數(shù)學(xué)建模課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的可行性分析

劉清華

摘 要： 本文從數(shù)學(xué)建模課程現(xiàn)有教學(xué)模式出發(fā)，結(jié)合數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)特點(diǎn)，探討數(shù)學(xué)建模課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的可行性及意義。關(guān)鍵詞： 數(shù)學(xué)建模 翻轉(zhuǎn)課堂 可行性分析

一、 數(shù)學(xué)建模課程現(xiàn)有的教學(xué)模式

數(shù)學(xué)建模課程是集數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)和實(shí)際問題為一體的新型課程，是以提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力為目標(biāo)的一門課程。建模是一種思維創(chuàng)造的過程，參與其中，學(xué)生能感受到數(shù)學(xué)的生機(jī)與活力，能體會(huì)到數(shù)學(xué)應(yīng)用的深度與廣度。

近年來，我國專門針對(duì)高校數(shù)學(xué)建模教學(xué)模式的研究比較少，該課程教學(xué)大多數(shù)仍采用“教師講授為主”型的教學(xué)模式，這種教學(xué)模式在實(shí)施過程中存在很多不足：

1.教師采用模型的機(jī)械講解，很少顧及問題形成的背景和建模過程中可能用的數(shù)學(xué)思想和方法。

2.課堂上學(xué)生對(duì)教師的依賴性很強(qiáng)，課堂參與度不高，壓制學(xué)生質(zhì)疑、批判、探究、創(chuàng)新能力的發(fā)展。

3.講授時(shí)間偏度，內(nèi)容偏多，易造成認(rèn)知超負(fù)荷，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

4.忽略教學(xué)對(duì)象的差異，漠視學(xué)生的個(gè)性化需求。

二、 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式概述

翻轉(zhuǎn)課堂，是從英文“The Flipped Classroom”翻譯過來的，也有學(xué)者稱為“顛倒課堂”或“反轉(zhuǎn)課堂”。起源于2007年美國科羅拉多州林地公園高中的兩名化學(xué)老師喬納森·伯爾曼和亞倫·薩姆斯在化學(xué)課上的嘗試；轟動(dòng)于2011年薩爾曼·可汗創(chuàng)建的基于視頻的公開課，之后，翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新的教學(xué)方式，受到了教育研究者、一線教師和媒體的大量關(guān)注。翻轉(zhuǎn)課堂的基本思路是：把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)過程翻轉(zhuǎn)過來，讓學(xué)習(xí)者在課外完成針對(duì)知識(shí)點(diǎn)和概念的自主學(xué)習(xí)，課堂則變成了教師與學(xué)生之間互動(dòng)的場所，主要用于解答疑惑、匯報(bào)討論，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果[1]。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式可以真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的自主化、個(gè)性化學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有更多自由。傳統(tǒng)課堂中，教師是知識(shí)的傳播者，學(xué)生是知識(shí)的接受者。翻轉(zhuǎn)課堂中，教師在安排好教學(xué)整體進(jìn)度的情況下，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況安排課程進(jìn)度。翻轉(zhuǎn)課堂最大的特點(diǎn)就是短小精悍的教學(xué)視頻，每一個(gè)視頻通常是為特定知識(shí)點(diǎn)制作的，時(shí)間在10分鐘之內(nèi)，集中學(xué)生注意力，播放過程中可以暫停、回放，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

三、 數(shù)學(xué)建模課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的可行性

翻轉(zhuǎn)課堂這一全新教學(xué)組織模式在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中是否適用，下面從教學(xué)內(nèi)容、授課特點(diǎn)、學(xué)生情況、師資能力四個(gè)方面進(jìn)行分析：

1.教學(xué)內(nèi)容

從課程內(nèi)容上看，數(shù)學(xué)建模課程主要內(nèi)容包含MATLAB數(shù)學(xué)工具介紹和不同數(shù)學(xué)模型：幾何模型、輪廓模型、數(shù)據(jù)處理模型、回歸模型、優(yōu)化模型、規(guī)劃模型、評(píng)價(jià)模型、微分方程模型等。MATLAB數(shù)學(xué)工具介紹部分主要教會(huì)學(xué)生軟件的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的操作性，方便學(xué)生觀看視頻自學(xué)；數(shù)學(xué)模型部分的各知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立，重難點(diǎn)內(nèi)容可采用微視頻呈現(xiàn)，學(xué)生能反復(fù)觀看，自己安排學(xué)習(xí)進(jìn)度。

2.授課特點(diǎn)

大部分高校數(shù)學(xué)建模課程作為選修課開設(shè)，課程規(guī)模不大，班級(jí)人數(shù)控制在30人左右，便于開展課堂討論與管理。另外，數(shù)學(xué)模型的求解要借助MATLAB數(shù)學(xué)工具，數(shù)學(xué)建模中每一個(gè)模型的講解均采用授課+實(shí)驗(yàn)的方式在機(jī)房內(nèi)完成，便于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)施。

3.學(xué)生情況

選修數(shù)學(xué)建模課程的學(xué)生一般都是對(duì)數(shù)學(xué)比較感興趣且數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好的，這些學(xué)生具備一定的信息技術(shù)能力和對(duì)學(xué)習(xí)的自我約束和自我管理能力，對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的操作和多媒體資源的發(fā)布、獲取等沒有太大問題，并且基本上能按照教師的要求開展自主學(xué)習(xí)活動(dòng)。

4.師資能力

從事數(shù)學(xué)建模教學(xué)的教師在信息技術(shù)領(lǐng)域都具備一定的研究能力，能夠制作、管理和發(fā)布各種學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)等。

四、 數(shù)學(xué)建模課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的意義

數(shù)學(xué)建模課程實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，對(duì)于學(xué)生而言，是學(xué)習(xí)的一種轉(zhuǎn)變；對(duì)于教師而言，則是教學(xué)的一種轉(zhuǎn)變，故對(duì)于學(xué)生、教師來說都存在巨大意義。

1.對(duì)于學(xué)生

首先，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。翻轉(zhuǎn)課堂倡導(dǎo)先學(xué)后教的學(xué)生自主學(xué)習(xí)，學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)建構(gòu)的主動(dòng)參與者，可根據(jù)自身情況安排和控制自己的學(xué)習(xí)。

其次，加強(qiáng)學(xué)習(xí)互動(dòng)。翻轉(zhuǎn)課堂最大的好處就是全面增強(qiáng)課堂互動(dòng)性，課堂中，學(xué)生將自學(xué)過程中遇到的問題與教師和同學(xué)進(jìn)行有針對(duì)性交流討論，學(xué)生之間互為指導(dǎo)者，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高，同時(shí)學(xué)生的語言表達(dá)、合作能力得到提高，個(gè)性到發(fā)展，創(chuàng)新精神得到培養(yǎng)。

再次，為學(xué)生營造輕松的學(xué)習(xí)環(huán)境。翻轉(zhuǎn)課堂使得學(xué)生不再拘泥于只在教室學(xué)習(xí)，可使用電腦、手機(jī)、平板等電子學(xué)習(xí)工具隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時(shí)間地點(diǎn)自由化，擺脫傳統(tǒng)課堂一些硬性要求帶來的束縛和緊繃感。

2.對(duì)于教師

首先，便于開展個(gè)性化教學(xué)。翻轉(zhuǎn)課堂使教師從傳統(tǒng)課堂中的知識(shí)傳授者變成了學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和指導(dǎo)者，這種身份的轉(zhuǎn)變促使教師根據(jù)自身特點(diǎn)尋找合適的教學(xué)思路，打造本人的教學(xué)風(fēng)格，最大限度地發(fā)揮個(gè)人魅力。

其次，減輕課堂管理負(fù)重。傳統(tǒng)教學(xué)課堂上，教師授課的同時(shí)還要管理課堂紀(jì)律，在一定程度上會(huì)降低教學(xué)效率。翻轉(zhuǎn)課堂需要學(xué)生的高度參與，故在翻轉(zhuǎn)課堂中學(xué)生都會(huì)集中精力于小組活動(dòng)或與教師討論中，無暇搗蛋或調(diào)皮。

再次，更加深入地了解學(xué)生。翻轉(zhuǎn)課堂意味著學(xué)生是帶著已知知識(shí)和一定問題上課的，教師可針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和反饋給予具體指導(dǎo)和幫助，因此學(xué)生與教師之間的交流變得更密切頻繁，教師可以更深入學(xué)生的內(nèi)心，更加容易判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，了解學(xué)生的需求和存在的困難，及時(shí)提供幫助。

五、 結(jié)語

數(shù)學(xué)建模教學(xué)本身是一個(gè)不斷探索、不斷完善、不斷提高和不斷創(chuàng)新的過程，需要改變由教師進(jìn)行課堂講授、學(xué)生練習(xí)的單一方式，先讓學(xué)生自主完成知識(shí)學(xué)習(xí)，在課堂上與教師進(jìn)行互動(dòng)交流，提高教學(xué)實(shí)效，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，調(diào)動(dòng)應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)的積極性。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬秀麟，趙國慶，鄔彤.大學(xué)信息技術(shù)公共課翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的實(shí)證研究.遠(yuǎn)程教育雜志，2013（1）：79-85.

[2]張躍國，張渝江.透視“翻轉(zhuǎn)課堂”.中小學(xué)信息技術(shù)教育，2012（3）：9-10.

[3]王詩云，王莉，王利巖.“數(shù)學(xué)模型”課程中實(shí)行“翻轉(zhuǎn)式課堂”的探索. 高教學(xué)刊，2015（16）：44-45.