信息技術與“高等代數(shù)”課堂教學的融合發(fā)展*

李萍 李修昌 （哈爾濱師范大學數(shù)學科學學院）

一、信息技術在高校課堂教學中的重要地位

信息技術主要包括計算機和網(wǎng)絡通信技術，在生產(chǎn)、生活乃至科學領域都有重要的地位，近些年也廣泛被應用于課堂教學中。我國對信息技術在課堂教學中應用的研究起步較晚，但近十年，廣大教師對信息技術與課堂教學整合的探索如火如荼，取得了一定的成績。而高校是人才培養(yǎng)的主陣地，探索信息技術與高校課堂教學的融合發(fā)展，促進人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)責無旁貸。

（一）契合信息化發(fā)展戰(zhàn)略要求

經(jīng)過幾十年的科學布局和不懈努力，我國在移動通信等信息技術領域擁有了一定優(yōu)勢，為實現(xiàn)國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略打下了基礎。截至目前，已經(jīng)達成了綜合信息基礎設施基本普及的目標，信息安全保障水平和公眾的信息應用技術能力也有了顯著進步。在此背景下，探索把信息技術應用于高校課堂教學，可以充分利用開放的網(wǎng)絡教育資源，以為學生推薦名校、名師慕課資源或搜集、利用線上教學素材的形式，實現(xiàn)對優(yōu)質(zhì)高等教育資源的跨時空利用，為學生提供更好的學習條件。并且在信息化發(fā)展戰(zhàn)略布局下，提高人才輸出品質(zhì)，保證專業(yè)技術人才的信息技術素養(yǎng)，契合信息化發(fā)展戰(zhàn)略要求。

（二）時情需要

2020年新冠病毒肺炎疫情暴發(fā)之后，線下教學活動受到了明顯制約，讓教師必須運用網(wǎng)絡教學手段來完成教學計劃，推動了線上教學資源的豐富，也加快了信息技術在高校課堂教學中的推廣應用。鑒于疫情防控依然有極大的不確定性，為了應對可能發(fā)生的線下停課，并且著眼于推動信息技術應用于高校課堂教學，教師必須加強信息技術的應用技能學習，整合課程資源，優(yōu)化教學手段及方式。目前，線上教學是利用基于互聯(lián)網(wǎng)的教育平臺，由教師把運用信息技術加工的微課課件上傳或者在線為學生布置任務，實現(xiàn)學生的自主學習。[1]因此，相比于傳統(tǒng)高校課堂教學模式，線上教學活動不再受到時空制約，增加了學生獲取知識的途徑。目前，我國提供教育服務的網(wǎng)絡平臺眾多，也有很多開放的資源。學生可以自主通過線上平臺進行學習，給予了學生更多個性化、自由化發(fā)展的空間。此外，線上教學對學生自我管理能力要求較高，有利于鍛煉學生自主學習的能力和創(chuàng)新精神。而且線上教學能激發(fā)學生的學習興趣，豐富課堂教學方式、提高教學水平，也促進了本校甚至各大高校之間的教學交流，有利于教育的協(xié)同發(fā)展。

（三）教學需要

在線上教學過程中，教師和學生都可以運用信息技術和各種終端設備，在具備一定信息技術應用能力的情況下可以顯著提高教學質(zhì)量。首先，在教學素材加工和課件制作環(huán)節(jié)，教師只要掌握相關軟件的用法，就能借助信息技術優(yōu)勢，根據(jù)教學需要呈現(xiàn)立體的圖形、圖片、視頻，以形象直觀的效果讓學生易于理解教學內(nèi)容。尤其是在高度抽象的高數(shù)教學中，信息技術的應用可以改變課堂氛圍不佳、學生欠缺主動性的狀況，有效提高教學效率。[2]其次，在課堂教學或課外組織線上活動時，教師還能利用不同線上教育平臺的特點，運用智能化教學設備監(jiān)督學生在線學習情況，實時獲取反饋信息。從而根據(jù)個體特征優(yōu)化教學方案，促進因材施教策略的實施，改進忽視個體差異的傳統(tǒng)教學方式。再次，信息技術與高校課堂教學的融合可以契合學生的信息交流習慣，在豐富課程教學方式以及學生的知識積累的同時，讓師生之間以多種形式進行線上互動，既方便師生交流專業(yè)性問題，也有助于課程思政建設。

二、信息技術與“高等代數(shù)”課堂教學融合發(fā)展的實踐

（一）基于信息技術應用的“高等代數(shù)”教學流程優(yōu)化

在信息時代背景下，高等代數(shù)課程團隊結(jié)合多年教學實踐，以促進信息技術和課堂教學融合發(fā)展為目標，優(yōu)化了“高等代數(shù)”教學流程，探索以不同形式將信息技術應用融入課程前期準備、課前預習及教學方案優(yōu)化、課堂教學、課后練習及交流互動環(huán)節(jié)。

1.課程的前期準備工作

為了給科學運用信息技術打下基礎，在“高等代數(shù)”的課程前期準備階段，就以充分發(fā)揮信息技術優(yōu)勢、充分利用線上開放的教學資源和素材為宗旨，對“高等代數(shù)”課程教學的各項準備工作進行了籌劃。首先，在教師的課前開課準備工作中，根據(jù)線上線下教學相結(jié)合的教學模式要求，對教案和教學大綱進行必要修改，例如，將PPT制作納入教學方案設計，把原有的教師課堂講解改為布置線上預習任務；其次，基于信息技術與課堂教學融合制定授課計劃，協(xié)調(diào)教學所需軟硬件資源供應，為利用信息技術組織教學活動、加工教學素材創(chuàng)造條件，與此同時，結(jié)合修改后的教案和教學大綱，修訂“高等代數(shù)”同步學案；再次，教師要在線上平臺建立課程群，并且與學生進行初步交流，為有序展開教學活動、布置課前學習任務做好準備。

2.課前預習及教學方案優(yōu)化

在“高等代數(shù)”開課之后，為了達到運用信息技術提升學生主動性的目的，每一節(jié)課的課前，教師都要根據(jù)課程內(nèi)容設計預習任務，并且利用雨課堂發(fā)布預習資料及預習自測題。在學生進行自主預習、在線完成效果檢測時，可以將遇到的問題實時反饋給教師。而教師根據(jù)學生自主檢測情況以及反饋信息，分析和了解學生預習的情況。針對學生遇到的共性問題，對課堂教學內(nèi)容及過程進行優(yōu)化設計，以提高教學針對性。

3.課堂教學組織

在線上課堂的教學組織過程中，根據(jù)學生的在線預習情況，以教師引導、提問和學生進行小組討論等形式，圍繞共性問題和難度偏高的知識點，進行師生間的多種形式互動交流。一方面，教師在了解學生觀點、引導學生進行深度探究的基礎上，對預習和探討成果進行總結(jié)、板演，解答學生未能理解的疑問和難點；另一方面，要組織學生再次完成學習效果測試，并且要求其根據(jù)測試效果進行學習反思，促進“高等代數(shù)”知識體系的完善，探索改進自主學習方法的途徑。在直播課堂教學的最后環(huán)節(jié)，教師可以根據(jù)情況安排答疑或進行必要總結(jié)，并且布置課后學習任務。

4.課后練習及交流互動

在課后的練習環(huán)節(jié)，教師要利用線上教學軟硬件資源，對學生的作業(yè)完成情況進行跟蹤，包括學生完成作業(yè)并提交、教師批改作業(yè)、教師反饋存在的問題都可以在線完成。在這一過程中，由于師生可以隨時進行在線交流，學生可以就完成作業(yè)過程中的疑問在線求教，教師也能夠根據(jù)需要，通過系統(tǒng)后臺理解學生的在線作業(yè)完成情況和測試結(jié)果。對于明顯存在問題的學生及時給予指導或者按照學生的要求為其提供必要的信息和學習資源。此外，在完成每一節(jié)課的課后作業(yè)布置、批改并與學生進行充分互動后，教師要結(jié)合學生的測試結(jié)果和作業(yè)完成過程，對信息技術應用背景下的教學方案設計、進行總結(jié)反思，在后續(xù)“高等代數(shù)”課程教學中，不斷優(yōu)化信息技術與課堂教學融合發(fā)展的路徑。

（二）信息技術在“高等代數(shù)”課程教學中的實踐應用要點

1.線上教學資源的利用和開發(fā)

高等代數(shù)課程的網(wǎng)絡資源極其豐富，目前我國各大平臺的在線課程已達3.2萬門，其中不乏優(yōu)質(zhì)的高等代數(shù)慕課資源。例如，我們給學生推薦的廈門大學的高等代數(shù)Mooc，包含了優(yōu)秀教師的課程講解、作業(yè)、討論、答疑、階段測驗，各個教學環(huán)節(jié)的配合十分緊密，這些經(jīng)驗值得我們借鑒學習，為我們課程建設提供了重要的資源保障。2020年課程聯(lián)盟的建立可以逐步深化資源共享，提升高校教師的信息化教學能力，保障高等教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.推進課程思政建設

在立德樹人的高等教育人才培育理念下，“高等代數(shù)”課程不僅要讓學生掌握應用數(shù)學工具解決技術性問題的技能，還應發(fā)揮其促進學生品德等核心素養(yǎng)成長的作用。而在探索信息技術與課堂教學融合發(fā)展的路徑時，必須把課程思政建設納入其中。首先，在線上教學模式下，“高等代數(shù)”教師有了更多與學生展開互動的渠道，可以在指導學生把數(shù)學知識應用于實踐的過程中，與其探討就業(yè)和相關領域技術發(fā)展、人才需求等話題，引導學生把學習和國家發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)系起來，擁有正確的就業(yè)觀和職業(yè)理想；其次，在線組織學生探討數(shù)學知識應用案例、交流實踐經(jīng)驗時，也可以融入思政教育元素，完成信息技術與課堂教學融合發(fā)展模式下的課程思政教育任務。

3.形成反饋，完善教學環(huán)節(jié)

在線上線下多渠道溝通獲得反饋的基礎上，“高等代數(shù)”課程團隊要及時總結(jié)分析已完成教學計劃的成果。重點針對課件制作、線上教學活動組織、信息化教學資源利用環(huán)節(jié)，結(jié)合學生的知識點掌握情況，評價信息技術應用效果是否達到了預期。[3]此外，教研團隊根據(jù)反饋結(jié)果，對自主學習能力強、數(shù)學學習天賦高的學生，以推薦精品“高等代數(shù)”課程資源、介紹學術研究前沿信息、提供參與課堂研究機會等形式，促使其利用課余時間深化課程學習并提升實踐應用能力。而對于學習成果不佳者，基于對問題成因的分析，在線上給予指導，以幫助學生提升學習能力和優(yōu)化學習方法。

（三）評價與反思

為了從學生視角了解基于信息技術應用的教學模式的實踐效果，客觀評價現(xiàn)有教學方法和教學活動組織、管理形式，為進一步探索信息技術和高校課堂教學融合發(fā)展的路徑提供依據(jù)，對某班學生進行了 “線上授課實施過程的意見和建議”的問卷調(diào)查，樣本41份，總計設置了10個問題，內(nèi)容覆蓋了預習課件發(fā)布及利用、線上課堂教學環(huán)節(jié)的師生互動形式和學習體驗，通過對問卷結(jié)果的統(tǒng)計和反思，得到了如下啟示：

1.預習課件的發(fā)布和利用

調(diào)查結(jié)果顯示：學生希望教師提前發(fā)布預習資料，但不宜一次性發(fā)放，否則不利于調(diào)動學生的積極性。而在利用課件預習的方式方面，80.49%的學生能夠認真聽語音看頁面，而且95.12%的學生認為很有必要，不懂的地方可以在直播中重點聽。由此可見，通過云課堂發(fā)布預習任務并指導學生預習的模式得到了學生認可。

2.線上直播教學

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對于在預習中遇到的問題能否通過線上直播課程得到解決，80.49%的學生選擇了基本解決，17.07%的學生認為部分得到了解決。而且在預習完成的情況下，92.68%的學生認為直播講解的詳細程度剛剛好。在如何解決在預習、聽課、作業(yè)中不懂的問題方面，48.78%的學生選擇找同學一起研究，43.9%的學生自己思考或到網(wǎng)上查閱，7.32%的學生直接求助老師。這幾方面的數(shù)據(jù)顯示，學生對線上直播教學基本滿意，但在互動方面，學生更樂于和同學探討或自主解決，反映了學生具備了協(xié)作意識，自主學習和探究高等代數(shù)問題的能力也有顯著提升。

三、信息技術與“高等代數(shù)”課堂教學融合發(fā)展的保障措施

結(jié)合教學實踐中的反饋信息和調(diào)查問卷分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在探索把信息技術融入“高等代數(shù)”課程建設的過程中，教學流程設計和教學方案優(yōu)化取得了理想的實踐成果。在信息技術不斷升級的背景下，在下一個階段，應將重點放在如何完善信息技術與高校課堂教學融合發(fā)展的保障措施方面，無論是采用線上線下教學相結(jié)合，還是為應對疫情而在線組織教學活動，都能提供全面技術支持和運行穩(wěn)定的軟硬件資源。

（一）為教研團隊提供專業(yè)化的技術支持

鑒于云計算等信息技術的不斷升級換代，線上教學平臺和智能化教學設備、教學素材加工軟件的功能也會不斷更新。而高等代數(shù)教研人員在提高信息化教學水平、優(yōu)化信息化教學方法時，必然會面對層出不窮的技術性問題。為了提高教研團隊制作課件、優(yōu)化教學方案的效率，確保線上教學活動有序開展，高校應針對信息技術與課堂教學融合發(fā)展的需要，組建精通信息技術的專業(yè)隊伍，為教研人員提供技術支持，使之把更多精力運用到優(yōu)選信息化高等代數(shù)教學素材和優(yōu)秀課件、優(yōu)化教學流程和線上課堂教學活動組織方面。

（二）促進校際交流學習

為了相互借鑒信息化高等代數(shù)教學經(jīng)驗，高校應促進校際交流學習。一方面，通過組織線上研討活動，讓高等代數(shù)教師交流如何加工并運用信息化教學資源提升整體信息化教學水平；[4]另一方面，針對“高等代數(shù)”等具體課程的信息化教學問題，組織各高校的優(yōu)秀教研人員，共同圍繞教學難點進行課題研究，并且在實踐過程中共享信息，不斷完善信息技術的應用。

（三）優(yōu)化線上資源利用

各大在線教育平臺有非常豐富的高等代數(shù)教學資源，教師在選擇和利用時，必須結(jié)合學生的情況，為其推薦MOOC或微課資源，避免其在尋找滿足自己探究需要的資源時分散精力。同時，在設計預習任務和課后作業(yè)的過程中，教師要善于挖掘和利用開放資源，借鑒名校、名師教案或挖掘線上優(yōu)秀素材，以為學生制作微課課件或推薦資源鏈接等形式，提供契合其需求的高品質(zhì)學習資源。[5]此外，基于課程聯(lián)盟的建立，高等代數(shù)教師應積極參與課程資源的開發(fā)，實現(xiàn)“高等代數(shù)”線上課程資源和學生學習資料的廣泛共享，推動高等代數(shù)教學資源的優(yōu)化利用。

（四）深化與線上教育平臺的合作

目前，各類線上教育平臺越來越多，在資源供應和教學組織等方面有各自的服務形式和技術特色。高校在選擇合作方時，應結(jié)合自身師資狀況和各學科教學需求，建立多種平臺合作關系。以便借助不同平臺的課程資源和教學管理技術優(yōu)勢，不斷創(chuàng)新信息技術的應用途徑。[6]例如，以推出專家在線課堂等形式，為學生創(chuàng)造拓展探究高等代數(shù)知識的機會，也有利于擴大信息化高等代數(shù)教學面，為有不同職業(yè)理想和數(shù)學學習天賦的學生提供理想學習條件；或者針對在線教學活動中遇到的典型問題，探索和平臺展開技術合作共同優(yōu)化軟硬件設施和設備的功能，不斷提升在線教學質(zhì)量和平臺管理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

構建和實行信息化教學模式有助于提升高校人才輸出質(zhì)量，也是應對疫情不確定性的要求。結(jié)合“高等代數(shù)”教學實踐，探索了信息技術與高校課堂教學融合發(fā)展的有效途徑。并且通過對學生進行問卷調(diào)查，對基于信息技術的教學方案實施情況進行了評價和反思，就如何進一步推進和保障二者融合發(fā)展提出了相應措施。