技術(shù)驅(qū)動(dòng)的高等數(shù)學(xué)在線課程的發(fā)展與現(xiàn)狀

信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，不斷地為教育的發(fā)展提供著新的模式，如今利用信息化手段和技術(shù)進(jìn)行教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，尤其在高等教育領(lǐng)域，信息化教學(xué)增強(qiáng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升了學(xué)生學(xué)習(xí)效果。其中，高等數(shù)學(xué)的課程教學(xué)從傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單多媒體教學(xué)到現(xiàn)在的信息化教學(xué)，不管是形式還是內(nèi)容均發(fā)生了很大的變化。

高等數(shù)學(xué)作為一門公共基礎(chǔ)課，發(fā)揮著不可替代的重要作用，它是現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)，為學(xué)生的專業(yè)及后續(xù)發(fā)展提供動(dòng)力。但是由于高等數(shù)學(xué)的抽象性，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中并沒有那么輕松，很多學(xué)生在課堂上聽懂了，但是課后又忘記了，而數(shù)學(xué)的邏輯性又要求學(xué)生在學(xué)新知識(shí)前掌握舊知識(shí)。如何解決學(xué)生的痛點(diǎn)，技術(shù)驅(qū)動(dòng)的在線教育模式為學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)提供了幫助。

一、網(wǎng)絡(luò)名校公開課

2001年，隨著麻省率先啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)開放課程項(xiàng)目，耶魯、哈佛、斯坦福、劍橋、牛津等世界知名大學(xué)網(wǎng)絡(luò)公開課陸續(xù)推出，國(guó)外網(wǎng)絡(luò)公開課為全球高等教育開創(chuàng)了一個(gè)新型的教育模式。這一舉動(dòng)推翻了大學(xué)的圍墻，將優(yōu)秀的教育教學(xué)資源公開，每一個(gè)求知若渴的人都能體驗(yàn)到名校的魅力，任何熱愛知識(shí)的人都能有機(jī)會(huì)目睹名師的風(fēng)采。

目前，網(wǎng)易公開課上的數(shù)學(xué)課程有60多門，不包括簡(jiǎn)短的關(guān)于數(shù)學(xué)的TED。其中關(guān)于高等數(shù)學(xué)內(nèi)容，以麻省理工學(xué)院開設(shè)為主，包括：?jiǎn)巫兞课⒎e分，單變量微積分習(xí)題課，多變量微積分，多變量微積分習(xí)題課，微積分重點(diǎn)，微分方程等。而國(guó)內(nèi)關(guān)于高等數(shù)學(xué)內(nèi)容的公開課較少，多以興趣為主，且集數(shù)較短。雖然國(guó)外的高等數(shù)學(xué)內(nèi)容較多，但由于內(nèi)容與國(guó)內(nèi)的教材有差異，且全英文授課，并不適合一般的在校大學(xué)生，且公開課程的學(xué)習(xí)由于時(shí)間長(zhǎng)，再加上學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和自控力的薄弱，公開課程并不能完全發(fā)揮它的作用。

二、可汗學(xué)院

2004年，畢業(yè)生于麻省的薩爾曼.可汗（Salam Khan），傳承了母校的理念，將自已幫表妹遠(yuǎn)程解答數(shù)學(xué)難題萌生的微課模式制成視頻免費(fèi)放到網(wǎng)上，以便更多人分享，并于2007年成立了非營(yíng)利性的“可汗學(xué)院”網(wǎng)站。目前，“可汗學(xué)院”已從最初單一的教學(xué)視頻開發(fā)，發(fā)展到“應(yīng)用微視頻和相應(yīng)的一整套新型組織管理模式，改變傳統(tǒng)課程教學(xué)體系”，成為最有影響力的課程形態(tài)之一。其中數(shù)學(xué)的內(nèi)容包括了K12及高等教育內(nèi)容，共有5個(gè)模塊，分別為觀看視頻（Watch）、做練習(xí)（Practice）、提供指導(dǎo)（Coach）、志愿服務(wù)（Volunteer）和個(gè)人主頁(yè)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)者“學(xué)-做-思”的有效連接?？珊箤W(xué)院的教學(xué)模式在國(guó)外受到了很多老師和學(xué)生的歡迎，推動(dòng)了在線課程的快速發(fā)展。除了可汗學(xué)院官網(wǎng)的內(nèi)容外，可汗學(xué)院也將部分內(nèi)容放在網(wǎng)易公開課網(wǎng)站上以供大家更方便的觀看，比如關(guān)于高等數(shù)學(xué)的微分學(xué)-積分學(xué)和微分方程，內(nèi)容仍以“短小精悍”為主。

三、MOOC下的高等數(shù)學(xué)在線課程

2012年，美國(guó)的“Coursera”、“Udacity”、“edX”等公司的創(chuàng)立開啟了大規(guī)模公開線上課程（Massive open Online Course，MOOC）時(shí)代，2012年被稱為“MOOC元年”。其中“edX”為非營(yíng)利教育平臺(tái)，由麻省理工大學(xué)、哈佛大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校共同合作運(yùn)作。MOOC致力于“將世界上最優(yōu)質(zhì)的教育資源，遞送到地球最偏遠(yuǎn)角落”，可以使更多人不花錢或僅以非常少的錢接受優(yōu)質(zhì)高等教育，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了教育公平。

緊接著，歐洲、亞洲和澳州的一些國(guó)家也快速地創(chuàng)建自己的MOOC平臺(tái)。中國(guó)的清華大學(xué)發(fā)布了大規(guī)模在線課程平臺(tái)“學(xué)堂在線”，面向全球提供在線課程，旨在打造全球精品中文MOOC平臺(tái)。教育部于十二五期間，支持“985工程”高校率先建設(shè)和推廣使用200門左右中國(guó)大學(xué)MOOCs課程，在國(guó)家精品開放共享系統(tǒng)（愛課程網(wǎng)）上線，通過“中國(guó)大學(xué)MOOC”推動(dòng)高校教學(xué)改革，為社會(huì)和普通高校提供優(yōu)共享資源。其中關(guān)于高等數(shù)學(xué)課程，如“學(xué)堂在線”里清華大學(xué)的扈志明教授的微積分課程，“中國(guó)大學(xué)MOOC”里的同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的高等數(shù)學(xué)課程。學(xué)生們可以通過觀看微視頻和課件，完成測(cè)驗(yàn)與作業(yè)，以及通過期中和期末考，最后獲得課程認(rèn)證。另外，為了服務(wù)即將出國(guó)學(xué)習(xí)的高中生，還有微積分的AP（Advanced Placement）課程，Calculus AB（微積分AB）和Calculus BC（微積分BC）。

MOOC無疑是高等教育領(lǐng)域的一重大變革，但隨后MOOC所帶來的問題也顯現(xiàn)出來，如幾乎沒有師生互動(dòng)、學(xué)習(xí)參與度低、退學(xué)率高、難以進(jìn)行有效測(cè)評(píng)和沒有正式的學(xué)分認(rèn)證等，人們發(fā)現(xiàn)在線教學(xué)并不能完全取代課堂教學(xué)，且當(dāng)前MOOC對(duì)大學(xué)實(shí)體課程的影響很小。由此，教育專家們開始跨越MOOC，嘗試小規(guī)模在線課堂教學(xué)，即SPOC（Small Private Online Course，譯為“私播課”）應(yīng)運(yùn)而生，這種在線教學(xué)與課堂教學(xué)混合的學(xué)習(xí)模式使教育有了更加多元化的發(fā)展。

四、SPOC模式下的高等數(shù)學(xué)教學(xué)

SPOC概念最初于2013年由加州大學(xué)伯克利分校在線課程教學(xué)負(fù)責(zé)人Armando Fox教授提出，其愿景是通過優(yōu)質(zhì)的MOOC資源與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相結(jié)合，進(jìn)而翻轉(zhuǎn)課堂、提高教學(xué)質(zhì)量，由此演變?yōu)楹竽秸n時(shí)期的一種新的課程樣式，即SPOC = MOOC+Classroom。這一轉(zhuǎn)變?yōu)樾@課程帶來了無限可能，且重新定義了教師的作用，讓教師回歸小型在線課堂，成為新型課堂的組織者和創(chuàng)新者。在這種模式下MOOC成為新型的教學(xué)資源，教師需要根據(jù)需求整合這些資源，更好地服務(wù)于課堂。特別對(duì)于高等數(shù)學(xué)這門課程，雖然基本的知識(shí)體系相同，但學(xué)生的知識(shí)水平不一樣，教師可以根據(jù)學(xué)生的情況定制MOOC以及進(jìn)行個(gè)別化指導(dǎo)，有效地提升整體教學(xué)水平。

2014年，解放軍理工大學(xué)理學(xué)院依托校園網(wǎng)開發(fā)了獨(dú)立的在線教學(xué)平臺(tái)SPOC，建設(shè)了高等數(shù)學(xué)SPOC課程，積極開發(fā)SPOC在線資源，包括：課程信息，知識(shí)點(diǎn)樹，教學(xué)素材庫(kù)，試題庫(kù)，互動(dòng)資源，將整個(gè)過程分為課程教學(xué)準(zhǔn)備階段、課前導(dǎo)學(xué)階段、課中研學(xué)階段以及課后拓學(xué)階段，實(shí)行多元一體課程考核方式。2015年春，同濟(jì)大學(xué)也在原MOOC基礎(chǔ)上進(jìn)行了SPOC試點(diǎn)，探討和實(shí)踐SPOC設(shè)計(jì)、建設(shè)和教學(xué)效果。解放軍理工大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)率先建設(shè)的SPOC課程，為其它各個(gè)院校高等數(shù)學(xué)的在線課堂教學(xué)模式提供了方法與經(jīng)驗(yàn)。

SPOC讓技術(shù)回歸了課堂，目前，SPOC模式已成為各個(gè)院校高等數(shù)學(xué)教師樂于接受的在線課堂教育模式，但平臺(tái)和資源的建設(shè)與整合還需經(jīng)歷一個(gè)過程，數(shù)據(jù)的合理分析與利用也需要進(jìn)一步探討。

五、高等數(shù)學(xué)在線課程展望

從網(wǎng)絡(luò)公開課的興起，到微課、MOOC和SPOC的發(fā)展，技術(shù)驅(qū)動(dòng)的在線教育發(fā)展已經(jīng)渡過了前期的過熱與低迷的不穩(wěn)定階段，正邁著穩(wěn)健的步伐前進(jìn)。在信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展下，在線教育一定還會(huì)越來越好，比如2016年興起的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR，Virtual Reality），主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面，讓人們身臨其境，學(xué)習(xí)者可通過進(jìn)入學(xué)習(xí)環(huán)境獲取信息。雖然VR產(chǎn)業(yè)目前還不成熟，亟待標(biāo)準(zhǔn)化，但全球教育技術(shù)領(lǐng)域正密切關(guān)注其發(fā)展與教育應(yīng)用?？萍嫉拿恳稽c(diǎn)進(jìn)步，都給教育帶來了更多，只要作為教育者的我們不因循守舊，勇敢開拓創(chuàng)新，未來的高等數(shù)學(xué)教學(xué)一定能更有趣，更有效。

（作者單位：泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院）