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基于超星学习通平台的微积分课程教学改革—— 以山西工程科技职业大学为例论文

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2023-12-27 15:03:50    来源:    作者:hemenglin

摘要:文章以山西工程科技职业大学为例,首先分析了微积分课程教学现状,然后论述了基于超星学习通 平台的微积分课程教学改革实践,最后说明了基于超星学习通平台的微积分课程教学改革成效

  摘要:文章以山西工程科技职业大学为例,首先分析了微积分课程教学现状,然后论述了基于超星学习通 平台的微积分课程教学改革实践,最后说明了基于超星学习通平台的微积分课程教学改革成效。

  关键词:微积分课程教学,超星学习通平台,混合式教学模式

  随着数字化与网络化学习的发展, 以“ 教师+ 黑 板”单方面讲授为主的传统教学模式已经跟不上教学 发展的步伐。同时,各种网络教学平台的开发与普及, 如 MOOC、雨课堂、超星学习通等[1],为师生提供了丰 富的教学资源、优质的在线教学服务、全新的课堂体 验。这不仅满足了教师系统化的教学需求与学生个性 化的学习需求,也为教学改革提供了有力的保障[2-7]。

  山西工程科技职业大学(以下简称“ 我校”)是整 合山西大学商务学院、山西交通职业技术学院、山西 建筑职业技术学院办学资源,于 2020 年 12 月 18 日 经教育部批准,2021 年 3 月 24 日挂牌成立的省属公 办本科层次职业大学, 也是山西省第一所省属公办 本科职业大学。这样的整合,对作为公共课的微积分 课程提出了更高更新的要求 。如何改革微积分课程 教学, 以适应职业本科院校的发展 , 是一项重要课 题,笔者所在课题组将以我校为例,对基于超星学习 通平台的微积分课程教学改革加以探究。

  一、微积分课程教学现状

  (一)师资队伍建设不完善,科研、教研能力有待 提高

  从整体来看,我校微积分课程教师教学水平参差 不齐,具有高级职称的教师比例小,具有博士学位的 教师尤为欠缺。教师的教育教学观念陈旧,教学方法、 教学手段落后,计算机辅助教学能力不高,实施课程 改革的能力不强,教研和科研意识较弱,学术氛围不 浓。而且很多教师安于现状,不能做到与时俱进,陈旧 的教学理念难以适应教育改革的潮流。

  (二)缺乏统一的教学基本要求,教材与职业本科 学生不适应

  三校合并后,首次招收的大一新生数学基础差别很大,接受数学知识的能力也不同 。这导致微积分课 程教师对教学内容深度的把握都不一样,且部分教师 对学生的个体情况缺乏了解, 出现了要求过高或过 低,与实际相脱节的现象,最终使得整个微积分课程 没有统一 的教学基本要求 。另外,传统的微积分课程 教学内容理论性强,知识体系完整,强调数学概念的 严密性,但忽视了基本概念的背景阐述,忽视了职业 本科学生数学应用能力的培养,没有和专业特点结合 起来 , 导致学生用数学知识解决实际问题的能力较 弱 。此外,传统的微积分课程内容缺乏对典型数学史、 数学家的介绍,以及缺少思政相关内容,且教学内容 没有形成梯度,无法满足不同水平学生的学习需求。

  (三)教学模式陈旧,难以调动学生学习积极性

  我校传统的微积分课程教学模式基本上是“ 黑 板+ 粉笔”的“ 填鸭式”教学方法 。课堂上教师“ 满堂 灌”,学生被动地接受知识,缺乏自己思考和探索的机 会,整个课堂比较沉闷,导致部分学生课上玩手机或 睡觉,最终影响了教学效果 。同时,课堂教学缺乏辅助 手段,即教师没能很好地利用多媒体辅助教学,浪费 了资源设备,最终影响了微积分课程的教学质量。

  ( 四)思政元素挖掘不足,未能系统全面融入课堂 教学

  习近平总书记指出,要用好课堂教学这个主渠 道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想 政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和 期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各 类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应[8]。 自 2020 年开始 , 我校要求各类课程积极开展课程思 政教学改革 。其中,在推进微积分课程思政教学试点 工作中,课题组发现:①教师和学生的思政意识都不足,且多数教师虽然具有良好的专业素养,但缺乏深 厚的思想政治理论素质;②教师缺乏对微积分思政元 素的深度挖掘和系统梳理,没有将课程思政有效地融 入课堂教学。

  (五)考核评价方式单一,不能全面体现学生的思 维品质和综合能力

  我校微积分课程传统的考核评价方式单一,不能 全面体现学生的思维品质和综合能力。这主要表现在 以下两个方面。①重结果、轻过程。学生的总成绩以期 末考试成绩为主,一般占 70%以上,导致很多学生上 课不认真听讲,作业不按时完成或压根就不做,只靠 考前突击复习,虽然可能期末成绩不错,但实际对所 学知识的掌握程度很差 。 同时,微积分课程基本都是 合班教学,班级容量大,任课教师很难了解每个学生 的课堂表现和学习过程,平时成绩评定较随意,不能 客观反映学生的综合素质。②重理论、轻实践。微积分 课程没有实践课,仅有的数学建模和数学实验课也只 有极少数人选修,而单一 的理论考试无法锻炼学生的 动手实践能力,阻碍了学生学习积极性和创造性的发 挥,不利于学生创新能力的培养。

  针对以上问题,课题组曾经尝试进行多媒体辅助 教学、翻转课堂教学等改革,以期调动学生学习数学 的兴趣,提高学生应用数学的能力,虽然相关举措取 得了一定的阶段性成果,但仍无法达到预期效果 。近 两年,我校已实现校园网全覆盖,建立了设备先进、环 境优美的智慧课堂教室,引进了教学功能强大、教学 资源丰富的超星学习通平台,这些软硬件设施为教师 进行教学改革提供了便利条件。故课题组欲充分利用 学校提供的软硬件设施,从师资队伍建设、教学资源、 教学模式、课程思政和学生考核评价方式等方面入手 对微积分课程进行教学改革。

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  二、基于超星学习通平台的微积分课程教学改革 实践

  (一)加强师资队伍建设,建立一 支能实施数字化 教学的教师队伍

  第一,我校积极组织微积分课程教师参加各种教 学培训、软件培训,提高了教师的课程设计能力、资源 选择和制作能力 。第二,我校积极组织微积分课程教 师学习各种教学平台的操作方法,熟悉超星学习通平 台上的各种教学功能,提高教师应用现代化信息技术 的能力,以便能轻松带领学生进行线上和线下教学的 融合和切换。第三,我校制定了科研和教研考核制度,督促微积分课程教师提高学历和职称,同时还鼓励其 积极申报课题项目,发表学术论文,以提高教师队伍 的教学科研水平和师德修养。

  (二)统一教学要求,建立和完善教学资源

  1.统 一教学要求,自编校本教材及配套习题集,建 立阶梯化教学内容。我校微积分课程教师多次进行教 学研讨,制定微积分课程教学大纲,统一教学目标、教 学内容和教学进度 。根据学生的特点,自编微积分校 本教材,对教学内容进行阶梯化设计,由易到难地编 排例题,其中较难的例题做好标注,供基础好的班级 选讲 。课后习题设置为基础题和提高题两种类型,基 础题适合所有学生选做 , 重在对基础知识进行检测; 提高题有一定的难度,适合数学基础较好、有考研打 算的学生选做。此外,在每章节前引入教学案例,利用 学生感兴趣的课程故事、数学模型、生活中的实际问 题等进行教学导入; 每章节增加相关内容的课程思 政、数学史和典型数学家的故事,以提高学生的数学 素养及培养其正确的三观;编写配套的习题集,用以 检测学生的学习效果。

  2.建立优质的电子教学资源。近几年,由于我校微 积分课程经常要进行线上教学,为了使线上和线下教 学无缝对接,在超星学习通平台上建立了相应的教学 资源 。初步有课前预习需要的课堂教学配套电子教 材、电子教案、章节相关内容(包括重点、难点);课上 教学需要的教学课件、教学视频、课堂测验库;课后复 习需要的作业习题库、参考资料库、数学文化库、数学 建模和数学实验等 。其中,教学视频库是将教学重点 做成几分钟的微视频,方便学生利用碎片化的时间进 行学习;数学文化库则是向学生提供数学文化、数学 史和数学家等资料, 以激发学生对数学文化的兴趣。 此外,还有文本库、案例库等,文本库包含各种文档资 料;案例库则供教师在课堂上随时调用,以便充分发 挥多媒体辅助教学的作用。

  (三)建立“三位一体”混合式教学模式

  我校微积分课程建立的“ 三位一体”混合式教学 模式以学生为中心,充分发挥学生作为学习主体的积 极性、主动性、创造性,借助在线教育资源与信息技术 促进课堂教学,以达到更加有效的学习效果,具体教 学实施如下。

  课前预习:课前教师在超星学习通平台上发布学 习任务,学习任务可以是教学案例、教学课件、练习或 微课视频等, 旨在让学生了解本节课的主要知识点、重难点 , 引导学生对重难点问题进行讨论和探究,自 主完成预习,做好课前准备。

  课中学习:课中教师主要做三件事 。第一,设置 学生签到 。上课前,教师在超星学习通平台上发布签 到通知,可以设置普通签到、手势签到、位置签到、二 维码签到或签到码签到 。与传统的点名方式相比,这 种考勤方式不仅能够节约课堂时间 , 督促学生按时 上课,还便于教师掌握学生的总体出勤情况 。第二, 教学内容的讲解 。根据学生课前预习的情况,教师要 有针对性地对本节内容进行讲解 , 具体要充分利用 智慧教室的教学设备,播放立体的、动态的教学内容, 使之形象直观,并结合黑板书写重要的公式、定理和 例题的推导过程 。这样可以激发学生学习数学的兴 趣,提高课堂教学效果 。第三,借助超星学习通平台 进行课堂互动和在线测试 。教师利用“抢答”功能进 行课堂提问,学生抢答的积极性非常高,活跃了课堂 气氛,开发了学生的思维;利用“选人”功能随机抽选 学生到黑板上做随堂练习,以检测课堂学习效果,也 可以让被选到的学生把自己在练习本上做的解答进 行拍照,发到平台的“班级群聊”内,教师用多媒体将 其投影到大屏幕上进行评判,使问题的讲解更具有针 对性,由于这种选择是随机的,每个学生都有被选到 的可能性,因此学生都会专心听讲,认真学习,从而提 高课堂教学质量 。教师采用这些新颖的互动方式,能 够充分调动学生学习微积分课程的积极性和主动 性,使得师生之间的课堂互动变得更融洽,实现寓教 于乐,让“冷冰冰”的数学课呈现出“ 暖融融”的一面。

  课后巩固:教师在超星学习通发布章节作业,设 置作业上交的时间期限及分值,在线批改后把问题反 馈给学生,以便学生及时改正错误,消化知识。在做作 业的过程中,学生遇到问题可以在“班级群聊”里发言 讨论,也可以私信请教教师,这种方式打破了时间和空 间的限制,增进了生生、师生之间的交流。教师还可以 用学习通上的“讨论”功能,发布难一点的题目,鼓励学 生发表自己的观点,主动思考,在相互讨论的过程中加 深对所学知识的理解 。另外,对知识掌握不牢的学生 可以在平台上反复观看教师发布的教学视频和教学 讲义,以便达到掌握、巩固、内化知识的效果。

  ( 四)加强课程思政建设,挖掘思政元素,有效融 入课堂教学

  我校微积分课程教学不能仅停留在传授知识、培 养能力层面,还应承载培养学生正确世界观、人生观和价值观的责任 。将课程思政融入微积分课堂教学, 具体要从以下三个方面做起。①将课程思政纳入教师 岗前培训、教学能力专题培训等,使教师掌握课程思 政、思政教育的原理和技能,提高教师课程思政意识 和能力 。②立足理论,巧用案例,深度挖掘微积分课 程蕴含的思政元素,并对其进行系统的梳理 。思政元 素包括数学概念的产生背景 、生产生活中的数学问 题、数学家的介绍、数学文化和数学史的简介等 。 比 如,讲数列极限的概念时,教师可向学生介绍战国时 期庄周的《庄子·天下篇》里提出的“一尺之棰,日取其 半,万世不竭”,三国时期刘徽的《九章算术》里提到的 “ 割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与 圆合体而无所失矣”, 这些对极限思想的论述比欧洲 早 1 000 多年;介绍导数概念时,教师可将神舟十三号 发射计算瞬时速度作为导入案例; 讲解定积分定义 时, 教师可以北斗导航的卫星覆盖面积为导入案例, 介绍微元法的核心思想,从而强化学生的爱国主义精 神和民族自豪感[9]。概言之,教师可通过介绍中国著名 的数学家华罗庚、陈省身、陈景润、苏步青、丘成桐等 对世界做出的贡献,激发学生的爱国主义热情,鼓励 学生成为对国家、社会有用的人才 。同时,引导学生学 习数学家善于思考、刻苦钻研、锲而不舍的精神,感受 榜样的力量,提高数学素养及人文素养;通过数学史 的介绍,让学生了解数学知识发展的曲折性,培养学 生对数学的敬畏之心。③调研学生所学专业的数学需 求,选择恰当的思政素材[10]。比如,金融、会计专业教师 在介绍导数的应用时,可增加边际函数、弹性函数的 概念;而对于土木工程、建筑学等专业的学生,在教学 定积分概念时,教师可以曲边梯形的面积、旋转体的 体积、变速直线运动的路程、铁锤钉钉子这样的变力 做功为切入点 , 介绍微元法的化整为零的具体步骤, 体现以直代曲、以不变代变的思维方法。

  (五)采用多元化考核评价方式,全面评价学生的 综合素质

  我校微积分课程针对学生的考核评价方式设置 有线上网络平台辅助评价和线下教师主观评价两部 分。线上评价是利用超星学习通平台的各种功能对学 生的出勤、任务点完成、在线学习、作业提交、随堂小 测验、教学视频观看等情况做记录,根据学生完成任 务的时效性、完整性、正确率、参与度等给出过程性考 核评价 。线下主观评价是教师基于课堂提问、课堂观 察、分组任务、教学活动参与、开放式活动中学生的表现、期中期末考试成绩等对学生进行考核评价 。教师 要根据实际情况设置各部分的考核权重 , 将过程性 评价、表现形式评价与结果性评价相结合,从而使对 学生的考核评价变得更客观、更全面 。此外,课题组 还尝试将数学建模融入微积分课程教学, 开设数学 建模和数学实验选修课,举办数学建模培训讲座,组 织校内数学建模竞赛活动,并鼓励学生参加全国大 学生数学建模竞赛,且各种活动设有相应的学分,竞 赛获奖也有相应的奖金和证书,这些改革举措极大 地调动了学生学习数学的积极性,提高了其应用数 学的能力。

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  三、基于超星学习通平台的微积分课程教学改革 成效

  (一)圆满地完成了微积分课程教学任务,教学效 果良好

  在我校微积分课程线上教学期间,课题组进行了 “ 三位一体”混合式教学模式的线上实践,借助在平台 上提前建设好的教学资源,以“ 课前发布任务点—课 中直播授课—课后发布作业、测试”为主线,充分利用 学习通平台的各项教学功能开展教学活动,在教学实 践中发现问题,相互交流,改进不足,总结经验,逐步 建立起完善的线上教学系统,圆满地完成了学期教学 任务和期末考试任务 。 以笔者所教的 2021 级理财 G1、G2 班和 2021 级证券 G1、G2 班为例,2021—2022 年第二学期微积分课程平均成绩分别为 81 分和 80 分,而前两届同专业学生的平均成绩不到 80 分(每年 试题难易程度相差不大),可见学生的成绩稳中有进, 并没有因为是线上授课而受到影响。

  (二)激发了学生学习数学的兴趣,提高了学生应 用数学的能力

  我校各项教学改革措施给微积分课堂注入了活 力,尤其是“三位一体”混合式教学模式的应用,使得 学生眼前一亮。教学平台新颖的教学功能极大地调动 了学生学习数学的积极性,培养了学生自觉学习的能 力,提高了学生应用数学的能力 。他们在参加的各种 创新创业大赛、数学竞赛、数学建模竞赛中取得了优 异的成绩 。 比如,越来越多的学生参加了全国大学生 数学建模竞赛,感受到了用数学知识解决实际问题的 快乐,三校合并的两年来,学生获得国家级一等奖 1项、 国家级二等奖 2 项、省级奖 28 项。

  (三)教师教学科研能力进一步得到提升

  基于两年的教学实践,我校微积分课程教师已经能够熟练使用超星学习通平台的各项教学功能和智 慧课堂教室进行微积分课堂教学,教学能力和使用信 息化技术的能力有了极大提升 。比如,在 2021 年第五 届全国高校青年教师教学竞赛中,张卓老师荣获全国 青教赛理科组二等奖,实现了山西省理科组在全国性 教师教学竞赛平台上奖项为 0 的突破 。在 2022 年山 西省本科院校青年教师教学技能竞赛中,张海丽老师 荣获省级三等奖 。 同时,基础课教学部教师成功申报 省级教改课题 6 项,建立校级精品课程 1 门、省级精 品课程 1 门,完成教改论文 10 余篇,自编校本教材 2 部,发表专业论文 100 多篇,其中被 SCI 收录的论文 有 10 余篇 。另外,2022 年基础课教学部引进博士 4 名、在读博士 2 名,教授增加 2 名,教师的教学科研能 力有了极大提高,师资队伍进一步发展壮大。

  四、结语

  两年多来,课题组在院部领导的带领下,针对我 校微积分课程教学存在的主要问题,以超星学习通为 平台,在师资队伍建设、教学模式、教学资源、教学方 法等方面进行了改革,改革效果比较明显 。但同时应 该注意到,微积分课程教学改革任重道远,部分理论 方法还有待进一步实践检验和完善 。今后,课题组将 继续坚持不懈地进行相关问题的探索研究,为使学校 成为省内应用型人才的培养基地,成为推动山西区域 经济发展的生力军而不断努力。


参考文献:

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