高等數(shù)學(xué)智慧課堂構(gòu)建的應(yīng)用探究

尤 游，劉蘇兵，史娟榮

（安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ，安徽 蕪湖 241002）

一、 引 言

李克強(qiáng)總理在十二屆全國(guó)人大第三次會(huì)議中提出制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，這給課程教學(xué)改革指明了方向，課程教學(xué)必須借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得以順利開展，教育信息技術(shù)化已成為改革的必然趨勢(shì)。“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，對(duì)于高等數(shù)學(xué)教學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足綜合性人才培養(yǎng)的需求，教學(xué)理念已逐漸從“學(xué)數(shù)學(xué)”轉(zhuǎn)變到“用數(shù)學(xué)”，互聯(lián)網(wǎng)與課程教學(xué)相結(jié)合，“理論教學(xué)引導(dǎo)——互聯(lián)網(wǎng)輔助實(shí)現(xiàn)——智慧課堂創(chuàng)建”逐漸成為改革探究的新形勢(shì)。

目前高校教師已經(jīng)逐漸認(rèn)識(shí)到《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)改革的必要性，尤其是隨著網(wǎng)絡(luò)的開放和移動(dòng)設(shè)備的不斷更新，如果不能有效結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，那課堂教學(xué)就會(huì)得不到本質(zhì)性的改變，跟不上時(shí)代的步伐。部分教師教學(xué)過(guò)程中嘗試通過(guò)藍(lán)墨云班課、超星學(xué)習(xí)通、對(duì)分易等移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)與學(xué)生互動(dòng)，教學(xué)視頻和多媒體課件也通過(guò)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享，以提高教學(xué)活動(dòng)的交互性。但由于云平臺(tái)搭建剛剛起步，涉及面廣，并不能針對(duì)性的對(duì)高等數(shù)學(xué)提出設(shè)計(jì)，運(yùn)用時(shí)很多教師也發(fā)現(xiàn)了平臺(tái)的局限性和實(shí)施過(guò)程中的阻礙。所以針對(duì)這一局面，我們對(duì)新形勢(shì)下《高等數(shù)學(xué)》的教學(xué)改革進(jìn)行了探究和反思，目的是為“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

二、高等數(shù)學(xué)的教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

《高等數(shù)學(xué)》作為理工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其對(duì)促進(jìn)學(xué)生思維能力培養(yǎng)和專業(yè)學(xué)習(xí)有著重要的地位。但由于課程理論本身的抽象性和完整性，很多專業(yè)學(xué)生都對(duì)高等數(shù)學(xué)“談虎色變”，所以很多高校本著高等數(shù)學(xué)為專業(yè)服務(wù)的宗旨，對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行了精選壓縮，開設(shè)了《工程數(shù)學(xué)》《經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)》《物流數(shù)學(xué)》等專業(yè)基礎(chǔ)類課程。同時(shí)在智能手機(jī)逐漸占領(lǐng)課堂的形勢(shì)下，為了打造高效課堂，部分教師也提出了教學(xué)信息技術(shù)化的思考，提出了“移動(dòng)學(xué)習(xí)”的理念，但一切舉措仍在初步探索階段，實(shí)施過(guò)程中也遇到一些問(wèn)題和阻力。

（一）現(xiàn)代信息化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)理念的沖突

傳統(tǒng)的教學(xué)方法以“板書—粉筆—筆記”為表現(xiàn)形式，對(duì)于高等數(shù)學(xué)這種基礎(chǔ)理論課程，能針對(duì)定理、性質(zhì)較好的展現(xiàn)推導(dǎo)過(guò)程，教師和學(xué)生同步進(jìn)行，也有利于教師掌握課堂進(jìn)度。而現(xiàn)代信息化教學(xué)引進(jìn)了計(jì)算機(jī)、多媒體、移動(dòng)智能終端、APP軟件等手段，雖表現(xiàn)形式大大優(yōu)化，但對(duì)于部分教師尤其是老教師而言，認(rèn)為其教學(xué)過(guò)程缺乏高等數(shù)學(xué)中包含了大量的數(shù)學(xué)公式和理論推導(dǎo)，而信息化教學(xué)單純的提供了理論展示效果，并未很好的促進(jìn)其思維習(xí)慣的形成。所以認(rèn)為信息化教學(xué)如藍(lán)墨云班課、學(xué)習(xí)通、對(duì)分課堂等移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)重形式，輕理論，普遍持有抵觸的心理。而年輕教師因?yàn)樯鐣?huì)的導(dǎo)向性和新穎性，熱衷于改變教學(xué)形式，但由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在實(shí)施的過(guò)程中，容易出現(xiàn)顧此失彼的現(xiàn)象。

（二）信息化教學(xué)形式的局限性和課程的特殊性

教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，雖然部分院校也啟動(dòng)了教學(xué)改革，比如推動(dòng)MOOC、微課等，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分也只是將教學(xué)內(nèi)容電子化，然后搬到電子屏幕上。對(duì)于某些章節(jié)比如“用定積分求旋轉(zhuǎn)體的體積”等比較形象，表現(xiàn)力強(qiáng)，能給予學(xué)生良好的空間想象，抓住學(xué)生的注意力，但對(duì)于有些章節(jié)如定義、公式推理等，這種形式遠(yuǎn)不及教師在黑板上逐字逐句的演示效果。這時(shí)傳統(tǒng)的授課方式更有利于學(xué)生邏輯思維的形成，并且目前的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建泛泛而談，對(duì)于《高等數(shù)學(xué)》而言，市場(chǎng)上大部分的平臺(tái)設(shè)計(jì)存在局限性，如“數(shù)學(xué)公式”的編輯就有較大的弊端，所以我們應(yīng)針對(duì)教學(xué)內(nèi)容客觀的選擇教學(xué)方式。

（三）智能手機(jī)對(duì)傳統(tǒng)課堂的沖擊和影響

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的信息化社會(huì)，年輕人接受新事物能力強(qiáng)，外在誘惑多，很多學(xué)生已經(jīng)厭倦了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，尤其是一成不變的題海戰(zhàn)術(shù)。他們更傾向于多渠道的知識(shí)來(lái)源，所以要想占領(lǐng)課堂，就要求教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用信息化手段，提升學(xué)習(xí)興趣。這就需要教師將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合，借助信息化手段，合理利用移動(dòng)終端設(shè)備優(yōu)化教學(xué)改革。

三、教學(xué)改革的初步實(shí)踐

合理利用信息技術(shù)，有利于提高學(xué)生內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，而傳統(tǒng)教學(xué)忽視了學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)要求和內(nèi)在情感需求，只單純重視知識(shí)的傳授。這就意味著我們不能一味排斥云平臺(tái)的使用，可以嘗試將云班課、學(xué)習(xí)通、對(duì)分課堂等運(yùn)用到課堂中，開發(fā)云教材，融合情景化的學(xué)習(xí)理論，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)課堂，以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的交互性。

（一）基于藍(lán)墨云班課的教學(xué)模式改革

以藍(lán)墨云班課為例，部分院校教師在課堂中運(yùn)用云班課進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)和評(píng)價(jià)，起到了初步成效，得到了較好的教學(xué)反饋。云班課是在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下開發(fā)的教學(xué)助手APP，借助移動(dòng)智能設(shè)備在該平臺(tái)上開展教學(xué)活動(dòng)，實(shí)時(shí)進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)和反饋，師生可進(jìn)行線上線下互動(dòng)，突破了課堂教學(xué)的局限性。

云班課課程建設(shè)中包括資源庫(kù)、試題庫(kù)建設(shè)和云教材的編寫。通過(guò)平臺(tái)，課前你可以發(fā)送“問(wèn)卷調(diào)查”了解學(xué)生需求，分析“大數(shù)據(jù)”合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)“資源庫(kù)”實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料共享，推送相關(guān)資源，讓學(xué)生主動(dòng)預(yù)習(xí)，教師以“經(jīng)驗(yàn)值”作為獎(jiǎng)勵(lì)。

課堂實(shí)施過(guò)程中首先有點(diǎn)名環(huán)節(jié)，可通過(guò)“一鍵簽到”或者“手勢(shì)簽到”及時(shí)掌握出勤情況，方便省時(shí)，且大數(shù)據(jù)分析出勤率一目了然。課堂表現(xiàn)中有“舉手”、“搶答”、“選人”等形式，讓學(xué)生線上主動(dòng)參與。同時(shí)教師可針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)發(fā)起“頭腦風(fēng)暴”，學(xué)生及時(shí)答疑或者云空間開展討論，面向?qū)W生范圍廣，也可以設(shè)置“在線測(cè)試”環(huán)節(jié)，例如“一分鐘測(cè)試”活動(dòng)，讓學(xué)生及時(shí)做答，并自行提交試卷。通過(guò)小測(cè)試環(huán)節(jié)教師能當(dāng)堂掌握全班的知識(shí)掌握情況，并根據(jù)測(cè)試成績(jī)及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和難度。

課程結(jié)束后教師可以通過(guò)班課發(fā)布作業(yè)，學(xué)生能網(wǎng)上進(jìn)行提交，作業(yè)形式多樣化，教師也能隨時(shí)隨地評(píng)價(jià)，無(wú)形中拓展了課堂空間。同時(shí)課下可與學(xué)生交流互動(dòng)，且面向的對(duì)象是全體學(xué)生，突破了微信、QQ信息交流的局限性。

（二） 云班課教學(xué)運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)和弊端

云班課優(yōu)勢(shì)在于教師能隨時(shí)管理班課，可通過(guò)移動(dòng)終端發(fā)布資源，發(fā)送班課通知，學(xué)生也能通過(guò)班課消息與教師互動(dòng)交流。只要建立一個(gè)班，就可以復(fù)制班課到其他小班，方便快捷，并能做到實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，可以以點(diǎn)贊或者加經(jīng)驗(yàn)值的形式激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。另外能通過(guò)大數(shù)據(jù)提供學(xué)情分析報(bào)告。弊端在于學(xué)生在課堂中容易出現(xiàn)過(guò)于在乎經(jīng)驗(yàn)值，而忽視了知識(shí)點(diǎn)的形成過(guò)程。有時(shí)云班課的應(yīng)用會(huì)起到“喧賓奪主”的效果。其次是云平臺(tái)設(shè)計(jì)不能滿足高等數(shù)學(xué)的教學(xué)要求，比如測(cè)試環(huán)節(jié)只能以選擇題形式，公式編輯有局限，不能很好的服務(wù)于課程。

（三）移動(dòng)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，引入模塊教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)模式，構(gòu)建智慧課堂

針對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)和弊端，在教學(xué)改革中我們提倡模塊教學(xué)，整合教學(xué)內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行理論指導(dǎo)，借助云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)。高等數(shù)學(xué)不同于其他專業(yè)課或者公共課程，它具有較強(qiáng)的理論結(jié)構(gòu)，需要借助教師的講解和適當(dāng)?shù)挠?xùn)練來(lái)鞏固知識(shí)點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。

內(nèi)容講解前我們可通過(guò)云平臺(tái)推送相關(guān)背景知識(shí)，以“微課”或者“小視頻”的形式；教學(xué)過(guò)程中我們用傳統(tǒng)方法講解理論知識(shí)，之后強(qiáng)調(diào)它的應(yīng)用實(shí)踐，這里嘗試借助MATLAB等軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，邊學(xué)習(xí)邊培養(yǎng)操作和應(yīng)用能力。課后作業(yè)方面，可結(jié)合移動(dòng)教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的特點(diǎn)，分選做和必做部分，選做部分提交云平臺(tái)完成，可以設(shè)置教師評(píng)價(jià)或者學(xué)生間評(píng)價(jià)，目的是為了提升學(xué)習(xí)的動(dòng)力；必做部分我們沿用傳統(tǒng)的方式，以作業(yè)本形式鞏固課堂重難點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容方面，為了讓學(xué)生更好的應(yīng)用理論知識(shí)，我們應(yīng)整合教學(xué)資源，讓知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)系密切，適當(dāng)增加數(shù)學(xué)史內(nèi)容，注重理論聯(lián)系實(shí)際，概念引入時(shí)滲透建模思想，將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的來(lái)源、理論、應(yīng)用等結(jié)合，形成一個(gè)個(gè)系統(tǒng)化的知識(shí)體系，目標(biāo)是借助信息技術(shù)將移動(dòng)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，引入模塊教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)模式，共同打造“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的智慧學(xué)習(xí)課堂。

下面是在移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)下針對(duì)模塊化教學(xué)——“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的智慧課堂設(shè)計(jì)，希望能給其他章節(jié)內(nèi)容的課堂教學(xué)改革提供一些借鑒。（見表1、表2）

四、智慧課堂構(gòu)建的影響和反思

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)改革任重而道遠(yuǎn)，隨著信息化的普及和移動(dòng)手機(jī)的智能化，高等數(shù)學(xué)教學(xué)信息技術(shù)化是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。同時(shí)智慧教育教學(xué)管理平臺(tái)下課堂互動(dòng)模式的實(shí)現(xiàn)也提升了教師的綜合素質(zhì)，充分發(fā)揮教師教學(xué)的引導(dǎo)作用，促進(jìn)了教師隊(duì)伍在教科研方面的快速成長(zhǎng)。

但目前根據(jù)教學(xué)效果的把控程度來(lái)看教學(xué)改革仍在初步探索中，這中間面臨重重阻力。首先是硬件設(shè)備的不足，建立智慧課堂需要大量的人力物力作為后盾，缺少資金支持和后勤保障，教學(xué)就不能得到順利的開展，比如缺乏配套的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)，同時(shí)也影響了教學(xué)效果。二是理論與表現(xiàn)形式結(jié)合難度大，這對(duì)教師提出更高的要求，不僅要求教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，同時(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)能力和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要有一定的掌握，如果只單純靠公司設(shè)計(jì)，有時(shí)會(huì)脫離教學(xué)實(shí)際。最后藍(lán)墨云班課等云平臺(tái)雖豐富了教學(xué)內(nèi)容的表現(xiàn)形式，但在實(shí)施過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于自控力差的同學(xué)，無(wú)形中給他們提供了玩手機(jī)的機(jī)會(huì)，這就對(duì)教師的課堂掌控能力提出更高的要求，要注意合理及時(shí)的引導(dǎo)，否則就會(huì)適得其反，違背了信息化教學(xué)服務(wù)的初衷。

表1 智慧課堂內(nèi)容

表2 教學(xué)情境設(shè)計(jì)

同時(shí)，我們也要肯定傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，黑板演示身臨其境，課堂節(jié)奏感強(qiáng)，能緊跟學(xué)生思維做到張弛有度。信息化的優(yōu)勢(shì)在于再現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程，給學(xué)生提供了資源共享模式，讓學(xué)生能自主學(xué)習(xí)，拓展了理論教學(xué)課堂的時(shí)間和空間。所以智慧課堂的建立離不開兩者的結(jié)合，而這種結(jié)合并非是形式上拼拼湊湊的的結(jié)合，而是要從教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行模塊化整合，才能從根本上掌握信息化教學(xué)的精髓，如果只是單純的將每個(gè)章節(jié)都設(shè)計(jì)為信息化教學(xué)模式，其實(shí)并未真正掌握其精髓。

五、未來(lái)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的展望

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代將移動(dòng)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，讓移動(dòng)智能終端融入課堂，這給課程教學(xué)帶來(lái)了歷史性的變革，促進(jìn)了現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育的開展，構(gòu)造了多元化的教學(xué)環(huán)境。在實(shí)施過(guò)程中智慧課堂將知識(shí)點(diǎn)單元化、模塊化，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)反饋即時(shí)化、交流互動(dòng)立體化、資源推送智能化，全面變革高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的形式和內(nèi)容，構(gòu)建了大數(shù)據(jù)時(shí)代的智慧課堂教學(xué)模式。作為高校教師要主動(dòng)適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”教育發(fā)展新常態(tài)，認(rèn)識(shí)到建立智慧課堂是課程教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。教學(xué)改革勢(shì)在必行，但是并不意味著我們盲目追求信息化，應(yīng)結(jié)合課程的特點(diǎn)，在肯定傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，整合教學(xué)資源，讓網(wǎng)絡(luò)技術(shù)真正融入課堂，共同促進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)的改革與實(shí)施。