信息化時代大學數學課程的轉型探析

蘇鴻雁，李秀麗，劉玉霜，崔紅燕

（青島科技大學數理學院 山東 青島 266000）

在當前的信息化時代，人工智能、大數據、云計算等都在深刻影響著社會的發展，高等學府是學習知識，開拓創新的神圣殿堂，高等教育的發展更需要與時俱進。尤其在后疫情時代，世界各國都在關注現代信息技術融合對本國的教育發展，以及提高本國的國民素質和創新能力方面所起到的重要作用。中國早在2012 年教育部頒布《教育信息化十年發展規劃（2011―2020 年）》里就明確提出“高等教育信息化是促進高等教育改革創新和提高質量的有效途徑”；2015 年3 月，李克強總理的《政府工作報告》中又特別給出了“互聯網+”的行動綱領，旨在推動現代信息技術滲透在各個領域，以此得到各行各業創新發展。同年，聯合國教科文組織和中國教育部在青島聯合舉辦首屆國際教育信息化大會，并以“信息技術與未來教育變革”為主題探討了教育與信息技術的深度融合。在2021 年12 月的全國教育信息會議上，也要求加快推進新時代教育信息化高質量發展，以信息化支撐引領現代化，加快信息化時代教育的改革。信息化時代的教育必然是網絡環境下的教育，隨著“互聯網+”時代的到來，現代信息技術對高等教育創新發展起到很大的助推作用?！盎ヂ摼W+”催生出的網絡教育的新形態也層出不窮，從互聯網再到移動互聯網，不僅學生獲得的知識途徑越來越多樣化、便捷化，而且與高校傳統課堂教育模式在方式方法等方面也產生本質區別，從而使教師的教育思想、教學模式、教學內容、教學方法也受到深刻的影響和變革。因此，新時代的信息技術與當前高等教育發展的有機結合將作為最新的發展與研究方向，使得高等院校的教育模式發生質的變革，無論專業設定還是課程目標等都在逐漸轉型，使得教與學的方法、理念、場所等方方面面都得到重新構建與延伸，意在把傳統課堂教學的方式和信息技術的理念整合起來進行教育改革，使其更好地促進中國高校培養出適應時代發展的高素質創新人才[1]。

1 本科課程從“精品”向“金課”的評價體系轉型

高校是傳授知識、培養高素質人才的殿堂，隨著21 世紀現代信息技術的蓬勃發展，中國MOOC、高校微課、短視頻等新媒體以及學習通、雨課堂等教學平臺的先后涌現，極大豐富了各高校的教學資源，從而促使高校為培養適應時代需求的創新人才，實行關于學科、課程的優化建設，進而實現了從精品課程到金課的轉型。從2003 年4 月教育部頒布《教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》開始，全國各高校就正式啟動精品課程的建設工作，目的是打造一流學科、一流課程、一流人才。以青島科技大學為例，每年學校申報的國家級、省級、校級的精品課程累計達到50 門以上，隨著申報精品課程工作的展開，各課程教學團隊分別從課程發展、團隊建設、專業設置等一系列評價指標中，不斷豐富、完善課程評價體系，實現課程建設發展，從而打造精品課程。事實上，精品課程的申報與實施，確實對教師隊伍優化、課程建設、學生的培養起到積極促進作用。如：“高等數學”課程，在大力發展課程建設中，經過每一位授課教師的同心協力，高等數學在2005 年校級精品課程申報成功，在具體的教學實施過程中，由于需要滿足精品課程的評價標準，所以無形中督促每一位高數教師備課充分，授課認真，結合學生各專業的特點，有意識分類、分層次教學，秉承課程目標，課程任務等達成度，實現以教促改，以教促學，實現教師素養、教學水平，課程發展、專業結構等指標的優化升級。尤其2013 年公共數學（高數、線代、概率）獲批山東省精品課程群，大大提升了公共數學課程的品質建設。而隨著2018年國家雙一流院校的認定，課程品質的認定也隨之發生改變，逐漸由精品課程向一流課程、金課轉型發展。其中隨著近兩年金課、一流課程的申報逐漸增多，以公共數學基礎課“高等數學”為例，2020、2021 年先后獲批校級一流本科課程、思政項目建設課程。高等數學課程在一流課程的申報過程中，針對課程評價指標，數學教師團隊進行了相應的教學改革創新，如充分利用互聯網教學平臺、信息技術手段進行課程資源的融合、線上線下混合式教學模式的開展、針對創新人才的育人指標達成度、思政元素與課程知識的深度融合等等指標體系的完善，都極大地推動課程的變革，更促進了教與學相長，這是申報金課帶來最有益的效果。

2 從傳統教學形態、線下教學模式向新形態、混合式課堂教學模式的轉型

隨著課程的深入改革，高校的教學模式也亟待適應新時代的需求，加上依存教育部提倡“新工科”“新文科”等綜合改革的契機，加快專業、課程內容、教學方法的改革與創新的步伐成為重頭戲，使其服務于一流學科和一流大學的建設，更好地服務于創新人才的培養。

早在21 世紀初，國內外教育學者對互聯網與教學的研究還停留在表面的結合，師生情感的交流互動缺乏、教師的教學過程單一，學生學習積極性不高。為尋找到互聯網與課堂教學融合的突破口，建立良好的教學環境，同時為適應不同專業學生的素質教育，催生了教學形態到新形態的轉型，促進了傳統線下教學模式到混合式課堂教學模式的轉型。隨著本校近兩年“高等數學”“線性代數”等公共數學課程的教學內容、教材類型的變革，使得適合培養學生自主學習能力的一系列新形態教材孕育而生，旨在構建學生思維能力、創新能力的全面發展。

混合式課堂教育模式成為教學改革的一劑良藥，混合式教學主要是傳統課堂教學與現代信息技術如視頻、音效、動畫、互聯網、移動互聯網、微課、慕課等技術手段的混合，線上教學資源與線下課堂教學的混合，學生自主性學習與教師課堂互相協作的混合，課堂理論教學與網絡資源延拓的混合等幾方面。這種教育模式從組織教學、實施教學等環節均具有一定的可行性，它打破傳統的面對面單一的課堂教學方式，拓展了學生的知識面和思維模式。利用現代信息技術走進課堂，與課堂教學方法相結合，借助其混合式教學模式使得教學內容具有了新穎性和直觀性，簡化了課本知識，擴大了學生的知識面, 增加了學生學習的積極性，同時激發他們的情感，促進學生品質性格的培養。

以“高等數學”課程為例，它是理工科學生大學一年級學習的必修課程，掌握知識的程度直接影響后續的基礎公共課“線性代數”“概率論與數理統計”，以及學生本專業課程的學習。隨著互聯網時代到來，信息技術的進步既給學生帶來新鮮的理念，但也使學生沉迷于網絡信息，學習主動性不高。再加上基礎課程都是大班制授課，高等數學課堂上老師講、學生聽的傳統教學方式很難實現學生的個性化學習，因此，有必要告別傳統意義的課堂教學模式，黑板板書加多媒體課件的單一模式，迎來新的教學模式即線下教學模式、線上教學模式、混合式教學模式的轉型升級。近兩年本校更是積極推進線上+線下的混合式教學模式，助力一流本科課程建設，讓授課教師有了新的教學動力，但如何結合互聯網的信息化的優勢，將其融合到課堂教學中以及如何有效構建混合式課堂教學模式等問題，又需要我們教育者去積極解決。如公共數學基礎課“線性代數”，2020 年獲批校級一流本科課程后，就展開一系列課堂的教學模式的改革，其教學主要目標是以“學生”為主體，通過課堂混合式教學的創新研究，提高課上課下學生學習的自主性，促進學生個性化的成長。同時，加強教學平臺共享資源的軟實力；促進教學內容、教學形態、教學模式、教學實踐四輪驅動與課程思政、信息化技術的深度融合如（圖1），使得課堂教學效果有顯著的提高，進而達到教與學的互通性和開放性，增強學生學習數學的積極性以及學生的創新能力。另外，這種轉型也有利于提升教師運用現代信息技術的能力，使得教師具有良好的科學素養。

圖1 教學四輪驅動模式

混合式課堂的教學模式的轉型使得老師和學生的學習能力都有所提升。具體表現在以下幾方面：

一是傳統課堂教學與現代信息技術的混合，以優化課堂的教學內容?，F代信息技術是學生學習知識的一種認知工具，它既可以作為課程學習內容和學習資源的獲取工具、又可以作為協作學習和交流討論的通訊工具以及創作實踐的工具。當前教育領域利用現代信息技術的應用主要是計算機、互聯網、移動網絡、網上學習等操作模式為主，今后將發展到利用信息技術培養的高級思維能力，從而構建知、情、意融合的高智慧學習體系。依據素質教育的要求，考慮學生存在的個體差異，在高等數學的課堂教學中適當融入現代信息技術，如信息搜索、圖像、視頻、聲音等技術應用，豐富課堂的教學手段，改變傳統的課堂教師黑板板書的教學模式。針對不同的學科專業，制訂和優化相應的教學內容，有效地運用信息技術提供學生豐富的信息資源，使得學生更好地認識高等數學知識與其專業知識的契合點，激發學生的學習興趣。同樣，由于教師提供了各種各樣不同的線上學習資源，供學生課后參考輔修，教師就能進一步展開多樣化的教學方式，而不再局限于傳統意義上的講課。

二是課堂的教學過程實時協作與學生個性化學習的混合，創新教學方法及手段，以提高學生自主學習能力。在課堂教學中老師結合教學內容，適當地利用多媒體、移動互聯網等手段，以提問、問卷調查，討論等形式與學生共同完成教學過程，每個學生按著自己的理解獨立解決問題，遇到疑惑問題可以直接與老師交流解答。目前我校展開“超星”移動教學競賽就是新型的教學模式的探索，本項目成員的老師也參與其中，它實現了由傳統教育向創新式教育的轉變，完成由學生被動式學習到學生自主式學習的轉變，激發了學生的積極性和創新潛能。

三是課堂理論知識與網絡資源的混合，創設不同的教學情境，改變培養人才模式?！案叩葦祵W”課程中很多數學概念抽象難懂，老師在傳統課堂教學中，總是平鋪直敘地講解概念，學生幾乎是死記硬背地學習?；旌鲜浇虒W模式下，教師通過課前預習―課中學習―課后復習的一體化模式，進行新知識再創造的整理與分析，課后通過視頻、移動網絡等形式為學生創設教學情境，給學生留有充分的思考空間，讓學生將課堂上未解決的問題的再次復習、整理，以便于課下及時有效掌握課上的數學知識，這樣，學生就能獲取更多的數學學習技巧和經驗。學生借助在線討論、課程網絡教學視頻、音效等多種手段混合式教學，實現運用交互式、混合式問題式以及啟發式等現代教學方法、完成課堂教學的全過程，切實調動學生的學習積極性和創造性。

構建有效的基于現代信息技術的混合式教學模式，不僅需要現代網絡技術的有力保障，還需要教師具備專業的信息技術知識素養。目前正是從傳統教學過程逐漸轉變為教育信息技術化變革的關鍵期。信息技術應用能力就是運用信息技術進行學習、合作、交流和解決問題的能力，是一種綜合能力。對于一名高校數學教師來說，隨著時代的進步，更應該與時俱進，多學習、多實踐，了解學生實際需求，重構自身的教學能力。熟悉并掌握一些基本的信息技術，如微課錄制、視頻截圖，動畫處理，數學軟件、網絡在線信息技術等，確保在課堂教學過程中，能夠熟練應用各種信息技術來充實教學活動，使得抽象、難懂的高等數學知識從老師單一的講解模式提升為有電子問答、有師生在線互動等生動、有趣的混合式教學模式，化靜為動，從而提高課堂教學效率。

3 學生課程考核從單一化向多元化的轉型

在信息化時代，高校的評價體系不再是單一的期中測試、期末測試的卷面化考核，對學生的評價方式呈現多元化的轉型，老師更重視學生的平時學習過程，并結合教學過程的信息技術積累，為學生合理制訂課上、課下的考核內容和評價方式。在開展混合式的課堂教學改革的同時，其課程資源儲備全面，通過學生作業、課堂回答問題的準確性、平時測試、期末考試成績等反饋信息，及時調整教學內容[5]。從“高等數學”課程可以看出（如圖2、3），老師依托學習通信息平臺搭建課程框架，記錄學生平時學習過程的評價標準，評價類型，如隨堂練習，投票、知識問卷等各項學習評價指標。

圖2 記錄學生課程平時學習情況

圖3 記錄學生平時學習的成績指標

根據課堂每個知識點的教學內容提供試題庫，提供多種組卷策略的在線測試，方便老師及時掌握學生的學習動態，也方便對學生進行實時評價，這樣有利于調動學生的參與性、積極性，提高老師與學生的契合度。

4 總結

面對學校提出“走進新時代，貫徹新思想，實現新發展，全面推進‘五有’高水平大學建設”的口號，作為一名基礎學科的教育工作者，責無旁貸，必須通過多年的課堂教學經驗與教學進行反思，深知教與學的互通性很重要。

因此，隨著信息技術在教育領域的不斷應用，在后疫情時代，進一步推動課堂混合式教學模式改革，不僅要求教師掌握現代信息技術，運用各種各樣不同的信息資源，而且也促進教師有機會在課堂上使用多樣化的教學方式，使得傳統意義上的講課模式轉型升級，引導學生進行自主創新，激發學生學習興趣，加深知識理解。利用信息化技術，老師可以延伸課堂教學資源，構建學生個性化發展、自主性學習、創新研究為一體的課堂創新實踐模式，進而培養大學生的創新能力。