基于“數(shù)智技術(shù)+”智慧學(xué)習(xí)平臺的高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革研究與實踐

楊 鵬

西安財經(jīng)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)院 陜西西安 710100

高等數(shù)學(xué)是大學(xué)里一門十分重要的基礎(chǔ)課程,在諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的應(yīng)用,而且是大學(xué)很多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。目前,很多學(xué)校的課堂教學(xué)模式主要采用“粉筆+板書”的形式。由于高等數(shù)學(xué)內(nèi)容抽象難懂、枯燥乏味,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高。因此,高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)改革勢在必行。

1 “數(shù)智技術(shù)”背景下高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革的重要意義

隨著高等教育的不斷深化改革和“數(shù)智技術(shù)”的到來,慕課、微課、智慧課堂、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式不斷興起,傳統(tǒng)“填鴨式”的教學(xué)模式已經(jīng)不符合當(dāng)前高等教育改革的要求。2018年和2019年《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》和《國家職業(yè)教育改革實施方案》都提出了將現(xiàn)代化的教育技術(shù)運用到教學(xué)中,推廣形式多樣的智慧課堂、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、慕課、線上線下相結(jié)合等教學(xué)模式。這些教學(xué)模式都注重培養(yǎng)學(xué)生的動手動腦能力、參與教學(xué)過程的自主學(xué)習(xí)能力,貫徹“學(xué)生為主、教師為輔”的教育理念。這些教學(xué)模式在今后的高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中將發(fā)揮重要的作用。

2 高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革研究現(xiàn)狀分析

由于傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中存在一些弊端,近年來很多學(xué)者研究了高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)改革。李建龍等[1]探討了微課教學(xué)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用,提出了高等數(shù)學(xué)微課教學(xué)的應(yīng)用要點與優(yōu)化策略。張永華[2]探討了混合式教學(xué)模式在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的要求,提出了教學(xué)體系重構(gòu)的思路。王光生等[3]詳細(xì)介紹了翻轉(zhuǎn)課堂的由來、發(fā)展、實施策略等,并給出了數(shù)學(xué)課中使用翻轉(zhuǎn)課堂設(shè)計的核心要素與需要注意的問題。吳建功[4]以“導(dǎo)數(shù)的概念”為例,分析了線上線下混合教學(xué)模式下高等數(shù)學(xué)課程翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計。楊磊[5]研究了新文科背景下智慧課堂教學(xué)模式的探索,提出“智慧課堂”建設(shè)的核心是將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)課堂教學(xué)中,打造線上與線下相融合的智能化、數(shù)字化、個性化的教學(xué)模式。劉明術(shù)[6]研究了“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧課堂教學(xué)模式在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。雖然很多學(xué)者研究了利用“數(shù)智技術(shù)”推動高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)改革,但是研究不夠系統(tǒng)。

課程思政教育是新時期我國高校思想政治工作的國家戰(zhàn)略部署,是高校立德樹人、三全育人的創(chuàng)新指導(dǎo)。2016年,習(xí)近平總書記在全國高校思想政治教育工作會議指出“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程,實現(xiàn)全程育人、全方位育人,努力開創(chuàng)我國高等教育的新局面”。2020年教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》,這為高校開展課程思政教育指明了方向。黨的二十大報告指出,“用社會主義核心價值觀鑄魂育人,完善思想政治工作體系,推進(jìn)大中小學(xué)思想政治教育一體化建設(shè)”。最近,一些學(xué)者研究了高等數(shù)學(xué)的課程思政教育。王岳[7]基于案例,研究了“高等數(shù)學(xué)”課程思政建設(shè)。劉麗芳[8]從數(shù)學(xué)家的故事、數(shù)學(xué)發(fā)展史、解題過程中蘊含的人生哲理、解決實際問題等方面挖掘思政元素,研究了“高等數(shù)學(xué)”課程思政改革問題。雖然已有一些學(xué)者研究了“高等數(shù)學(xué)”的思政教育,但是實踐效果不夠顯著。

OBE(Outcome-Based Education),即成果導(dǎo)向教育,是一種先進(jìn)的教育理念,由美國學(xué)者Spady提出。OBE理念的核心是成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)。OBE理念已成為歐美很多國家教育改革的主流理念。用OBE理念引導(dǎo)我國教育與課程教學(xué)改革,對于保障和提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實意義。江郁[9]探討了OBE理念下高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的路徑。章慶勇等[10]研究了基于OBE理念的高等數(shù)學(xué)考核指標(biāo)體系的構(gòu)建。在OBE教育理念下,研究高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)改革,尚處于起步階段。

3 “數(shù)智技術(shù)+”智慧學(xué)習(xí)平臺的高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革的有效途徑和建議

3.1 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程資源

隨著“數(shù)智技術(shù)”的發(fā)展,市面上已有很多智慧學(xué)習(xí)平臺,如學(xué)堂云、學(xué)習(xí)通、智慧樹、九竹課程平臺等,眾多高校自己也建設(shè)了智慧學(xué)習(xí)平臺。在智慧學(xué)習(xí)平臺上,基于“數(shù)智技術(shù)”建設(shè)高等數(shù)學(xué)課程,對于推廣高等數(shù)學(xué)教學(xué)經(jīng)驗十分重要。我們認(rèn)為,可以從以下三個方面建設(shè)高等數(shù)學(xué)的網(wǎng)絡(luò)課程資源。

3.1.1 課前網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)

我們建議可以從以下方面進(jìn)行課前網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè):(1)挖掘課程思政元素。把思政教育融入高等教學(xué)中,對于樹立學(xué)生正確的人生觀、價值觀和世界觀非常重要。在教師授課前,可以在智慧學(xué)習(xí)平臺通過視頻、課件等形式把思政教育融入學(xué)生將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。比如:在講定積分的元素法時,可以把紅軍長征、學(xué)習(xí)如逆水行舟,不進(jìn)則退等思想以視頻的形式進(jìn)行展示,讓學(xué)生體會轉(zhuǎn)化和量變到質(zhì)變的思想。(2)重難點講解。在學(xué)生預(yù)習(xí)內(nèi)容時,把重難點做成微課。這樣學(xué)生在課前就了解了本節(jié)內(nèi)容的重點和難點,上課時,學(xué)生就能帶著問題進(jìn)行有針對性的聽講。(3)課前習(xí)題。建設(shè)過關(guān)練習(xí)題通過學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)的重難點,對本節(jié)內(nèi)容有了一些初步的了解。通過做練習(xí)題,教師在講課前就了解了學(xué)生對重難點掌握的情況,課堂授課更有針對性。

3.1.2 課中網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)

為了配合線下授課,教師可以把本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的課件、課堂實錄等資料上傳到智慧學(xué)習(xí)平臺。這樣,學(xué)生可以利用這些資源,把上課沒有聽懂的知識點課下繼續(xù)學(xué)習(xí)。教師可以把課程思政內(nèi)容融入課件,使學(xué)生再次進(jìn)行思政教育。

3.1.3 課后網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)

課后網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)主要是習(xí)題和教學(xué)反思。習(xí)題可分為每一節(jié)的練習(xí)題、章節(jié)練習(xí)題,以及期末練習(xí)題。通過學(xué)生做這些練習(xí)題,教師可以及時掌握學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容掌握的程度,及時有針對性地對學(xué)生暴露出的問題進(jìn)行講解。另外,教師也可以把教學(xué)反思上傳到智慧學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生通過教師的教學(xué)反思,可以了解到課上學(xué)不到的知識。在教學(xué)反思中,教師可以再次把課程思政融入其中,使學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行課程思政的教育。通過課前、課中和課后,多次對學(xué)生進(jìn)行思政教育,起到較好的育人效果。

3.2 網(wǎng)絡(luò)課程資源與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合

網(wǎng)絡(luò)課程資源與課堂教學(xué)不是兩個孤立的部分,而是要做到有機(jī)結(jié)合。(1)課前,網(wǎng)絡(luò)資源與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。通過學(xué)生對智慧學(xué)習(xí)平臺上的課前網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)習(xí),教師及時掌握學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié),有利于課堂上采取有針對性的教學(xué)模式。如果學(xué)生普遍對本節(jié)內(nèi)容掌握得不好,課上教師可以采取內(nèi)容講授與學(xué)生練習(xí)相結(jié)合的模式,以講授為主。如果學(xué)生普遍對本節(jié)內(nèi)容掌握得較好,教師可以采取翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,在翻轉(zhuǎn)課堂中,教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生對知識點掌握不準(zhǔn)確的地方并進(jìn)行歸納、總結(jié),學(xué)生在掌握知識的同時,可以鍛煉語言表達(dá)能力、自主學(xué)習(xí)的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣,鍛煉學(xué)生的自信心。(2)課中,網(wǎng)絡(luò)資源與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。針對課堂教學(xué)中學(xué)生暴露出的問題,教師及時更新課中網(wǎng)絡(luò)資源中的習(xí)題,學(xué)生可以進(jìn)行有針對性的學(xué)習(xí)。(3)課后,網(wǎng)絡(luò)資源與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。針對課后網(wǎng)絡(luò)資源中學(xué)生暴露出的問題,教師在下次上課或者課下可以對學(xué)生進(jìn)行集體或個別有針對性的指導(dǎo)。

3.3 建設(shè)新的課程評價體系

評價體系的建設(shè)對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、提高教學(xué)效果十分重要。我們建議按照“以成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)”的OBE理念建設(shè)課程評價體系,評價體系中要體現(xiàn)過程性考核。根據(jù)我們的實際做法,我們建議可以從過程性考核、終結(jié)性考核和持續(xù)改進(jìn)三方面建設(shè)新的高等數(shù)學(xué)課程評價體系。具體實施方法如下。

3.3.1 過程性考核

過程性考核可以以平時成績的形式給出,主要包括課堂表現(xiàn)、紙質(zhì)作業(yè)和智慧學(xué)習(xí)平臺成績,它們的計算依據(jù)可以以如下形式給出,見下表。

平時成績的計算依據(jù)表

根據(jù)上表,平時成績的具體計算方法介紹如下:

(1)課堂表現(xiàn)滿分為100分,包括翻轉(zhuǎn)課堂主講次數(shù)、考勤、課堂反應(yīng)、課堂提問和學(xué)習(xí)筆記等。打分原則:曠課1學(xué)時扣10分,遲到、早退、請假視情節(jié)予以扣分,扣完為止,對于無故曠課累積6學(xué)時及以上者,平時成績以0分計;翻轉(zhuǎn)課堂主講次數(shù)、課堂反應(yīng)、課堂提問、學(xué)習(xí)筆記,任課教師結(jié)合實際情況,酌情給分。

(2)紙質(zhì)作業(yè)滿分為100分,打分原則:單次作業(yè)未完成扣20分,扣完為止,未完成作業(yè)次數(shù)累計三分之一及以上者,平時成績以0分計。

(3)智慧學(xué)習(xí)平臺成績的總成績,滿分為100分,若為0分者,則平時成績以0分計。

通過上面過程性考核,可以督促學(xué)生按時完成智慧學(xué)習(xí)平臺上的網(wǎng)絡(luò)課程資源,上課配合教師進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂,按時上課,及時完成作業(yè)。

3.3.2 終結(jié)性考核

終結(jié)性考核以閉卷考試的形式進(jìn)行。閉卷考試重點考查學(xué)生的以下能力:(1)系統(tǒng)掌握高等數(shù)學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法,并具有將其應(yīng)用于實際相關(guān)問題的能力。(2)掌握高等數(shù)學(xué)的基本思想和相關(guān)方法,培養(yǎng)抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力以及數(shù)學(xué)運算能力,具有基本的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和豐厚的數(shù)學(xué)文化底蘊。(3)培養(yǎng)建立數(shù)學(xué)模型的能力,并具有綜合運用高等數(shù)學(xué)的方法分析和解決相關(guān)實際問題的能力,培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新意識。

3.3.3 持續(xù)改進(jìn)

過程性考核和終結(jié)性考核按照30%和70%的權(quán)重給出學(xué)生的最終成績。對學(xué)生的成績按照每個大題的達(dá)成度進(jìn)行分析,持續(xù)改進(jìn)評價體系。達(dá)成度為學(xué)生得分除以目標(biāo)分值。達(dá)成度又分為過程性考核達(dá)成度與終結(jié)性考核達(dá)成度,它們按照30%和70%的權(quán)重給出最終的達(dá)成度。通過達(dá)成度分析每個學(xué)生的情況,持續(xù)改進(jìn)高等數(shù)學(xué)的課程評價體系。

結(jié)語

本文結(jié)合筆者的高等數(shù)學(xué)教學(xué)實踐,從“數(shù)智技術(shù)”背景下高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革的重要意義、教學(xué)改革的現(xiàn)狀、基于智慧學(xué)習(xí)平臺的網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)、課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)資源有機(jī)結(jié)合、評價體系等方面探討了高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革的必要性和途徑,并提出了針對某一教學(xué)內(nèi)容按照課前、課中和課后,多次進(jìn)行思政教育的理念。高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革的路任重而道遠(yuǎn),我們將按照OBE的教育理念以成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)。