“互聯網+”背景下數學翻轉課堂模式教學實踐

鄭雅茹

(西安航空職業技術學院 通識教育學院，西安 710089)

0 引言

典型的傳統課堂教學以教師為中心，教師在進行教學信息的傳遞之時主要以粉筆與黑板為工具。作為一種傳遞知識的過程，傳統教學只是讓學生知道目標并朝著目標前進，尋找正確答案，以完成應試教育的解題目的[1]。學生長期在這種被動接受知識的教育環境中學習，學習興趣日益低下不足為奇。

自2015年全國人大會議政府工作報告中提出“互聯網+”名詞以來，“互聯網+”行動便在國家戰略的高度推動著社會與經濟發展向信息化時代的邁入。隨著“互聯網+”思維在各行各業的滲透，“互聯網+教育”應運而生，在短時間內發展為教育領域關注的熱點[2]。在這一以網絡為載體與工具的教學改革與創新中，傳統教學怎樣科學運用“互聯網+”思維，對信息技術進行高效融合并合理配置教學資源，以此扭轉傳統課堂教學中內容陳舊、方式刻板且評價單一的局面，完成對開放化與公平化新型教育生態的重構已成為教育界與學界亟待解決的重要問題。

翻轉課堂是“互聯網+”背景下的先進教學模式之一，服務對象為教育的根本目標——促進人的發展及成長[3]，要求教師與學生利用互聯網進行線下線上教與學，以線下活動對線上活動進行補充與拓展。運用翻轉課堂開展教學工作，教師必須熟練掌握計算機技術，保證自己對技術的應用能力，同時，不斷培養自身的創新意識與精神。教學設計需對學生的個性特征與需求進行充分的考慮，以學生為主體與重點，讓學生積極參與教學環節，完成自主式學習，真正成為課堂的主人。數學教學對學生的知識結構與素質能力有嚴格要求，學生既要精通抽象的數據理論，又要在實際問題的解決中靈活運用這些理論的精髓及方法[4]，滿足經濟與信息化社會對數學人才的需求。對此，文章以“互聯網+”背景下的翻轉課堂教學理念為指導，基于翻轉模式與數學學科結合的可行性，構建數學翻轉課堂教學平臺，以期在教學實踐中提高數學教學水平，增強學生主體地位與學習積極性。

1 基于翻轉課堂模式的數學教學系統總體設計

基于翻轉課堂模式的數學教學系統包括前臺與后臺兩個子系統，前臺用戶為教師與學生，后臺用戶為管理員。系統功能模塊圖，如圖1所示。

前臺主要包括的功能模塊為課前任務、課堂活動、課后任務與課程評價[5]。在課前任務環節，教師與學生均需登錄系統進行個人信息填寫，教師利用系統創建數學課程，填寫信息，在獲得邀請碼之后將數學課程資料以微視頻、電子教案等形式上傳到系統上，也可安排課前測試與投票問卷等內容。學生輸入教師獲得的邀請碼開始對數學知識的學習，每天第一次進入系統學習之時，系統都會提醒學生簽到，積累課程經驗值，學生完成各數學章節的課程資料學習、課前測試及問卷投票后，會增加相應的課程積分，教師可借此了解學生課前學習情況，進而安排后續教學活動的開展。在課堂活動環節，教師可就某一數學知識點提出某種觀點讓學生討論，師生在交流過程中解決各類數學難題，然后，教師與學生共同完成對課程內容的拓展及總結。在課后任務環節，主要以作業的形式對數學知識點及相關解題技巧等加以鞏固，教師將學生劃分為多個小組，學生通過組內合作完成數學作業，在此過程中，教師可對學生作業完成情況進行實時查看并做出相應的指導。在課程評價環節，學生根據課前任務、課堂活動以及課程任務3個環節獲得的課程積分與經驗值接受教師的綜合評價以及同學之間的互評，對自己的學習情況有一個整體的了解。

圖1 系統總體架構設計圖

后臺主要包括的功能模塊為管理員登錄與信息管理[6]。在登錄模塊，管理員可通過登錄驗證進入系統后臺。在信息管理模塊，管理員可完成對不同類別用戶(教師、學生)信息以及課程、資料、試卷、留言等各類有關于數學教學信息的管理，執行對信息的添加、刪除、查詢等操作。

2 基于翻轉課堂模式的數學教學系統數據庫設計

2.1 表格設計

結合前臺與后臺子系統的功能模塊需求進行數據庫主要表格的設計[7]，管理員表(教師與學生數據庫表格類似)、在線交流信息表與作業提交記錄表舉例，如表1所示。

2.2 E-R圖設計

以管理員為例：一名管理員可以對多名學生信息進行管理，即管理員與學生之間的管理與被管理關系為一對多形式；一名管理員可對多項課程、資料以及留言信息進行管理，同樣地，管理員與課程、資料、在線討論信息之間的管理與被管理關系為一對多形式。管理員與學生E-R圖，如圖2所示。

以學生為例，一名學生可以對多項課程、資料信息進行查詢與瀏覽，即學生與課程、資料信息之間的管理與被管理關系為一對多形式；一名學生可以發布多條討論信息，同樣地，學生與討論信息之間的管理與被管理關系為一對多形式。學生與課程、資料信息E-R圖，如圖3所示。

表1 管理員表、在線交流信息表與作業提交記錄表舉例

圖2 管理員與學生E-R圖

圖3 學生與課程、資料信息E-R圖

3 基于翻轉課堂模式的數學教學系統實現與應用

3.1 系統實現

系統開發主要對當前應用相對較廣的三層Browser/Server模式予以采用，開發工具為Visual Studio InterDev9.0+VS.NET，使用ASP.NET+PHP+VBScript+JavaScript編程語言，后臺數據庫、操作系統與WEB服務器分別SQL Server 2008、Windows2003與IIS6.0[8]。系統有較多功能模塊，篇幅所限，僅以用戶登錄模塊與資源上傳模塊分析系統的實現。

3.1.1 系統登錄

系統登錄界面實現的功能為檢測登錄用戶的合法性，以對其用戶名與密碼進行驗證的方式避免非法用戶侵入系統。通過自動判斷用戶名與密碼的正誤，系統會對用戶的登錄請求做出相應的處理，若用戶屬于正常登錄，系統會對當前用戶名進行記錄，方便給予后期操作適當的權限分配[9]。系統利用Login.java文件實現用戶的登錄，核心代碼，如表2所示。

表2 系統登錄代碼

3.1.2 課程資源上傳

利用PC的Web端執行課程資料上傳操作。在教師進行數學課程的創建之后，利用PC瀏覽器訪問相應網站，然后，輸入課程上傳碼完成課程資料上傳任務，具體資料涉及課件、視頻、作業、案例等多種類型。PHP用于此項功能的實現，核心代碼，如表3所示。

表3 課程資源上傳代碼

3.2 系統應用實踐

為了檢驗基于翻轉課堂模式的數學教學系統的可操作性，以“線性代數”課程為例開展實踐教學研究。選取A地某大學二年級的兩個平行普通班作為實踐對象，兩個班有大致相同的數學水平，每班學生人數均為20人，“線性代數”課程由相同老師教授。經過為期一個學期的教學實踐，對比分析兩個班學生的學習成績，并對他們接受教學模式的程度做相應調查[10]。

3.2.1 實踐實施

(1)學習內容準備 為了向翻轉課堂教學的實施提供更好的支持，教師對已有“線性代數”教學大綱做了相應調整，遵循知識點自上而下層次化的設計原則將其分解為25個獨立單元，各單元安排時長為20分鐘左右的視頻講座，同時，加入一些課前練習與引導性問題。基于對學生首次開展翻轉課堂教學的考慮，進行額外目標的設定：①充分利用時間；②更好地發揮線上管理與互動功能；③開展多樣化的小組討論與合作學習活動；④鞏固測驗課內知識點。

(2)系統登錄與學習 教師先獲取數學課程邀請碼，讓學生登錄系統之后輸入邀請碼獲得對“線性代數”知識的學習與交流權限。教師定期將制作好的教學資料上傳至系統，讓學生在規定時間內完成對“線性代數”課程的學習。

3.2.2 效果分析

基于翻轉課堂模式的數學教學對以往以“教”為主的教學模式予以突破，極大地增加了課堂的交流討論與協作學習空間，實現了對學生主觀能動性的良好調動以及學習動力的有效激發，是對傳統教學模式的革新，與建構主義教學理論相符。

(1)學習成績分析 在學期結束時對兩個班級(翻轉課堂實驗班20人，對照班20人)進行了“線性代數”課程考試，運用SPSS17.0統計軟件對學生成績進行t檢驗，得到檢驗結果，如表4所示。

表4 實驗班與對照班考試成績比較

由表4可知，翻轉課堂實驗班平均成績為81.03，對照班為73.67，P<0.05，組間差異具有統計意義，亦即實驗班成績顯著優于對照班。

(2)學生接受翻轉課堂教學模式的程度分析 實踐教學完成后，對參與翻轉課堂實驗教學的學生進行問卷調查，回收有效問卷20份。分析調查結果，實驗班有73%的學生喜歡基于翻轉課堂模式的數學教學，接受此種教學模式的程度，如圖4所示。

圖4 學生接受翻轉課堂數學教學模式的程度

4 總結

“互聯網+”背景下的數學翻轉課堂模式教學不同于傳統教學的組織形式，但并非對傳統教學的取代[11]。經過為期一學期的實踐教學，基于翻轉課堂的數學教學取得了初步成效，對此，可認為翻轉課堂教學模式有利于教師的專業發展，提高其教學理論及實踐能力，助其積累豐富的教學經驗；此外，在數學課程教學中應用翻轉課堂教學系統，還能提高學生學習能力，轉變其學習方式，在更多的師生、生生交流與互動中提高學生學習興趣與效率。