《數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)》混合教學(xué)改革實(shí)踐研究

劉鐵 楊亦云

摘 要：新時(shí)代對(duì)人才的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力要求不斷提高，《數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)》課程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的能力意義重大。介紹了以小組合作學(xué)習(xí)為組織形式，以翻轉(zhuǎn)課堂為基本模式的《數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)》課程混合教學(xué)方案，并展示其在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)上的效果。

關(guān)鍵詞：混合教學(xué);翻轉(zhuǎn)課堂;數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.212

0 引言

新時(shí)代對(duì)于人才的創(chuàng)新能力要求越來(lái)越高，然而，學(xué)生面對(duì)脫離實(shí)際應(yīng)用的枯燥的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣缺缺，加之?dāng)?shù)學(xué)本身的難度，使得數(shù)學(xué)專業(yè)人才距離新時(shí)代人才創(chuàng)新能力要求越來(lái)越遠(yuǎn)，而數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)成為擺脫這一困境的法寶[1]。

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代也在改變?nèi)藗兊膶W(xué)習(xí)，其中線上+線下的混合學(xué)習(xí)是其中比較成功的方式[2-3]。自2015年起我們對(duì)《數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)》課程進(jìn)行了混合教學(xué)嘗試，逐步探索出一套以小組合作學(xué)習(xí)為組織形式，以翻轉(zhuǎn)課堂為基本模式的混合教學(xué)方案。

1 該混合教學(xué)方案解決的教學(xué)問(wèn)題

（1）精選極具應(yīng)用性的案例激發(fā)學(xué)生開(kāi)展數(shù)學(xué)應(yīng)用研究的內(nèi)驅(qū)力，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用案例的學(xué)習(xí)，令學(xué)生們體驗(yàn)到應(yīng)用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的成就感，激發(fā)了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

（2）數(shù)學(xué)軟件的應(yīng)用技能訓(xùn)練，掃除了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的恐懼感，比如一條用于積分的程序，可以將萬(wàn)千積分方法一網(wǎng)打盡，使得理論課沒(méi)學(xué)好的學(xué)生擁有了與名校優(yōu)秀學(xué)生一樣的解決問(wèn)題的本領(lǐng)。

（3）精選最具應(yīng)用性的數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用技術(shù)，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，自主錄制了教學(xué)微視頻，微課視頻的分享，解決了學(xué)生課前預(yù)習(xí)看不懂和實(shí)際應(yīng)用時(shí)知識(shí)遺忘的問(wèn)題。

（4）小組合作式混合教學(xué)和考核改革方案的實(shí)施，體現(xiàn)了以學(xué)生學(xué)為中心，極大地增加了學(xué)生的參與度。

2 以翻轉(zhuǎn)課堂為基本模式的混合教學(xué)方案

（1）將《數(shù)學(xué)模型與實(shí)驗(yàn)》整門(mén)課程根據(jù)教學(xué)目標(biāo)劃分為十個(gè)單元，每個(gè)單元制定可觀測(cè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，各學(xué)習(xí)單元又按照課前、課中、課后開(kāi)展活動(dòng)，課前、課后采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式，課中采用課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合。

（2）課前學(xué)生們學(xué)習(xí)我親自錄制的教學(xué)微視頻，同時(shí)完成相應(yīng)的在線測(cè)試題（這是克服學(xué)生惰性的關(guān)鍵一環(huán)）。

（3）課堂教學(xué)以“翻轉(zhuǎn)課堂”為基本形式，以3人為一學(xué)習(xí)小組，課堂教學(xué)中利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法，主要任務(wù)是檢查和鞏固課前在線學(xué)習(xí)的成果，進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的困惑與誤解的講解與糾正，同時(shí)以實(shí)際問(wèn)題為背景創(chuàng)設(shè)情境，布置議題，組織討論，一方面培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，提升參與度，另一方面，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

（4）課后學(xué)習(xí)則通過(guò)布置一定數(shù)量與課堂教學(xué)內(nèi)容相似或相關(guān)的實(shí)踐討論題，供學(xué)生課下探討，再于后續(xù)的課堂或者課程平臺(tái)討論區(qū)貼吧中分享討論結(jié)果。

3 與混合教學(xué)相適應(yīng)的新考核評(píng)價(jià)體系

將形成性考核與終結(jié)性考核相結(jié)合，注重平時(shí)過(guò)程考核（含線上線下平時(shí)考核），線下平時(shí)考核包括考勤、違紀(jì)、答問(wèn)。線上平時(shí)考核依據(jù)每名學(xué)生在線學(xué)習(xí)時(shí)間、在線測(cè)試成績(jī)（取平均分）、討論區(qū)提問(wèn)和答問(wèn)次數(shù)與質(zhì)量量化打分。實(shí)驗(yàn)考核根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況評(píng)定。為了建立學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，要求團(tuán)隊(duì)成員互幫互助，聽(tīng)懂的要教會(huì)沒(méi)聽(tīng)懂的同伴。同時(shí)，互相監(jiān)督，一人違紀(jì)全組受罰，一人代表小組分享問(wèn)題或回答問(wèn)題，則整組加分。增進(jìn)了團(tuán)隊(duì)的默契，又增強(qiáng)了集體榮譽(yù)感和歸屬感。期末考核以一篇數(shù)學(xué)建模課程論文來(lái)綜合考查學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力、數(shù)學(xué)軟件編程能力以及科技論文寫(xiě)作能力。

4 實(shí)踐效果

（1）通過(guò)混改教學(xué)及對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)軟件應(yīng)用技術(shù)的強(qiáng)化訓(xùn)練，我校數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽隊(duì)的成績(jī)?cè)谕愒盒Ｖ忻星懊＝旯搏@得全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽陜西賽區(qū)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)26項(xiàng)。2017年首次組隊(duì)參加美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲得二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

（2）我校數(shù)學(xué)建模成績(jī)的穩(wěn)步提升，社會(huì)影響力也得到擴(kuò)大。安康中學(xué)聘請(qǐng)劉鐵副教授為該校數(shù)學(xué)建模協(xié)會(huì)客座教授，負(fù)責(zé)培訓(xùn)該校中學(xué)生參加中學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。通過(guò)向該校學(xué)生共享教學(xué)微視頻等資源，該校學(xué)生建模能力得到大幅度提升，在2017-2018年中獲得“登峰杯”第三屆全國(guó)中學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽全國(guó)總決賽二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng);國(guó)華杯全國(guó)中學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)21項(xiàng)的好成績(jī)。

5 結(jié)論

未來(lái)的高新技術(shù)說(shuō)白了就是數(shù)學(xué)技術(shù)，數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn)技術(shù)在其中舉足輕重，新時(shí)代的創(chuàng)新人才必須掌握這一技術(shù)，基于教學(xué)微視頻的以小組合作學(xué)習(xí)為組織形式，以翻轉(zhuǎn)課堂為主要模式的線上+線下混合教學(xué)方案對(duì)于推廣這一技術(shù)是有效的，學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣得到很大程度的提高，數(shù)學(xué)應(yīng)用能力得到提升，建模競(jìng)賽成績(jī)也得到改善。

參考文獻(xiàn)：

[1]張成堂，畢守東，王凱.基于數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的雙創(chuàng)型人才多維度培養(yǎng)體系[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)林教育版），2018，20（05）：11-14.

[2]宋權(quán)華，廖守琴.基于翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].微型電腦應(yīng)用，2018，34（07）：25-28.

[3]贠旭.POA中《大學(xué)英語(yǔ)》混合教改中TSCA評(píng)價(jià)機(jī)制研究[J].英語(yǔ)廣場(chǎng)，2018（06）：81-82.

基金項(xiàng)目：陜西高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（17BZ048）;陜西省教育科學(xué)十三五規(guī)劃課題（SGH16H153）。

作者簡(jiǎn)介：劉鐵（1978-），男，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，副教授，主要從事優(yōu)化方法、數(shù)學(xué)建模研究。