智慧教育環(huán)境下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐探索

李愛平

【摘要】近年來，我國高度重視教育信息化和智慧校園建設(shè)，這就需要高校教師重新思考如何進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐.國家也鼓勵(lì)教師充分利用信息技術(shù)改革教育模式，促進(jìn)教育服務(wù)信息化.基于此，文章從結(jié)合新型智慧教育環(huán)境、加強(qiáng)課程建設(shè)、加強(qiáng)過程評(píng)估、提升大學(xué)數(shù)學(xué)教師信息素養(yǎng)四個(gè)方面探討了智慧教育環(huán)境下大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐.

【關(guān)鍵詞】教學(xué)改革實(shí)踐；大學(xué)數(shù)學(xué)；智慧教育環(huán)境

智慧教育屬于現(xiàn)代教育中較為創(chuàng)新與優(yōu)質(zhì)的一種教育方式，是指在教育、教學(xué)管理和研究中，融入現(xiàn)代教育技術(shù)，以促進(jìn)教育的改革和發(fā)展.智慧化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和多媒體是智慧教育的技術(shù)特征，而交互、共享、開放和協(xié)作是其核心特征.智慧教育是利用現(xiàn)代教育技術(shù)改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教育理念、教學(xué)內(nèi)容和方法以及學(xué)習(xí)模式，從而通過教育信息化促進(jìn)教育改革和現(xiàn)代化.智慧教育的個(gè)性化模式最終將取代傳統(tǒng)的教育模式.而如何在智慧教育背景下推廣現(xiàn)代教育技術(shù)，使教學(xué)與教育高度融合，不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造力和自主學(xué)習(xí)能力，成為每一位大學(xué)教師必須面對(duì)的問題.

一、結(jié)合新型智慧教育環(huán)境，推動(dòng)高校數(shù)學(xué)教育體系轉(zhuǎn)型

（一）調(diào)整課程設(shè)置，優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)

大學(xué)數(shù)學(xué)教師在制訂教學(xué)計(jì)劃時(shí)必須不斷優(yōu)化教育目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的不同專業(yè)體現(xiàn)課程專業(yè)性和實(shí)用性的特點(diǎn).教師必須調(diào)整自己的角色.在傳統(tǒng)教育中，教師是教學(xué)活動(dòng)的主體，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性，而在智慧教育中，學(xué)生是課堂的主體，教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者.

（二）充分利用智慧教室，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

首先，教師可以充分利用一些互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái).比如，創(chuàng)建一個(gè)QQ群或微信群.上課前，教師可以把下一節(jié)課知識(shí)的思維導(dǎo)圖發(fā)給學(xué)生，也可以將下一課的知識(shí)點(diǎn)記錄在小視頻中，供學(xué)生預(yù)覽.教師還可以利用雨課堂、學(xué)習(xí)通等教學(xué)平臺(tái)上傳一些教學(xué)資源，擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑，還可以依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，如實(shí)行“翻轉(zhuǎn)課堂+對(duì)分課堂”等教學(xué)模式，在這種情況下，教師與學(xué)生之間可以開展線上聯(lián)合線下的教學(xué)與學(xué)習(xí)方式.需要注意的是，小視頻不是一門微觀課程，它強(qiáng)調(diào)某些知識(shí)的清晰度，而不需要太多的旁征博引，教師只確保知識(shí)的精細(xì)程度即可.其次，大學(xué)數(shù)學(xué)教師可以充分利用這兩個(gè)軟件，就學(xué)生學(xué)習(xí)中一些常見的問題以及學(xué)生的問題反饋等進(jìn)行在線溝通.教師可以在每天固定的時(shí)間在線回答問題，并在其余時(shí)間將在線平臺(tái)進(jìn)行屏蔽，以避免師生在其中浪費(fèi)太多時(shí)間.最后，教師可在微信上建立公眾號(hào)，定期發(fā)布有關(guān)的科學(xué)研究成果、先進(jìn)專業(yè)知識(shí)、經(jīng)典示例前沿知識(shí)等.教師也可以在教學(xué)過程中分享感受和想法，以提高學(xué)生的參與度.

（三）構(gòu)建線上線下混合教學(xué)模式的高級(jí)數(shù)學(xué)智慧課程

教師在使用智慧教育方法時(shí)應(yīng)體現(xiàn)出靈活性，目的是將傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法的優(yōu)勢與在線學(xué)習(xí)的優(yōu)勢結(jié)合起來，發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，監(jiān)督教學(xué)過程，充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的主動(dòng)性，使學(xué)習(xí)落到實(shí)處.

與QQ和微信輕松、無監(jiān)督的學(xué)習(xí)氛圍相比，雨課堂可以監(jiān)控學(xué)生課前、課中和課后的學(xué)習(xí)情況，保持師生互動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率.上課前，教師可以使用此平臺(tái)向?qū)W生發(fā)布預(yù)習(xí)作業(yè).教師可以在平臺(tái)上查看學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，以便提前了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備.發(fā)布的內(nèi)容可以是由教師精心設(shè)計(jì)的微課或收集到的豐富的學(xué)習(xí)資源.例如，在討論函數(shù)的復(fù)合運(yùn)算時(shí)，教師可以在平臺(tái)中加入一張齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)圖，以加深學(xué)生對(duì)復(fù)合函數(shù)概念的理解.課堂上，教師需要加強(qiáng)師生互動(dòng)，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的常見問題，也可以讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，并派代表在講臺(tái)上分享討論結(jié)果.需要注意的是，教師應(yīng)該將舞臺(tái)交給學(xué)生，讓學(xué)生充分解釋所學(xué)內(nèi)容，然后對(duì)學(xué)生所說的內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)性的評(píng)論.課后，教師要加強(qiáng)監(jiān)督和指導(dǎo)，可以通過智慧教學(xué)平臺(tái)發(fā)布作業(yè)和分步測試，或及時(shí)發(fā)布相關(guān)問題，以滿足學(xué)生的個(gè)人需求.

筆者在班級(jí)中進(jìn)行了一年多雨課堂環(huán)境下混合式教學(xué)的實(shí)踐，通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)：第一，教師必須為課程設(shè)計(jì)新的教學(xué)視頻；第二，在使用雨課堂課件進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)通過匿名發(fā)布等功能大大改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；第三，教師可以按時(shí)發(fā)送測試，并以更準(zhǔn)確、完整和自動(dòng)化的方式獲取有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)，這樣的定期評(píng)估會(huì)更可靠.實(shí)踐表明，雨課堂智慧平臺(tái)可以收集整個(gè)教學(xué)周期的教學(xué)數(shù)據(jù)，有助于教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以提高教學(xué)效率.

二、加強(qiáng)課程建設(shè)，推進(jìn)大學(xué)數(shù)學(xué)課程綜合改革

Matlab軟件可用于解決計(jì)算問題，可通過大量示例展示數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法和應(yīng)用示例，并深入探索各種課程的含義.在此基礎(chǔ)上，筆者引入了Matlab和課堂教學(xué)軟件.動(dòng)態(tài)教學(xué)可減少數(shù)學(xué)概念的模糊性，提高學(xué)生的空間想象力.

（一）傳播數(shù)學(xué)思想，提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)

教師通過Matlab演示可以將教學(xué)內(nèi)容方便地呈現(xiàn)在課堂上，加深學(xué)生對(duì)微積分計(jì)算的理解，使學(xué)生有效掌握這部分知識(shí)，從而通過教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)效果，還可以對(duì)教學(xué)起到補(bǔ)充作用.對(duì)于“無限個(gè)無窮小未必是無窮小”這一理論的講解，教師也可通過使用Matlab計(jì)算極限和實(shí)驗(yàn)演示進(jìn)行解釋，使學(xué)生理解極限的概念.

（二）闡釋科學(xué)精神，提升人文素養(yǎng)

在使用Matlab計(jì)算函數(shù)增量和微分函數(shù)的同時(shí)，作為大學(xué)數(shù)學(xué)教師，筆者還介紹了微積分的建立過程中牛頓、萊布尼茨的貢獻(xiàn)，以幫助學(xué)生理解和掌握微積分知識(shí)的主要內(nèi)容.

（三）結(jié)合數(shù)學(xué)建模，開發(fā)應(yīng)用潛力

與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)不同，教師在教學(xué)中還應(yīng)滲透數(shù)學(xué)建模的思想和方法，結(jié)合建模思想提升學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，最大限度地開發(fā)學(xué)生潛能.

三、加強(qiáng)過程評(píng)估，建立立體化教學(xué)體系

教師可通過在線和離線評(píng)估的方式，鼓勵(lì)學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)研究期間保持認(rèn)真和積極的態(tài)度，改變既往以期末考試取得好分?jǐn)?shù)為目標(biāo)的學(xué)習(xí)態(tài)度，將考試與核心評(píng)估相結(jié)合，具體包括課堂討論、日常工作、出勤、在線測試等.

（一）過程考核

學(xué)生參與在線學(xué)習(xí)后會(huì)留下豐富的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了教師評(píng)估學(xué)生在線學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容.評(píng)估指標(biāo)主要包括：課前學(xué)習(xí)態(tài)度（進(jìn)度、總持續(xù)時(shí)間、問題反饋、在線書面筆記等）、對(duì)課堂學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)（出勤率、課堂測試等）、對(duì)學(xué)習(xí)的貢獻(xiàn)（和教師之間的互動(dòng)、有時(shí)間限制的答題等）和課后學(xué)習(xí)的效果（章節(jié)作業(yè)、答題細(xì)節(jié)、考試成績等）.過程考核包括8項(xiàng)在線測試，在線測試涉及使用Matlab解決現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的數(shù)學(xué)問題.視頻學(xué)習(xí)的最高分?jǐn)?shù)為10分，如果超過總持續(xù)時(shí)間的60%，即可獲得10分.在每節(jié)課結(jié)束時(shí)，教師應(yīng)在討論區(qū)通過提出問題組織學(xué)生討論數(shù)學(xué)的發(fā)展歷史，并與課程中提到的相關(guān)數(shù)學(xué)問題進(jìn)行聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣，在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中汲取積極思想，幫助自己建立正確的三觀.隨后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在討論區(qū)回復(fù)或發(fā)布有價(jià)值的信息，對(duì)于回復(fù)或發(fā)布有價(jià)值信息的學(xué)生，可以將他們的常規(guī)分?jǐn)?shù)提高1～5分.

（二）線下評(píng)價(jià)

線下評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)生在數(shù)學(xué)課上的實(shí)際學(xué)習(xí)行為進(jìn)行的評(píng)估.線下評(píng)價(jià)主要關(guān)注學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)狀態(tài)（能夠積極參與師生交流，積極回答問題，在回答問題時(shí)思維清晰，敢于提問；能夠積極參與小組學(xué)習(xí)活動(dòng)，掌握所學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，等等）、自我評(píng)估（對(duì)自己學(xué)習(xí)情況的客觀評(píng)估）和學(xué)習(xí)成果（家庭作業(yè)成績、期中和期末考試成績等）.

（三）期末綜合測試

在期末綜合測試中，教師可以讓學(xué)生使用Matlab解決特定的數(shù)學(xué)建模問題，讓學(xué)生在抽象的數(shù)學(xué)模型中分析復(fù)雜的具體問題，使用Matlab設(shè)計(jì)解決模型，并驗(yàn)證模型的適用性，幫助學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)與模型相結(jié)合.由此，學(xué)生不僅可以鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，還可以提高自己的數(shù)學(xué)思維能力，提升在實(shí)際情境中分析與解決問題的能力，還可提高理解科學(xué)研究內(nèi)涵的能力.

四、從教師個(gè)人角度出發(fā)，提升大學(xué)數(shù)學(xué)教師信息素養(yǎng)的策略

全面推進(jìn)智慧教育，提升大學(xué)數(shù)學(xué)教師的信息素養(yǎng)尤為重要.大學(xué)數(shù)學(xué)教師的信息素養(yǎng)水平是實(shí)施大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科智慧教育的決定性因素，也是數(shù)學(xué)教師核心技能的重要表現(xiàn).因此，為了適應(yīng)智慧教育時(shí)代的發(fā)展，大學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)具備較強(qiáng)的信息素養(yǎng)，在教學(xué)中融入新時(shí)代的信息技術(shù)，形成具有新教育時(shí)代特點(diǎn)的教育理念，積極適應(yīng)智慧教育的新要求，進(jìn)行更高水平的智慧教育.

（一）通過信息技術(shù)加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)

智慧教育思想是學(xué)校組織教師進(jìn)行信息化教學(xué)培訓(xùn)的前提.首先，學(xué)?？梢匝?qǐng)學(xué)校內(nèi)外的信息技術(shù)專家對(duì)數(shù)學(xué)教師進(jìn)行專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，包括理論知識(shí)、技術(shù)操作、實(shí)地教學(xué)等，讓數(shù)學(xué)教師就將信息技術(shù)深入融入該學(xué)科教學(xué)達(dá)成共識(shí)，有效提高教師的教學(xué)效率和信息素養(yǎng).第二，開展分層分類系統(tǒng)化培訓(xùn).學(xué)?？梢酝ㄟ^問卷調(diào)查研究不同年齡和學(xué)科教師的信息素養(yǎng)水平，并根據(jù)數(shù)學(xué)教師的教學(xué)需求和差異制訂有針對(duì)性的培訓(xùn)計(jì)劃.第三，定期組織信息技術(shù)教學(xué)技能競賽和交流活動(dòng).學(xué)校應(yīng)為數(shù)學(xué)教師組織交流活動(dòng)，如計(jì)算機(jī)教學(xué)技能競賽、將信息技術(shù)融入課堂的交流、教學(xué)講習(xí)班等，使他們能夠探索、交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，共同學(xué)習(xí)和進(jìn)步.此外，教育研究對(duì)于改革和加強(qiáng)信息化教學(xué)是必要的.它可加強(qiáng)數(shù)學(xué)和人工智能的交叉整合，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式；改進(jìn)質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)教學(xué)管理.

（二）更新教學(xué)理念，提升信息素養(yǎng)

教學(xué)理念是提升信息素養(yǎng)的先決條件，大學(xué)數(shù)學(xué)教師只有不斷更新自己的教學(xué)理念，加深對(duì)信息技術(shù)的理解，才能提升信息素養(yǎng).第一，理解信息素養(yǎng)的確切含義.信息素養(yǎng)不是一項(xiàng)獨(dú)特的技能，其本質(zhì)是由知識(shí)、技能和態(tài)度組成的綜合能力，這種能力需要通過積極的知識(shí)和實(shí)踐來發(fā)展與改進(jìn).大學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極分析和理解信息素養(yǎng)的含義，在理解信息素養(yǎng)含義的基礎(chǔ)上，應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)理念整合信息技術(shù)和課程教學(xué).第二，進(jìn)一步提高教師對(duì)信息技術(shù)的敏感性.教師可以從發(fā)現(xiàn)信息、識(shí)別信息、選擇信息等技能開始，逐步提高自己對(duì)信息技術(shù)的使用能力.第三，大學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該進(jìn)一步加深自身對(duì)信息素養(yǎng)的理解.思想是行動(dòng)的基礎(chǔ)，如果教師忽視自身的信息素養(yǎng)，認(rèn)識(shí)不到信息素養(yǎng)在智慧教育發(fā)展中的決定性作用，就會(huì)阻礙智慧教育的發(fā)展.總之，大學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極適應(yīng)信息時(shí)代發(fā)展，把握信息時(shí)代本質(zhì)，摒棄過時(shí)的教學(xué)理念，激發(fā)對(duì)現(xiàn)代教育技術(shù)的興趣和熱情，堅(jiān)持人與技術(shù)的融合，跟上時(shí)代步伐，將現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于數(shù)學(xué)教學(xué)，積極應(yīng)對(duì)教育挑戰(zhàn).

（三）提高大學(xué)數(shù)學(xué)教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力

從教師個(gè)人的角度來看，學(xué)校有必要將教師從知識(shí)傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)引導(dǎo)者，創(chuàng)新使用新的教學(xué)方法和思想，提高大學(xué)數(shù)學(xué)教師深入整合現(xiàn)代信息技術(shù)和教學(xué)的能力，鼓勵(lì)教師探索新形式的智慧教學(xué)，讓信息技術(shù)服務(wù)于高等數(shù)學(xué)教學(xué)，以適應(yīng)信息時(shí)代的教學(xué)要求，還要鼓勵(lì)數(shù)學(xué)教師積極參加全國高校數(shù)學(xué)微型課程教學(xué)設(shè)計(jì)競賽、全國高校教師教學(xué)創(chuàng)新競賽等，以提高教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力.

結(jié) 語

簡而言之，在當(dāng)前的時(shí)代，使用智慧環(huán)境和工具改革大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)是一種趨勢，教師和學(xué)生應(yīng)盡早發(fā)揮其作用.筆者建議，在智慧教育環(huán)境下，大學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)根據(jù)社會(huì)需求確定教學(xué)目標(biāo)，以課堂理論教學(xué)為主線重新組織教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法、評(píng)估方法.此外，學(xué)校應(yīng)提供良好的數(shù)字教學(xué)環(huán)境，建立信息素養(yǎng)評(píng)估和激勵(lì)機(jī)制，加強(qiáng)大學(xué)教師提高信息素養(yǎng)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，使其能夠更好地應(yīng)對(duì)信息化教學(xué)挑戰(zhàn)，同時(shí)促進(jìn)專業(yè)發(fā)展.因此，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展和高等數(shù)學(xué)課程的改革，越來越多的教師和學(xué)者將加入智慧數(shù)學(xué)教育行列，最終實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)教學(xué)向智慧教學(xué)的過渡.

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