基于信息技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐
——以“線性代數(shù)”課程為例＊

茹立寧，趙 操

（蘇州科技大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，江蘇 蘇州215009）

2020 年新春之際，大家沉浸在新年的喜悅之中，然而一種全新的病毒性肺炎——新型冠狀病毒性肺炎在人群中悄無聲息地傳播，隨后蔓延至全球。為了保障大學(xué)生的健康與安全，在中國(guó)共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下，教育部毅然決定全國(guó)高校停課，并及時(shí)發(fā)布《關(guān)于做好疫情期間高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)組織管理的指導(dǎo)意見》，要求各高校做好疫情防控工作，全面解決新學(xué)期教學(xué)問題，并給出具體的解決方案。隨后，國(guó)務(wù)院聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制新聞發(fā)布會(huì)明確提出“停課不停教、停課不停學(xué)”的工作要求。教育部適時(shí)推薦了一批具有強(qiáng)大共享和教學(xué)資源雄厚的在線課程平臺(tái)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)，免費(fèi)開放MOOC課程，引導(dǎo)高校學(xué)生積極參加學(xué)習(xí)。在全國(guó)高校教師的共同努力下，克服種種困難，有效保障了在線教學(xué)的順利實(shí)施。這次疫情雖然給全國(guó)人民和經(jīng)濟(jì)造成了巨大的危害和損失，但也刺激了在線教學(xué)的大規(guī)模發(fā)展。在2020 年春季學(xué)期，中國(guó)開展的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的規(guī)模、范圍和深度都是前所未有的。這無疑是世界高等教育史上的一項(xiàng)壯舉，也是世界上的第一次大規(guī)模實(shí)驗(yàn)，具有深遠(yuǎn)的意義[1]。

1 基于MOOC 翻轉(zhuǎn)課堂的“線性代數(shù)”混合式教學(xué)創(chuàng)新

1.1 課程特點(diǎn)

由于“線性代數(shù)”課程的特點(diǎn)是概念定理公式具有高度的概括性、抽象性，現(xiàn)有教學(xué)方式在教學(xué)過程中偏重自身的理論體系，強(qiáng)調(diào)“線性代數(shù)”的基本定義、定理及其證明，忽視“線性代數(shù)”的應(yīng)用價(jià)值，學(xué)生看不到學(xué)習(xí)線性代數(shù)的用處[1]。

例如，教師講解行列式的性質(zhì)與計(jì)算時(shí)，往往需要大量的板書，教師忙于不停地書寫、講解，有限的時(shí)間與空間使得教學(xué)內(nèi)容只能局限于理論以及個(gè)別例題，學(xué)生全盤接收各種證明過程與計(jì)算技巧，根本來不及消化與應(yīng)用。這種情況在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)里無法解決，時(shí)間緊任務(wù)重，沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行互動(dòng)和訓(xùn)練[2]。傳統(tǒng)的課堂講授知識(shí)傳遞方式單一，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，造成了課堂教學(xué)的沉悶局面，不利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力。針對(duì)以上教學(xué)現(xiàn)狀，需要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改革教學(xué)模式。教師利用騰訊會(huì)議直播講授教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)部分，而其他部分可由學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)。在課堂上增加互動(dòng)、討論交流環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生思考和發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行答疑解惑和補(bǔ)充說明。所以要充分利用線上網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，延展學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間與增加學(xué)生的互動(dòng)時(shí)間，最終達(dá)到良好的教學(xué)效果。

1.2 教學(xué)準(zhǔn)備

做好教學(xué)準(zhǔn)備工作，是基于MOOC 翻轉(zhuǎn)課堂的“線性代數(shù)”混合式教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)和前提，基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作包括教師應(yīng)確立大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的理念和思路，并進(jìn)一步明確教學(xué)目標(biāo)，選取有效的教學(xué)方法和教學(xué)模式，立足于當(dāng)前的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力，對(duì)當(dāng)前的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。同時(shí)，還需要深入了解學(xué)生對(duì)“線性代數(shù)”知識(shí)的學(xué)習(xí)需求，以及確立當(dāng)前教學(xué)目標(biāo)是否具有可操作性和實(shí)踐性，不斷健全“線性代數(shù)”考核評(píng)價(jià)機(jī)制。

首先，教師需構(gòu)建基于MOOC 翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式的教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、實(shí)施條件的操作步驟和教學(xué)考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其次，通過對(duì)“線性代數(shù)”課程的分析和學(xué)習(xí)者分析，對(duì)基于MOOC“線性代數(shù)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計(jì)，其中包括教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。最后，教師應(yīng)在課堂教學(xué)開始前，讓學(xué)生提前觀看MOOC 視頻，并要求學(xué)生做配套習(xí)題，保障課堂教學(xué)的順利進(jìn)行，進(jìn)而提高學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考問題和解決問題，促進(jìn)教學(xué)的改革和創(chuàng)新發(fā)展。

1.3 教學(xué)方法

在MOOC 翻轉(zhuǎn)課堂“線性代數(shù)”混合式教學(xué)方法創(chuàng)新過程中，教師需要轉(zhuǎn)變課堂角色，從傳統(tǒng)課堂的主導(dǎo)者轉(zhuǎn)變?yōu)榉D(zhuǎn)課堂的引導(dǎo)者、輔助者和評(píng)價(jià)者。教師需要根據(jù)制訂好的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方案，選取合適的教學(xué)方法展開實(shí)踐教學(xué)。因?yàn)閷W(xué)生是課堂教學(xué)的主體，所以教學(xué)方法需要符合學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)需求，給予學(xué)生積極正確的引導(dǎo)。同時(shí)，針對(duì)“線性代數(shù)”中的重點(diǎn)、難點(diǎn)以及易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)，教師重點(diǎn)講解和剖析，幫助學(xué)生掃除學(xué)習(xí)障礙，理清課程脈絡(luò)，確立行之有效的學(xué)習(xí)方法，建立學(xué)生學(xué)習(xí)“線性代數(shù)”乃至大學(xué)數(shù)學(xué)的自信心。

由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)不同，在開展MOOC 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中，可采取分層教學(xué)法，具體操作為：根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)進(jìn)行分層，對(duì)不同層次的學(xué)生提供相對(duì)應(yīng)的知識(shí)板塊，進(jìn)入板塊后則可獲取教學(xué)內(nèi)容。這樣學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)能力，選擇相對(duì)應(yīng)的板塊，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)不懂而放棄自主學(xué)習(xí)。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中可實(shí)時(shí)與教師進(jìn)行在線交流，提出學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑難問題和困惑。教師先對(duì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立答疑，然后再將問題進(jìn)行總結(jié)歸類，在線下課堂重點(diǎn)講解，進(jìn)一步鞏固和深化相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生營(yíng)造輕松愉悅的課堂教學(xué)氛圍。

2 教學(xué)改革的啟示

2.1 推進(jìn)信息技術(shù)與專業(yè)教學(xué)的深度融合，促進(jìn)課堂教學(xué)改革

現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，如互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、5G 和人工智能等，給日常教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇[3]。隨著信息技術(shù)浪潮的到來，高校課堂教學(xué)改革勢(shì)在必行。一方面，必須在信息技術(shù)向傳統(tǒng)教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變中做好工作，把人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)分析和信息化教學(xué)技術(shù)引入課堂，更加注重課程內(nèi)涵的構(gòu)建；另一方面，要用現(xiàn)代信息技術(shù)，做好專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)地圖的重建工作，這本質(zhì)上是新課改項(xiàng)目建設(shè)的內(nèi)容[4]。

2.2 開展線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式和混合式教學(xué)方法研究

教師將在線教學(xué)付諸于實(shí)踐，從而產(chǎn)生更深刻的理解，同時(shí)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，熟悉了相關(guān)的信息技術(shù)，并且在設(shè)計(jì)、教學(xué)和互動(dòng)等教學(xué)形式上有所發(fā)展、進(jìn)步。在線教學(xué)和離線教學(xué)各有利弊。可能有必要糾正在線教學(xué)中尚未很好解決的問題，例如專業(yè)能力培訓(xùn)。就目前而言，一線教師對(duì)于線下教學(xué)為主、線上為輔的教學(xué)模式和翻轉(zhuǎn)教室的混合教學(xué)模式，已基本達(dá)成共識(shí)。因此，有必要進(jìn)一步開展線上線下結(jié)合教學(xué)模式[5-6]和混合教學(xué)法[7]的研究與改革，充分發(fā)揮線上線下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，建立“以學(xué)生為主體、以產(chǎn)出為導(dǎo)向”的教學(xué)模式，適應(yīng)新形勢(shì)下的教學(xué)需要。

2.3 加強(qiáng)在線課程優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的統(tǒng)籌建設(shè)與共享

高質(zhì)量的在線教學(xué)資源匱乏且缺乏系統(tǒng)性。尤其是高質(zhì)量的在線實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)資源嚴(yán)重不足，缺乏新技術(shù)的支持。放眼將來，大家需要把握在線課程建設(shè)的契機(jī)，建設(shè)和共享一些高級(jí)在線和離線課程和教學(xué)資源。有必要充分利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)，建立和完善各種數(shù)字核心數(shù)據(jù)庫(kù)，并開發(fā)更多的交互式沉浸式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以滿足在線和線下實(shí)踐教學(xué)的需求[8]。確保線上線下教學(xué)的實(shí)質(zhì)等效；通過推廣和應(yīng)用交互式在線教學(xué)和線下輔導(dǎo)，促進(jìn)高質(zhì)量教學(xué)資源的共享[9]。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要探討了“線性代數(shù)”課程MOOC 翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)創(chuàng)新，并提出幾點(diǎn)教學(xué)改革啟示。通過這種探索和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)“線性代數(shù)”的在線教學(xué)對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)能力要求較高，平臺(tái)的建設(shè)有待加強(qiáng)。目前的在線直播基本滿足了一些簡(jiǎn)單的教學(xué)操作，但還不能完全滿足“線性代數(shù)”乃至數(shù)學(xué)學(xué)科的特殊要求。如果在線教室與直播保持同步的模式成為主流模式，那么是否有足夠的軟硬件支撐數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)活動(dòng)順利實(shí)施，這是每個(gè)在線平臺(tái)需要深入考慮的問題，也是一線教師期盼解決的問題。