“高等數(shù)學”課程線上教學創(chuàng)新探索與實踐

王 靜

（黑龍江大學，黑龍江哈爾濱 150080）

“高等數(shù)學”是各高等學校許多專業(yè)必修的公共基礎課，是學習后續(xù)課程并進入專業(yè)前沿學習的重要基礎。數(shù)學家陳省身指出：“數(shù)學是一門演繹的學問，從一組公設，經(jīng)過邏輯的推理，獲得結論。”數(shù)學教學具有知識傳授和能力培養(yǎng)的雙重意義，不僅能幫助學生掌握有用的數(shù)學工具，而且也是培養(yǎng)學生抽象思維能力、邏輯推理能力的重要載體，對學生創(chuàng)新意識的啟迪以及分析問題能力的提升都有至關重要的作用。但因教學具有概念復雜、理論性強、抽象性高等特點，導致教學質量和教學效果并不十分理想。如何有效引導學生進行主動學習，既要注重教師“教得好”，也需注重學生“學得好”，堅持以學生為中心，突出學生自主學習、注重學習效果、強化課程育人是數(shù)學類課程教學改革的方向和重點。近兩年，新冠感染疫情的爆發(fā)促進了線上教學的發(fā)展，黑龍江大學響應教育部號召，多次開展了全面線上課程教學新實踐。對于概念繁多且抽象性強、邏輯性嚴密的“高等數(shù)學”課程來說，如果線上教學方法和授課方式選擇不當，教學效果往往不盡如人意，甚至會嚴重影響學生學習的積極性。線上教學創(chuàng)新實踐雖已積累了很多寶貴的經(jīng)驗[1-3]，但根據(jù)“高等數(shù)學”課程本身的特點，進一步探索其線上課堂教學模式創(chuàng)新以及線上課堂教學質量提升的策略仍十分必要。

“超星學習通”屬于多功能學習軟件，可儲存優(yōu)越的教學資源，建立完整的線上教學和課堂互動內容，同時借助手機端學習通APP 的微服務功能，集成了共享與社交功能，可激發(fā)學生的學習興趣[4]。黑龍江大學于2017 年引進“超星學習通”系統(tǒng)，建立了泛雅“黑龍江大學自主學習平臺”，并由專人進行系統(tǒng)維護，運行狀態(tài)良好穩(wěn)定。在“高等數(shù)學”教學中運用“超星學習通”，以BOPPPS 教學理念為依據(jù)進行教學設計與創(chuàng)新[5]，有意識、有目的、綜合性地思考教學目標、教學方案、教學內容、教學方法、評價方法，創(chuàng)新教學模式，引導學生進行高階性學習，將教學理念從“教”轉移到“導”，立足突出學生自主學習，以學生發(fā)展為中心，以學習能力提升為標準，培養(yǎng)學生獨立自主學習、分析問題、解決問題的能力。經(jīng)歷了三個學期的線上教學探索，整個教學過程基于手機端學習通APP 來完成，借助學習通APP 建立了三層次學習模式：課前自主預習（章節(jié)內容+ 任務點思考）；課中在“班級空間”采用“語音+圖片+知識點小視頻”實時講授和發(fā)起討論、練習（針對重點、難點進行梳理、講解、測驗）達到知識內化；課后鞏固拓展（發(fā)布作業(yè)、選人反饋和討論答疑），整個教學過程中學生參與度很高，學習積極性明顯增強，能夠有效提高整體的課堂教學效果，促進學生反思和改進學習，取得了初步成效。

一、線上教學設計實施方案

（一）建設線上教學資源，監(jiān)督學生自主學習

通過學校引進的“超星學習通”平臺，建設“高等數(shù)學”課程線上教學資源，主要包括教學大綱、教學計劃、教案、參考書籍、電子教材、精心制作的章節(jié)內容、隨堂練習、預留作業(yè)、章節(jié)作業(yè)、章節(jié)測試、課程習題庫等電子資料，精選了學習通資源中的吉林大學公開課“高等數(shù)學”課程以及中國大學MOOC 網(wǎng)站中的中國石油大學（華東）“高等數(shù)學”公共慕課作為輔助學習資料，這些資料在學習通創(chuàng)建課程時均已上傳至該課程的“資料”欄中，學生可隨時通過手機端進入該課程進行預覽學習，擴展了學生的學習內容。尤其是，將教案精心制作成面授式講解的“章節(jié)內容”，知識點清晰明了，例題豐富詳實，通過“音頻+知識點圖片”的形式進行呈現(xiàn)，并設置多個在線學習任務點，錄制的講解“音頻”設置為不可拖動的“防拖拽”模式，學生可以反復學習，啟發(fā)式引導、預留思考問題，為線上課堂指導學習作準備。“章節(jié)開放模式”功能主要包括公開、定時發(fā)放、闖關模式和隱藏章節(jié)四個功能，通過設置為“定時開放”模式，可有效督促學生做好課前自主學習，結合開展線上啟發(fā)式主題討論以及設置在線學習任務點，目的是把學生的學習陣地遷移到移動端學習通APP 平臺，平臺會自動記錄學生在線學習“章節(jié)內容”的進度、次數(shù)和時長。

充分利用學習通平臺提供的課堂“活動”里的功能，建立有效合理的以學生自主參與為主導的平時成績評價機制：簽到簽退10%+章節(jié)任務點30%+作業(yè)30%+課堂互動（主題討論、隨堂練習、選人、搶答）30%，能夠對學生參與課堂活動的情況進行準確記錄和即時評價，活躍了課堂氣氛，激發(fā)了學生的學習興趣，調動了其學習積極性，達到了有效監(jiān)督學生自主學習的目的。

（二）創(chuàng)新線上教學設計，引導學生全程參與

在“高等數(shù)學”課程教學中運用“超星學習通平臺”，教學設計以BOPPPS 教學理念為依據(jù)，以學生發(fā)展為中心，以教學質量為根本。在建立有效合理的平時成績評價機制的基礎上，教學過程分為課前、課中和課后三個部分，從知識、能力、素質三個層面來設計課程的學習目標，做好課前的評估摸底，積極引導學生參與課堂教學，通過師生之間、生生之間的合作和討論使學生深刻地領會與掌握所學知識，并及時檢測教學效果，總結梳理教學內容。線上課堂教學的具體實施流程見圖1，具體實踐過程描述如下。

圖1 線上課堂教學實施流程

1.課前自主預習。根據(jù)課程內容，精心制作面授式講解的“知識點圖片+音頻”的“章節(jié)內容”，緊密聯(lián)系教學目標，知識點清晰明了，例題豐富詳實，并發(fā)布即將授課內容的具體教學目標和要求，協(xié)助學生更有目的性地進行課前自主預習。學生可以反復回聽章節(jié)內容，整理優(yōu)化筆記，達到學習遷移。線上課堂教學需要學生的自律，為了保證預習效果，有效監(jiān)督學生做到課前自主學習“章節(jié)內容”，在創(chuàng)建章節(jié)內容過程中設置多個音頻任務點（占比30%），并對每個任務點設置“防拖拽”限制，線上課堂開始前定點關閉當前開放的“章節(jié)內容”，如果未完成其中的任務點，將無法獲得相應的學習成績，過后也無法彌補，從而達到督促學生進行自主學習的目的，核心宗旨是做到“引導學生主動學習、學會學習”。另外，在學習通中建立區(qū)分易、中、難三種不同難度層次的作業(yè)試題庫，為后續(xù)課堂提問、隨堂練習、章節(jié)測驗以及布置作業(yè)作充分的準備。

2.課中在“班級空間”進行實時講授和練習，達到知識內化。學習通具有“班級空間”功能，類似于微信群，線上課堂在“班級空間”（設置為禁言模式）采用“語音+圖片+知識點小視頻”相結合模式進行實時授課。通過簽到、選人、搶答、主題討論、隨堂練習、分組任務等課堂活動調動學生課堂參與的積極性。首先是簽到，“簽到”功能便于教師進行考勤，克服了傳統(tǒng)點名方式占用課堂時間較長的缺點，還可經(jīng)常變換簽到方式（如普通、手勢、位置、二維碼等）監(jiān)督學生加入課堂，后臺會自動詳細記錄，便于總體掌握學生出勤情況。簽到結束后，介紹“教學目標、教學要求、教學重點與教學難點”，讓學生了解課程教學目標和要求，然后根據(jù)“章節(jié)內容”中預留的思考問題及例題進行隨堂練習測驗摸底，測驗過程中可借助“投屏”功能讓學生了解到整體的答題情況，教師同時可即時指導答錯的學生（主觀題采用拍照上傳模式），目的是掌握學生的自主學習情況，為課堂知識點講解作指導。進一步，根據(jù)學生對知識點的掌握程度進行知識點梳理，“語音+圖片+知識點小視頻”相結合進行二次實時講解、強化、拔高，關于重要知識點，預留思考題，引導學生自主探索。因此，線上課堂上學生相當于二次聽課，能夠有效提高學習效果和教學質量。最后，進行知識框架梳理和總結，進一步強調重點、難點，然后“簽退”結束線上課堂講授。每次線上課堂結束后，將重點內容如定理、公式、結論、經(jīng)典例題等發(fā)布至“班級空間”中，以便學生及時復習，并且學生在后續(xù)學習中仍可根據(jù)個人需要對線上課堂內容進行多次選擇性重復學習。

3.課后鞏固拓展。通過“選人”功能進行課堂聽課效果反饋，隨時掌握學生的聽課情況，以便對下一次的教學活動進行微調。每周通過學習通“作業(yè)”功能預留相應的在線習題作業(yè)（占成績比例30%），在線作業(yè)以客觀題為主、主觀題為輔，考查學生對重點知識的掌握情況，檢驗學生的學習效果。學習通可評閱并記錄成績，進一步根據(jù)學生作業(yè)完成情況，通過錄制“習題解讀小視頻”集中講解，完成答疑。

（三）線上教學特色與成效

借助“超星學習通”平臺提供的多功能“活動”，從“課前自主預習”“課中講授和師生互動”“課后鞏固拓展”三個方面探索和實踐了基于“超星學習通”的“高等數(shù)學”線上教學模式創(chuàng)新研究，教學特色與成效總結如下。（1）精心制作面授式講解的“知識點圖片+音頻”的“章節(jié)內容”，緊密聯(lián)系教學目標與要求，知識點清晰明了，有利于學生掌握課程學習內容。（2）“設置防拖拽任務點（占成績比例30%）”，定時關閉當前開放的“章節(jié)內容”可有效約束與引導學生完成線下自主學習，可達成引導學生主動學習、學會學習的教學宗旨，保證了自主預習效果。（3）啟發(fā)式主題討論與隨堂練習（占成績比例30%）”可有效引導學生積極參與課堂教學、引導學生獨立思考，積極自主探索。（4）線上課堂，學生相當于二次聽課，課中沒有掌握的知識點，可以回聽音頻，回看小視頻解讀，進一步復習鞏固，達到學習遷移。（5）“作業(yè)”功能可靈活設置習題模式，“提醒”功能可督促未及時完成作業(yè)習題的學生，“打回重做”功能可返回不合格作業(yè)，促使學生修改，能夠有效開展作業(yè)的監(jiān)督與完成情況，同時可關注到學生的學習有效性和個性化需求。（6）通過“選人”功能設置“課堂聽課效果反饋”環(huán)節(jié)，可幫助教師及時了解學生的聽課狀態(tài)與需求，以便及時調整教學內容、教學進度和教學方法，做到有的放矢。（7）從隨堂練習、測驗、作業(yè)完成情況來看，參與度和完成質量都很高，取得了較好的效果。

二、線上教學考核方式

最終成績由“平時成績50%+期末考試成績50%”組成，提高平時成績考核占比，激發(fā)學生自主學習。平時成績采用動態(tài)即時的學習評價機制，即由“課前、課中、課后”教學全過程的動態(tài)學習情況進行評價，高效而公平，因為學習通能夠對學生參與的課堂活動（包括簽到簽退、章節(jié)任務點、作業(yè)、以及主題討論、隨堂練習、選人、搶答等課堂互動）進行積分累計，所有的學習過程都可以量化為相應的積分，教師和學生可隨時查看這些積分，能夠有效激勵學生自主參與學習，大大激發(fā)其參與課堂活動的積極性，提升了線上課堂教學的有效性。在建立試題庫過程中，平時發(fā)布的作業(yè)和隨堂練習會自動加入試題庫，期末考試可在學習通中創(chuàng)建完成，試題內容根據(jù)教師設置從試題庫中抓取生成，同時可借助“隨機抽題”和“打亂題號”功能，有效避免抄襲現(xiàn)象。在“高等數(shù)學”線上教學中，更注重學習過程和學習態(tài)度，學習過程中的動態(tài)式學習評價積分（即平時成績）占最后總成績的50%，這樣可以更好地激勵學生參與到線上教學中，培養(yǎng)了學生自主學習能力，提高了教與學的效率和效果。

三、線上教學總結與展望

運用“超星學習通”系統(tǒng)，開展了線上課堂的創(chuàng)新教學實踐，以精心制作面授式的音頻講解“知識點圖片”的章節(jié)內容作為支撐，課前通過設置“防拖拽”的任務點和定時關閉當前開放的“章節(jié)內容”來監(jiān)督學生進行課前章節(jié)內容的自主學習，課中通過“班級空間”將“語音+圖片+知識點小視頻”與“簽到點名、主題討論、隨堂練習、發(fā)布作業(yè)、小測驗等一系列教學手段”進行有機融合來完成線上課堂教學，課后通過“班級空間”發(fā)布“重要知識點圖片”“作業(yè)測試”與“選人反饋”來完成課后指導與答疑，努力構建了課前、課中、課后三層次一體化的教學環(huán)境。

總之，利用學習通的多功能性對學生進行監(jiān)督約束，引導學生自主學習、學會學習，線上課堂上對重點、難點強化拔高，重點講授學生有疑惑的地方，從課堂情況和學生學習情況來看，該教學模式得到了學生的認可與好評，實踐結果表明學生的學習積極性明顯提高，教學效果顯著增強。通過這種將現(xiàn)代化技術、教學內容、教學方法和教學模式有機結合的教學實踐，使教學內容直觀、形象、易懂，有利于為學生答疑解惑，可有效提高教學效率，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力以及創(chuàng)新思維。

關于對未來信息技術融入課程教學常態(tài)化的設想，線上課堂教學可促進線下實體課堂教學的改進，應與線下實體課堂教學有機融合,如何有效融合線上課堂和線下實體課堂需要進一步的思考和探索，筆者未來將積極開展線上線下混合模式教學，以線下實體課堂的“板書+多媒體”教學為主，以線上學習通的“學習監(jiān)督”功能為輔，引導學生自主學習，提高教學質量。