大數(shù)據(jù)時代下“高等數(shù)學(xué)”翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究

鄭松

摘 要： 大數(shù)據(jù)是當(dāng)今世界發(fā)展的趨勢，給翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用于教學(xué)中提供了理論基礎(chǔ)，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式對新形勢下學(xué)生人文素養(yǎng)的培養(yǎng)和教師的專業(yè)發(fā)展有重要的意義。文章基于大數(shù)據(jù)時代高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過借鑒前人翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究成果，結(jié)合自身高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)經(jīng)驗，提出大數(shù)據(jù)時代背景下高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞： 大數(shù)據(jù) 高等數(shù)學(xué)課程 翻轉(zhuǎn)課堂 教學(xué)模式

1.引言

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)等已經(jīng)逐漸融入人們生活和工作的各個方面，這充分說明大數(shù)據(jù)時代的到來。同樣教育也邁入大數(shù)據(jù)時代，互聯(lián)網(wǎng)中涌現(xiàn)出越來越多的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和新型教學(xué)模式和方法。學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)可以輕松獲取海量知識，這給傳統(tǒng)的以教師為中心的課堂教學(xué)帶來巨大的沖擊。隨著電子書包、電子教材、ipad等不斷推出的新應(yīng)用，人們逐漸意識到不斷發(fā)展的技術(shù)和翻轉(zhuǎn)課堂之間存在內(nèi)在聯(lián)系：先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用為翻轉(zhuǎn)課堂提供了發(fā)揮和發(fā)展的平臺，翻轉(zhuǎn)課堂為新技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展提供了內(nèi)在動力。在大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸成熟下，如何優(yōu)化高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，調(diào)動教師教學(xué)的熱情和學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，提高教學(xué)質(zhì)量和水平成為高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究的重中之重。

2.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的內(nèi)涵

翻轉(zhuǎn)課堂來源于美國可汗學(xué)院所倡導(dǎo)的“視頻課程”，隨之引起全世界廣大學(xué)者的關(guān)注。國際上普遍使用“Flipped Classroom”，其字面意思就是“翻轉(zhuǎn)課堂”，這個譯文形象生動，立即為學(xué)術(shù)界所采納。翻轉(zhuǎn)課堂是一種借助互聯(lián)網(wǎng)，通過PPT、視頻等學(xué)習(xí)資源進(jìn)行各種課程學(xué)習(xí)的模式。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師是課堂的中心，學(xué)生在課堂上被動接受知識，學(xué)生課后主要通過完成教師布置的作業(yè)完成知識內(nèi)化的任務(wù)。在翻轉(zhuǎn)課堂中，教學(xué)方法、師生角色、教學(xué)內(nèi)容等方面都產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)變，由以前的以“教”為主的價值取向轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴皩W(xué)”為本的教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)過程常分為三個階段：第一階段是引導(dǎo)性問題。教師根據(jù)學(xué)生的知識儲備情況，提出與新知識相關(guān)的問題，調(diào)動學(xué)生運用已有知識對新知識內(nèi)容進(jìn)行分析和同化。第二階段是視頻觀看。這一階段的教學(xué)必須建立在第一階段的基礎(chǔ)上，即通過對新知識的內(nèi)化，讓學(xué)生清楚地知道自己對新知識的認(rèn)知情況，帶著問題觀看視頻，對新知識進(jìn)行進(jìn)一步的內(nèi)化和新問題的提出。第三階段問題的解決。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，這個階段是在課后通過課后作業(yè)完成的。但是在翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式中，這一階段被翻轉(zhuǎn)到課堂上，老師不再是課堂教學(xué)的中心而是課堂討論的參與者。教師在課堂上收集問題，對相似問題進(jìn)行歸類，然后將問題發(fā)還給學(xué)生，通過小組討論等方式，鼓勵學(xué)生自主解決學(xué)習(xí)中遇到的問題。

3.高等數(shù)學(xué)課堂采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的必要性

高等數(shù)學(xué)是高校理科課程的必修課程，因為其邏輯性強(qiáng)、比較抽象、公式多且難理解、概念多且難掌握、解題方法靈活多樣等，所以成為高等院校理科學(xué)科教育的難點之一。當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教學(xué)面臨如下問題：首先，教學(xué)內(nèi)容陳舊?，F(xiàn)有高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的選取具有強(qiáng)烈的學(xué)科本位傾向，重視數(shù)學(xué)知識的傳授，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)本身的系統(tǒng)性與完整性，忽視高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用性，與社會的生活實際嚴(yán)重脫節(jié)，一定程度上影響學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)及可持續(xù)發(fā)展帶來困難；其次，教學(xué)方法、手段單一。教學(xué)方法基本上還是以知識傳授為主，采用“黑板+粉筆”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，沒有注意學(xué)生個體的差異，學(xué)生被動學(xué)習(xí)的局面沒有改變。教學(xué)手段與信息技術(shù)聯(lián)系不夠緊密，沒有充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)諸如QQ、微信等輔助教學(xué)，沒有很好地利用網(wǎng)絡(luò)資源，導(dǎo)致學(xué)生參與度不高，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，教學(xué)效果不理想；最后，課時明顯不足。新一輪課程改革中，各院校普遍重視專業(yè)核心課程的開設(shè)，壓縮公共基礎(chǔ)課程課時。高等數(shù)學(xué)學(xué)時得不到根本保證，教學(xué)內(nèi)容與課時的矛盾突出，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量和效果。

鑒于以上問題，高等數(shù)學(xué)課程必須改革。大數(shù)據(jù)時代的到來給高等數(shù)學(xué)課程的改革提供可能性，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的發(fā)展給課程改革帶來新的思路。首先，翻轉(zhuǎn)課堂的中心從教師轉(zhuǎn)到學(xué)生，能夠充分調(diào)動學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的積極性和主動性；其次，翻轉(zhuǎn)課堂將教學(xué)內(nèi)容的重心從知識的傳授轉(zhuǎn)到學(xué)生問題的解決，有利于解決學(xué)生在實際學(xué)習(xí)中遇到的問題，從而幫助學(xué)生同化分析技巧的知識；最后，因為學(xué)生知識水平的差異，對于知識的接受水平參差不齊。通過視頻的觀看，學(xué)生可以根據(jù)自身的理解和接受情況，完成個性化任務(wù)。與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比較，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法能夠更有效地幫助學(xué)生接受新知識。

4.高等數(shù)學(xué)課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計

美國富蘭克林學(xué)院Robert Talbert教授經(jīng)過多年教學(xué)，總結(jié)出的課前觀看教學(xué)視頻、針對性練習(xí)，課中快速少量測試、解決問題，促進(jìn)知識內(nèi)化、總結(jié)的兩步實施模式，被廣泛采用。當(dāng)然翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式不能簡單理解為課前觀看視頻——課堂解決問題，教學(xué)模式的設(shè)計必須考慮教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、學(xué)習(xí)者知識儲備等因素，因此教師必須科學(xué)地設(shè)計教學(xué)模式。結(jié)合我校高等數(shù)學(xué)教學(xué)的實際情況，按照翻轉(zhuǎn)課堂的理念我們可以構(gòu)建如下教學(xué)模式。

4.1設(shè)計微視頻

微視頻必須嚴(yán)格按照教學(xué)目標(biāo)的要求，突出教學(xué)的重難點，每一段視頻不宜過長，視頻中要預(yù)留給學(xué)生思考的內(nèi)容，把學(xué)生引到自主探索中。為了更好地指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，教師編寫一定的輔助學(xué)習(xí)資源，可以包括電子書、課件、練習(xí)題及數(shù)學(xué)軟件，對視頻的知識點進(jìn)行補(bǔ)充說明，幫助加深學(xué)生對知識的理解。教師可以把網(wǎng)絡(luò)上的精品課或公開課的視頻作為輔助資源提供給學(xué)生，供學(xué)生在自主探索時參考學(xué)習(xí)，但是現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)視頻絕大部分時間較長，不能采用拿來主義原原本本地作為學(xué)生的學(xué)習(xí)視頻。而且要考慮到學(xué)生個體差異性、學(xué)習(xí)能力與基礎(chǔ)知識掌握的不同程度，實行個性化教學(xué)。

4.2課堂問題解決

翻轉(zhuǎn)課堂突出優(yōu)點就是通過學(xué)習(xí)者課前的自主學(xué)習(xí)，延伸有效學(xué)習(xí)時間，使課堂教學(xué)具有針對性，強(qiáng)化教學(xué)效果。在有限的課堂教學(xué)中，教師充分利用交流、協(xié)作等形式的活動，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生掌握新知識。課堂問題解決是檢驗第一階段知識內(nèi)化情況的重要一環(huán)，也是進(jìn)行知識二次內(nèi)化的階段。教師應(yīng)在課堂前總結(jié)微視頻的內(nèi)容，收集學(xué)生的問題，并歸納學(xué)生的問題，將問題發(fā)還給學(xué)生，通過小組討論的方式解決問題。教師和學(xué)生互換角色，教師做學(xué)生，學(xué)生做小老師。小老師可以通過給別人講解知識進(jìn)一步領(lǐng)悟和鞏固觀看視頻所獲得的知識。因此，改革后的新課堂成為師生共同探究、問題解決、協(xié)作創(chuàng)新的場所。

4.3課后評價反饋

翻轉(zhuǎn)課堂的評價與傳統(tǒng)課堂的評價完全不同，不但要注重對學(xué)習(xí)結(jié)果的評價，更要注重對學(xué)習(xí)過程的評價，做到定量評價和定性評價、形成性評價和總結(jié)性評價相結(jié)合?；诖髷?shù)據(jù)分析，借助移動互聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)搭建師生教學(xué)交流學(xué)習(xí)平臺，跟蹤學(xué)生在平臺上的閱讀、作業(yè)和交流數(shù)據(jù)信息，快速生成有效的數(shù)據(jù)信息，學(xué)生通過師生交流學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)互動獲取平時成績加分，作為學(xué)期綜合測評成績的重要參考標(biāo)準(zhǔn)，從而促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)交流的動力。通過日積月累產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息可以客觀有效地反映學(xué)生最新的學(xué)習(xí)動態(tài)，掌握和了解學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)狀況，為優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量提供最直接的數(shù)據(jù)和技術(shù)支撐。

4.4課后練習(xí)拓展

學(xué)生的水平參差不齊，在校學(xué)習(xí)的目標(biāo)也大相徑庭，為了學(xué)生的全面可持續(xù)發(fā)展，可以在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上增加拓展模塊。課后通過師生學(xué)習(xí)平臺拓展練習(xí)，設(shè)置開放性和日常感興趣的問題，及時更新平臺系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生開闊視野，并通過師生學(xué)習(xí)交流論壇進(jìn)行師生之間、學(xué)生之間的交流討論和互動。任課教師要加強(qiáng)和專業(yè)課教師的溝通，要明確告訴學(xué)生通過數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)可以解決專業(yè)課中哪些實際問題。

整個翻轉(zhuǎn)課堂模式貫穿于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，記錄師生學(xué)習(xí)全過程數(shù)據(jù)信息，通過師生評價考核信息對課堂教學(xué)進(jìn)度、學(xué)生知識掌握程度和學(xué)習(xí)積極性展開實時動態(tài)跟蹤評價，為改進(jìn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量提供分析指標(biāo)，從而提高課堂教學(xué)水平。

5.結(jié)語

大數(shù)據(jù)時代，網(wǎng)上的優(yōu)質(zhì)教育資源已經(jīng)極為豐富，信息化學(xué)習(xí)環(huán)境也已具備，這為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實施提供了堅實的基礎(chǔ)。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，將圍繞學(xué)生個性發(fā)展的數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘，力求為每一位學(xué)習(xí)者提供基于大數(shù)據(jù)的個性化服務(wù)。但是高等數(shù)學(xué)課堂如何有效地借力翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式？學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的狀態(tài)是怎么樣？如何合理開發(fā)適合翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的高等數(shù)學(xué)教材？這可能是未來很長一段時間內(nèi)需要考慮的問題。在后續(xù)教學(xué)研究中，我們還應(yīng)著重探討翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法與其他教學(xué)模式的結(jié)合。

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