高等數學新形態數字化教學資源設計與建設

張林 呂靜 曹大勇

摘? 要：在教育信息化2.0時代，“互聯網+教育”帶動著教育的轉型升級，數字一體化交互式教學資源建設已經成為必然。高等數學課程作為理工科學生的基礎課，信息化教學資源的建設直接影響著課程建設的質量。該文從教學理念、教學體系、教學評價及課程思政等方面，著力建設高等數學數字化新形態教學資源，為學生搭建數字化學習平臺，推動高等數學課程高質量的建設發展。

關鍵詞：數字化；新形態；高等數學；教學資源；課程思政

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）S1-0093-04

Abstract： In the era of Education Informatization 2.0， "Internet plus education" is driving the transformation and upgrading of education， and the construction of digital integrated interactive teaching resources has become inevitable. As a fundamental course for students majoring in science and engineering， the construction of information technology teaching resources in Advanced Mathematics courses directly affects the quality of course construction. This paper focuses on building new forms of digital teaching resources for Advanced Mathematics from the perspectives of teaching philosophy， teaching system， teaching evaluation， and curriculum ideological and political education. The study aims to build a digital learning platform for students and promote the high-quality construction and development of Advanced Mathematics courses.

Keywords： digitization; new forms; Advanced Mathematics; teaching resources; curriculum ideology and politics

黨的二十大報告作出推進教育數字化的重要部署，加快建設教育強國、科技強國、人才強國，需要在人才培養的方方面面下功夫。課程是教育思想、教育目標、教育內容的主要載體，集中體現國家意志和社會主義核心價值觀，是學校教育教學活動的基本依據，直接影響人才培養質量[1]。教育數字化為進一步深化課程改革提供了重要動力。高等數學作為理工科高校的重要公共基礎課程，在人才培養中占據重要的地位。高等數學新形態教學資源設計與建設是健全課程體系、實現學生培養質量的重要保障。

一? 數字化教學資源建設中的問題

數字化資源建設過程中存在資源建設和資源管理及資源評價等多方面的問題。

首先，由于資源的制作技術和條件不同，教師制作的資源水平參差不齊，存在一定的質量問題。比如有的視頻資源是專業團隊制作，而有的資源是簡單自制。其次，由于對數字化教學資源的使用率不高，數字化教學資源的更新周期較短，再有導致資源的價值不能充分體現，資源的時效性和有效性受到影響。由于數字化教學資源需要教師具備較高的技術和教學能力，但是教師培訓的力度不足，導致教師無法有效地使用數字化教學資源。另外，由于數字化教學資源的評價標準不明確，教師難以評估數字化教學資源的質量和有效性，從而無法充分利用數字化教學資源。還有，教學資源沒有很好地與課程思政相結合，通過數字化教學改革提高育人成效不顯著。

針對以上各種問題，通過加強數字化教學資源建設的審核標準，提高數字化教學資源的質量，確保資源的有效性和可靠性；建立新形態的教學體系，從課程建設目標、內容、過程和評價等多個方面，有效利用教學資源提高教學質量；通過融入信息化教學評價，由大數據分析學生的問題，教師及時調整教學策略，以便持續改進教學。再者，合理利用數字化教學資源，提高課程思政的教學效果，發展學生的情感、知識、技能和學習態度，培養學生的創新意識。

二? 數字化教學資源建設

在“以學生為中心”的OBE教學理念指導下，建設高質量新形態的教學資源，適應新時期教學的需要。

數字化新形態教學資源是指利用網絡、多媒體、云計算等信息技術手段，將各種教育資源進行數字化加工和整合，形成以數字化形態為主的教學資源，包括數字化課件、網絡課程、虛擬實驗室、在線考試、電子書籍和教學視頻等多種形式，為教育教學提供更加豐富、便捷、高效的教學資源。數字化新形態教學資源，是教育信息化的重要組成部分。

建設高等數學新形態教學體系需要開發和整合數字化教學資源，主要包括基礎資源、延伸資源及在線考試系統等。

基礎資源包括高等數學課程的電子教材、教學課件、教學視頻、教學大綱、教學日歷、教學設計、習題集和參考資料等。多媒體教學資源包括圖片、動畫、音頻等多種形式的媒體，可以通過多種方式呈現教學內容，利用VR、AR等虛擬現實技術增強展示效果，提供更加豐富、多樣化的學習資源。

拓展資源包括虛擬實驗、素材資源、工程案例庫、數學實驗案例庫、課程思政案例庫和專題講座庫等，可以適時應用到教學的相應環節，體現了教學和學習過程的交互性、多樣性[2]。高等數學新形態教學需要利用智慧教育技術，如人工智能、大數據分析等，進行數據驅動教學，提高教學效率和質量。

還有，建立在線考試系統實現試題創建和管理、考務管理、計算機出卷、在線監考、自動閱卷和成績統計，簡化了傳統考試的過程，是信息化教學不可缺少的輔助手段[3]。在線考試系統可以幫助教師完成布置作業、教學反饋、高等數學在線學習、模擬考試、進階訓練和在線測驗等任務，對學生自主學習、提高學習興趣都起到積極的促進作用。在教學中使用在線考試與評價系統，可以很好地提高教學效率，提升教學效果。貫穿以教師為主導、學生為主體的教學思想，使學生能自己安排學習計劃、主動探索知識、交互式學習，提高學生的自學能力，激發學生的學習興趣。在線考試系統可以實現試題管理、考務管理、自動評分和成績統計等功能，提高工作效率，幫助教師及時和正確地了解學生的現狀和水平，有效提高教學質量，實現了一個真正的“反饋”式教學機制。

數字化教學資源的整合與共享。建立教育資源庫，打通多個平臺的資源共享和互通使用，比如教務系統、學習平臺、考試平臺等平臺的資源和功能整合，以便促進教學資源的有效利用，并提供更加便捷的教學管理服務。

三? 全面優化高等數學新形態教學體系

新形態課程教學資源建設與應用，最大的價值和最終的目的在于引導教師和學生真正走向基于資源的教與學，使得學生成為教學的主體，教師的工作核心轉移到資源整合中[2]。高等數學新形態教學資源的設計與建設從教學理念、教學目標、教學策略、教學活動及教學評價等多個維度展開。

更新教學理念。依據學校總體發展戰略，轉變教學理念。完善高等數學新形態教學資源設計與建設，實現高等數學課程體系建設，把單純的傳統教育，轉變為線上線下融合的創新教學模式；轉變課程體系的整體結構，打造基礎課程通識化，打通課程之間的內在結構，引導學生養成解決復雜實際問題的能力[4]。

確定教學目標。在設計教學資源之前，需要明確教學目標和學生需求。根據布魯姆認知模型，教學目標分為知識、能力、育人等方面，首先要確定學生需要掌握的知識點、技能、能力，以及如何評估學生的學習成果。同時，考慮學生的學科水平和特點、學科認知水平、學習興趣等。通過充分考慮學生的特點，制定能夠讓學生易于理解和接受的教學目標，更有利于數字化教學資源的開發和使用。

選擇教學內容和資源。根據教學目標選擇教學資源和教學內容，設計視頻課件、在線互動課程、多媒體教學資源和虛擬實驗等教學資源，以幫助學生更好地理解和掌握知識。采用數學實驗方法建設高等數學的教學資源，利用Matlab、Maple、Mathematica等軟件，利用數學建模的思想方法，為學生學習數學實驗和數學模型提供支持。結合工程實際案例，利用數學實驗的直觀演示，可以加深對理論知識的理解深度，使課程內容具有前沿性和時代性。提供不同學生需求的教學內容和資源，根據學生所在專業大類，提供分類別的教學資源，例如機電類、材化類及管理類等不同專業學生所學的教學資源不同，尤其是結合學生專業建設教學資源案例庫，在高等數學基礎課程的學習過程中讓學生體會到高等數學在其專業的重要作用。

創新設計教學活動。根據教學資源，設計教學活動和任務，以引導學生深入學習和思考。例如，可以設計課堂討論、小組合作、案例分析、作業和考試等活動，以幫助學生鞏固知識和提高能力。在教學實踐中注重不斷更新教學方法及手段，將著眼點放在學生數學素養與創新能力上。促進覆蓋課前、課中、課后整個教學過程的數字化教學改革。課前在預定目標的引導下進行自主學習，學生根據個人需求和個人實際情況進行自定步調的個性化學習，學習平臺記錄學生學習中的難點和疑點，通過測試和學生的學習痕跡數據分析發現學生的共性及個性問題。課堂教學中，對學生的自學情況進行回顧和反饋，再次明確線下課堂的學習目標，是課前學生自主學習目標的提升，在知識維度重在解決學生的疑難點問題，同時加深學生學習的深度和廣度，加強學生對知識理解的深度；培養學生的實踐能力和應用數學解決實際問題的創新能力，熟練掌握數學軟件的使用，利用數學建模和數學實驗的思想方法，解決工程實際問題，尤其是和學生所在專業相結合，通過專業案例的解決過程，培養學生創新意識，同時打造通識課程專業化。

四? 融入數字化的教學評價

在教學中實施融入數字化的教學評價，可以很好地提高教學效率，提升教學效果。高等數學課程教學評價采取線上線下相結合、標準化和非標準化相結合的形式。成績組成包括平時成績和期末成績，平時成績中包括線上課程視頻學習、在線測試和在線階段測試、線下自主學習和小組合作學習等。數據化的教學平臺全程記錄學生的學習痕跡，使用在線考試與評價系統，不論是對教師的布置作業、教學反饋，還是學生的自主學習、提高學習興趣都起到積極的促進作用。根據教學目標和評估方法，評估學生的學習成果和教學效果。例如，可以采用學生自評、同學評價、作業和考試等方式，評估學生的學習成果和教學效果，并對教學資源和活動進行改進和優化。

數字化的教學評價可以讓老師及時掌握學生作業和測試完成情況，發現學生學習中的共性問題，根據反饋信息修訂計劃，以便及時調整教學，實現“反饋式”教學機制[5]。在線系統不僅可以自動批閱是非題、各類選擇題、填空題和部分主觀題，即時評分，而且可以對學生進行多次的綜合測驗，并快速生成成績單。軟件對學生的答題情況、成績單進行統計分析，使老師更好地了解學生的現狀和平時成績，及時發現學生學習中的薄弱環節，以便更好地調整授課內容和進度，使其更好地適用于教學。

數字化的教學評價可以對學生整體測驗的成績進行統計分析，對試題的難度、區分度做數據分析，并進行試卷的達成度分析，分析結果可以使教師可及時掌握學生平時作業完成情況，及時督促學生學習。數字化的教學評價，極大地提高了工作效率，在線閱卷、自動評分功能結合自動統計教學評價指標，在減少教師工作量的同時提高了教學效率；無須人工打分，節約了老師閱卷工作消耗的時間。深入了解教師的教學情況，根據大數據分析學生的問題，及時調整教學策略，以便持續改進教學。

數字化的教學評價提供給學生自主學習的平臺，有助于提高學生的自學能力。系統中每個學生一個賬號，不限定時間，學生只需自主登錄完成練習，查看正確的解題步驟和答案，及時得到作業反饋情況。在大量的在線練習和實時評分中，系統還可以根據答題情況探測學生的表現，自動給出差異化試題內容。當系統探測到學生練習或者測驗過程中遇到了麻煩時，試題將做出自動調整，引導學生一步一步地解決問題。教師可以控制試題的形態，決定何時移到考試任務中的下一道題目，這種練習模式的做法成為學生的一個有效的學習工具，可以幫助學生在進行評分考試前有更好的知識儲備。

五? 全程有機融入課程思政

高等數學新形態教學資源建設是高等數學課程教學立德樹人的基本保障。新形態教學資源建設，突顯思政地位，融入思政元素，體現思政價值。在進行課程設計時，要根據設定的教學目標，線上和線下都要融入思想政治素質、文化意識、價值取向等思政元素。

多種數字化教學資源融合，如網絡課程、虛擬實驗、在線考試和電子書籍等，將課程思政內容與這些資源相結合，讓學生更好地了解課程思政育人的重要性。數字化教學資源建設可以支持在線教學，教師可以通過在線教學平臺開展課程思政相關的在線課程、網絡講座、在線答疑等活動，提高課程思政的教學效益。建設智慧教育平臺，數字化教學資源建設可以支持建設智慧教育平臺，利用人工智能、大數據等技術，對學生的學習情況進行智能化分析，為教師提供更好的教學支持和學生管理服務，提高課程思政的教學質量和效果。

線上線下融合，教師可以采用多樣化、個性化的教學方式，如互動式授課、小組討論、案例分析和翻轉課堂等方式，讓學生在學習中更好地接受課程思政。教師應該注重課堂氛圍的營造，多元化的教學方式，讓學生在交流中更好地了解課程思政內容，增強學生的思想教育意識。

第一課堂和第二課堂融合。在課堂上教師可以引導學生關注數學教學相關的科技熱點、時事新聞等，以課堂為平臺，引導學生思考社會問題，增強學生的社會責任感和擔當精神；積極開展高等數學第二課堂，指導學生參加數學建模競賽、全國大學生數學競賽、創新創業競賽和各類學科競賽等，通過競賽，學生將所學知識應用在新場景，提高抽象思維能力和遷移能力，是培養學生創新能力的重要手段；同時通過各類競賽，檢驗高等數學課程的教學效果，實現第一課堂與第二課堂協同育人。教師可以組織學生參加志愿服務、社會實踐等活動，讓學生在實踐中更好地了解社會主義核心價值觀、愛國主義等思想內容，增強學生的社會責任感。

數字化教學資源建設在課程思政教育中具有重要的作用。教師應該合理利用數字化教學資源，創新教學方式，提高課程思政的教學效果，發展學生的情感，知識、技能和學習態度，培養學生的創新意識、培養學生運用知識解決問題能力，培養學生的思想道德品質和社會責任感。

六? 結束語

數字化教學資源建設需要學校管理部門支持建設，包括教育硬件建設、軟件建設、教師培訓與支持，以及數字化的學生管理。

教育硬件包括建設線上線下一體化、現實虛擬雙融合的智慧教室，配備先進的教學儀器包括教學電腦、投影儀、多媒體設備等，這些設備可以幫助教師展示數字化教學資源，提升教學效果。教育軟件包括數字化教學資源的開發、制作、整合，在線教學平臺，打造一體化的智慧教學系統等。

教師是教育教學改革的關鍵力量，教師培訓與支持包括數字化教學資源的應用培訓和技術支持，幫助教師掌握數字化教學資源的應用技能，提高教學效果。通過公開課、教學觀摩、教學研討等多種途徑，探索新時期下教師成長的新路徑，推動教師尤其青年教師快速成長。整體提升教師信息素養，利用信息技術變革教師教育教學培養模式，創建數字環境，利用大數據平臺伴隨式采集課堂教與學行為數據，分析支持變革教學方式與方法，推進學科交叉融合，實行數字化卓越教師培養。培育的新時代卓越教師師德師風優良、學科能力突出、實踐基礎過硬和信息素養扎實[6]。學生管理與支持涵蓋學生學習的全過程，記錄學生整門課程建設過程中的數字化信息，比如學生信息管理、教學評價、在線學習支持等。

基于數字化教學資源的教學實踐，將線上資源和線下教學資源有機結合，將線上自主學習和課堂多元學習有機結合，將第一課堂和第二課堂有機融合[7]。豐富的數字化教學資源有效地豐富了教學內容，拓展了教育資源渠道，豐富教學資源類型和來源，提高資源利用效益；提供更加生動、有趣的學習體驗，增強學習樂趣，激發學生的學習興趣和積極性。數字化教學資源為教師提供了全新的教學方式和手段，幫助教師實現教學改革，從而提高教學效果，有利于個性化教學和創新型人才培養。

數字化教學資源建設是當前教育改革中的重要一環，也是未來教育發展的重要方向之一。高等數學數字化教學資源建設目前呈現更加多元化，包括視頻、音頻、互動課件和虛擬實驗等多種形式的教學資源，以滿足不同學生的學習習慣和需求；高等數學的數字化教學資源也更加注重個性化教學，基于大數據和人工智能技術，根據學生的學習情況和反饋進行智能化的教學設計，教學的手段和模式不斷更新，這直接影響了高等數學課程的教學質量和效率；數字化教學平臺的使用，使得教學評價更加細致具體、及時有針對性，可對學生學習全過程進行評價和指導。因此，高等數學的數字化教學資源的建設，是提高高等數學一流課程建設質量、實現高質量創新人才培養的重要保障。

參考文獻：

[1] 邱偉光.課程思政的價值意蘊與生成路徑[J].思想理論教育，2017（7）：10-14.

[2] 周燕霞，閆曉勇.“互聯網+教育”時代新形態課程教學資源的建設與應用[J].高教學刊，2022，8（6）：57-60.

[3] 孟桂芝，李興華，趙輝.工科數學在線考試模式的探討與實踐[J].高師理科學刊，2017，37（11）：53-56.

[4] 舒偉.試談高等工科數學課程體系與教學方法的改革[J].工科數學，2002（1）：59-61.

[5] 羅來珍，趙輝，王樹忠.基于SPOC的公共數學類課程教學改革與實踐[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2017（9）：31-33.

[6] 陳碩峰，林麗.基于互聯網+新形態教材的開發與建設探索[J].文化產業，2022（7）：16-18.

[7] 趙凌云，胡中波.數字化：為智能時代教師隊伍建設賦能[J].教育研究，2022，43（4）：151-155.