新工科建設背景下混合式高等數學教學模式研究

摘要：在科技不斷發展和社會變革的背景下，新工科建設已成為高等教育的重要任務之一，且教育模式的創新變得尤為重要。高等數學作為基礎學科，對于工科學生的培養具有重要意義。為了更好地適應新工科建設的要求，混合式高等數學教學模式應運而生，本文將探討在新工科建設背景下，混合式高等數學教學模式的研究意義與具體實施路徑。

關鍵詞：新工科；高等數學；教學模式；混合式

新工科建設旨在培養具有創新能力、實踐能力和綜合素質的工程技術人才，以滿足社會對工程技術人才的多元化需求，傳統的教育模式已經不能完全適應該目標，因此需要探索創新的教學方法，提升學生的學習效果和能力。混合式教學模式是傳統教學模式與現代信息技術相結合的一種教學方法，既保留了傳統課堂教學的優點，又借助在線學習平臺等工具，提供更加靈活和個性化的學習體驗。在高等數學教學中，混合式模式可以通過課堂教學和在線學習相結合，為學生創造更多的學習機會，所以需要掌握混合式教學模式的應用要點，將其全面落實在高等數學教學中，推動教學模式創新。

一、新工科建設背景下混合式高等數學教學模式的基本概念

混合式教學模式，又稱為“混合式學習”或“融合式學習”，是指將傳統的面對面教學與現代信息技術相結合，以達到更好的教學效果，在混合式教學中學生通過課堂授課和在線學習相結合的方式進行學習，能夠提高學習效果和學習滿意度。混合式教學模式的主要特點在于融合了不同的教學元素，使得教學變得更加靈活和多樣化，將傳統課堂教學與在線教學相結合，利用了面對面交流和自主學習的優勢，學生可以通過在線平臺學習預備知識，課堂時間則更多地用于討論、互動和實踐。混合式教學模式的實現方式多種多樣，比如翻轉課堂，教師將課堂講授的內容放在在線平臺中，學生在課前進行預習，課堂上進行深入討論和實踐；教師設計在線課程，學生可以根據自己的時間安排進行學習，同時在線平臺提供互動和交流機會；利用虛擬實驗平臺，讓學生進行實驗操作和觀察，提高學生的實踐能力；學生可以在在線平臺上進行討論、問答和合作學習，與教師和同學之間進行互動。混合式教學模式在各個教育領域都有廣泛的應用，包括高等教育、職業培訓、企業培訓等，特別是在新工科建設中，混合式教學模式有助于培養更具創新和實踐能力的工程人才[1]。

二、新工科建設背景下混合式高等數學教學模式的應用意義

為了適應新工科建設的需要，創新教學模式勢在必行，混合式高等數學教學模式因其靈活性和適應性成為備受關注的教育方法，其應用具有重要的意義，主要體現在以下幾個方面。

（一）適應多元化學習需求

新工科建設要求培養的工程人才具備廣泛的知識背景和綜合的能力，而高等數學作為一門基礎課程，需要滿足不同學生的學習需求，混合式教學模式可以通過多樣化的教學內容和學習方式，更好地滿足不同學生的學習風格和節奏，提高教學的針對性和靈活性。

（二）激發學生學習興趣

傳統的高等數學教學通常以理論為主，缺乏趣味性和互動性，容易使學生感到枯燥和厭煩，而混合式教學模式可以通過多媒體、互動性強的在線平臺等手段，激發學生的學習興趣，多樣化的教學方式可以吸引學生的注意力，使得學生能夠更加投入到學習中。

（三）培養實際應用能力

新工科建設強調培養學生的實際應用能力，而傳統的高等數學教學依然停留在理論層面，混合式教學模式可以通過案例分析、實際問題解決等方式，將數學知識與實際應用相結合，培養學生的問題解決能力和創新能力[2]。

• 促進自主學習和合作學習

混合式教學模式倡導學生在線學習和自主學習，培養學生的自我管理和自我學習能力，同時通過在線平臺的互動性，學生可以進行合作學習和交流，共同探討問題和解決難題，有助于培養學生的團隊合作精神和溝通能力。

• 提升教師教學質量

混合式教學模式要求教師更加注重課程設計和教學方法的創新，教師需要根據學生的學習特點，設計更加豐富和有趣的教學內容，提供個性化的學習指導，有助于提升教師的教學質量和教學滿意度。

• 推動教育創新

混合式教學模式的引入不僅對教學模式進行改革，也促進了教育技術的創新，學校和教師可以借助現代信息技術，探索更多教學方法和教學工具，從而推動整個教育體系的創新。

三、新工科建設背景下混合式高等數學教學模式的特點分析

隨著新工科建設的推進，高等教育正經歷著一場變革，而混合式高等數學教學模式應運而生，成為教育改革中的一股新力量。混合式高等數學教學模式在具有一系列特點。

（一）靈活性和個性化

混合式高等數學教學模式充分利用了現代信息技術，使得教學更加靈活多樣，學生可以根據自身學習進度和風格，選擇合適的時間和方式進行學習，個性化的學習方式有助于激發學生的學習興趣，提高學習效果。

（二）融合傳統與現代

混合式教學模式將傳統的課堂教學與現代的在線學習有機地結合在一起，學生既可以在課堂上聽取教師講解，也可以通過在線平臺進行自主學習和互動交流，融合性的教學模式有助于培養學生的多元思維和綜合能力。

（三）深度參與

通過多媒體、互動性強的學習工具，混合式教學模式能夠提高學生的學習參與度，學生可以通過在線討論、互動課堂等方式，積極參與學習過程，與教師和同學進行交流，共同解決問題。

（四）實踐性突出

混合式高等數學教學模式強調實踐和應用，將理論知識與實踐應用充分結合，有助于培養學生的實際問題解決能力，通過對實踐應用的強調與引導，學生能夠將數學知識應用到實際場景中，提升學生的實踐能力水平。

（五）教師角色的轉變

在混合式高等數學教學模式中，教師不再是傳統意義上的知識傳授者，而更像是學習的引導者和指導者，教師需要關注學生的學習需求，設計教學內容和任務，提供個性化的學習指導，激發學生的學習興趣和動力。

四、新工科建設背景下混合式高等數學教學模式的構建措施

（一）制定明確標準，提供堅實的教學基礎

在制定混合式高等數學教學模式標準之前，需要充分了解新工科培養目標和要求，混合式教學模式的構建應與新工科建設目標相一致，都是培養具備創新、實踐和綜合能力的工程人才；制定明確的標準需要對混合式教學模式進行明確定義，包括教學模式的核心特征、實施方式、教學資源的配置等，標準的明確定義將為教師和學生提供明確的指導，使教學模式更具針對性和可操作性。針對高等數學教學，制定標準時需要考慮具體的教學內容和目標，不同課程的特點和要求可能導致教學模式的差異，因此需要根據課程特點靈活地制定標準，確保混合式教學模式能夠更好地滿足教學目標；混合式教學依賴于在線平臺和教學技術的支持，制定標準時需要明確所需的教學資源和技術保障，包括在線學習平臺、多媒體教具、實驗設備等，確保教學資源的充足和技術的穩定，能夠為混合式教學的順利實施提供保障。混合式教學模式鼓勵學生的主動參與和互動，在制定標準時需要明確學生在混合式教學中的參與和互動要求，包括在線討論、課堂互動、實踐操作等，有助于激發學生的學習興趣和積極性；制定標準時需要考慮教學效果的評估，明確混合式教學模式的教學效果評估標準，可以通過在線作業、測驗、項目報告等方式對學生的學習情況進行監控和評估，及時調整教學策略[3]。

（二）建設在線教學平臺，發揮線上教學模式優勢

構建在線教學平臺之前，需要明確平臺的教學目標和功能，按照數學教學的特點和要求，確定在線教學平臺的目標，如促進學生自主學習、提供豐富的學習資源、支持互動交流等，并考慮到新工科背景，還需將實際工程應用融入到平臺功能中。在建設在線教學平臺時，選擇合適的教學平臺軟件至關重要，平臺軟件應具備良好的用戶界面和易用性，支持多媒體資源的上傳和分享，提供互動和討論功能，同時能夠滿足數學教學的特殊需求。在線教學平臺的成功建設需要豐富的教學資源支持，學校和教師應整合各類數學教學資源，包括課件、視頻講解、練習題等，并保證資源質量和實用性，以豐富學生的學習體驗；在線教學平臺可以設計各類在線作業和測驗，用于對學生的學習情況進行評估和監控，作業和測驗可以根據教學進度和內容，幫助學生鞏固知識、提高解決問題的能力。教師可以通過在線教學平臺提供實時的學習反饋和輔導，學生在學習過程中遇到問題可以及時向教師求助，教師則可以根據學生的學習情況給予指導和建議；在線教學平臺可以記錄學生的學習行為和表現數據，教師可以通過數據分析了解學生的學習情況，為教學策略的優化提供依據，以實現更好的教學效果。與此同時，在線教學平臺的建設是不斷優化的過程，學校和教師應定期進行平臺的更新和改進，根據學生和教師的反饋不斷優化平臺功能和體驗，保持其與時俱進[4]。

（三）創新混合式教學方法，提升數學教學質量

針對不同專業背景的學生，需要將高等數學教學內容進行精準定制，通過調研和分析，確定學生所需的數學知識和技能，將教學內容與工程實際緊密結合，使得學生能夠更好地理解和應用數學知識。構建混合式教學模式需要豐富的學習資源支持，教師需要設計在線課程、教學視頻、習題集等多樣化的學習資源，確保學生能夠在不同時間和地點獲取所需的教學內容，提升學習的靈活性。在傳統面對面教學中，注重互動和實踐是關鍵，教師可以借助現代技術，在課堂上引入投票、討論、小組合作等形式，激發學生的參與和主動性，通過實時互動可以更好地檢驗學生的理解程度，及時解決問題；將實踐案例引入教學過程，能夠幫助學生更好地將數學知識應用到實際問題中，教師可以設計與工程實際相關的案例，讓學生在分析解決實際問題的過程中，更深入地理解數學的應用價值。混合式教學模式強調個性化學習，教師可以通過在線平臺了解學生的學習情況，針對不同的學生提供個性化的輔導和建議，幫助學生解決高等數學學習中存在的問題，同時混合式教學模式強調學生的自主學習能力，教師需要引導學生如何有效地利用在線資源，培養學生的自主學習和自我管理能力。教師需要及時了解和掌握新的教學工具和方法，不斷優化混合式教學模式，使之保持活力和創新性，從而將混合式教學模式的優勢最大化發揮，為學生提供靈活多樣的教學方法支持。

（四）推動線上與線下教學融合，強化實際教學效果

在高等數學教學過程中，教師借助在線平臺將教學內容、課件、習題等資源在線發布，供學生預習和復習，通過線上討論區，學生可以在課前就提出問題，教師和同學可以共同探討解決方法，學生在課堂上的時間可以更多地用于深入討論和實際應用；在混合式教學中，制定詳細的線上學習計劃至關重要，教師可以通過在線平臺明確每次線上學習的內容、學習目標和要求，有助于學生自主規劃學習時間，提前預習和準備相關問題。教師需要將更多豐富多樣的學習資源上傳至在線平臺，包括視頻講解、模擬實驗、案例分析等，可以幫助學生更好地理解抽象的數學概念，增強學生的學習興趣。在線下課堂中，教師可以通過在線平臺進行互動和問題解答，學生可以在課堂上提出問題，教師實時回答，提高課堂互動性，同時教師可以在線上平臺上回答學生的疑問，為學生提供更及時的幫助。在線平臺可以為學生提供合作學習的機會，教師可以組織學生分組合作解決問題、完成任務，通過合作學，不僅可以促進知識的共享，還可以培養學生的團隊協作能力；在教學過程中，可以借助現代技術開展虛擬實驗和模擬實踐，讓學生在線上平臺上進行數學知識的實際應用的模擬操作和實驗，能夠幫助學生將抽象的數學知識與實際問題相結合，提升學生的實際應用能力[5]。

（五）設計混合式教學實踐活動，增強教學實踐性

設計混合式教學實踐活動的首要步驟是明確活動目標，教師需要考慮到數學知識的掌握與應用，將活動目標與工程實際緊密結合，例如通過案例分析，讓學生能夠將數學知識應用于實際工程問題的解決；混合式教學模式的優勢在于多樣化的教學活動形式，教師可以結合在線平臺、實驗室實踐、小組討論等多種形式，設計不同類型的實踐活動，激發學生的學習興趣和主動性。虛擬仿真平臺為學生提供了模擬實際工程環境的機會，教師需要引導學生在虛擬環境中進行數學建模和實踐操作，使得學生在真實的情境下獲得良好的學習體驗；混合式教學實踐活動的核心思想在于將實踐與理論相結合，教師應當將實際工程問題引入課堂，讓學生通過數學分析解決實際難題，同時可以在實踐活動中引導學生反思和總結數學知識。實踐活動完成后，要求學生撰寫實踐報告或進行成果展示，不僅有助于學生深入思考和總結，還能提升學生的表達能力和展示技巧。

結語

綜上所述，新工科建設的背景下，混合式高等數學教學模式的應用具有重要意義，不僅有助于適應多元化學習需求，還能激發學生的學習興趣，培養實際應用能力，促進自主學習和合作學習，提升教師教學質量，推動教育創新。隨著教育技術的不斷進步，混合式教學模式有望在新工科建設中發揮更大的作用，培養更具創新能力的工程人才。

參考文獻：

[1]林立忠.混合式教學模式在高等數學教學中的應用[J].數學學習與研究，2023（16）：2-4.

[2]尹曉軍，徐麗陽，吳國榮.高等數學混合式教學模式的探索和實踐——以內蒙古農業大學為例[J].科技資訊，2023，21（11）：180-183.

[3]蓋素燕.高等數學課程混合式教學模式研究[J].太原城市職業技術學院學報，2023（05）：97-99.

[4]張永華.基于混合式教學模式的高等數學教學改革研究[J].陜西教育（高教），2023（03）：49-51.

[5]王麗麗.“互聯網+”時代高職高等數學混合式教學模式的研究[J].江西電力職業技術學院學報，2022，35（11）：58-60.

項目：鄭州工商學院2023年度“課程思政示范課程”建設重點項目（編號：GSSZSFK2023011）

作者簡介：李永娜（1993—），女，漢族，河南開封人，助教，研究方向：常微分方程解的存在性。