基于“學習通”APP的“離散數學翻轉課堂”實踐研究

（大連工業大學基礎教學部 遼寧·大連 116034）

0 引言

離散數學是計算機科學等專業核心課程之一，為學習后續數據結構和數字邏輯等專業課提供必要的數學基礎，對培養學生良好的抽象思維能力和嚴密的邏輯推理能力起著非常重要的作用。傳統授課模式存在以下幾個問題：課程內容多，理論難度大；教師理論講解為主，板書講授較多，教學手段單一；教師重講授理論輕實踐等。翻轉課堂教學要求教師將教學內容中最基礎、最核心的知識要素制作成模塊化數字資源，發布在網絡平臺，學生預先對教學核心內容進行自主學習，教師在課堂上將更多精力用于深度研討、組織團隊學習等教學活動，實現因材施教，提高課堂教學效果。

1 本校離散數學教學改革的實踐研究

1.1 離散數學課程改革必要性

本校目前針對計算機科學與技術和網絡工程專業開設64學時離散數學課程，2020級學生本門課學時將減少到56學時，19級留學生本門課48學時。有限的課堂教學學時數與需要講授的眾多知識點的矛盾、嚴謹客觀的理論知識傳授與生動通俗表達之間的矛盾等，極大地制約了離散數學課堂教學的實效性。打破傳統的以教師課堂講授為主的教學模式，采用翻轉課堂，以學生先學為主，可以解決目前課堂教學課時量不足的問題，提高離散數學課堂教學實效性，意義重大。

圖1：計算機和網絡專業成績對比

圖2：計算機和網絡專業成績分布

1.2 基于“學習通”APP的翻轉課堂建設

本門課程的教學PPT，教學文檔（教學大綱、教學日歷、電子教案），不同題型（選擇、填空、簡答、證明題）的習題庫等均已上傳到“學習通”APP。通過EV錄屏軟件錄制速課，上傳至“學習通”APP各章節，并設為任務點。學生課前通過“學習通”APP章節提前學習課程內容，完成指定任務點。截至今年1月期末考試前，教改試點計算機18級兩個班共計75人，“學習通”APP的學習訪問量累計達到8229次，本門課64學時，平均每人每節課學習訪問量是3.43。數據分析說明，大多數學生能夠課前運用“學習通”APP提前預習，課后及時復習，通過做任務點中章節測驗題目，鞏固所學知識點。傳統教學，教師是教學的主體，形成內化課堂；而翻轉課堂使教學空間和時間發生較大變化，教師不在線，教學也能發生，教材和“學習通”APP都能承擔教學的功能。課程章節設置“闖關模式”發放，學生課前必須努力學習，課中對關鍵要點開展練習、討論和反饋，課后通過試題庫檢驗學習效果。

課程內容也實現翻轉，在學習任務類別上，更重視“為什么的知識”外化，提升學科核心素養，教師的角色從“講壇圣賢”轉向“俯身指點”。19-20年第一學期開學時，根據計算機18級學生《高等數學（下）》課程各分數段成績均分，分成12組，每組平均6～7人。為了讓學生把內化的知識更好得外化，培養實際應用能力和團隊合作精神，通過“學習通”APP，給每組發放分組任務。例如，實現真值表功能的程序編寫和求關系的傳遞閉包程序編寫：要求學生上傳程序源代碼，錄制程序運行視頻，成員間一起討論完成任務過程中遇到的問題，利用網絡資源和數據結構等課程相關知識，提出解決方案。一題多解，學生能夠利用多種編程語言（C,C++,HTML和JavaScript）然后組員之間互相打分，最后教師根據該組的實際完成情況綜合打分。分組任務的完成度較好，學生比較喜愛這種開放式學習方法。通過“學習通”APP發布作業，設置作業截止時間，學生的提交率更高。主觀題學生以圖片形式上傳，教師隨時隨地打開“學習通”APP就能批改，與傳統的紙質作業相比更便捷。

1.3 翻轉課堂教學改革階段性成果

19-20年第一學期期末，本門課平時成績統計中，提高線上作業、學習任務點完成和分組任務完成成績所占比例，重視學生學習的過程考核。學生可分為理論學習型和實踐應用型，翻轉課堂教學模式為其個性發展提供許多途徑。通過題庫練習，增強學生理論知識；通過編程完成分組任務，更深入學習具體知識點。此學期計算機科學與技術181-182班（75人）和網絡工程專業181-183班（93人）均開設離散數學課程，計算機18級兩個班是教改試點教學班，網絡18級三個班仍采用傳統教學模式，期末考試采用相同試卷，平均分、及格率和優良率的對比見圖1,成績分布情況見圖2。從圖表中，可以看出實施翻轉課堂教學改革的計算機專業在各項成績考核指標上與傳統教學的網絡專業對比，均略勝一籌。

2 總結

離散數學課程具有多個目標，不僅要求學生學會特定的數學知識，培養其數學邏輯思維，還有掌握其在計算機科學和數據網絡中的許多應用。圖論中包含TSP問題、最短路徑、狀態轉移、最優樹等模型，用離散數學來建模是非常重要的技巧。因此，依托網絡平臺“學習通”APP,采用翻轉課堂的教學模式，更培養學生的自律能力，增加學生的學習興趣，學以致用。