高等數學網絡課堂的建設與應用思考

陳婷婷

（南昌大學科學技術學院，江西 南昌 330029）

高校除培養具有一定專業技能的人才，還應該處理好知識性與價值性、立德與樹人、顯性與隱性教學的平衡，提升學生的核心素養。黨的十九大報告中曾明確，新時代教育的發展目標是培養德智體美勞全面發展的社會主義建造者。

基于上述背景，為落實高校立德樹人的根本任務，教師積極將高等數學小規模在線課程（Small Private Online Course，簡稱SPOC）教學作為重點，創新教法，提升課程育人的質量。［1］

一、高等數學網絡SPOC 課堂的應用優勢

SPOC 課堂是近幾年來伴隨著計算機技術而出現的一種全新教學模式。利用網絡SPOC 課堂的形式教授高等數學知識，就是將互聯網技術應用于教學活動中。其屬于現代一種以互聯網技術為核心，以小班教學為主體，以探索性為主要學習手段的新教學模式。［1］高等數學網絡SPOC 課堂主要是指以多媒體方式，通過文字、聲音、圖像、視頻和動畫等方法對課程教學內容進行描述。高等數學網絡SPOC 課堂在網上教學的互動作用，確保了技術上的順暢，因此可對海量、復雜的教學內容進行有序講述。［2］在開展高等數學網絡SPOC 課堂的過程中，教師教授高等數學知識，而助教負責協助授課，對線上的學生進行組織和管理，由此開展高數課程教學，提升教學質量。

從教學性質方面進行分析，高等數學網絡SPOC課堂是一種打破時間、空間概念的教學方式，其主要特征是：師生分開，實現雙向、實時的教學信息傳送。因此，SPOC 與以往的高等數學教學方法相比存在一定優勢。在傳統高數教學中，教師與學生在一個特定時空里，師生之間的交流是以面對面的形式進行的，且教師一般只針對一班的學生進行授課，而線上教學可通過網絡對多班級學生進行有效管理。

在高等數學網絡SPOC 課堂中，教學活動不再是單純的書面傳授，而是由教師利用信息技術開展的人機互動教學，課程也有了新的內涵，以更好地提高教學的互動性。個性化學習方式是最好的教學手段，高等數學網絡SPOC 課堂對培養學生個性、培養學生創新力、創造力都具有重要意義。在教學中，教師可根據學生的反饋情況完善教學設計，通過與學生的交流，實現因材施教。在此模式下，除了與教師進行溝通外，還可與學生進行磋商，形成一個由網絡構成的學習資訊網絡，極大提升資訊的利用效率。在這一背景下，本文對高等數學網絡SPOC 課堂的構建進行了深入探討，該教學方法以互聯網為基礎，突破了傳統教學活動的局限，擴大教學范圍。

高等數學網絡SPOC 課堂的網上教學模式多種多樣。在實時和非同步的情況下進行了信息交換。例如，可將預先錄制好的教學視頻、音頻或者多媒體資料，通過網絡的形式實時播放，這就是遠程教學的一種“異步化”。網上課堂的主要特點是師生互動，通過視頻、音頻、文字、圖片等方式使在線課堂中的教師和學生能如同在教室中一樣進行即時互動。傳統教學是一種以教師為主的單向信息傳播方法，在很多時候，不能對知識難易程度、講解速度進行良好控制，導致學生對知識理解得不透徹。高等數學網絡SPOC課堂是指以學生為中心的互動教學體系，在教學過程中，學生可自由掌握學習深度、精度和廣度。通過采用三維多媒體技術制作的教學體系，營造出繪聲繪色、生動逼真的課堂和互動形式，使學習者能以超文本的形式形成一套完整的知識體系，進而激發學生的理解能力。

二、高等數學網絡SPOC 課堂應用情況

SPOC 課堂授課是一種以網絡模式為載體的小班組成教育方式，它能將高深的教學內容進行傳達。通過分享教育資訊，可提高高等數學網絡SPOC 課堂的資源，因為沒有時間和空間的約束，可提供更多的學習資料和學習方法。［3］在網上教學中，高等數學實驗、數據分析等都需要學生自行完成，而互動式問答可讓學生在認知、情感、行為等方面主動參與教學，通過對新的知識、新經驗的掌握，提高學生的實踐和創造力。［4］盡管SPOC 課堂教學具有許多其他教學方式無法相比的優越性。但是，把網絡技術徹底代替教室里的教學方式也不太實際。注重“學”的網上課堂常常忽略了教師的領導地位，導致學生在網上的自由時間過長，反而背離了教育的目的，忽略了學生之間的感情溝通，與情緒對學生的影響。此外，受硬件設備、網絡帶寬、技術水平不高等原因影響，網絡直播的教學效果不理想，難以實施，從而嚴重制約了網絡課堂的教學質量。所以，建立以“校園授課”為主、網絡SPOC 課堂為輔的教學模式，是當前我國高等數學教育發展的一條有效途徑。然而，目前我國的SPOC 網上教室還處于嘗試與實驗的初期，急需新的教育理念和新的理論來引導實踐，并開創新的教育方式。

三、高等數學網絡SPOC 課堂建設的重要性

在過去的教學中，教師要同時面對幾十名學生。然而，由于教師在課堂上投入的時間和精力都非常有限，因此，在實踐中很難根據學生個體特征進行因材施教，導致個性化教學的思想理念難以貫徹。SPOC將網絡技術應用于高等數學課堂，使師生之間不存在時間和空間上的界限。根據不同的學生特點，采取個性化的教學方法，以達到不同的教學效果。在SPOC網絡上，教師可對不同的學生進行指導，讓學生有選擇地在實際生活中進行學習。在教學過程中，教師可將課程內容分為“基本知識”與“拓展知識”兩大類。成績不好的學生可從基礎知識的學習開始，在掌握了該階段后，學習能力較強的學生，可進行“擴展知識內容”的深度探索。由此，每個學生都能受益，實現因材施教，循序漸進的教學目標。

就高等數學教育內容和目標而言，優化高等數學結構內容，要著重于改善高等數學課的教學方法。具體而言，就是要在教學模式上有所突破。加強高等數學網絡SPOC 課堂教學的內涵與內容，是改善高校高等數學教學質量，深化高校教學改革的重要途徑。［5］長期以來，我國大學高等數學教學中存在的“蜻蜓點水”、低級重復等問題使得學生對學習的積極性降低，以往的教室授課是在有限的時間里教授大量的高等數學知識，學生們往往會把注意力集中在高等數學的基本概念、基本方法和基本思想上，而不會把高等數學的思維運用到其他領域，這就造成學生的實踐性和創造性得到發展。基于上述背景，教師要不斷優化教學方法，讓學生得到優質、高效的教學。所以，要全方位地進行高數教學的綜合改革。

四、高等數學網絡課堂建設的優化建議

（一）應用現代技術豐富高數課堂

高等數學SPOC 課程在教育中得到了廣泛應用，其教學內容越來越豐富，信息越來越多。因此教師要合理運用SPOC 網絡教學，在強調高等數學基礎理論與思維方式的基礎上，增強高等數學的可視化能力，將抽象知識通過圖形和動畫表現出來，使教學中的數學關系與幾何關系更加生動，并以圖解的形式呈現出來，滿足學生的好奇心，激發學生的學習熱情。為提高高等數學網絡課堂教學效率，發揮其大量的信息傳輸、授課速度快的優勢，教師同時要兼顧學生的主觀思考能力，給學生足夠的理解和思考時間，保證對復雜高數知識的快速和完整消化。［6］課程結束之后，師生應對SPOC 模式開展探討，進行更深入的研究，使學生能夠更好地了解高等數學內涵和應用方法，拓展高等數學的應用知識面，實現從傳統的教室轉向“教室+計算機+互聯網”的教學模式的教學目標，增強高等數學學習效果。因此，教師最后在選擇教學案例時，應力求簡潔、直觀，并與實際教學相結合，使其可歸納、總結和反思實際問題，將所學到的數學知識應用于課堂，避免教學內容難以理解或超出學習范圍。同時，教師所選的教學內容要有趣味性，能吸引學生注意力。

（二）利用網絡資源增進學生興趣

在高等數學網絡SPOC 課堂教學背景下，大量信息流入網絡，使學生難以分辨有效信息，從而消耗大量的信息篩選時間，影響網絡教育的效果。因此，教師應該合理選擇教學信息，利用實例和實驗來激發學生們對高等數學的興趣。

在網絡環境下，教師可通過VR（虛擬現實）等技術進行圖形展示研究，以提高課堂教學的質量和效果。例如，在課堂上，教師會向學生展示各種計算方法，讓學生在課堂上找到相同點，然后將這些公式運用到教學中，這不僅可提高學生的注意力，還可加深他們對問題的理解，提高教學效率。在此過程中，為發揮網絡資源在高等數學教學中更高的價值與優勢，教師應在教學前根據當堂課所講授的內容，進行充足的課件準備，利用互聯網采集流媒體素材，并以此為依據，制作微課、微視頻等網絡教學課件，將其貫穿于教學全過程，以實現對課堂教學工作的全面優化。網絡課堂的載體是一個具有綜合性特點的多媒體教學平臺，教學平臺中包括教師教學視頻、錄課聲音、課件、PPT 等。構建趣味性高等數學教學課堂主要包括兩個步驟。

第一，收集網絡資源信息和發布教學課件。收集流媒體素材與網絡教學資源的方法較多，可結合實際，在教學前輔助Camtasia Studio 軟件，進行網絡資源的檢索，通過此種方式，收集與高等數學教學內容相關的核心教學資源。完成教學資源的收集后，將網絡中篩查的教學資源上傳到軟件中，使用軟件中的“錄制課件”功能，進行對應知識點的深度講解。通過此種方式，制作基于網絡的多媒體網絡課件，制作過程中，教師需要在錄制屏幕的同時，錄入聲音與下載的圖片，以此得到高等數學網絡教學中的素材文件。

第二，將錄入的文件按照教學時間線進行剪輯，生成flash 格式的教學課件。為了更方便在課堂中對教學進度進行控制，教師可在高等數學網絡教學課堂中，將教學界面劃分為四個區域，分別為：專業課程教學視頻播放區域、教學導航目錄展示與選擇區域、視頻課件自主操控區域、文檔內容實例演示區域。其中，播放區域主要用于配合教師播放與視頻、音頻內容；教學導航目錄展示與選擇區域為網絡教學課件的索引區域，教師或可以在教學或學習過程中根據實際需求，點擊導航目錄欄中的內容，直接跳轉到對應的知識點；視頻課件自主操控區域主要用于調控教學課件在播放中的快進、暫停、音量等，為學生自主學習、靈活掌握學習進度等提供便利的條件。最后的文檔內容實例演示區域可用于展示學生階段性學習成果，也可用于展示教學中某項專業知識點。

按照上述方式開展教育教學工作，可在課堂中營造良好氛圍的同時提高學生的自主學習效果。為進一步激發學生學習高等數學網絡課程的積極性與主動性，教師可利用網絡課堂的開放性與靈活性，選擇網絡中的“名師課程”錄制視頻，將其教學內容與教師在課堂中的教學內容穿插進行，避免由于教學形式單一，導致學生學習產生厭倦心理。除上述提出的內容，教師還可在完成對教學視頻的錄制后，選擇QQ、微信、MSN 等實時交互軟件作為視頻傳輸載體，為學生提供一個碎片化的學習時間，改善并持續優化學生的學習效果，為深化學生對高等數學知識點的理解提供全面的支撐。

（三）完善高等數學教學內容

高等數學教材內容十分復雜，單憑課本上的內容進行灌輸教學是不行的，因此要合理利用網絡資源，開展SPOC 教學模式，實現小班授課，提高授課質量。在選取教學資源和信息的過程中，可對教學內容難度進行規劃，循序漸進，由淺入深地開展教學活動。因此，在SPOC 課堂教學時，教師需要充分發揮其信息篩查的優勢，應注重教學方法與手段，更好地利用網上資源充實教學內容，拓寬學生的眼界。教師在教導學生搜集資料和問題的過程中。高等數學網絡SPOC 課堂的開展可充分利用可視化技術開展小組教學和小組討論，使學生能更直觀地參與到在線的數學課堂中。這樣，可使學生在討論過程中可對數學知識有更深的了解，從而使課堂上的教學質量得到改善，提升網絡教學效果，使抽象的高等數學變得形象化、具體化。教師可用圖像等方式向學生呈現，讓他們歸納出高等數學的知識特征。這樣，學生就能從自己的觀察、思考中獲取知識。在教師的講解下，學生能夠更好地理解這些抽象的東西，從而提高教學的效率。在教學過程中，教師要引導和培養學生對信息篩查和選取的能力，根據篩選的教學信息數據進行合理的分析計算，使學生在書本之外也能夠更好地運用高等數學來處理實際問題。

五、結語

為解決當前高等數學教學質量不佳的問題，本文結合當下高等數學教學模式進行思考，提出高等數學網絡課堂的建設與應用方法，有針對性地給出利用現代技術和SPOC 教學模式進行教學創新的優化方法，以期更好地促進高等數學的教學質量。