基于OBE理念和翻轉課堂下偏導數的課堂教學設計

摘 要：為了提高教學質量，促進以學生為中心的教學理念，采用基于OBE理念和翻轉課堂的教學手段實施教學，結果證明，該理念下實施教學，學習效果確實有一定的提高。

關鍵詞：OBE教學理念;高等數學;雨課堂

1 緒論

《高等數學》課程是理工科院校里面的一門核心基礎必修課。該課程理論性強，在高等數學傳統的課堂教學中，往往更多的是重理論，希望學生在學完該門課后掌握必要的基本知識、基本技能，對實踐要求不多，并且沒有評價學生應用知識的評價體系。教學設計也是以講授知識為主，比較注重理論的推導和證明，對實際運用和數學軟件的學習重視不夠，教學方法相對單一，教師講學生聽的方式仍然是目前的主要方式。因此，學生學習興趣度不夠，為了考試而學，學為了考試，知識不能很好地和實際問題接軌是高等數學課最大的難題。因此，在該課程中引入基于OBE的教學模式，對高等數學課實施課堂教學改革。

基于成果導向的教育理念，即OBE教學理念，近年，越來越多地受到廣大教育工作者的關注。但是，大多學者只是關于整個課程進行的討論與研究[1-3]，基于OBE教學理念的某一節的教學設計的研究則較少，關于高等數學的教學設計就更少了。本研究將該理念引入高等數學課堂，并做出如下的課程設計。

2 學情分析

課前可以設計幾個和本節課息息相關的問題，以此檢驗學生之前的學習效果（可利用雨課堂）：

（1）關于一元函數導數的概念;

（2）一元函數導數的計算;

（3）一元函數導數的幾何意義。

結果分析：用雨課堂數據可得學生成績平均82分以上，說明對以前的知識理解得還不錯。可以在課堂上對局部不懂的知識再進行復習。

3 教學目標

知識目標：理解偏導數的概念，會求多元函數的一階偏導數。

能力目標：通過求解和認識偏導數的過程，提升學生的思維邏輯能力。

情感目標：了解數學的應用，引導學生學習數學的興趣，鼓勵大家尋找生活中的數學。

4 教學策略

根據教學目標和教學內容，本節課采用翻轉課堂法，以學生為中心，采用問題驅動，在課程的實施過程中，教師給予適當的指導。

5 教學過程設計

以同濟七版《高等數學》課本9.2偏導數為例。

5.1 課前（通過雨課堂給出問題）

（2）假設人力單位為28，資本單位由1460改變一個，則產量的單位改變32個。

一般認為，當邊際生產率接近零或者過低時，認為該產業的發展接近飽和，物力和財力應轉投其他產業。在此，一個人力單位的改變會導致1098個單位的產量改變，說明如今人才的重要性。引導學生打好學習基礎，為我國的繁榮富強而努力奮斗。

接下來，學生分組討論，總結多元函數偏導數的解題方法，及其需要注意的問題。

5.2.5 應用拓展，小組互評

練習1：已知兩種商品是相關的，它們的需求函數分別為：Q1=aeP2-P1，Q2=beP1-P2（a，b>0都為常數），考慮以上兩種商品，它們是互補商品還是替代商品。

分析：由于判斷替代商品、互補商品不是課堂講過的內容，所以需要學生查資料相互討論，一起協作完成題目，從而完成情感目標的設定。

5.2.6 歸納小結

介紹偏導數的推廣形式及其他領域的應用。

5.3 課后

練習2：用matlab程序做出函數z=sin（xt2）的偏導數，并手動計算驗證結果。

分析：由于matlab程序不是課堂講過的內容，所以需要學生查資料相互討論，一起協作完成該題目，培養學生的團隊意識和協作能力。

練習3：搜集偏導數在日常生活中的應用，形成小論文上交，字數不限。

教師可根據學生完成作業的質和量來評測學生對知識、能力目標的完成度。

6 小結

6.1 學習效果評估

學習知識到知識轉化為能力是一個漫長的過程，因此，這里效果評估僅僅對能看得到的技能進行評估。分為三部分：

（1）學生自評，自己對自己的課堂表現和課程接受程度進行評價。

（2）教師評價，利用雨課堂上的教學元素進行打分評價。

（3）小組成員互評，按照每個學員對團隊的貢獻度進行評價，具體評價元素如右表：

6.2 教學結果反饋

以本科一年級學生為對象，將進行OBE理念教學前后的成績進行了對比，效果見下圖：

結果表明：基于OBE理念的教學，學習前后成績有了一定的提高，說明該理念可以繼續融入課堂教學。

6.3 教學反思

一個教學理念是否適合長期使用，必須進行長期的測試，所以，以上結果需要進一步檢驗和分析，后期可采用如下模型進一步評價學生得學習效果：

學生自評*10%+教師評價*10%+小組成員互評*10%+平時測驗（包括小論文成績）*10%+終結考試*60%=總評成績。

數學建模是數學知識的綜合應用。因此，可以推薦學生廣泛參與數學建模競賽，以此檢驗學生的綜合數學素養。

參考文獻：

[1]張林云.OBE導向下貿易經濟類專業課程體系設置研究初探[J].大學教育，2020（05）：23-25+36.

[2]趙玲峰，楊劍冰，鄧炯，楊彥.基于OBE理念的混合式教學模式改革初探[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2020（05）：21-23.

作者簡介：王佳穎（1987—），女，陜西咸陽人，講師，研究方向：主要研究數學教學和數學建模方向。