基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)探究

李秋月，梁 心，孫佳慧

(空軍航空大學(xué)基礎(chǔ)部，吉林長(zhǎng)春 130022)

基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)探究

李秋月，梁 心，孫佳慧

(空軍航空大學(xué)基礎(chǔ)部，吉林長(zhǎng)春 130022)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)課程在高校校園的建設(shè)中迅猛發(fā)展，擴(kuò)展了學(xué)生的學(xué)習(xí)資源。本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使教師通過(guò)借鑒數(shù)據(jù)能夠更好地了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，也使學(xué)生可以及時(shí)地掌握自己學(xué)習(xí)的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行有針對(duì)性的練習(xí)，進(jìn)而使高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量得到進(jìn)一步的提高。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；高等數(shù)學(xué)；教學(xué)方法

目前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)幾乎全面滲透至教育教學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)所涉及的資料規(guī)模巨大，具有數(shù)據(jù)量大、種類(lèi)多、更新速度快等特點(diǎn)。各高校都在積極倡導(dǎo)并探索MOOC/微課授課方式，開(kāi)展翻轉(zhuǎn)式、啟發(fā)式、探究式的課堂教學(xué)。隨著大數(shù)據(jù)的迅猛發(fā)展，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅能夠極大地豐富和拓展課堂教學(xué)的內(nèi)涵，還可以有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果。

高等數(shù)學(xué)是將某些自然科學(xué)理論進(jìn)行深入抽象后凝練出的學(xué)科，具有高度抽象性和思維嚴(yán)謹(jǐn)性。高等數(shù)學(xué)是大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后首先要面對(duì)的理科課程，也是學(xué)生后續(xù)課程的基礎(chǔ)，學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的關(guān)注度非常高。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)尤其大數(shù)據(jù)可以為高等數(shù)學(xué)教學(xué)與研究提供豐富的數(shù)據(jù)資源，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠分析出眾多數(shù)據(jù)的規(guī)律和關(guān)聯(lián)性。合理有效地運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)，必將是提高高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量和改善教學(xué)方法的有效途徑。

1 高等數(shù)學(xué)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集

有關(guān)高等數(shù)學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)來(lái)源，一般是由教師根據(jù)課堂教學(xué)中學(xué)生聽(tīng)課的反應(yīng)、課后學(xué)生完成作業(yè)的情況以及學(xué)生的考試成績(jī)等方面進(jìn)行掌握。教師利用所得到的數(shù)據(jù)，能夠及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)的進(jìn)度和重難點(diǎn)。

表1所示為在高等數(shù)學(xué)課程2.1節(jié)“導(dǎo)數(shù)的概念”課堂教學(xué)中，教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)試題庫(kù)進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表1 學(xué)生課堂測(cè)試數(shù)據(jù)收集情況

其中，S表示測(cè)試分?jǐn)?shù)(3題×5分=15分，15分滿分)；T表示完成測(cè)試時(shí)間(分鐘)；X1、X2、X3、X4、X5分別表示導(dǎo)數(shù)定義、實(shí)際計(jì)算、導(dǎo)數(shù)物理意義、幾何意義、可導(dǎo)和連續(xù)關(guān)系題等題目的測(cè)試結(jié)果，并進(jìn)行數(shù)據(jù)量化，正確用0表示，錯(cuò)誤用1表示，運(yùn)用數(shù)字定量描述語(yǔ)言描述的定性結(jié)論。

2 高等數(shù)學(xué)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析

首先，教師在得到通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)得到的測(cè)試數(shù)據(jù)后，去除冗長(zhǎng)以及具有很大偏頗的數(shù)據(jù)，同時(shí)去除干擾性強(qiáng)的數(shù)據(jù)。其次，將數(shù)據(jù)做歸一化處理，根據(jù)做題時(shí)間數(shù)據(jù)，分析出不同學(xué)生對(duì)相同知識(shí)點(diǎn)的理解程度，掌握學(xué)生對(duì)哪些知識(shí)點(diǎn)的掌握比較容易，對(duì)哪些內(nèi)容難以理解、消化和應(yīng)用。如表1所示，S測(cè)試成績(jī)的平均值為12，其中低于平均值的有4人，表明這4名學(xué)生需要加強(qiáng)對(duì)這一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。比較X1、X2、X3、X4、X5，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生關(guān)于導(dǎo)數(shù)定義的錯(cuò)誤率高，可導(dǎo)和連續(xù)關(guān)系的相關(guān)題目其次，說(shuō)明多數(shù)學(xué)生對(duì)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握不是很好，教師需要將這部分內(nèi)容重點(diǎn)講解，讓學(xué)生通過(guò)不斷練習(xí)加深理解。

學(xué)生1的測(cè)試得分為9分，測(cè)試時(shí)間為10分鐘，導(dǎo)數(shù)定義、可導(dǎo)和連續(xù)關(guān)系題這兩個(gè)測(cè)試題目計(jì)算錯(cuò)誤，其他三個(gè)測(cè)試題目計(jì)算正確。有5位學(xué)生的測(cè)試成績(jī)?yōu)闈M分15分，他們的做題時(shí)間與其他同學(xué)相比較長(zhǎng)。學(xué)生7的測(cè)試得分最少為6分，其用時(shí)最短。可以看出，學(xué)生只要有足夠的時(shí)間思考，應(yīng)基本上可以將本小節(jié)的測(cè)試題目做正確。教師掌握了這一情況后，可以將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。針對(duì)剛剛接觸高等數(shù)學(xué)的大一新生來(lái)說(shuō)，“導(dǎo)數(shù)的概念”這一小節(jié)的內(nèi)容基本知識(shí)點(diǎn)多，較難理解，而這部分內(nèi)容又極為重要，是學(xué)生需要精確掌握的，因此，教師可適當(dāng)?shù)卦黾訉W(xué)生在課堂中的練習(xí)時(shí)間，并進(jìn)行輔導(dǎo)，有利于學(xué)生對(duì)基本概念的消化和理解。

同時(shí)，教師也可以將學(xué)生的課后作業(yè)、學(xué)生期末測(cè)試成績(jī)等，也仿照表1進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，便于教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，有地放矢地進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)，促使學(xué)生更有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)，推動(dòng)他們的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力。

學(xué)校應(yīng)完善數(shù)據(jù)收集的前網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。構(gòu)建高校教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、高等數(shù)學(xué)試題庫(kù)、MOOC在線學(xué)習(xí)平臺(tái)等，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中將高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容按章節(jié)和不同知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，針對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的測(cè)試題目，實(shí)時(shí)地給出學(xué)生的測(cè)試得分、做題用時(shí)以及錯(cuò)題類(lèi)型，并仿照表1給出試卷分析結(jié)果。

3 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行高等數(shù)學(xué)教學(xué)的建議

高等數(shù)學(xué)教學(xué)涉及計(jì)算類(lèi)、能力類(lèi)、證明類(lèi)、應(yīng)用類(lèi)等不同題型，通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)可將學(xué)生在測(cè)試中做正確的題目數(shù)量和做錯(cuò)誤的問(wèn)題數(shù)量進(jìn)行收集、判斷、分析。數(shù)據(jù)分析的計(jì)算處理方法很多，教師可根據(jù)實(shí)際問(wèn)題靈活使用。對(duì)學(xué)生的邏輯推理等理性思維給予評(píng)價(jià)，針對(duì)學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)將依據(jù)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，更好地了解每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的重點(diǎn)培養(yǎng)和鍛煉；同時(shí)，教師也應(yīng)將分析結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給學(xué)生，使學(xué)生清楚自己哪些知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有理解透徹，需要進(jìn)一步加強(qiáng)類(lèi)似習(xí)題的訓(xùn)練，將這些學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)儲(chǔ)備。

教師通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)提供的測(cè)試結(jié)果，可以及時(shí)掌握學(xué)生什么時(shí)間利用網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)，用了多長(zhǎng)時(shí)間在學(xué)習(xí)上。教師根據(jù)對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的分析，能夠得出不同學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間的分配、學(xué)習(xí)效果的不同以及學(xué)習(xí)態(tài)度的差距，由此給出對(duì)于每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和建議，確實(shí)做到因材施教。找出并完善高等數(shù)學(xué)教學(xué)手段的不足，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的枯燥給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)的困惑。

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)是多元化的，合理有效地運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以使教師不斷地挖掘出講授高等數(shù)學(xué)課程有益的信息，摸索出提升學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)這一學(xué)科的方法和策略，逐漸培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)學(xué)習(xí)、喜歡思考的良好習(xí)慣，使他們養(yǎng)成積極主動(dòng)地尋找解決問(wèn)題方法和思路的能力。

[1]于長(zhǎng)虹,王運(yùn)武.大數(shù)據(jù)背景下數(shù)字校園建設(shè)的目標(biāo)、內(nèi)容與策略[J].教學(xué)信息化,2013(321):30-35.

[2]吳建平.清華大學(xué)校園網(wǎng)——TUnet概況[J].電信科學(xué),1994(5):39-45.

[3]蔣東興.清華大學(xué)新一代數(shù)字校園建設(shè)規(guī)劃與實(shí)踐[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007(A02):173-178.

[4]吳穎駿.浙江大學(xué):基于“云”的智慧校園[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò),2010(11):25-26.

G642

A

2095-7602(2017)10-0145-02

2017-06-17

李秋月(1981- )，女，副教授，博士，從事應(yīng)用數(shù)學(xué)研究。