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数字化教学资源在大学数学教学中的应用—以概率论与数理统计课程为例论文

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2025-03-17 14:00:19    来源:    作者:xujingjing

摘要:随着信息技术的飞速发展,数字化教学资源在各学科领域中的应用愈发广泛。大学数学类课程作为理工类、经管类等专业的学科基础课程,其教学方法与教学手段的创新对于提高教学效果、培养学生的实践能力具有重要意义。基于此,以概率论与数理统计课程为例,分析数字化教学资源在大学数学教学中的应用优势,探讨数字化教学资源在大学数学教学中的应用策略,对数字化教学资源的应用前景进行展望,旨在促进大学数学类课程教学数字化转型与智能化改造。

  摘要:随着信息技术的飞速发展,数字化教学资源在各学科领域中的应用愈发广泛。大学数学类课程作为理工类、经管类等专业的学科基础课程,其教学方法与教学手段的创新对于提高教学效果、培养学生的实践能力具有重要意义。基于此,以概率论与数理统计课程为例,分析数字化教学资源在大学数学教学中的应用优势,探讨数字化教学资源在大学数学教学中的应用策略,对数字化教学资源的应用前景进行展望,旨在促进大学数学类课程教学数字化转型与智能化改造。

  关键词:数字化教学资源;教学效果;概率论与数理统计课程

  教育数字化是数字中国战略的重要组成部分,是推动教育强国建设的重要战略支撑。然而,高等教育教学体系复杂,需要系统地研究并推进自身数字化转型,这也是我国建设高质量教育体系的迫切要求[1-2]。因此,推进教育数字化,需要不断深化教育教学改革,推动教育模式改革,探索数字化教学资源建设、应用及共享机制。传统的教学方式以课堂讲授和教材学习为主,缺乏对学生学习兴趣和实践能力的培养。而数字化教学资源凭借其内容丰富、交互性强、学习便捷等优势,逐渐成为教学改革的重要载体。教学资源是教育数字化战略行动实施的载体,对提升人才培养质量至关重要[3]。特别是在大学数学这类抽象且需要深入理解的课程中,数字化教学资源以其直观、生动的特性,可为学生的学习提供前所未有的便利。

  一、数字化教学资源在概率论与数理统计课程中的应用优势

  (一)资源丰富性

  数字化教学资源可以通过网络平台,为学生提供丰富的学习材料,包括电子教材、教学视频、在线题库等。这些资源能够帮助学生更全面地理解和掌握概率论与数理统计课程的知识。因为概率论与数理统计课程中的一些概念较为抽象,学生难以理解,所以一些学生的学习效果不佳。比如,理解随机变量的分布函数这一概念对于初学者来说难度较大,并且如果学生对随机变量的概念理解不透彻,将会影响其后面对分布函数的学习。因此,教师有必要利用数字化教学资源对课堂教学进行补充,对相关概念进行动态演示,并制作动画用于教学。教师在课堂教学和线上教学平台中使用数字化教学资源,将有助于学生理解和掌握这些偏抽象的概念。此外,在调查中发现,与传统教材、课件和讲义相比,学生更喜欢教师在课堂中使用视频动画来演示和解释复杂抽象的数学概念。这与理论分析的结果一致,说明教师对视频动画等优质数字化教学资源的使用可以有效提升学生的学习兴趣,取得较好的教学效果。

  (二)学习个性化

  数字化教学资源允许学生根据自己的学习进度和需求,选择适合自己的学习内容和学习方式,从而实现个性化的学习。教师根据学生的学习情况及学习基础确定合适的教学内容,也就是根据学生的学情和人才培养目标对教学内容进行重构和设计,并在此基础上建设相应的数字化教学资源。在整个学习过程中,学生需要掌握概率统计的基础知识,以及这些知识在实际中的应用方法。在课前,教师针对概率统计的基础知识设置个性化的闯关式导学任务,学生在线上进行自主预习,根据自身对相关概念的掌握程度进行闯关训练,训练包含的主要环节为“基本概念学习+测试”“基本方法学习+测试”“提升拓展+测试”。在课中,一方面,教师根据学生课前的预习情况进行教学设计,设置具有针对性的教学内容,运用数字化教学手段重点解决学生在课前预习及测试中遇到的问题;另一方面,在讲解基础知识的基础上,运用案例教学法对学生进行数学应用能力的培养。在课后,学生通过小组项目、自主检测等方式进行进阶练习,同时还可以通过参加数学建模类竞赛提升自身数学应用能力,以促进自身对数学知识的实际应用,支撑自身专业能力的发展。

  (三)交互性强

  数字化教学资源能够支持师生在线互动和即时反馈。教师可以通过教学平台与学生进行实时交流,提高教学效果。闯关式导学和在线互动环节可为师生提供便利的教学互动渠道,有利于学生在线上进行自主学习和个性化学习。同时,学生可以将学习情况和学习成效及时反馈到教学平台,便于教师及时了解学生学习情况,调整教学策略。通过搭载数字化教学资源的教学平台,师生双方既可以进行实时互动,又可以进行反馈式互动。数字化教学资源的应用可对衔接线上线下两个教学过程起到重要作用,可为混合式教学的实施提供保障。

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  二、数字化教学资源在概率论与数理统计课程中的应用策略

  (一)建设数字化教学资源库

  教师建设包括电子教材、教学视频、在线题库等在内的数字化教学资源库,可方便学生随时随地进行学习。教师可开发“导学案+重难点微课+习题+试卷+实验演示”数学课程数字化教学资源库,优化线下课程资源,出版“理论+应用+实验”系列教材,设立以“基础+实验+建模”为核心的课程内容。概率论与数理统计课程主要是帮助学生使用概率统计方法描述随机现象,以及培养学生有效收集、整理和分析随机数据的能力。在面向学生的调查中发现,数学应用案例、数学软件教学案例、数学实验教学案例及数学建模应用案例等对于学生学习的支撑性较强。因此,在数字化课程资源库建设过程中,教师应充分考虑这一特点,开发相关的数字化教学案例,如针对不同的专业收集数学应用、数学软件教学等案例,并将这些案例分配在闯关式导学、在线互动、巩固练习等环节。同时,通过数据分析,教师可以及时了解学生的学习状况,调整教学策略,实现个性化教学。

  (二)创新教学模式与教学方法

  数字化教学资源的整合与利用是创新教学模式与教学方法的基础。首先,教师可通过收集、整理各类在线教学视频、电子教材、教学软件等资源,构建一个丰富多样的数字化教学资源库,为学生提供自主学习、互动交流的平台。同时,教师可以根据教学需求,灵活选用合适的教学资源,增强教学的针对性和实效性。其次,教师可结合数字化教学资源,采用混合式教学、翻转课堂等新型教学模式,激发学生的学习兴趣,提高学生学习的积极性,并深耕线上线下教学内容,构建以“基础+实验+建模”为核心的课程内容体系。最后,教师还可以在“学以致用、用以促学、学用相长”的教学理念下,以数学应用问题为驱动,创设问题情境,启发学生深入思考、讨论并提出解决问题的方案。互动式教学方法的运用是创新的核心。利用数字化教学资源,教师可以设计多种互动式教学环节,如小组讨论、在线投票、实时问答等,以激发学生的学习兴趣,提高学生的课堂参与度。评价与反馈机制的完善是创新的保障。教师可借助数字化工具,构建科学、客观的评价体系,对学生的学习成果进行全面、持续、准确的评价[4]。同时,教师还可以建立有效的反馈机制,及时收集学生的建议,为教学改进提供依据。

  (三)强化实践教学

  教师可利用数字化教学资源,设计丰富的实验和案例分析环节,提高学生的实践能力和解决问题的能力。在课前,学生线上自主学习,教师线上学前指导;在课中,以教师为主导、学生为主体来实现线上线下混合式教学;在课后,师生进行在线交流讨论等。首先,教师通过搭建在线学习系统,上传同概率论与数理统计课程相关的多媒体教学课件、教学视频和案例,使学生能够随时随地使用学习材料,自主掌握学习进度。其次,引入数字化仿真实验工具,丰富实践教学内容。教师可利用概率模拟软件和数理统计分析工具,进行随机现象模拟和数据分析实验,让学生在虚拟环境中感受概率分布、统计推断等理论知识的实际应用,并加深对理论知识的理解。再次,开展数字化项目式学习,培养学生的团队协作能力和问题解决能力。教师通过设计基于实际问题的概率统计项目,让学生分组合作,利用数字化工具收集数据、构建模型、分析并解决问题。最后,建立数字化评价体系,全面评估学生的学习效果。教师结合学生项目式学习的表现,对学生的知识应用能力和综合素质进行综合评价,能够为教学改进提供有力依据。

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  三、数字化教学资源的应用前景展望

  随着信息技术的不断发展,数字化教学资源会更加丰富多样,其在教学中的应用也将更加广泛深入。未来,数字化教学资源将更加注重个性化学习、智能化辅导和跨界融合等方面的创新,为概率论与数理统计等课程的教学改革提供更加有力的支持,也为教育数字化转型和智能化改造打下基础。

  首先,数字化教学资源能够极大地丰富概率论与数理统计课程的教学内容。传统的教材往往受限于篇幅和形式,难以全面展示概率论与数理统计课程的丰富内涵。而数字化教学资源,如电子课件、网络视频、互动模拟软件等,不仅能够突破这些限制,还能够以更加生动、直观的方式呈现抽象的概率统计概念和原理。这将有助于学生更好地理解和掌握概率论与数理统计的基本知识,激发学生对数学学科的兴趣。

  其次,数字化教学资源有助于提升概率论与数理统计课程的教学效果。通过利用数字化教学资源,教师可以根据学生的学习情况和需求,灵活调整教学策略和方法。此外,数字化教学资源还能够为学生提供丰富的实践案例,帮助学生将理论知识与实际问题相结合,提高学生的数学应用能力和问题解决能力。

  再次,数字化教学资源的利用有助于推动概率论与数理统计课程的国际化发展。通过互联网等信息技术手段,全球范围内的优质数字化教学资源可以实现共享和交流。这将有助于教师借鉴和学习国际上先进的教学理念和教学方法,提升我国概率论与数理统计课程的教学水平和教学质量。同时,数字化教学资源还能够为学生提供便利的学习途径和交流平台,促进全球范围内数学学科的交流与合作。

  最后,数字化教学资源在概率论与数理统计课程中的应用还面临一些挑战和问题。如何保障数字化教学资源的质量和有效性、如何合理利用和管理数字化教学资源、如何避免数字鸿沟等问题都需要相关人员深入思考。只有克服了这些挑战和问题,数字化教学资源才能真正成为推动概率论与数理统计课程改革和发展的重要力量。

  综上所述,经过对数字化教学资源在大学数学教学中的应用研究,特别是以概率论与数理统计课程为例进行的深入探讨,本文得出三点结论。一是数字化教学资源对于提高大学数学教学质量具有重要意义。教师在概率论与数理统计课程中引入数字化教学资源,能够有效激发学生的学习兴趣,增强学生学习的主动性和互动性。通过数字化平台,学生可以随时随地使用学习材料,进行自主学习和复习,打破传统课堂的时间和空间限制。同时,教师也能通过数字化平台收集学生的学习数据,对数据进行精准的教学分析和评估,为教学改进提供有力支持。二是数字化教学资源的应用需要科学的方法和策略。虽然数字化教学资源具有诸多优势,但其应用并非简单地将传统教学内容搬到线上。在实践中,教师需要结合课程内容和学生特点,精心设计数字化教学内容,确保教学内容的针对性和有效性。同时,教师还需要关注学生的学习体验,不断优化教学方式和策略,确保学生能够充分利用数字化教学资源进行学习。三是数字化教学资源的应用对教师和学生的要求更高。数字化教学资源的应用不仅要求教师具备较高的信息素养和教学技能,还需要教师不断更新教学理念和方法,以适应数字化时代的教学需求。同时,学生也需要具备良好的自主学习能力和信息素养,能够主动利用数字化资源进行学习,并通过在线讨论和协作等方式深化对知识的理解。

  [1]程建钢,崔依冉,李梅,等.高等教育教学数字化转型的核心要素分析:基于学校、专业与课程的视角[J].中国电化教育,2022(7):31-36.

  [2]陈云龙,孔娜.我国教育数字化转型的基础、挑战与建议[J].中国教育学刊,2023(4):25-31.

  [3]刘坤,刘鑫桥,李妍.教育数字化下的新工科新形态教学资源:逻辑内涵、要素特征与建设路径[J].高等工程教育研究,2023(4):22-26,99.

  [4]陈金山,王安哲,查光成.数字化转型驱动的教育教学持续评价数学模型研究[J].南京工程学院学报(社会科学版),2023(4):86-90.