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基于在线教学平台的高等数学混合式教学的设计研究

2020-05-19 199 上传者：管理员

摘要：在线开放课程是为教师开展线上线下混合教学,为学习者进行自主学习提供支持服务的网络开放课程。在已建设的在线开放课程《高等数学》的基础上,探索出有效的学生高等数学混合式教学模式,使学生的线上学习与线下学习高效融合,从而弥补在线课堂中缺乏互动,缺少师生对话的不足,改进线下授课中对抽象知识的剖析和思想的启发,激发学生的主观能动性,满足个性化教学的需要。

关键词：
在线开放课程
教学模式
混合式教学
高等数学
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当前,教学质量工程是高校非常重视的一项教育教学改革问题。在信息技术飞速发展的今天,我们就可以考虑结合互联网技术应用新的教学理念、教学模式和手段等,培养学生主动学习兴趣,进一步提升教育教学质量。依托信息技术,将传统教学与现代电子教学的优势有机融合,顺应时代要求的混合式教学模式便应运而生。

2003年12月,何克抗教授在第七届全球华人计算机教育应用大会上,首次在我国正式倡导“混合式学习”,拉开了国内研究“混合式学习”的序幕。2009年美国教育部公布的《在线学习的实证研究评价:对在线学习的元分析与评论》调查报告显示:混合学习是最有效的学习方式。教育部教高【2015】3号文件《教育部关于加强高等学校在线开放课程建设应用与管理的意见》中指出,近年来在线开放课程和学习平台大量兴起,拓展了教学的时间和空间,增强了教学吸引力,激发了学习者的学习积极性和自主性,促进教学内容、方法、模式和教学管理体制机制的变革,给高等教育教学改革带来了新的机遇和挑战。课堂教学模式从传统的课堂走向翻转课堂、线上线下等全新模式。唐国强,刘淑芹,郭又铭在《高等数学》课程实施混合式教学模式的研究中论述了课前的“个性化学习”;课堂上“面对面课堂教学和网络虚拟教学”;课后“复习拓展”开展混合式教学。秦美青在混合式教学模式下高等数学课程的设计与实施中通过超星平台对混合式教学进行设计与实施,并对混合式模式下高等数学教学效果进行验证,得出混合式教学模式相对于传统教学模式更有利于学生的学习。曹黎侠,柴伟文,戴志敏在基于“互联网+”的高等数学混合式课程生态的探索与实践的研究中,根据显著性水平组合来设计混合式教学模式,优化教学内容,构建课程评价体系。

一、基于在线开放课程的高等数学混合式教学的探索

在线开放课程是为教师开展线上线下混合教学、学生和其他社会学习者进行自主学习提供支持服务的网络开放课程。随着在线开放课程的广泛应用,高等学校如何调整教学模式,把传统课变成有深度、有难度、有挑战的“金课”,便成为一项重要的研究课题。

高等数学具有高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性,因此,高等数学的知识特点决定了高等数学的学习是一项复杂且艰难的工作。本校是培养基础教育工作者的高职院校,高师生的数学基础一般,对高等数学的学习缺乏兴趣,对数学学科领域的作用认识不足,一直延用传统的教学模式无法激起学生的主动性和创造性,探索一套有效的高等数学混合式教学模式,将有利于教学的开展。高等数学的知识目标是掌握高等数学的基本理论和方法,为后续学习专业课程做好铺垫;能力目标是通过高等数学的学习,树立一定的数学建模思想,并能将这种思想贯穿于提出问题、分析问题及解决问题的过程中;素养目标是促进学生的潜能开发,注重数学在社会实践中的实用效果,培养学生的逻辑思维能力并能用数学知识解决实际问题。三者的关系是知识传授为手段,能力培养为基础,素养教育为主线。

在我校已经建设的在线开放课程《高等数学》的基础上,探索出符合本校学生的高等数学混合式教学的模式,使学生的线上学习与线下学习高效融合,从而弥补在线课堂中缺乏互动,缺少师生对话的不足,改进线下授课中对抽象知识的剖析和思想的启发,激发学生的主观能动性,学生可以自主地开展学习,自由地选择学习模式,满足个性化教学的需要,更有利于提高学生的数学素养,培养学生的创新精神和实践能力,对教育教学的真正进步起到至关重要的作用。

1.完善在线开放课程的各要素

基于网络平台,建立完整的课程教学视频、学习资料、课件库、习题库、评论区和拓展区,根据班级的具体情况给出相应的课前学习及课堂讨论要求,并加入研讨探究学习环节,制定科学合理的评价体系,着重体现过程性评价。

2.教学视频与数学活动相结合

在数学教学中引入“数学活动”,而数学探究过程就是高等数学学习中最好的数学活动。数学的探究给学生提供深入了解数学概念、命题、思想方法的平台,既可以重现大师发明定理的经历,从而获得“参与数学创造过程”的体验,又可以检验自身的数学创造,培养探索精神,因此,教学视频不单是理论知识的讲述,更有对定理的探究活动。

二、高等数学混合式教学案例:定积分的元素法

定积分的元素法的教学目标是:1、理解元素法的基本思想;2、掌握用定积分表达和计算一些几何量。其中定积分的元素法的思想是突破教学难点的关键,因此,教学过程遵循以下4点:(1)呈现探究定积分元素法思想的过程与方法;主要体现在线上的设计,把定积分元素法的精髓思想通过视频的方式体现出来,让学生经历发现和探索的过程;(2)利用问题情境引发学生的思考与分析,也就是对定积分元素法的思想的理解和具体几何量的计算,主要体现在线下的设计;(3)利用核心概念促进学生对知识的建构,能够把用定积分元素法分析问题的过程总结出来,主要体现在线下的设计;(4)以“问题——探究”为导向组织教学,以线上与线下相结合的方式。

1.线上教学设计

教学视频主要有两部分内容,视频时长共为15分钟,第一部分是如何求不规则图形的面积,主要是对元素法的要素的提炼,结合几何画板演示,强调知识的发现过程;第二部分是x-型区域及y-型区域的判断,这一部分是学生学习的难点,仍以动态演示的方式,让学生较好的区分两种不同的区域,从而突破难点。在两个视频后会即刻生成相应的测试题,同时设置讨论区,教师可以及时了解学生线上的学习情况。

2.线下教学设计

混合式教学的特点就是把线下的内容与线上的要求进行有机的融合,针对定积分元素法的教学目标,我们采用问题驱动的方式,以问题串的形式呈现:(1)我们是如何求曲边梯形的面积的?(2)在求曲边梯形的面积中,为什么选取小的曲边梯形的面积?(3)讨论小部分的过程是关键,也就是对的近似表达,的近似值是,比较一下这个形式与积分式中的被积式,你能发现什么?(4)比较之后,我们发现可以将原来的分割,求和,取近似值,求极限这四步简化为几步,你是怎么想的?通过对上述问题的解决,就较好的厘清了定积分的元素法的思想精髓,后续在应用起来也就水到渠成了。

3.线上与线下模式的有效结合

学生在课前先完成两个视频的观看,并在讨论区提出疑问,对于学习视频的反馈,学生的主要问题在:(1)的近似表达;(2)准确的找出积分元素,有了上述的反馈,我们在线下教学中就有的方矢了,将线下活动分成以下部分:(1)讨论积分元素;(2)简化步骤,具体内容如下:这样上述四个步骤简化为两步:第一步选取积分变量并确定其范围;第二步找到面积元素求定积分。于是面积就是这些元素在区间上的“无限累加”,即从到的定积分;(3)总结写出积分表达式的步骤;(4)具体应用,我们选择了不同区域类型的面积求解;(5)巩固提升,针对本校学生的实际,我们给出了用定积分元素法求体积的问题。

三、混合式教学的反思

传统的教学已经不能满足学生个性化学习的需要,在现行的背景下,混合式教学已进入教育者的视线。在线开放课程丰富的内容和形式,可以让师生进行更加良好的互动,学生的主观能动性得以激发,满足个性化教与学的需要。混合式要实现较好的效果,我们还需注意.做好线上线下的有效融合,线上体现个性化,做好监控反馈;线下体现层次性,做好引导提升,充分发挥学生的自主性和教师的主导性,才能更好的提高教学效果。

参考文献：

[1]唐国强,刘淑芹,郭又铭.《高等数学》课程实施混合式教学模式的研究[J].高教学刊,2019,3:89-91.

[2]秦美青.混合式教学模式下高等数学课程的设计与实施[J].大学教育,2019,10:98-100.

褚智伟.基于在线开放课程的高等数学混合式教学的实践与探索[J].中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2020(06):28-29.