泛在學習環境中的高等數學課程翻轉課堂研究

陳亞麗 楊潤涵 譚琳

摘 ?要 從泛在學習內涵和特點出發，搭建高校泛在學習環境，在該環境中基于翻轉課堂理念構建高等數學課程范例研究，選取實驗班級與傳統班級的成績進行對比分析，分析結果表明，實驗班級的學生學習效果更佳。

關鍵詞 高等數學;泛在學習;翻轉課堂;信息技術;互聯網+教育

中圖分類號：G434 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）19-0111-04

0 ?前言

隨著信息技術的飛速發展，泛在學習（Ubiquitous Lear-

ning）正逐步成為人們理想的學習模式。泛在學習是學習者在任何時間、任何地點借助任何計算設備獲得任何所需學習資源的個性化學習方式，它為學習者提供了無縫學習空間[1]。云計算、大數據、物聯網、移動計算等高新技術在教育領域的應用逐漸廣泛，傳統課堂面臨重大變革。在教育信息化2.0時代，“互聯網+教育”融入高等教育教學的各個環節，重構了教學思路，創新了教學方法，同時為泛在學習與高校課堂教學融合提供了資源和技術支撐[2]。基于“互聯網+教育”構建泛在學習環境為創新高校教學模式提供了新思路，翻轉課堂就是其中的典型代表。

泛在學習作為一種新型學習模式，可以改善學習條件，幫助學生進行碎片化學習，為學生充分獲取學習信息創造智能環境，對傳統的教育和教學思維方式產生沖擊。更為重要的是，泛在學習可以將課內學習與課外學習、正規學習與非正規學習相結合，促進各種學習協作和傳統教學模式的改變[3]。根據泛在學習與翻轉課堂的特點和內涵，本文將兩者結合進行教學實踐，構建基于泛在視角的泛在學習環境中的高等數學翻轉課堂。

所謂泛在視角，就是從泛在學習概念、特點出發，為翻轉課堂下的教學活動搭建數字化環境，進行學習資源建設，使學生學習不再受到物理空間和信息空間的制約。在泛在學習環境中，教師將面對多元的教學環境和個性化的教學對象，以往絕對的知識傳授職能和知識權威地位必然被顛覆，角色將由知識的直接傳授者向學習的組織引導者、學習資源的研發建構者和學習問題與學習效果的診斷與評價者轉化[4]。

翻轉課堂下，教師將易于學生接受的知識轉移到課下讓學生結合視頻課件等信息化學習資源自主學習;課內進行知識的內化過程，在教師和學生、學生和學生的交流溝通中實現深度學習，培養學生問題解決能力和創造性思維[5]。

在數字化技術環境、數字化學習資源、翻轉課堂教學模式和靈活學習支持服務等多方面資源的支撐下構建師生共同成長的課堂教學模式，這種新型教學模式通過顛覆傳統教學流程，落實“以學生為中心”的教學理念。泛在學習通過構建數字化技術環境與學習資源，整合多種教學模式及多方面資源形成可相互操作的、普適的和無縫的泛在學習環境，為其中的協作者、學習內容、學習服務三要素的聯系、整合及共享提供便利。在高校教育中，將泛在學習與學校教育融為一體，創建讓學生可以隨時隨地進行學習的資源環境，可以促進教學改革與創新[1]，有助于促進學生的可持續發展。

教育部在2012年3月頒布的《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》中指出，在信息技術對教育具有革命性影響的思想指引下，強調教育信息化能力體系建設需要從教育和技術出發，雙向推動信息技術與教育融合創新，以此破解制約我國教育發展的難題，推動教育理念變革[6]。隨著信息時代的到來，高校應充分利用已有的數字教育資源、互聯網技術搭建靈活、智能化的泛在學習環境，并實際應用于課堂中。泛在學習視角下的高校高等數學翻轉課堂建設有利于實現現代信息技術與教育的深度融合，引領教育理念與教育模式的創新。

1 ?泛在學習視角下高校高等數學翻轉課堂的搭建

1.1 ?構建泛在學習環境

泛在學習環境中的高等數學翻轉課堂包含課前預習活動、課堂學習活動以及課后評測環節三個主要內容，三者之間環環相扣。要實現泛在學習環境中的高等數學翻轉課堂構建，必須具備充足的學習資源，為學生完成課內與課外學習、正式學習與非正式學習相結合提供重要資源保障。結合泛在學習環境下形成的學習資源，本文以構建高等數學翻轉課堂為例，為學生提供個性化的學習空間和學習資源，與教師、同伴間建立連接，利用騰訊QQ、微信等網絡交流平臺為依托，在高校搭建教學活動的泛在學習環境并基于翻轉課堂理念進行課程建設。通過上述泛在學習視角下高校高等數學翻轉課堂的搭建，學習資源系統得到不斷進化，傳統課程模式的場所、內容、授受與評價方式的相應變革和創新，對創新建設高校教育模式具有十分重要的意義。

1.1.1 ?創建QQ群 ?騰訊QQ是目前國內大學生使用非常普遍、廣泛的網上交流工具，在QQ的基礎上可以建立多人聊天交流的公眾平臺。為了使學生與教師的交流不局限于實體課堂，利用QQ群作為課后生生交流、師生交流的公共網絡交流平臺。課程助教建立學習類QQ群，參與課程的所有師生加入該群，并按照學院+姓名的格式統一修改備注，以便于識別交流。管理人員由任課教師、助教、課代表組成，師生共同參與管理班級。建立的QQ群用于高數課程班級的管理、通知、作業情況公布以及疑難分享解答等。學生在移動客戶端和電腦上都可以登錄QQ，隨時隨地查看消息。

1.1.2 ?課前預習+隨堂練習+課后作業 ?可以選擇雨課堂作為課前預習和課上學習的智慧教學工具，教師在授課前按照課程進度有針對性地將課件、課前練習及章節測驗上傳至雨課堂學習平臺。

1.1.3 ?新課講解微視頻+學習資料PPT+診斷測試 ?借助超星學習通平臺推送課程相關微視頻，微視頻具有側重點，有助于學生在課前做好預習工作，便于學生利用碎片化時間學習。同時，教師或助教會定期推送學習資料，在討論區發起討論話題，學生也可以在討論區分享疑難點，教師與學生一起探討，增進教學班級生生間、師生間互動交流，提高學生參與學習高數的積極性。

三平臺共同構建高數課程的泛在學習環境，為學生提供超時空無縫的多元學習環境，覆蓋課前、課堂、課后每一個教學環節。基于泛在學習環境的高等數學翻轉課堂為學生提供了個性化、智能化的學習資源，形成一個開放、互動、協作的個性化發展空間。

1.2 ?翻轉課堂理念下開展面授課堂教學

翻轉課堂是將知識傳授的過程放在課堂外，把知識內化的過程放在課堂內的教學模式，可以充分利用面對面的課堂教授時間，促進師生間、生生間互動交流[7]。隨著信息技術的發展，學習技術與教學日漸融合，信息化為翻轉課堂提供了更豐富的教學資源和更多的交互形式。本文根據泛在學習的概念和特征，借助騰訊QQ、雨課堂、超星學習通三大平臺搭建高校泛在學習環境，在該環境基礎上以高等數學課程為例，開展翻轉課堂建設。泛在學習環境的構建為高校學生隨時隨地學習任意知識提供了渠道，突破了傳統教室學習的束縛，把學習與生活相融合，增加非正式學習的機會。翻轉課堂提供“課前傳授+課堂內化”的教學模式。在課堂內，教師應充當好學習組織者的角色，不僅要貫徹泛在學習理念，還要在學生面對海量學習資源時引導學生適應相應的學習任務和學習環境，建立適合自己的學習觀念和學習方法，激發學生學習潛能。

1.3 ?基于平臺數據的多元評價方式

先進的設備使泛在學習成為可能。在信息化環境下，高校教學思想和教學理念發生質的改變，隨之改變的還有教學評價模式。評價是確保教學質量的重要環節。傳統大學課堂的評價注重最終學習結果，評價方式過于單一、片面，這種傳統的總結性評價已經不適應信息環境下的教學。在泛在學習環境下，學習平臺可以對學生學習過程進行記錄，從而增加學生學習過程表現數據，在此基礎上結合總結性評價，重構課堂教學評價體系，采用總結性評價和過程性評價相結合的方式。總結性評價以學生課程成績為主要指標，過程性評價指學生在學習過程中產生的學習數據，如雨課堂中的單元測試分數、課件預習情況、超星視頻觀看時長等。新型評價方式具有多層次、多元化、多維度的特點，與傳統評價方式相比更具科學性、合理性和全面性。

2 ?成績分析及對比

成績分析在高校教學管理中具有重要作用，通過考試成績分析可對高校教育管理質量、教師教學效果和學生學習情況進行測評，是引導教師改進教學方法、提高學生學習成效的重要手段，對完善考試體系、提升考試質量、指導教育教學改革具有重要意義。

2.1 ?數據來源

在2018級高數班級中選取兩個班級的學生成績進行分析，分析在不同教學環境下學生高數成績呈現的特征。其中，班級1是泛在學習環境中基于翻轉課堂的高等數學課程實踐研究選取的試點班級之一，作為實驗班級;對照班級（班級2）是采用傳統教學方式進行教學的班級，作為對照班級。

2.2 ?數據預處理下進行無效樣本剔除

剔除原始數據表中非正常修讀學生和缺考學生。剔除無效數據后，實驗班級（班級1）剩余97個有效數據，對照班級（班級2）剩余120個有效數據。

2.2.1 ?基本描述統計量 ?將兩個班級學生的成績經過數據預處理后導入SPSS中計算出最值、均值、全距、樣本標準差、偏態、峰度，通過這些統計量把握學生成績分布特點。其中，偏態系數可以用來描述一個變量的數值是否具有對稱性，最高峰靠右邊稱為負偏，最高峰靠左邊稱為正偏，最高峰也可以呈對稱（此時，平均數、中位數、眾數落于同一點）。

表1呈現了實驗班級（班級1）與對照班級（班級2）的考試成績分析后的基本描述統計量。其中，成績1表示實驗班級（班級1）學生總成績的描述統計量，成績2則是對照班級（班級2）學生總成績的描述統計量。從1表可以看出，實驗班級（班級1）平均分為82.06分，對照班級（班級2）的平均分為70.03分，且實驗班級（班級1）的標準差小于對照班級（班級2）的標準差，說明實驗班級（班級1）學生成績總體水平較高。從偏態、峰度來看，實驗班級（班級1）的成績更為集中，這一點從標準差和全距也能夠得出同樣的結論。

圖1和圖2分別是根據實驗班級（班級1）與對照班級（班級2）的成績畫出來的直方圖。

兩個班級學生成績分布的直方圖展現出明顯的特點，即：實驗班級（班級1）學生成績分布較為集中，且集中在75分以上的部分，60分以下的部分相對稀疏;對照班級（班級2）也有大部分學生處于75～95分之間，但存在部分學生在60分以下，學生成績不太理想。

2.2.2 ?頻數分布 ?為了了解學生成績分布的總體情況，本文將成績數據按優秀、良好、中等、合格、不及格進行分組，并繪制直方圖展示成績頻數分布。利用SPSS工具按照表2的規則對學生成績進行成績分段處理。

表3、表4分別表示實驗班級（班級1）與對照班級（班級2）學生成績在各個等級的人數及所占百分比。結果顯示，實驗班級（班級1）的學生成績主要集中在優秀和良好兩個部分，而對照班級（班級2）中不及格的人數與成績中等的人數偏多。實驗班級（班級1）的不及格率僅為8.2%，說明該班級少數學生成績不理想，但學生成績整體水平比較高，達到良好的教學效果。

圖3、圖4分別是實驗班級（班級1）、對照班級（班級2）各個等級百分比的直方圖，可以清晰看出實驗班級（班級1）不及格占比極少，而對照班級（班級2）中優秀人數占比最少。

3 ?結語

實驗班級（班級1）學生成績總體比對照班級（班級2）學生成績優異，說明實驗班級（班級1）作為泛在學習環境中基于翻轉課堂的高等數學課程實踐研究的試點班級，學生學習效果良好。在泛在學習環境下，實驗班級（班級1）學生需要在課前根據學習平臺提供的學習資源進行課前學習，在課堂上和教師、同學進行協作探討的深度學習，課后及時復習，對不懂的知識在學習平臺中及時反饋并進行鞏固學習。在這個循序漸進的過程中，學生既學到了知識，又養成了良好的數學習慣和數學思考方式。對比兩個班級學生總體成績分布情況，實驗班級（班級1）教學效果優于對照班級（班級2），二者相比，前者增加了交流溝通和討論的平臺與渠道，如QQ群、超星論壇以及課堂討論環節，教師的指導、同學間的互動可以激發學生學習數學的興趣。實驗班級（班級1）也有個別學生成績不理想，針對這類學生，教師在教學過程中應注意觀察，對學生出現的問題實行個性化引導。

參考文獻

[1]潘基鑫，雷要曾，程璐璐，等.泛在學習理論研究綜述[J].遠程教育雜志，2010，28（2）：93-98.

[2]謝幼如，吳利紅，邱藝，等.用互聯網思維創新教學實踐研究：課程視角[J].中國電化教育，2017（10）： 1-7.

[3]肖君，姜冰倩，許貞，等.泛在學習理念下無縫融合學習空間創設及應用[J].現代遠程教育研究，2015（6）：96-103，111.

[4]周文娟.基于云計算的英語泛在學習模態與學習資源研究[J].遠程教育雜志，2012，30（4）： 73-78.

[5]鐘曉流，宋述強，焦麗珍.信息化環境中基于翻轉課堂理念的教學設計研究[J].開放教育研究，2013，19（1）：58-64.

[6]教育部關于印發《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》的通知[EB/OL].（2012-03-29）[2021-05-09].

http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201203/t2012

0313_133322.html.

[7]張萍，DING Lin，張文碩.翻轉課堂的理念、演變與有效性研究[J].教育學報，2017，13（1）：46-55.