張娟
摘要:“高等數(shù)學(xué)”課程是理工科專業(yè)的必修課程,其對學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課程會(huì)起到至關(guān)重要的作用。信息技術(shù)的發(fā)展對“高等數(shù)學(xué)”課程提出了新要求,也給其帶來了新挑戰(zhàn)。文章基于OBE教學(xué)理念對“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,信息化條件下“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)過程中存在的問題,并從創(chuàng)新教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和建立完善的課程考核體系四個(gè)方面入手,對“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)改革的方向進(jìn)行探索,以期提高“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:信息化;“高等數(shù)學(xué)”教學(xué);教學(xué)改革;OBE教學(xué)理念;線上+線下混合式教學(xué)模式;信息技術(shù)
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1008-3561(2023)28-0121-04
基金項(xiàng)目:本文系“寧夏師范學(xué)院本科教學(xué)項(xiàng)目資助”(編號:NJ YZYGGK2308)研究成果
“高等數(shù)學(xué)”具有清晰的邏輯性、高度的抽象性和普遍的應(yīng)用性,在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面有著特別重要的作用。2014年,教育部發(fā)布的《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》明確指出:深化課程教學(xué)改革具有重要意義[1]。而且,由于學(xué)生的差異性和教師個(gè)人因素的影響,“高等數(shù)學(xué)”課程的教學(xué)效果相差往往非常大,因此“高等數(shù)學(xué)”課程的教學(xué)改革是必然的也是具有重大意義的。信息技術(shù)的進(jìn)步對“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)改革既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。那么,如何在信息化條件下對“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)進(jìn)行改革呢?下面,筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐對此展開深入研究,以期找到信息化條件下“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)改革的有效方法。
1.教師信息技術(shù)能力有待提升
2019年4月,教育部印發(fā)的《關(guān)于實(shí)施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》提出:要推動(dòng)教師主動(dòng)適應(yīng)信息化,積極有效開展教育教學(xué),全面促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新發(fā)展[2]。然而,受傳統(tǒng)教學(xué)觀念影響,至今仍有部分高等數(shù)學(xué)教師所具備的信息化水平與培養(yǎng)現(xiàn)代化創(chuàng)新型人才的要求之間存在一定差距。另外,部分高等數(shù)學(xué)教師對信息技術(shù)的使用仍處在較淺層面。這使得信息化條件下“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)沒有太大變化,教學(xué)效果提升也不明顯。
2.課程本身具有一定學(xué)習(xí)難度
“高等數(shù)學(xué)”課程是理工類專業(yè)學(xué)生必須掌握的一門基礎(chǔ)課程,具有知識體系龐大、講授時(shí)間長、計(jì)算量和證明量大等特征,對學(xué)生來說具有一定的學(xué)習(xí)難度。另外,很多院校使用的都是同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系編寫的“高等數(shù)學(xué)”教材,這本教材從“極限的定義”講起,具有高度的抽象性和嚴(yán)密的邏輯性,這使得部分學(xué)生對這門課程從一開始就產(chǎn)生畏難情緒,甚至出現(xiàn)想要放棄的想法,學(xué)習(xí)效果可想而知。
3.教學(xué)模式傳統(tǒng)落后
當(dāng)前,部分教師對“高等數(shù)學(xué)”課程的教學(xué)仍偏向于理論知識的講解,采用的主要是“教師講、學(xué)生聽”的灌輸式教學(xué)模式。這使得“高等數(shù)學(xué)”課堂成了教師的專屬舞臺,而學(xué)生則處于被動(dòng)接受知識狀態(tài)。這樣一來,教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都難以得到保障。具體來說,首先,學(xué)生對“高等數(shù)學(xué)”這門課程的學(xué)習(xí)積極性不高,因此學(xué)生的創(chuàng)新能力難以得到有效培養(yǎng)。其次,教師講授課程占用了學(xué)生的自學(xué)和練習(xí)時(shí)間,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量受到影響。最后,教師不能照顧到學(xué)生的差異性,這不利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。
4.考核評價(jià)形式單調(diào)、內(nèi)容單一
當(dāng)前,部分高校對“高等數(shù)學(xué)”課程的考核方式較為單調(diào),主要包括學(xué)生平時(shí)成績和期末成績兩方面,通常為平時(shí)成績占30%,期末成績占70%。平時(shí)成績主要由學(xué)生課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況及考勤情況等三部分組成,缺乏對學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題能力等的考查。另外,部分高校在考核學(xué)生“高等數(shù)學(xué)”學(xué)習(xí)情況時(shí),更注重對學(xué)生理論知識掌握情況的考查,并且在考查理論知識時(shí),缺乏開放式題型,導(dǎo)致學(xué)生不能把理論知識與實(shí)際問題結(jié)合起來,使得學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。
在信息化條件下,教師要緊跟時(shí)代步伐,基于OBE教學(xué)理念對“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)進(jìn)行改革,并積極利用信息化教學(xué)資源對“高等數(shù)學(xué)”課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整、充實(shí),以使“高等數(shù)學(xué)”課程可以更好地滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展要求[3]。
1.更新教師教學(xué)理念
教師是決定教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素,更新教師的教學(xué)理念要比幫助其掌握先進(jìn)的教育技術(shù)更為重要[4]。如果沒有教師教學(xué)理念的創(chuàng)新,那么“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)就不可能實(shí)現(xiàn)真正意義上的改革。如果沒有教師教學(xué)理念的創(chuàng)新,那么“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)過程將會(huì)成為教師用先進(jìn)教學(xué)技術(shù)向?qū)W生輸入知識的過程,實(shí)質(zhì)上仍然是在采用“灌入式”教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。因此,一方面,學(xué)校應(yīng)積極對高等數(shù)學(xué)教師開展相關(guān)培訓(xùn),幫助其更新教學(xué)理念。另一方面,高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識,努力提高自身的信息素養(yǎng),增強(qiáng)自身的信息處理能力,使自身的教育理念得到更新。
第一,學(xué)校方面。高校應(yīng)積極建立一支穩(wěn)定的、具有信息化知識的高等數(shù)學(xué)教師隊(duì)伍,并在學(xué)校條件允許的情況下組織本校高等數(shù)學(xué)教師參加信息化教學(xué)及學(xué)術(shù)研討、交流等活動(dòng),以切實(shí)提高本校高等數(shù)學(xué)教師的信息化教學(xué)水平。另外,高校還要鼓勵(lì)具有豐富的信息化教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的高等數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中發(fā)揮帶頭作用,幫助不善于利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的教師,以提高他們的信息化教學(xué)水平,使他們及早成為信息化高等數(shù)學(xué)教學(xué)的骨干。
第二,教師個(gè)人方面。(1)高等數(shù)學(xué)教師要努力提高自己的職業(yè)道德水平。教育在于“言傳身教”,因此高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)為學(xué)生做好表率,端正自身的品行,擁有樂觀向上的精神、親切溫和的態(tài)度、良好的個(gè)人愛好和健康的體魄,重視每一堂課,重視每一名學(xué)生,重視每一個(gè)教學(xué)細(xì)節(jié),努力學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識、提高自身的信息化教學(xué)能力,只有這樣,才能成為學(xué)生之榜樣、同輩之楷模、未來之希望。(2)高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)做到以學(xué)生的發(fā)展為中心。高等數(shù)學(xué)教師要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的差異性進(jìn)行因材施教、分類培養(yǎng),并針對不同專業(yè)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求采用不同的教學(xué)方式。如對于更加注重理論知識學(xué)習(xí)的專業(yè),高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)多講一些概念和證明題。對于更加注重實(shí)際應(yīng)用的專業(yè),高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。(3)高等數(shù)學(xué)教師要設(shè)法提高自身信息技術(shù)處理和運(yùn)用能力。首先,高等數(shù)學(xué)教師要聽一些信息技術(shù)方面的公開課,多研讀一些與信息技術(shù)知識有相關(guān)的書籍,以增加自身的信息技術(shù)知識儲備。其次,高等數(shù)學(xué)教師要與時(shí)俱進(jìn),及時(shí)了解和掌握信息技術(shù)前沿知識,從而為學(xué)生打造更加有吸引力的“高等數(shù)學(xué)”課堂。最后,高等數(shù)學(xué)教師要主動(dòng)參加信息化教學(xué)培訓(xùn)活動(dòng),以提高自身的信息技術(shù)運(yùn)用能力,使信息技術(shù)能在“高等數(shù)學(xué)”課堂教學(xué)中發(fā)揮出最大的助學(xué)效用。
2.豐富課程教學(xué)內(nèi)容
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,教學(xué)資源越來越豐富。高等數(shù)學(xué)教師要積極利用信息化資源豐富課程內(nèi)容,以提升課程吸引力,增強(qiáng)學(xué)生使用數(shù)學(xué)的意識,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用“高等數(shù)學(xué)”解決實(shí)際問題的能力,讓學(xué)生知道數(shù)學(xué)有用以及如何用,從而使課程的育人功能得到充分發(fā)揮。
(1)增加關(guān)于數(shù)學(xué)文化方面的內(nèi)容。在信息化背景下,高等數(shù)學(xué)教師可以積極將數(shù)學(xué)文化內(nèi)容引入“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)中。這不但可以讓學(xué)生對數(shù)學(xué)發(fā)展史、數(shù)學(xué)文化及數(shù)學(xué)思想等形成一定的了解,還可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,讓學(xué)生充分領(lǐng)略到數(shù)學(xué)的美學(xué)價(jià)值,從而有效提高學(xué)生對“高等數(shù)學(xué)”的學(xué)習(xí)興趣。
(2)增加關(guān)于思想政治教育方面的內(nèi)容。任何課程都有育人功能,“高等數(shù)學(xué)”課程也不例外。高等數(shù)學(xué)教師要充分利用信息化條件加強(qiáng)“高等數(shù)學(xué)”課程思政建設(shè),把思想政治教育元素融入“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)中,以提高課程的育人能力,推動(dòng)課程思政的高質(zhì)量建設(shè),從而高效落實(shí)立德樹人根本任務(wù),為大學(xué)生真正成為社會(huì)主義的合格建設(shè)者和接班人奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。具體來說,在實(shí)際教學(xué)中,高等數(shù)學(xué)教師可以把與培養(yǎng)大學(xué)生的世界觀、人生觀、價(jià)值觀及社會(huì)責(zé)任感等有關(guān)的內(nèi)容與“高等數(shù)學(xué)”課程相結(jié)合,讓學(xué)生知道:忘記什么都可以,但絕不能忘記自己的祖國,這是一個(gè)人的生命之本。丟掉什么都可以,但絕不能丟掉事業(yè),事業(yè)是書寫人生未來輝煌的載體,一個(gè)人的價(jià)值往往會(huì)在其事業(yè)中得到彰顯。沒有什么都可以,但絕不能沒有志氣,沒有志氣的人是不可能成才的。
(3)增加與學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識相關(guān)的內(nèi)容。“高等數(shù)學(xué)”課程對培養(yǎng)大多數(shù)理工科專業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)能力都具有關(guān)鍵作用,因此在講授這門課程時(shí),高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)把該課程與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識相聯(lián)系,并盡可能多地從每個(gè)專業(yè)的角度出發(fā)向?qū)W生講授其需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容,從而突出“高等數(shù)學(xué)”課程知識應(yīng)用的廣泛性,使“高等數(shù)學(xué)”課程的教學(xué)作用得到最大化發(fā)揮。例如,在給物理班的學(xué)生講授“定積分的應(yīng)用”這一章節(jié)的知識時(shí),高等數(shù)學(xué)教師可以將其與物理學(xué)專業(yè)課結(jié)合起來,多給學(xué)生講一些定積分在物理上的應(yīng)用案例,以此讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)“高等數(shù)學(xué)”這門課程對其后續(xù)學(xué)好專業(yè)課程意義重大。在給生物班講授完“微分方程”這一章節(jié)的知識后,高等數(shù)學(xué)教師可以將其與“傳染病”的相關(guān)知識聯(lián)系起來,如利用“微分方程”為學(xué)生構(gòu)建傳染病動(dòng)力學(xué)模型等。高等數(shù)學(xué)教師將教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程的知識內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系,可以凸顯出“高等數(shù)學(xué)”應(yīng)用的廣泛性,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
3.創(chuàng)新課堂教學(xué)模式
在信息化條件下,為了確保學(xué)生在“高等數(shù)學(xué)”課堂上能夠充分掌握理論知識及實(shí)踐技能,并且對課程保持長久的學(xué)習(xí)熱情,高等數(shù)學(xué)教師就必須積極運(yùn)用信息技術(shù)創(chuàng)新課堂教學(xué)模式[5]。
(1)利用信息技術(shù)使教學(xué)內(nèi)容得到形象化展示。在信息化條件下,高等數(shù)學(xué)教師要充分利用信息技術(shù)創(chuàng)新課堂教學(xué)模式,以便學(xué)生能夠全身心地參與到課堂學(xué)習(xí)中,并有所收獲[6]。第一,借助計(jì)算機(jī)技術(shù)形象展示教學(xué)內(nèi)容。例如,在講授“曲面方程”這一知識時(shí),高等數(shù)學(xué)教師就可以充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)形象展示曲面方程。在條件允許的情況下,高等數(shù)學(xué)教師也可以讓學(xué)生將Mathematica和Matlab作為工具,在計(jì)算機(jī)上完成極限、導(dǎo)數(shù)和定積分等數(shù)值的計(jì)算,并繪制出一些重要而又比較難繪制的函數(shù)圖象和曲面圖形等。第二,利用數(shù)學(xué)軟件構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。高等數(shù)學(xué)的概念和定理都比較抽象,要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,最直接、有效的方法就是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,利用模型開展形象化教學(xué)。在信息化條件下,數(shù)學(xué)軟件逐漸成了構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行求解、分析和驗(yàn)證的最有效工具。數(shù)學(xué)軟件就相當(dāng)于給“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)添上了有力的翅膀,使數(shù)學(xué)問題的求解更精確、更快捷,為學(xué)生解決實(shí)際問題提供了強(qiáng)大工具。
(2)引入“線上+線下”混合式教學(xué)模式。混合式教學(xué)模式是信息化條件下產(chǎn)生的新型教學(xué)模式,其可以打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)空限制,讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行自主學(xué)習(xí),從而有效改變傳統(tǒng)教學(xué)模式下學(xué)生學(xué)習(xí)效果差異過大等問題。在“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)過程中,教師可以積極采用“線上+線下”混合的方式進(jìn)行授課,以提升教學(xué)效果[7]。具體來說,首先,高等數(shù)學(xué)教師要建立線上資源,把預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)等環(huán)節(jié)拿到線上進(jìn)行,以提高學(xué)生的預(yù)習(xí)效率,提升學(xué)生的復(fù)習(xí)效果。其次,高等數(shù)學(xué)教師要積極開展線下教學(xué)活動(dòng),以檢測和鞏固學(xué)生線上學(xué)習(xí)效果。最后,高等數(shù)學(xué)教師要合理評估教學(xué)過程,時(shí)刻關(guān)注學(xué)生反饋,以使“線上+線下”混合式教學(xué)模式的教學(xué)效用得到最大化發(fā)揮。
4.完善課程考核評價(jià)體系
(1)對學(xué)生的考核評價(jià)。第一,把“高等數(shù)學(xué)”課程考核評價(jià)嵌入課程教學(xué)的全過程中。在課程教學(xué)中,高等數(shù)學(xué)教師可通過對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行多種形式、分階段的考核評價(jià),有效建立起更加科學(xué)的考核機(jī)制,使考核“學(xué)習(xí)成績”向評價(jià)“學(xué)習(xí)成效”轉(zhuǎn)變,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的科學(xué)評估。多樣化的考核方式有助于激發(fā)學(xué)生對“高等數(shù)學(xué)”課程的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生對“高等數(shù)學(xué)”課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)的參與積極性,還有助于把考核評價(jià)主體從教師轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熀蛯W(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自我評價(jià)和相互評價(jià),為全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)成效提供保障。第二,把“高等數(shù)學(xué)”課程考核分為線上考核和線下考核兩部分。線上考核主是對在線課程的考核,如對數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)建模類課程的考核。線下考核分為考勤、作業(yè)、課外考查、課堂參與度、期中考試和期末考試。其中課外考查主要以建模題、應(yīng)用題和開放題為主。期中考試及期末考試則更加注重對學(xué)生理論知識的考查。高等數(shù)學(xué)教師可以設(shè)置成績各部分的權(quán)重。第一部分是對學(xué)生線上學(xué)習(xí)的考核,占總成績的20%。這一部分可以讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)文化,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行差異性學(xué)習(xí)。第二部分是對學(xué)生考勤、作業(yè)和課堂參與程度的考核,占總成績的10%。這一部分可以隨時(shí)考查學(xué)生對“高等數(shù)學(xué)”理論知識的掌握情況。第三部分是對學(xué)生知識運(yùn)用能力的考核,占總成績的10%。這一部分主要考查學(xué)生“高等數(shù)學(xué)”知識運(yùn)用能力。第四部分是期中考試和期末考試,占總成績的60%。這一部分主要考查學(xué)生對“高等數(shù)學(xué)”課程理論知識的整體掌握情況。在課程的最后,高等數(shù)學(xué)教師可以讓學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價(jià),以期達(dá)到全面提高學(xué)生學(xué)習(xí)成效的目標(biāo)。
(2)對教師的考核評價(jià)。第一,定期組織教師交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn),以考查高等數(shù)學(xué)教師對高等數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)的問題是否及時(shí)予以解決,以期進(jìn)一步提高高等數(shù)學(xué)教師的業(yè)務(wù)水平[8]。第二,定期檢查教案、教學(xué)進(jìn)度。在每學(xué)期期中和期末,高校要對高等數(shù)學(xué)教師的教案、教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行檢查,以考查教師是否做到“分析問題、解決問題”,以確保高等數(shù)學(xué)教師能夠保質(zhì)、保量地完成教學(xué)任務(wù)。第三,加強(qiáng)教學(xué)檔案管理,并對高等數(shù)學(xué)教師的考試試卷、課程組活動(dòng)記錄和課程建設(shè)規(guī)劃情況等進(jìn)行考查,以確保“高等數(shù)學(xué)”課程建設(shè)向著健康的方向發(fā)展。第四,制定高等數(shù)學(xué)教學(xué)規(guī)范,并對教師在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)以及教材的處理情況進(jìn)行考查,以確保教師按照具體教學(xué)要求規(guī)范自身的教學(xué)行為。第五,對教師申報(bào)有關(guān)“高等數(shù)學(xué)”的各級教改項(xiàng)目和教改課題情況進(jìn)行考查,以促進(jìn)課堂教學(xué)改革,提高教師的業(yè)務(wù)水平。
綜上所述,信息技術(shù)可以為“高等數(shù)學(xué)”課程教學(xué)提供更好輔助,推動(dòng)“高等數(shù)學(xué)”教學(xué)改革。在信息化條件下,高等數(shù)學(xué)教師可從創(chuàng)新教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、更新教學(xué)方法和建立完善的課程考核體系等方面入手,對“高等數(shù)學(xué)”課程進(jìn)行改革,從而有效構(gòu)建出高質(zhì)量、高水平的“高等數(shù)學(xué)”課堂。
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Exploration of the Teaching Reform of "Higher Mathematics" under the Condition of Information Technology
Zhang Juan
(Ningxia Normal University, Guyuan 756000, China)
Abstract: The course of "higher mathematics" is a compulsory course in science and engineering, and it plays a crucial role in students subsequent learning of professional courses. The development of information technology has put forward new requirements and challenges for the course of "higher mathematics". The article analyzes the current situation of "higher mathematics" course teaching based on the OBE teaching concept, summarizes the problems existing in the teaching process of " higher mathematics" course under information technology conditions, and explores the direction of "higher mathematics" course teaching reform from four aspects: innovative teaching concept, optimized teaching content, innovative teaching methods, and establishment of a sound course assessment system, in order to improve the quality of "higher mathematics" teaching.
Key words: informatization; teaching of "higher mathematics"; teaching reform; OBE teaching philosophy; online+offline blended teaching mode;information technology