“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的高等數(shù)學教學改革研究

周 瑋

(濟南工程職業(yè)技術(shù)學院，山東 濟南 250200)

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+”已滲透到各個行業(yè)。所謂“互聯(lián)網(wǎng)+”就是指將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分應(yīng)用于各種傳統(tǒng)行業(yè)，將信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新結(jié)合起來，讓各種傳統(tǒng)行業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)這個平臺上獲得新的發(fā)展。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》(2011-2020年)明確指出：“應(yīng)加強網(wǎng)絡(luò)教學資源體系建設(shè)，建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺，促進優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享，提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術(shù)分析解決問題的能力?！盵1]在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，教育只有順應(yīng)這一時代的需求，持續(xù)不斷地進行革命性的創(chuàng)造變化，才能走向新的境界?；ヂ?lián)網(wǎng)與教學相結(jié)合革新了傳統(tǒng)的教學方式。2016年濟南工程職業(yè)技術(shù)學院與超星公司合作，引進了泛雅網(wǎng)絡(luò)教學平臺，建立了高等數(shù)學網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)，創(chuàng)建了符合學生學習發(fā)展特點的高等數(shù)學網(wǎng)絡(luò)教學平臺。本文將針對網(wǎng)絡(luò)教學平臺的創(chuàng)建和使用，探討“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高等數(shù)學的教學改革之路。

一、在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下建設(shè)高等數(shù)學網(wǎng)絡(luò)教學平臺的意義

(一)突破教師資源的瓶頸，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)課程資源

建設(shè)高等數(shù)學網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)是一個復(fù)雜的工程，需要將教學內(nèi)容逐一分解，進行微課視頻的錄制、素材的整理、試題的編排、知識點的分析等，需要一個優(yōu)秀的教師團隊來完成。要搞好教育，必須開好課。開好課，必須有優(yōu)秀的教師。但是，優(yōu)秀教師隊伍的建設(shè)不是一朝一夕能完成的事情。面對教師資源不足這一瓶頸，互聯(lián)網(wǎng)提供了整合資源的可能性，將名師的講課、專業(yè)文獻、教材教輔、課件等整合到網(wǎng)絡(luò)教學平臺中，就可以構(gòu)建優(yōu)質(zhì)課程資源，為教師的教學和學生的學習提供豐富的線上資源。

(二)突破傳統(tǒng)的教學模式，實行翻轉(zhuǎn)課堂促進學生自主學習

傳統(tǒng)的教學模式通常是“先教后學”，教師以管理者身份主宰著整個課堂，學生的個性和潛能得不到有效開發(fā)。在“互聯(lián)網(wǎng)+教學”的思維模式下創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)教學平臺，不僅可以幫助教師樹立先進的教學理念，改變教學手段，而且使傳統(tǒng)的課堂教學組織形式也發(fā)生了革命性的變化。教師的教與學生的學可以通過互聯(lián)網(wǎng)線上線下進行，以“先學后教”為特征的“翻轉(zhuǎn)課堂”得以實現(xiàn)。翻轉(zhuǎn)課堂就是將課程的學習過程由線下實體課堂反轉(zhuǎn)到線上網(wǎng)絡(luò)教學，學生根據(jù)教師布置的任務(wù)通過平臺觀看視頻，進行自主學習，在實體課堂中教師主要進行討論和答疑等活動，翻轉(zhuǎn)課堂有效地提高了學生的自主學習能力。[2]教學中的師生互動不再流于形式，學生可以隨時隨地與教師進行溝通交流，教師的主導(dǎo)作用達到了最高限度，教師通過移動終端能即時給予學生點撥指導(dǎo)，同時，教師不再居高臨下地灌輸知識，更多的是提供資源的鏈接，實施興趣的激發(fā)，進行思維的引領(lǐng)。

(三)突破傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式，因材施教自主發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)教學平臺突破了傳統(tǒng)的在教室里“面授”的培養(yǎng)模式，不受時間空間的限制，在圖書館、宿舍、校園里都可以通過移動設(shè)備學習，大大突破了時空限制。網(wǎng)絡(luò)教學平臺上豐富的資源，可以由學生自主選擇學習，實現(xiàn)了個性化、因材施教的高校培養(yǎng)模式。借助于網(wǎng)絡(luò)教學平臺上豐富的教學內(nèi)容，教師采用探究型教學方法，能夠培養(yǎng)學生的自學能力、創(chuàng)新能力和動手能力，使每個學生按照建構(gòu)主義學習理論的方法接受知識，強調(diào)學習者的認知主體作用，使每個學生都能自由發(fā)展。

二、在“互聯(lián)網(wǎng)+”思維模式下設(shè)計高等數(shù)學網(wǎng)絡(luò)教學平臺

濟南工程職業(yè)技術(shù)學院網(wǎng)絡(luò)教學平臺共有18門校內(nèi)課程和60門校外課程，該平臺集成網(wǎng)絡(luò)教學、師生交流互動、答疑和管理等功能。以課程為主線，高度整合校內(nèi)校外的所有資源，以課程為中心，展開作業(yè)、考試、答疑、討論、評價等互動教學活動。高等數(shù)學網(wǎng)絡(luò)教學平臺的教師界面包括：課程章節(jié)、教師團隊、課程概況、基本資源庫、拓展資源庫、圖形動畫演示等；學生界面包括：課程目錄、討論、資料、作業(yè)、考試等。教師界面與學生使用的移動平臺進行了無縫對接。在網(wǎng)絡(luò)教學平臺建設(shè)方面，應(yīng)主要針對三個模塊進行建設(shè)。

(一)建立高等數(shù)學資源庫

要建立完善的高等數(shù)學學習資源庫，必須重新構(gòu)建適合不同學生需求的高等數(shù)學教學內(nèi)容。為此，我們將高等數(shù)學教學內(nèi)容分為：基礎(chǔ)知識模塊、數(shù)學實驗?zāi)K、數(shù)學建模模塊、數(shù)學文化模塊。基礎(chǔ)知識模塊分為一元函數(shù)微積分、多元函數(shù)微積分、微分方程和無窮級數(shù)；數(shù)學實驗?zāi)K包括MATLAB的基本操作、以及與基礎(chǔ)知識相應(yīng)的數(shù)學實驗。這兩個模塊是高等數(shù)學的必修內(nèi)容。數(shù)學建模和數(shù)學實驗?zāi)K是選修內(nèi)容。

為了使學生便于學習，我們將每一章節(jié)的內(nèi)容都分解為若干個知識點，并將知識點錄制成5～10分鐘的微課視頻，并設(shè)計了每節(jié)課的導(dǎo)學案。高等數(shù)學資源庫主要包括微課視頻、課件、電子教案、圖形動畫等數(shù)字內(nèi)容。教師用戶能夠發(fā)布和管理并且應(yīng)用相關(guān)的各種課程資源，學生用戶能夠瀏覽或者下載相應(yīng)資料，而且課程資源支持各種格式的文件，以滿足系統(tǒng)需要。

(二)建立高等數(shù)學試題庫和習題庫

根據(jù)學生的學習水平設(shè)計在線試題和試卷，實現(xiàn)在線測試，對教學效果及時測評。高等數(shù)學試題庫包括每一章節(jié)的測試題和期末考試題，每一章節(jié)測試題分為A、B、C三個層次：A級為專升本試題；B級為基礎(chǔ)知識和應(yīng)用；C級為簡單的基礎(chǔ)知識。該平臺支持從試題庫選題進行組卷的功能，教師可以對試卷中的試題利用添加、修改、刪除、任意排序、預(yù)覽等功能進行編輯，還可以對試題進行分值分配。試卷包括客觀題和主觀題，題的屬性包括類別、難度系數(shù)、適用層次等。同時，系統(tǒng)能根據(jù)題的使用頻率和學生回答的正確率進行自適應(yīng)的調(diào)整難度系數(shù)，力求難度系數(shù)符合真實情況，提高評價的準確性。

習題庫中包含每一章節(jié)的作業(yè)，教師可以任意編輯發(fā)布作業(yè)，學生可以在線上提交作業(yè)，教師可以在線上批改并給出評語。在線測試功能方便教師對學生進行及時評價，也方便學生自我檢查。

(三)建立答疑、交流平臺

當前高職學生數(shù)學基礎(chǔ)參差不齊，加上高職學校高等數(shù)學課時被大量刪減，導(dǎo)致課堂上很多內(nèi)容無法講透。線上線下的有機結(jié)合，很好地彌補了課時不足和學習程度不同的問題。學生的學習具有更大的自主性，同時學生在日常學習中會遇到很多問題，建立一個答疑交流平臺是非常必要的。交流平臺的建立能夠讓學生自行發(fā)布學習過程遇到的問題，老師和其他學生都可以提供解決方法，有利于加強教師與學生、學生與學生之間的溝通交流，激發(fā)學生的學習熱情。

三、基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺的高等數(shù)學教學改革實踐

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，高校課堂已經(jīng)使用了現(xiàn)代化教育技術(shù)設(shè)備和手段，如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)教室、計算機實驗室等，高校學生幾乎每人都擁有電腦和智能手機，學生都能無線上網(wǎng)，這為“互聯(lián)網(wǎng)+教學”提供了必要的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)教學平臺的建立為翻轉(zhuǎn)課堂的實施提供了保障，在教學中實施翻轉(zhuǎn)課堂主要分以下三個階段：

(一)課前自學

課前布置學習任務(wù)，要求學生在電腦或手機上登錄教學平臺，進行自主學習。教師在課前要進行教學設(shè)計，并將微課視頻和導(dǎo)學案上傳到平臺，引領(lǐng)學生帶著問題觀看視頻。學生在學習過程中遇到問題，可以在平臺上隨時與老師交流。老師在課前搜集整理學生的疑難問題，作為課堂教學重點。

(二)課上導(dǎo)學

課上首先由小組交流匯報學習情況，教師將收集的問題反饋給學生，進行小組討論，教師對重點內(nèi)容進行講解，使學生加深對知識的理解。網(wǎng)絡(luò)教學平臺上有很多教學輔助功能，比如簽到，可以控制學生的到課率，搶答、問卷，可以將問題以問卷形式發(fā)放到學生終端，并設(shè)定分值，答對者即可得分。通過這種形式不僅可以活躍課堂氣氛，而且還可以實時了解學生的學習情況，激發(fā)學生的參與度。網(wǎng)絡(luò)教學平臺具有統(tǒng)計功能，可以把學生的學習情況全部統(tǒng)計下來，作為評價標準。

(三)課后拓展

課后階段是學生拓展知識的階段。結(jié)合課上的學習討論，教師給學生布置線上作業(yè)，學生可以在線上提交。對于知識點的應(yīng)用，教師給學生提出研究方向，并提供學習資源，使學生不斷深化學習，拓展知識。教師還可以指導(dǎo)學生進行數(shù)學建模訓(xùn)練，將數(shù)學知識應(yīng)用到解決實際問題中，線下的學習為學生提供了更廣闊的天地。

四、基于網(wǎng)絡(luò)教學平臺的高等數(shù)學教學改革效果

(一)網(wǎng)絡(luò)教學平臺實現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂，提高了教學效率

網(wǎng)絡(luò)教學平臺的使用使教學時空擴展到線上線下，學生利用手機就能進行網(wǎng)上學習，許多在課堂上聽不懂的內(nèi)容，可以在課下反復(fù)聽。翻轉(zhuǎn)課堂使教師在課堂上有時間與學生進行深入交流，對學生遇到的問題重點講解，學生帶著問題進課堂，因此學習的專注度、目的性更強，許多原來上課玩游戲的學生也將手機作為學習討論的工具及時參與學習互動，極大地提高了課堂效率。

(二)網(wǎng)絡(luò)教學平臺實現(xiàn)了一對一個性化輔導(dǎo)，提高了學習成績

高校基礎(chǔ)課程基本上以大班上課。因為教學任務(wù)多，教師在課堂上與學生很少有交流，下課后學生也很難找到教師答疑。網(wǎng)絡(luò)教學平臺拉近了師生之間的距離，學生可以隨時隨地提出問題，與教師交流討論。網(wǎng)絡(luò)教學平臺面向每一個學生，教師與學生的一對一交流使學生感受到教師的關(guān)心和督促，極大地提高了學習的自覺性和主動性。經(jīng)過一個學期的試點，學生學習成績普遍提高。原來每學期高等數(shù)學不及格率都在30%以上，經(jīng)過一學期的信息化教學改革，期末考試不及格率下降到10%以下，學習效果明顯提高。

(三)通過網(wǎng)絡(luò)教學達到了四個教學目標

信息化教學手段的應(yīng)用，改變了教學模式，激活了課堂，提高了學生的自主學習能力，在教學過程中有效地達到了四個教學目標：一懂概念。數(shù)學概念的學習通過教師錄制的微課視頻生動形象地展現(xiàn)出來，學生通過大量的教學案例形象地理解抽象的概念，領(lǐng)悟數(shù)學的思想方法。二會計算。數(shù)學軟件的應(yīng)用是信息化教學的重要內(nèi)容，通過學習數(shù)學軟件，理解數(shù)學工具的使用方法，學生熟練地掌握了各種數(shù)學運算的程序，使數(shù)學的工具性作用得到充分發(fā)揮。三善分析。教學不再局限于填鴨式，而是注重討論式教學，引導(dǎo)學生學會思考分析。四能應(yīng)用。教學網(wǎng)絡(luò)平臺提供了大量數(shù)學建模案例，學生不再只是學習一些公式定理，而是更加注重數(shù)學的實際應(yīng)用，應(yīng)用數(shù)學解決專業(yè)實際問題，數(shù)學建模訓(xùn)練為學生數(shù)學應(yīng)用能力的提高奠定了基礎(chǔ)。

五、“互聯(lián)網(wǎng)+教學”在高等數(shù)學教學改革中存在的問題

(一)教師要轉(zhuǎn)變教學觀念，自覺利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺進行教學

網(wǎng)絡(luò)教學平臺是基于計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的，教師必須主動順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代的要求，努力掌握計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，熟練應(yīng)用教學平臺，不斷豐富和更新教學平臺的內(nèi)容，使學生更好地利用平臺進行線上線下的學習。在實際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)有些教師不愿意學習新技術(shù)，依然沿用傳統(tǒng)的教學方法；作為學習主體的學生，也有很多學生沒有積極主動地使用平臺自主學習，參與討論和答疑的活動也很少。如何充分有效地推動網(wǎng)絡(luò)教學平臺的使用，是今后要解決的主要問題。

(二)學校應(yīng)加大力度支持資源庫的建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)教學平臺是學校的一個系統(tǒng)工程，需要大量的資金和相應(yīng)的激勵政策完善網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)、增加資源庫建設(shè)，比如補充一些國內(nèi)外知名院校和專家的高等數(shù)學教學視頻、高等數(shù)學對于專業(yè)方向?qū)嶋H應(yīng)用的講座視頻等，使學生在平臺上學到更多的知識。教學質(zhì)量是課程的生命線，學校可以通過教學平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學管理，加強對教師教學的監(jiān)督，加強對學生學業(yè)的考核。目前，濟南工程職業(yè)技術(shù)學院教務(wù)處還沒有進行統(tǒng)一管理考核，使得網(wǎng)絡(luò)教學平臺的應(yīng)用具有很大的隨意性，降低了網(wǎng)絡(luò)教學平臺的效能。

(三)進一步優(yōu)化平臺功能，使其簡便易操作

網(wǎng)絡(luò)教學平臺的使用如果操作更簡便，就能更好地使用。這需要教師和軟件開發(fā)部門及時溝通交流，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。比如在線測評如何達到自動分析、糾錯、評價等功能，學生網(wǎng)上學習情況的跟蹤和統(tǒng)計分析方法，等等。這就要求平臺設(shè)計者要進一步優(yōu)化配置，強化其功能，使操作更簡便，使師生更方便地利用平臺學習。

結(jié)束語

傳統(tǒng)的課堂教學模式，教師和學生受到課堂規(guī)范的約束，很難做到寓教于樂，學生被動地接受知識，吸收率不高。利用“互聯(lián)網(wǎng)+教學”建立網(wǎng)絡(luò)教學平臺，打破了傳統(tǒng)課堂教學的局限，教師和學生不再是單純的教與學的關(guān)系，而是在此基礎(chǔ)上形成了溝通、互動、交友、娛樂、自主的學習氛圍，使學習更加高效自由。