高等數(shù)學(xué)混合教學(xué)實(shí)踐研究

時(shí)間:2022-03-03 02:52:07

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高等數(shù)學(xué)混合教學(xué)實(shí)踐研究

摘要:結(jié)合院校環(huán)境、課程特點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)情,在高等數(shù)學(xué)課程中選取適當(dāng)?shù)闹R(shí)點(diǎn)制作成微課.依托泛雅平臺(tái)建設(shè)在線課程,利用學(xué)習(xí)通進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐,并及時(shí)通過(guò)學(xué)習(xí)通進(jìn)行教學(xué)反饋.真正體現(xiàn)出以學(xué)生發(fā)展為中心,推進(jìn)教育教學(xué)與信息技術(shù)深度融合,實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化.

關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué);微課;翻轉(zhuǎn)課堂;混合教學(xué)

高等數(shù)學(xué)課程的主要內(nèi)容是微積分,它廣泛應(yīng)用于社會(huì)科學(xué)、工程技術(shù)和經(jīng)濟(jì)管理等各個(gè)領(lǐng)域,其內(nèi)容、思想與方法對(duì)培養(yǎng)各類(lèi)人才全面綜合素質(zhì)有不可替代的作用.高等數(shù)學(xué)已成為大學(xué)理工類(lèi)、經(jīng)管類(lèi)及許多其它專(zhuān)業(yè)重要的必修基礎(chǔ)課和工具課[1].然而因其呈現(xiàn)出的概念復(fù)雜、理論性強(qiáng)和表達(dá)形式抽象等課程特點(diǎn),導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果并不理想.

1傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)存在的弊端

1.1缺少課前導(dǎo)學(xué)和課后督學(xué).傳統(tǒng)的授課方式?jīng)]有實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)和課后督學(xué),導(dǎo)致在課前導(dǎo)學(xué)和課后督學(xué)過(guò)程中學(xué)生因缺少幫助而盲目應(yīng)付.學(xué)生缺少獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程體驗(yàn),沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)真正的消化和吸收.1.2課上重講授,輕互動(dòng).由于課程內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少,在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中教師一直不停地講解,學(xué)生基本處于被動(dòng)接受的狀態(tài),失去了主動(dòng)參與課堂活動(dòng)的積極性.課堂的有限交流使學(xué)生缺少了內(nèi)化吸收的過(guò)程,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏參與感和成就感.1.3教學(xué)方式單一,內(nèi)容陳舊.由于高校教師承擔(dān)著一定的科研任務(wù),不愿意花費(fèi)太多的時(shí)間和精力投入到教學(xué)活動(dòng)中.整個(gè)課程基本上都是采用講授式教學(xué),缺少對(duì)教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)態(tài)更新,無(wú)法點(diǎn)燃學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,也無(wú)法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2].互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)了高等教育的信息化發(fā)展,線上線下混合式教學(xué)成為目前高校教學(xué)改革的一個(gè)重要研究方向[3].翻轉(zhuǎn)課堂是實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)的有效途徑,微課恰好可以滿足翻轉(zhuǎn)課堂的要求,因其時(shí)間短、針對(duì)性強(qiáng),可以用來(lái)有效規(guī)劃教學(xué)活動(dòng),這是有些MOOC無(wú)法做到的.借助教學(xué)輔助工具,將信息技術(shù)合理地應(yīng)用在教學(xué)中.一方面彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端,另一方面,可以創(chuàng)新性的發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”教育模式,進(jìn)而提高教學(xué)效率,保證教學(xué)質(zhì)量.

2基于“微課+翻轉(zhuǎn)課堂”的高等數(shù)學(xué)混合教學(xué)實(shí)踐

2.1課前的資源建設(shè).2.1.1利用快課技術(shù)制作微課.教師可以自己學(xué)習(xí)快課技術(shù)制作微課.如利用AdobePresenterVideoExpress軟件錄制微課;利用EasySketchPro3軟件可以制作手繪動(dòng)畫(huà),插入到微視頻的片頭和片尾處;利用CrazyTalk軟件可以制作出生動(dòng)活潑的動(dòng)漫人物,用于微課設(shè)計(jì)中的教學(xué)導(dǎo)入或總結(jié)環(huán)節(jié);利用網(wǎng)易見(jiàn)外平臺(tái)為微視頻添加字幕.具體流程見(jiàn)圖1.2.1.2利用泛雅平臺(tái)建設(shè)在線課程教師可以在泛雅平臺(tái)上教學(xué)資源,主要指微視頻、教學(xué)設(shè)計(jì)以及教案(PPT)、章節(jié)測(cè)試等.涉及內(nèi)容為高等數(shù)學(xué)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn),如一元函數(shù)微分學(xué)中的數(shù)列極限的精確定義、函數(shù)的間斷點(diǎn)、拉格朗日中值定理、定積分的定義和可降階的高階微分方程等.此外,為了讓學(xué)生充分體會(huì)到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,教師還可以加入一些生活中的數(shù)學(xué)案例,如講解曲率時(shí),可以結(jié)合鐵路的彎道設(shè)計(jì)問(wèn)題[4]:為保證列車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行,鐵路由直道進(jìn)入圓弧彎道時(shí),會(huì)接入一段緩沖段,緩沖曲線常取立方拋物線316yxRl=(R為圓弧彎道的半徑,l為緩沖曲線的長(zhǎng)度,且l<<R).原因是緩沖曲線上的曲率會(huì)由0連續(xù)地變化到1R.更多的案例見(jiàn)表1.2.2課上的教學(xué)實(shí)踐.混合式教學(xué)是信息化時(shí)代的產(chǎn)物,而翻轉(zhuǎn)課堂是混合式教學(xué)的一種高級(jí)形態(tài).傳統(tǒng)的實(shí)體課堂以“教師講授”為主要形式,而翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào),將“教師講授”內(nèi)容以微課來(lái)實(shí)現(xiàn),實(shí)體課堂則更多的實(shí)現(xiàn)教師主導(dǎo)下的學(xué)生自主式、參與式、探究式和合作式學(xué)習(xí).從而合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度,增加課程難度,拓展課程深度,切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量[5].結(jié)合院校環(huán)境、課程特點(diǎn)及學(xué)生的學(xué)情,嘗試實(shí)施基于學(xué)習(xí)通的多種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)形式.2.2.1生講生評(píng)隨機(jī)分組,在每個(gè)小組中隨機(jī)選取組員講解微課所講授的內(nèi)容,講解過(guò)程中如果出現(xiàn)錯(cuò)誤或者進(jìn)行不下去的情況,其他組員可以進(jìn)行補(bǔ)充.評(píng)價(jià)方式采用教師評(píng)價(jià)占50%,組間評(píng)價(jià)占50%相結(jié)合的方式進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià),所得成績(jī)作為一組中每個(gè)人的成績(jī).在講解過(guò)程中教師可以通過(guò)學(xué)習(xí)通中的直播功能記錄下學(xué)生的精彩表現(xiàn)[6].對(duì)于函數(shù)的單調(diào)性與極值這一知識(shí)點(diǎn),學(xué)生在高中時(shí)已經(jīng)學(xué)過(guò),比較適合學(xué)生講解.課前可以任務(wù)書(shū):(1)函數(shù)單調(diào)性的判別法;(2)函數(shù)單調(diào)區(qū)間的分界點(diǎn)有哪些;(3)總結(jié)求函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟;(4)什么是極值點(diǎn),極值與最值的關(guān)系如何;(5)舉例說(shuō)明極值點(diǎn)與駐點(diǎn)的關(guān)系;(6)如何判別極值.2.2.2案例點(diǎn)評(píng).隨機(jī)分組,學(xué)生課下完成案例式作業(yè),課上選擇學(xué)生講解案例,進(jìn)行成果展示.教師對(duì)案例進(jìn)行點(diǎn)評(píng),發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正.對(duì)于零點(diǎn)定理這一知識(shí)點(diǎn),教師要求學(xué)生課前觀看微視頻,并搜集生活中與零點(diǎn)定理有關(guān)的案例——上山下山問(wèn)題、切蛋糕問(wèn)題、放穩(wěn)椅子問(wèn)題等.這個(gè)過(guò)程中不僅教會(huì)學(xué)生知識(shí),更重要的是強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用,潛移默化地滲透了數(shù)學(xué)建模的思想.2.2.3邊講邊練.對(duì)于高等數(shù)學(xué)課程一元函數(shù)的微積分實(shí)驗(yàn)部分,主要是應(yīng)用Matlab軟件進(jìn)行平面圖形的繪制和求解一元函數(shù)的微積分.本部分采用在機(jī)房上課的演練式教學(xué),邊講解知識(shí),邊進(jìn)行程序設(shè)計(jì)編寫(xiě),邊調(diào)試,隨學(xué)隨用.解決了學(xué)生只學(xué)不練的問(wèn)題,使學(xué)生在真實(shí)場(chǎng)景中學(xué)習(xí)和實(shí)踐,加深對(duì)理論知識(shí)的鞏固.2.2.4以練代講.教師課前將知識(shí)點(diǎn)(如復(fù)合函數(shù)的導(dǎo)數(shù)、洛必達(dá)法則等)設(shè)計(jì)成檢測(cè)題,學(xué)生課前通過(guò)觀看微視頻自學(xué)相關(guān)內(nèi)容,課堂上教師要求學(xué)生解答相應(yīng)題目,對(duì)錯(cuò)誤率較高的題目進(jìn)行詳細(xì)講解.由強(qiáng)化“教”轉(zhuǎn)化成強(qiáng)化“學(xué)”,真正提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果.值得注意的是選取的知識(shí)點(diǎn)不應(yīng)過(guò)于難以理解.需要指出的是,盡管翻轉(zhuǎn)課堂是一種趨勢(shì),但是對(duì)于高等數(shù)學(xué)課程中哪些知識(shí)點(diǎn)更適合先學(xué)后教,而哪些知識(shí)點(diǎn)更適合傳統(tǒng)講授,應(yīng)該由教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情而定.2.3課后的復(fù)習(xí)鞏固.對(duì)課堂上教師講授的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生很難做到完全的消化和理解.微視頻方便學(xué)生課下隨時(shí)隨地進(jìn)行復(fù)習(xí).此外,教師可以根據(jù)學(xué)情,將重、難點(diǎn)設(shè)計(jì)成討論題目,讓學(xué)生課下進(jìn)行討論,從而發(fā)現(xiàn)并及時(shí)解決問(wèn)題.通過(guò)合理有效的溝通機(jī)制,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題得以及時(shí)解決,在線學(xué)習(xí)不再是單向輸出形式,而是雙向互動(dòng)形式,從而實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化主動(dòng)學(xué)習(xí),提高了教學(xué)效果.此外,每章結(jié)束后,教師可以通過(guò)學(xué)習(xí)通進(jìn)行章節(jié)測(cè)試,以此來(lái)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況.教師事先設(shè)置好測(cè)試時(shí)間,活動(dòng)開(kāi)始后學(xué)生可隨時(shí)隨地利用手機(jī)進(jìn)行答題,學(xué)生完成測(cè)試提交后可以看到自己的測(cè)試分?jǐn)?shù).教師可以事先設(shè)置好及格的分?jǐn)?shù),同時(shí)設(shè)置題目亂序,不及格的學(xué)生打回去重做.這樣既節(jié)約了批改時(shí)間,也可以讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)真正的理解和掌握[7].

3基于“微課+翻轉(zhuǎn)課堂”的高等數(shù)學(xué)混合教學(xué)優(yōu)勢(shì)與反饋

3.1開(kāi)展混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì).3.1.1延長(zhǎng)了線上線下學(xué)習(xí)時(shí)間.將學(xué)習(xí)通引入教學(xué)中,實(shí)施微課與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的混合式教學(xué).讓學(xué)生能隨時(shí)隨地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后鞏固,不但增加了學(xué)習(xí)時(shí)間的投入,同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[8].3.1.2實(shí)時(shí)進(jìn)行教學(xué)監(jiān)督與評(píng)價(jià).教師可以通過(guò)超星泛雅平臺(tái)對(duì)每個(gè)學(xué)生的考勤和課程微視頻學(xué)習(xí)情況,以及章節(jié)測(cè)試和課堂互動(dòng)情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督,并把每項(xiàng)達(dá)不到相應(yīng)分?jǐn)?shù)的學(xué)生作為督導(dǎo)對(duì)象進(jìn)行督學(xué).對(duì)學(xué)生掌握程度和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤了解,有利于形成階段性的教學(xué)評(píng)價(jià).3.1.3增加了互動(dòng)交流的機(jī)會(huì).混合式教學(xué)使學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間充分展開(kāi)互動(dòng)交流,突破了傳統(tǒng)課堂局限性,為有限的課堂爭(zhēng)取了更多的互動(dòng)交流時(shí)間[9].3.2學(xué)生對(duì)于混合式教學(xué)的反饋.針對(duì)工科專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的班級(jí)實(shí)施混合式教學(xué),并利用學(xué)習(xí)通進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查,了解學(xué)生對(duì)實(shí)施線上線下混合式教學(xué)的感受和建議.發(fā)放問(wèn)卷130份,收回129份.調(diào)查結(jié)果:(1)教學(xué)方式.相對(duì)于單純的線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和線下面對(duì)面課堂教學(xué)來(lái)說(shuō),87%的學(xué)生更喜歡線上(自主完成視頻學(xué)習(xí)、章節(jié)測(cè)試及討論答疑等)+線下(面對(duì)面授課)混合教學(xué).(2)教學(xué)效果.83%的學(xué)生認(rèn)為混合式教學(xué)能夠幫助自己課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣;94%的學(xué)生認(rèn)為混合式教學(xué)課堂氣氛比傳統(tǒng)教學(xué)模式活躍;相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)相比,53%的學(xué)生認(rèn)為線上線下同時(shí)學(xué)習(xí),提高了效率,47%的學(xué)生認(rèn)為增加了學(xué)習(xí)時(shí)間的投入和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,課堂活潑生動(dòng)、互動(dòng)性高.(3)學(xué)習(xí)態(tài)度和效果.53%的學(xué)生認(rèn)為開(kāi)展在線學(xué)習(xí)后,學(xué)習(xí)態(tài)度比以前積極了,43%的學(xué)生認(rèn)為自己一直都很積極;對(duì)于線上線下混合式學(xué)習(xí)的收獲,38%的學(xué)生認(rèn)為提高了學(xué)習(xí)興趣,36%的學(xué)生認(rèn)為培養(yǎng)了分析和解決問(wèn)題的能力,26%的學(xué)生認(rèn)為提升了自學(xué)能力.此外,對(duì)比較難以理解的概念和定理(如定積分的定義,拉格朗日中值定理等)通過(guò)提前布置分組任務(wù),課后小組討論,課上匯報(bào),教師和組間評(píng)價(jià)實(shí)施混合式教學(xué),與實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)的平行班級(jí)相比,實(shí)施混合式教學(xué)的班級(jí)學(xué)生對(duì)概念和定理的理解更加透徹,運(yùn)用更加熟練,學(xué)習(xí)更高效更富有成果.實(shí)踐表明,基于“微課+翻轉(zhuǎn)課堂”的高等數(shù)學(xué)混合教學(xué)使教學(xué)內(nèi)容和形式更加豐富,與傳統(tǒng)教學(xué)相比較,課堂氣氛更加活躍,讓學(xué)生有更強(qiáng)的參與感和積極性,具有更強(qiáng)的獨(dú)立分析和思考問(wèn)題的能力.

混合式教學(xué)雖然是當(dāng)下流行的教學(xué)改革趨勢(shì),但仍然面臨很多的問(wèn)題.一方面對(duì)于本來(lái)科研和教學(xué)任務(wù)就比較繁重的教師而言,再花費(fèi)時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)信息化技術(shù),難免是一種負(fù)擔(dān);另一方面,學(xué)生習(xí)慣了被動(dòng)式的教學(xué)模式,認(rèn)為混合式教學(xué)增加了他們學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān),因此產(chǎn)生了一定的抵觸情緒.教學(xué)改革需各方形成合力,需要學(xué)校出臺(tái)更多的政策進(jìn)行混合式教學(xué)改革,需要教師大膽嘗試混合式教學(xué)改革,需要調(diào)動(dòng)學(xué)生積極參與混合式教學(xué)改革.混合式教學(xué)作為信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的有效載體,需要不斷地探索與完善,最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化.

作者:劉海成 李艷鳳 代冬巖 宋千紅 單位:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)理學(xué)院