立足課堂建設新時代的微積分課程教材

尹遜波 吳勃英

摘 要：本文分析了傳統(tǒng)教材特點以及傳統(tǒng)教學與教材的關系，對數(shù)字化教材、立體化教材等各種新形態(tài)教材作了介紹。以微積分課程為例，探討了如何變革教材建設方式，全方位構建有效服務教學新需求的教學支撐體系。

關鍵詞：課程；教材；課堂；微積分

教材與教學相伴而生。服務于學校教育、作為教學內(nèi)容載體的教材，迄今已有上千年的歷史。第三次工業(yè)革命推動人類社會從工業(yè)時代進入信息時代，以互聯(lián)網(wǎng)、多媒體為代表的信息技術對教材、教學資源的呈現(xiàn)和建設方式帶來了強烈沖擊，不僅使傳統(tǒng)教材發(fā)生重大變革，而且重新定義了教材、課堂與教學的關系。

一、傳統(tǒng)教材

日本學者歡喜隆司從教學論角度闡述了教材包含三個層面的內(nèi)涵：“作為學生的知識體系所計劃的事實、概念、法則、理論”“同知識緊密相關，有助于各種能力與熟練的系統(tǒng)掌握、作業(yè)方式和技術”“知識體系同能力體系的密切結合，奠定世界觀之基礎的表現(xiàn)為信念的、政治的、世界觀的、道德的認識、觀念及規(guī)范”[1]。從這個定義來看，合格的教材應是知識傳輸、能力培養(yǎng)、價值傳遞三位一體的教學支撐體系。

1.傳統(tǒng)教材特點

在傳統(tǒng)教學模式中，課堂基本上是學生學習知識的唯一場所。因此，傳統(tǒng)教材作為課堂教學使用的主要媒介，首要任務是支持課堂教學的開展，即支持教師在課堂教學單元的有限時間里完成既定知識的講授。

在知識傳輸層面，教材的編著首先需要考慮的是內(nèi)容和體系的完整性，從而保證在脫離課堂之后，學習者依然可以通過自學達到對知識的掌握。在能力培養(yǎng)層面，教材需設置培養(yǎng)能力的練習環(huán)節(jié)，例如《微積分》教材可介紹常用的解題技巧和方法，以及一定數(shù)量的習題。在價值傳遞層面，教材編寫需關注學習者的科學觀、人文觀等培養(yǎng)，例如有的《微積分》教材會增加一些數(shù)學家的個人簡介，通過數(shù)學家的生平事跡讓學習者感受數(shù)學之美、學習數(shù)學的樂趣。

2.傳統(tǒng)教材與教學的關系

在傳統(tǒng)教學模式中，教材對教學的支撐圍繞課堂教學這一核心活動，沿課前、課中、課后的時間維度展開。即教材可以用來進行課前預習、課堂輔助學習及課后復習。學習主動性強的學生會在課前預習，但如無其他支撐，預習效果與學生的自學能力、學習內(nèi)容的難度等密切相關。

課堂是教學的核心，課堂上教材的使用關鍵在于與教師授課活動的配合。課堂上，教師會有意識地根據(jù)教材的內(nèi)容和順序來設計授課內(nèi)容，便于學生課堂翻閱教材。對于難點和重點，學生也會根據(jù)自己的理解程度在課堂上隨時參考教材。

課后復習是再一次通過對教材的閱讀，加深對教學內(nèi)容的理解。在這個過程中，教材將起到主導的作用。在傳統(tǒng)教學模式中，閱讀教材幾乎是課后復習的唯一方式。

二、新形態(tài)教材

信息技術的發(fā)展為教材賦予了全新內(nèi)涵，不但重構了教材的呈現(xiàn)形態(tài)，而且重構了教材的內(nèi)容體系。近年來，數(shù)字化教材、立體化教材等各種新的教材形態(tài)不斷出現(xiàn)。數(shù)字化教材多指利用多媒體技術將傳統(tǒng)紙質(zhì)內(nèi)容進行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)化為適用于各類電子終端閱讀的互動性教材[2]。立體化教材是指依托現(xiàn)代教育技術，以能力培養(yǎng)為目標，以紙質(zhì)教材為基礎，以多媒介、多形態(tài)、多用途及多層次的教學資源和多種教學服務為內(nèi)容的結構性配套教學出版物的集合[3]。

對于理想化的數(shù)字化教材，哈佛大學圖書館館長羅伯特·達恩頓在《閱讀的未來》中將它描述為：這種電子書呈現(xiàn)金字塔狀的多層次結構，“最高層是主題的簡要概括，接下來一層可以詳細分析論點的不同方面，第三層由說明文檔組成，第四層是理論文章或史學資料，第五層可以提出教學的主張，第六層記錄讀者調(diào)查報告、讀者與編輯的交流和讀者來信”[2]。

無論哪種教材形式，出發(fā)點都是要利用信息化手段完成教材的變革，拓展教材的內(nèi)涵和外延，從而更好地服務于教學。借助于信息技術，教材能夠容納的知識容量不再受限于篇幅，而教材呈現(xiàn)知識、組織知識的方式也突破了單一的紙質(zhì)載體。富媒體的廣泛使用，使知識表達更加靈活多樣，抽象概念變得更加容易理解。因此，教材與學習活動以一種不同于以往的方式，更加緊密地結合起來，由此推動了教育學理論的發(fā)展。在聯(lián)通主義學習理論中，學習者是學習活動的中心，通過構建連接來完成知識的消化、創(chuàng)造?；诖?，可將教材視為支持學生連接知識的資源集合。在美國，對大學教材統(tǒng)稱為“教學資源”（teaching material）， 比“課本”（textbook）的內(nèi)涵要寬泛得多[4]。

三、微積分課程、教材的融合建設

在信息時代，學生獲取知識的來源更加豐富，傳統(tǒng)課堂教學也受到前所未有的沖擊?！耙越處煘橹行摹眰鹘y(tǒng)授課模式正在被更能激發(fā)學生學習興趣的“以學生為中心”教學模式所取代。如何變革教材的建設方式，全方位構建能夠有效服務教學新需求的教學支撐體系，是亟待解決的問題。

在此背景下，大學教材建設更應以學生為中心，立足課堂教學。我們基于這一思考與認識，通過比較國內(nèi)外各種類型教材，對《微積分》教材建設進行了系統(tǒng)規(guī)劃。教材建設離不開課程建設，“微積分”作為全校公共基礎課，學分重、課時多、教學周期長、影響面廣，針對本課程的特點，我們制定了課程建設總體方案：教學層次多元化、課程體系完整化、網(wǎng)絡資源系統(tǒng)化、考核方式信息化、教學方式多樣化。

1.著力建設MOOC資源

MOOC，即大規(guī)模在線開放課程，是目前最流行的在線教學方式，因其面向?qū)W習者提供開放、自由、高質(zhì)量在線教學服務而在高等教育領域受到廣泛關注。MOOC具有更新方便、傳播快速的優(yōu)勢，很好地彌補了教材出版周期長、發(fā)行渠道有限的弱點。因此，我們充分利用MOOC來構建完善的在線教學體系，以滿足不同教學階段、不同層次學生的需求。以“微積分先修課”MOOC作為向前延伸的課程，供學有余力的高中學生學習，為其創(chuàng)造提前接受大學數(shù)學思維訓練的機會，實現(xiàn)高中、大學的教學銜接?！拔⒎e分”“微積分習題課”兩門MOOC與高校日常教學結合，其視頻和習題資源則成為拓展教材的重要內(nèi)容?！皵?shù)學競賽選講”MOOC作為進階內(nèi)容，為拔尖學生提供進一步提升能力的空間。

2.教材與MOOC融合

MOOC資源建設為教材內(nèi)容的拓展提供了空間，也為教材建設的變革提供了可能。對于互聯(lián)網(wǎng)原住民來說，手機已經(jīng)成為日常生活的重要組成部分，充分利用手機終端，加強學生、課堂、教材三者的交互，是順應時代發(fā)展趨勢的必然選擇。從2015年起，我們對《微積分》教材進行了更新，在教材中植入二維碼，學生通過掃描教材上的二維碼觀看MOOC視頻、完成習題，將教材與MOOC相互對照，完善知識結構。

3.打造課程配套的系列化教材

對于“微積分”這樣重要的公共基礎課程，一本紙質(zhì)教材遠不能滿足學生多樣化、個性化的學習需求。與MOOC相配套，我們先后編寫了《微積分學習指導與習題解答》《全國大學生數(shù)學競賽復習全書》，后續(xù)還將編寫先修課教材，通過系列化的教材建設，逐步實現(xiàn)教材體系與MOOC課程體系的全方位對接。

四、新時代教材建設的思考

在今后相當長的一段時期內(nèi)，課堂仍將是大學教學的主要陣地，因此關注課堂就是關注教學，服務課堂就是服務教學。盡管教材的形式、內(nèi)容仍在不斷更新和發(fā)展中，但大學教材建設應始終把握住立足課堂的本質(zhì)。

課堂是銜接課前學習與課后學習的重要結點，也是課程、教材融合的核心結點，更是信息技術與教育教學深度融合的關鍵結點。課堂為本，意味著教師需在日常教學中關注課堂互動，尤其需要關注如何運用信息技術支撐課堂互動，激發(fā)學生學習積極性，進而提升學生學習效率。

目前，世界正面臨從信息時代跨入智能時代的重要歷史階段。3D打印、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、人工智能等信息技術領域的熱點技術不斷涌現(xiàn)，為教材建設帶來了新機遇，在運用新技術改善教學效果方面仍有廣闊的探索空間。例如對于微積分課程，在線題庫、智能化作業(yè)系統(tǒng)可優(yōu)化布置作業(yè)、提交作業(yè)、評判作業(yè)等各環(huán)節(jié)，大大提升教學效率；課堂教學輔助工具可改善課堂互動體驗；增強現(xiàn)實技術可為學生學習解析幾何等相關內(nèi)容營造空間感，使教材從二維時代進入三維時代。信息技術與教育教學的碰撞沖擊，正在使微積分這一古老課程煥發(fā)嶄新活力。智能時代呼喚著全新的微積分教學，積極探索課程、教材融合創(chuàng)新的建設模式，豐富課程內(nèi)涵，延展教材形態(tài)，構建多元教學支撐體系，是我們對時代呼喚的回應。

參考文獻：

[1]歡喜隆司.關于教材的若干問題與課題[J].外國教育資料，1988（3）.

[2]王英芳.關于高校數(shù)字化教材的建設的思考[J].科技創(chuàng)新導報，2014（16）：117.

[3]魏江江.立體化教材建設的實踐與思考[J].科技與出版，2011（9）：30-32.

[4]高等教育教材建設考察團.學習國外先進經(jīng)驗促進我國教材建設[J].中國大學教學，2003（2）：28-32.

[5]樓才汀，白光義.大眾化教育階段的高等教育教材建設[J].中國大學教學，2007（4）：94-96.

[6]王恬，閻燕.加強教材建設 助力人才培養(yǎng)[J].中國大學教學，2013（9）：93-96.

[責任編輯：夏魯惠]