”教學(xué)模式，學(xué)生往往被動(dòng)地接受知識(shí)，不能進(jìn)行深入的思考，師生間缺乏即時(shí)性地交流與互動(dòng)。

其次，在學(xué)習(xí)方式上，傳統(tǒng)教學(xué)比較死板、單調(diào)。課堂上教師多采用板書進(jìn)行例題講解、公式推導(dǎo)和證明，這樣既占用了較多的課堂時(shí)間，還會(huì)使得坐在教室后排的學(xué)生不容易看清楚黑板；課堂上演示課件，則不容易掌控學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收情況，容易導(dǎo)致課件演示過快，學(xué)生不能夠充分地理解掌握所學(xué)知識(shí)?？梢?，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能完全適應(yīng)學(xué)生在認(rèn)知水平、興趣等方面的個(gè)體差異，學(xué)生的個(gè)性化、碎片化學(xué)習(xí)得不到充分發(fā)揮。

最后，在評(píng)價(jià)方式上，傳統(tǒng)教學(xué)注重期末考試。

傳統(tǒng)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式比較單一，存在“期末一考定成績(jī)”“60分萬(wàn)歲”、學(xué)生死記硬背等現(xiàn)象，不能真實(shí)反映學(xué)生的能力和水平。

3 智慧教育背景下高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革策略

3.1 調(diào)整教學(xué)大綱，優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)的不同指定相應(yīng)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)大綱，不斷優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，著力體現(xiàn)專業(yè)性、時(shí)代性和實(shí)用性特點(diǎn)[4]。教師應(yīng)當(dāng)調(diào)整好自身角色定位，在傳統(tǒng)教學(xué)中教師是教學(xué)活動(dòng)的主體，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性主動(dòng)性，而在智慧教育背景下，學(xué)生是課堂主體，教師的角色則轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的引導(dǎo)者。

3.2 構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式下的高等數(shù)學(xué)智慧課堂

教師要靈活運(yùn)用智慧教育手段，例如利用雨課堂、釘釘?shù)刃畔⒓夹g(shù)開展教學(xué)模式改革。課前借助平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，教師在可以在平臺(tái)查看班級(jí)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，提前了解學(xué)情，為課中做到因材施教做好準(zhǔn)備。發(fā)布的內(nèi)容可以是教師精心設(shè)計(jì)錄制的微課、搜集到的精彩的慕課資源或教學(xué)PPT，有效提高學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。例如，在講到函數(shù)的復(fù)合運(yùn)算時(shí)，可以在教學(xué)課件中加入一張齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖，加深學(xué)生對(duì)復(fù)合函數(shù)概念的深刻理解。課中加強(qiáng)師生互動(dòng)，對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)普遍存在的問題進(jìn)行集中講解，做到有的放矢；教師還可以組織學(xué)生分小組進(jìn)行討論并上講臺(tái)進(jìn)行匯報(bào)，教師如同教學(xué)中的導(dǎo)演一般，把舞臺(tái)交給學(xué)生們，讓學(xué)生充分發(fā)揮能動(dòng)性講解他的所學(xué)所獲，最后教師對(duì)學(xué)生所講進(jìn)行針對(duì)性的點(diǎn)評(píng)。課后，加強(qiáng)監(jiān)督和輔導(dǎo)。教師通過智慧教學(xué)平臺(tái)發(fā)布作業(yè)、階段性的測(cè)試，還可以適時(shí)發(fā)布一些思維拓展題，滿足個(gè)別學(xué)有余力的同學(xué)[5]。

3.3 完善高等數(shù)學(xué)課程評(píng)價(jià)方式

建立線上線下相結(jié)合的多元的評(píng)價(jià)方式，鼓勵(lì)學(xué)生保持對(duì)高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)全過程都認(rèn)真、積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，改變“期末一考定成績(jī)”的做法，將課堂討論、平時(shí)作業(yè)、出勤情況、在線測(cè)試等均計(jì)入總成績(jī)，將靈活考查與基礎(chǔ)考核相結(jié)合、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)成績(jī)相結(jié)合。

3.4 注重大學(xué)數(shù)學(xué)教師信息化教學(xué)能力的提升

提高大學(xué)數(shù)學(xué)教師現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的能力，鼓勵(lì)教師探索智慧教育的新形態(tài)，推動(dòng)信息化手段服務(wù)高等數(shù)學(xué)教學(xué)，適應(yīng)信息化時(shí)代教學(xué)的新要求。鼓勵(lì)廣大數(shù)學(xué)教師積極參與全國(guó)高校數(shù)學(xué)微課程教學(xué)設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽等賽事，在賽中學(xué)賽中練，為智慧教育的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

以人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、量子信息技術(shù)以及生物技術(shù)為核心的第四次工業(yè)革命正在推動(dòng)現(xiàn)行教育系統(tǒng)的變革，個(gè)人定制化的智慧教育模式終將取代傳統(tǒng)的教育模式。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)及高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的教師、學(xué)者將加入高等數(shù)學(xué)智慧教學(xué)的隊(duì)伍中來(lái)，最終實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教育向智慧高等數(shù)學(xué)教育的華麗蛻變。