智慧教育環境下大學數學教學改革實踐探索

李愛平

【摘要】近年來，我國高度重視教育信息化和智慧校園建設，這就需要高校教師重新思考如何進行教學改革實踐.國家也鼓勵教師充分利用信息技術改革教育模式，促進教育服務信息化.基于此，文章從結合新型智慧教育環境、加強課程建設、加強過程評估、提升大學數學教師信息素養四個方面探討了智慧教育環境下大學數學教學改革實踐.

【關鍵詞】教學改革實踐；大學數學；智慧教育環境

智慧教育屬于現代教育中較為創新與優質的一種教育方式，是指在教育、教學管理和研究中，融入現代教育技術，以促進教育的改革和發展.智慧化、網絡化、數字化和多媒體是智慧教育的技術特征，而交互、共享、開放和協作是其核心特征.智慧教育是利用現代教育技術改變傳統的教學模式、教育理念、教學內容和方法以及學習模式，從而通過教育信息化促進教育改革和現代化.智慧教育的個性化模式最終將取代傳統的教育模式.而如何在智慧教育背景下推廣現代教育技術，使教學與教育高度融合，不斷提高學生的創新創造力和自主學習能力，成為每一位大學教師必須面對的問題.

一、結合新型智慧教育環境，推動高校數學教育體系轉型

（一）調整課程設置，優化教學目標

大學數學教師在制訂教學計劃時必須不斷優化教育目標，根據學生學習的不同專業體現課程專業性和實用性的特點.教師必須調整自己的角色.在傳統教育中，教師是教學活動的主體，學生缺乏學習主動性，而在智慧教育中，學生是課堂的主體，教師成為學生學習的引導者.

（二）充分利用智慧教室，調整教學內容

首先，教師可以充分利用一些互聯網平臺.比如，創建一個QQ群或微信群.上課前，教師可以把下一節課知識的思維導圖發給學生，也可以將下一課的知識點記錄在小視頻中，供學生預覽.教師還可以利用雨課堂、學習通等教學平臺上傳一些教學資源，擴展學生的學習途徑，還可以依據學生的實際情況優化教學內容，如實行“翻轉課堂+對分課堂”等教學模式，在這種情況下，教師與學生之間可以開展線上聯合線下的教學與學習方式.需要注意的是，小視頻不是一門微觀課程，它強調某些知識的清晰度，而不需要太多的旁征博引，教師只確保知識的精細程度即可.其次，大學數學教師可以充分利用這兩個軟件，就學生學習中一些常見的問題以及學生的問題反饋等進行在線溝通.教師可以在每天固定的時間在線回答問題，并在其余時間將在線平臺進行屏蔽，以避免師生在其中浪費太多時間.最后，教師可在微信上建立公眾號，定期發布有關的科學研究成果、先進專業知識、經典示例前沿知識等.教師也可以在教學過程中分享感受和想法，以提高學生的參與度.

（三）構建線上線下混合教學模式的高級數學智慧課程

教師在使用智慧教育方法時應體現出靈活性，目的是將傳統學習方法的優勢與在線學習的優勢結合起來，發揮教師的引導作用，監督教學過程，充分體現學生作為學習主體的主動性，使學習落到實處.

與QQ和微信輕松、無監督的學習氛圍相比，雨課堂可以監控學生課前、課中和課后的學習情況，保持師生互動，提高學生學習效率.上課前，教師可以使用此平臺向學生發布預習作業.教師可以在平臺上查看學生的預習效果，以便提前了解學生學習情況，為課堂教學做好準備.發布的內容可以是由教師精心設計的微課或收集到的豐富的學習資源.例如，在討論函數的復合運算時，教師可以在平臺中加入一張齒輪傳動的動態圖，以加深學生對復合函數概念的理解.課堂上，教師需要加強師生互動，解決學生學習中的常見問題，也可以讓學生進行小組討論，并派代表在講臺上分享討論結果.需要注意的是，教師應該將舞臺交給學生，讓學生充分解釋所學內容，然后對學生所說的內容進行有針對性的評論.課后，教師要加強監督和指導，可以通過智慧教學平臺發布作業和分步測試，或及時發布相關問題，以滿足學生的個人需求.

筆者在班級中進行了一年多雨課堂環境下混合式教學的實踐，通過總結發現：第一，教師必須為課程設計新的教學視頻；第二，在使用雨課堂課件進行教學時，教師應通過匿名發布等功能大大改善學生的學習體驗；第三，教師可以按時發送測試，并以更準確、完整和自動化的方式獲取有關學生學習過程的數據，這樣的定期評估會更可靠.實踐表明，雨課堂智慧平臺可以收集整個教學周期的教學數據，有助于教師及時了解學生的學習情況，并針對數據進行分析，以提高教學效率.

二、加強課程建設，推進大學數學課程綜合改革

Matlab軟件可用于解決計算問題，可通過大量示例展示數學思想、數學方法和應用示例，并深入探索各種課程的含義.在此基礎上，筆者引入了Matlab和課堂教學軟件.動態教學可減少數學概念的模糊性，提高學生的空間想象力.

（一）傳播數學思想，提高數學素養

教師通過Matlab演示可以將教學內容方便地呈現在課堂上，加深學生對微積分計算的理解，使學生有效掌握這部分知識，從而通過教學目標的實現提高教學效果，還可以對教學起到補充作用.對于“無限個無窮小未必是無窮小”這一理論的講解，教師也可通過使用Matlab計算極限和實驗演示進行解釋，使學生理解極限的概念.

（二）闡釋科學精神，提升人文素養

在使用Matlab計算函數增量和微分函數的同時，作為大學數學教師，筆者還介紹了微積分的建立過程中牛頓、萊布尼茨的貢獻，以幫助學生理解和掌握微積分知識的主要內容.

（三）結合數學建模，開發應用潛力

與傳統數學教學不同，教師在教學中還應滲透數學建模的思想和方法，結合建模思想提升學生的實際應用能力，最大限度地開發學生潛能.

三、加強過程評估，建立立體化教學體系

教師可通過在線和離線評估的方式，鼓勵學生在數學學習研究期間保持認真和積極的態度，改變既往以期末考試取得好分數為目標的學習態度，將考試與核心評估相結合，具體包括課堂討論、日常工作、出勤、在線測試等.

（一）過程考核

學生參與在線學習后會留下豐富的學習數據，這些數據構成了教師評估學生在線學習的重要內容.評估指標主要包括：課前學習態度（進度、總持續時間、問題反饋、在線書面筆記等）、對課堂學習的貢獻（出勤率、課堂測試等）、對學習的貢獻（和教師之間的互動、有時間限制的答題等）和課后學習的效果（章節作業、答題細節、考試成績等）.過程考核包括8項在線測試，在線測試涉及使用Matlab解決現實環境中的數學問題.視頻學習的最高分數為10分，如果超過總持續時間的60%，即可獲得10分.在每節課結束時，教師應在討論區通過提出問題組織學生討論數學的發展歷史，并與課程中提到的相關數學問題進行聯系，引導學生發現學習數學的樂趣，在學習數學的過程中汲取積極思想，幫助自己建立正確的三觀.隨后，教師可以鼓勵學生在討論區回復或發布有價值的信息，對于回復或發布有價值信息的學生，可以將他們的常規分數提高1～5分.

（二）線下評價

線下評價是對學生在數學課上的實際學習行為進行的評估.線下評價主要關注學生在課堂上的學習狀態（能夠積極參與師生交流，積極回答問題，在回答問題時思維清晰，敢于提問；能夠積極參與小組學習活動，掌握所學知識，實現學習目標，等等）、自我評估（對自己學習情況的客觀評估）和學習成果（家庭作業成績、期中和期末考試成績等）.

（三）期末綜合測試

在期末綜合測試中，教師可以讓學生使用Matlab解決特定的數學建模問題，讓學生在抽象的數學模型中分析復雜的具體問題，使用Matlab設計解決模型，并驗證模型的適用性，幫助學生將抽象的數學知識與模型相結合.由此，學生不僅可以鞏固基礎知識，還可以提高自己的數學思維能力，提升在實際情境中分析與解決問題的能力，還可提高理解科學研究內涵的能力.

四、從教師個人角度出發，提升大學數學教師信息素養的策略

全面推進智慧教育，提升大學數學教師的信息素養尤為重要.大學數學教師的信息素養水平是實施大學數學學科智慧教育的決定性因素，也是數學教師核心技能的重要表現.因此，為了適應智慧教育時代的發展，大學數學教師應具備較強的信息素養，在教學中融入新時代的信息技術，形成具有新教育時代特點的教育理念，積極適應智慧教育的新要求，進行更高水平的智慧教育.

（一）通過信息技術加強教師隊伍建設

智慧教育思想是學校組織教師進行信息化教學培訓的前提.首先，學校可以邀請學校內外的信息技術專家對數學教師進行專業知識培訓，包括理論知識、技術操作、實地教學等，讓數學教師就將信息技術深入融入該學科教學達成共識，有效提高教師的教學效率和信息素養.第二，開展分層分類系統化培訓.學校可以通過問卷調查研究不同年齡和學科教師的信息素養水平，并根據數學教師的教學需求和差異制訂有針對性的培訓計劃.第三，定期組織信息技術教學技能競賽和交流活動.學校應為數學教師組織交流活動，如計算機教學技能競賽、將信息技術融入課堂的交流、教學講習班等，使他們能夠探索、交流教學經驗，共同學習和進步.此外，教育研究對于改革和加強信息化教學是必要的.它可加強數學和人工智能的交叉整合，進一步完善實驗教學體系和創新實踐教學模式；改進質量控制體系，加強教學管理.

（二）更新教學理念，提升信息素養

教學理念是提升信息素養的先決條件，大學數學教師只有不斷更新自己的教學理念，加深對信息技術的理解，才能提升信息素養.第一，理解信息素養的確切含義.信息素養不是一項獨特的技能，其本質是由知識、技能和態度組成的綜合能力，這種能力需要通過積極的知識和實踐來發展與改進.大學數學教師應積極分析和理解信息素養的含義，在理解信息素養含義的基礎上，應用先進的教學理念整合信息技術和課程教學.第二，進一步提高教師對信息技術的敏感性.教師可以從發現信息、識別信息、選擇信息等技能開始，逐步提高自己對信息技術的使用能力.第三，大學數學教師應該進一步加深自身對信息素養的理解.思想是行動的基礎，如果教師忽視自身的信息素養，認識不到信息素養在智慧教育發展中的決定性作用，就會阻礙智慧教育的發展.總之，大學數學教師應積極適應信息時代發展，把握信息時代本質，摒棄過時的教學理念，激發對現代教育技術的興趣和熱情，堅持人與技術的融合，跟上時代步伐，將現代教育技術應用于數學教學，積極應對教育挑戰.

（三）提高大學數學教師的信息技術應用能力

從教師個人的角度來看，學校有必要將教師從知識傳授者轉變為學習引導者，創新使用新的教學方法和思想，提高大學數學教師深入整合現代信息技術和教學的能力，鼓勵教師探索新形式的智慧教學，讓信息技術服務于高等數學教學，以適應信息時代的教學要求，還要鼓勵數學教師積極參加全國高校數學微型課程教學設計競賽、全國高校教師教學創新競賽等，以提高教師的信息技術應用能力.

結 語

簡而言之，在當前的時代，使用智慧環境和工具改革大學數學教學是一種趨勢，教師和學生應盡早發揮其作用.筆者建議，在智慧教育環境下，大學數學教師應根據社會需求確定教學目標，以課堂理論教學為主線重新組織教學內容，創新教學方法、評估方法.此外，學校應提供良好的數字教學環境，建立信息素養評估和激勵機制，加強大學教師提高信息素養的內在動機，使其能夠更好地應對信息化教學挑戰，同時促進專業發展.因此，隨著現代信息技術的不斷發展和高等數學課程的改革，越來越多的教師和學者將加入智慧數學教育行列，最終實現從傳統教學向智慧教學的過渡.

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