大數據背景下高等數學教學質量研究

摘 要：在大數據時代，高等數學教學面臨新的挑戰與機遇。本文以筆者所在院校西安財經大學為例，針對大一學生普遍認為學習高等數學課程難度較大的現狀，提出利用某學習平臺進行線上線下混合教學模式的改革。通過大數據分析和個性化教學策略，提升學生學習興趣與課堂參與度，并優化教學質量。本文具體探討大數據技術在教學中的應用，主要是借助該平臺對高等數學課程做出的輔助工作進行一些說明，并通過實際教學案例展示線上線下混合教學的效果，旨在為財經類院校高等數學教學提供可推廣的參考模式。

關鍵詞：大數據；高等數學；某學習平臺；教學質量

隨著大數據技術迅猛發展，許多行業都在尋求數據驅動的變革，教育行業也不例外。高等數學作為財經院校學生學習的一門重要基礎課，是后續學習一些專業課程的工具，但由于其本身具有高度抽象性與邏輯的嚴密性，很多學生對它望而卻步。又因課程內容頗多，課時較少，導致授課教師為了完成教學任務，大多只能采用滿堂灌的講授方式。西安財經大學的高等數學課程教學也存在類似的問題，面對這一問題，如何提升教學質量成為高等數學教學改革的重點，許多教育工作者也在這方面做了一些研究工作［12］。

本文的研究旨在探討大數據背景下提高高等數學教學質量的方法，主要利用某學習平臺，通過線上線下混合教學模式，提升學生學習興趣和學習效果。探討如何應用此平臺實現教學創新，并通過具體的教學案例，為財經類院校的高等數學教學提供可借鑒的范例，從而推動高等數學教育質量的提升。

1 大數據技術在高等數學中的應用——以某學習平臺為例

所謂大數據，即海量數據，具有信息量大、信息主體多元、更新速度快、真實性和價值密度低等特點。大數據在教育領域中的應用日益廣泛，主要體現在以下方面：（1）制訂個性化學習計劃。通過分析學生的學習行為和習慣，教師可以為學生提供量身定制的學習資源和指導，滿足不同學生的個性化需求。（2）教學分析與反饋。教師根據學習平臺的數據，可以掌握學生的學習進度和成績，并根據數據調整教學內容與策略。（3）學習預測。通過分析學生的學習數據，可預測學習效果并進行干預，幫助學生提高學習成績。（4）提升教師教學能力。通過對教學數據的分析，教師可以反思并優化自身的教學方法。

某學習平臺作為一個智能化學習工具，已在西安財經大學的高等數學教學中廣泛應用。學習平臺功能包括課程管理、資源共享、互動交流和學習數據分析，并支持線上線下混合教學模式。通過這些功能，教師能夠高效組織教學活動，學生也能獲得豐富的學習資源和及時的學習反饋［36］。其主要功能有：（1）課程管理與資源共享。教師可以通過此平臺上傳教學課件、教學視頻、習題等，學生可以根據自己的學習進度在線瀏覽并下載資源。不僅可以幫助學習進度較慢的學生追趕上落下的知識，也能幫助學有余力的學生練習鞏固所學的知識。在平臺上進行這些操作，完全不受時間和空間的限制。（2）實時互動與答疑。平臺上有討論區、測驗與問卷等一些互動功能，學生可隨時向教師提問或參與教師發起的討論互動。（3）學習數據的分析。教師通過平臺及時查看學習數據。

2 以函數極限為例展示某學習平臺具體應用

為了展示平臺的應用步驟，教師以“函數極限”這節課為例，介紹利用此平臺后的整個教學過程。

（1）課前準備，即線上資源推送。課前，教師在平臺向學生發布“函數極限”相關的學習資料。這些資料可以包括教師自己錄制的教學小視頻，主要講解函數極限的定義、性質和基本求解方法，以及給出具體的例題演示，使學生可以隨時進行回放和復習。也可適量上傳幾道自測練習題，不需要很多數量和很高難度，可以包含一些基本定義和性質練習，只為提高學生預習的積極性和增強學生的信心。課前發布資源，使得學生在上課前對函數極限有一定的初步了解，才能更好地在課堂上參與學習。

（2）課堂教學。這一部分內容也和傳統教學模式有所不同，不再只是教師在課堂上對學生采取滿堂灌的教學模式，而是更加注重與學生的課堂互動，只做一些重難點分析與易錯點講解，更像是學生告訴教師自己的問題，教師幫助學生理解。在時間和具體安排上分為三個階段。第一階段：基本定義的回顧與答疑，教師利用10分鐘時間，根據平臺觀測到的學習數據，了解學生在課前學習中遇到的共同問題，采取針對性地講解。這一階段，教師主要針對學生對函數極限這個基本的定義進行講解，確保每一位學生能夠對新的定義掌握透徹。第二階段：重難點知識講解，這一階段教師需要利用20～25分鐘時間，給學生講解函數極限的運算技巧和應用，畫出圖像直觀展示極限概念，加深學生的理解。教師在講解過程中不斷提問，引導學生積極思考和參與。第三階段：課堂練習與互動，本階段教師利用10～15分鐘時間，在課堂上給學生布置幾道練習題，讓學生通過分組討論求解。教師走下講臺對學生進行指導，了解學生的解題思路，并通過平臺的實時測驗功能展示全班的解題情況和成績分布。這樣可以幫助教師快速了解學生的掌握情況，并對課程進行及時調整。

（3）課后鞏固。下課后，教師繼續利用平臺布置作業。發布設計函數極限的作業，在規定的時間內學生必須完成并提交，這樣可以督促學生課后花時間學習高等數學。教師需要鼓勵學生獨立完成作業，因為教師會對每一位學生的作業進行批閱并指導。學生可以在作業中寫明自己仍然存在的問題，便于教師重點幫助。除了這些理論學習，教師也可以在平臺上推薦發布與極限相關的實際應用案例，如經濟學中的極限概念，引導學生將理論知識應用于實際問題，激發他們的學習興趣。

通過這種線上線下混合教學模式，學生在課前、課中和課后都能獲得系統的學習支持和及時的反饋，提高了學習效率和效果。圖1為一個簡潔的線上線下混合教學模式流程步驟圖。

3 教學改革效果與分析

從三個方面對教學改革的效果進行分析。

3.1 大數據技術對教學質量的提升

3.1.1 學習參與度

平臺記錄學生觀看教學視頻的時長、完成自測題的數量，以及參與討論的次數。數據顯示，引入平臺后學生的學習參與度明顯提高。

3.1.2 學習效果分析

通過平臺的自動批改功能，教師可以迅速了解學生對知識點的掌握情況。例如，在《函數極限》章節教學中，數據分析顯示超過80%的學生在第一次完成練習后取得了顯著進步。

3.1.3 個性化教學

基于學習數據，教師能夠發現學生的薄弱環節，并為不同層次的學生提供有針對性的學習資源。優秀學生可以獲取拓展內容，學習能力較弱的學生則能得到額外的基礎輔導。

3.2 學生學習興趣與成績的提升

利用該平臺結合課堂教學后，可分析得到以下幾個結論。首先，學習興趣明顯提升。許多學生認為高等數學較難，主要是沒有按照正確的學習方法，借助此學習平臺，有了教師的及時引導，可以幫助很多學生建立正確的學習方法。學生認為通過平臺提供的教學視頻和互動功能，使得枯燥的數學概念變得生動具體，學習興趣顯著提高。其次，和傳統教學模式相比，學生的學習成績明顯提升。改革后的期末考試成績顯示，《函數極限》這一章的通過率相比之前提高了很多。學生在測試題中的表現證明了混合教學模式的有效性。最后，學生反饋。根據平臺討論區和課堂反饋，大多數學生對混合教學模式給予了高度評價，并認為這樣的教學模式提高了學習積極性。

3.3 教師教學效率的提高

傳統教學模式存在許多問題，比如合班上課，一個班級是由兩個或三個班合成，人數均在100人以上。這樣的學生人數增加了教學困難，教師無法照顧到每一個學生的需求，只能兼顧大部分學習好的學生，對于一些自律性不強且在課堂上不認真聽講的學生來說，要想跟上課程也較困難。所以利用此平臺，不僅可以幫助學生提升學習效率，也能幫助教師提高相應的教學效率，使得教師能夠有更多的時間去照顧到學習有困難的學生。對于提高教師的教學效率，具體表現在三個方面。第一，教學的準備效率。教師可以利用平臺輕松上傳課件與視頻，同時借助平臺已有的題庫生成相應的測試題。這與傳統的教學準備模式不同，可以幫助教師極大地提高課前準備的效率。第二，加強課堂管理。教師可以通過平臺實時觀測學生的做題情況和提問題的情況，并且能夠隨時回答學生的疑難問題，針對學生所問問題及時調整課堂教學。這與傳統課堂的教師上完課離開教室，大部分學生只能在教師下一次上課的時候才選擇問教師問題有所不同。教師對課堂的管理可以從線下持續轉移到線上進行，對學生來說，也能更加有效及時地得到問題的答案。第三，反饋效率。平臺有自動批改作業功能，這將會極大地減少教師批改作業的時間和效率，對于一些簡單的選擇題，判斷對錯題都可以借助此平臺完成。教師能夠留出更多的時間提高教學質量和進行教學改革研究。

4 教學改革反思與建議

根據筆者利用某學習平臺在高等數學教學工作中的一些應用，分別從教學管理、學生學習行為、平臺功能優化和未來發展四個方面反思，并提出建議。

4.1 教學管理層面

首先是教學目標的精細化與明確化。在傳統教學模式中，高等數學課程的教學目標通常比較宏觀，缺少針對學生多樣化學習需求的細致目標。在引入此平臺的過程中，教師需要細化每個教學單元的具體目標。例如，針對《函數極限》章節，目標可以劃分為“理解極限定義”“掌握基本極限運算規則”“解決極限應用問題”等具體學習任務。其次是教學計劃的靈活性調整。平臺的數據分析功能提供了實時檢測和反饋功能，教師可以根據學生的學習進度和測驗成績靈活調整教學計劃。例如，在平臺數據顯示中，若教師發現一些學生在極限的εδ定義學習內容存在困難，那么就可以相應增加課堂上的講解時間，或通過平臺上傳補充教學內容及相關視頻，從而實現精準教學。最后是教學資源的個性化供給。在傳統教學環境下，教師往往只能向全體學生提供相同的教學資源，難以顧及學生個體的學習差異。平臺支持個性化資源推薦功能，教師可以根據不同學生的學習水平和測驗結果，發送難度適宜的教學資源。

4.2 學生學習行為

大部分學生在課前預習階段表現出較低的自律性，通過調查，主要原因在于自主學習需要較強的時間管理和自控能力。然而，部分學生的時間管理能力和自我控制力較弱，容易導致學習效果不佳。針對這一現象，教師可以采取一些策略，如實施課堂表現考核，將課前預習情況計入平時成績，激勵學生主動參與。且在傳統課堂教學模式中，教師與學生互動時間有限，難以滿足學生需求。若教師利用擴展平臺的討論區功能，設立“數學答疑區”，促進學生以及學生與教師之間的互動交流，并定期組織線下輔導小組，將線上學習與面對面指導結合，增強互動效果。

4.3 平臺功能優化

平臺的數據分析功能為教師提供了學生學習行為的數據，包括學生學習時長、測驗成績和視頻觀看記錄。然而，目前的數據分析功能主要在行為記錄層面，缺少更深層次的學情分析與個性化學習推薦功能，那么需要引入更先進的學習分析模型，利用人工智能和機器學習技術深入挖掘學生的學習行為模式，實現更精準的個性化學習推薦。

4.4 教學組織與評價反思

首先，教學組織的多樣化與靈活性。傳統教學模式中，教師的課堂教學內容比較固定，缺少靈活性，而混合教學模式要求教師能夠根據平臺反饋數據和課堂反饋調整教學節奏。由于一些教師在教學過程中依然習慣于傳統教學模式，難以充分利用平臺的靈活性，所以學校對混合教學模式的推廣宣傳對教師將有一定的幫助。其次，教學評價的多維度化。目前高數課程的教學評價主要參考期末考試成績，忽視教學過程中學生的學習過程和參與情況。這種評價方式難以全面反映學生的學習成果。針對這種情況，教師可以將“課前預習情況”“課堂討論參與度”“作業完成情況”等過程性指標納入學生綜合成績評價體系中。

結語

展望未來，高等數學教學改革仍有許多值得關注和改進的方面，大數據技術的發展將為高等教育教學提供更多的可能性。希望通過高校與教師的持續探索與優化，能夠推動教學改革邁向更高水平，實現更科學、有效的教學模式。同時，未來的研究方向應聚焦于更多智能化平臺的應用、學生自主學習能力的激發以及跨學科教學模式的相互融合，充分發揮現代技術在教育中的作用。筆者也期待在未來的實際教學過程中，打造出更多創新與高效的教學方法，為教學改革貢獻新的思路和實踐經驗。

參考文獻：

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［5］楊海霞，吳應琴.超星學習通在“高等數學”教學中的應用實踐［J］.科技視界，2020（34）：2931.

［6］潘花，仇海全.基于“超星學習通平臺”的《高等數學》混合教學模式的探索［J］.黑河學院學報，2020，11（3）：100102.

基金項目：西安財經大學校級教育教學改革研究項目（項目編號：24xcj085）

作者簡介：陳麗（1992— ），女，漢族，陜西西安人，博士研究生，副教授，從事基礎數學的教學研究。