“互联网+”背景下的高等数学教学改革研究

周 玮

(济南工程职业技术学院，山东 济南 250200)

近年来，随着网络、信息技术的不断发展，“互联网+”已渗透到各个行业。所谓“互联网+”就是指将互联网技术充分应用于各种传统行业，将信息技术与传统产业创新结合起来，让各种传统行业在互联网这个平台上获得新的发展。《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2011-2020年)明确指出：“应加强网络教学资源体系建设，建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享，提高教师应用信息技术水平，鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题的能力。”[1]在“互联网+”背景下，教育只有顺应这一时代的需求，持续不断地进行革命性的创造变化，才能走向新的境界。互联网与教学相结合革新了传统的教学方式。2016年济南工程职业技术学院与超星公司合作，引进了泛雅网络教学平台，建立了高等数学网络教学系统，创建了符合学生学习发展特点的高等数学网络教学平台。本文将针对网络教学平台的创建和使用，探讨“互联网+”背景下高等数学的教学改革之路。

一、在“互联网+”背景下建设高等数学网络教学平台的意义

(一)突破教师资源的瓶颈，构建优质课程资源

建设高等数学网络教学系统是一个复杂的工程，需要将教学内容逐一分解，进行微课视频的录制、素材的整理、试题的编排、知识点的分析等，需要一个优秀的教师团队来完成。要搞好教育，必须开好课。开好课，必须有优秀的教师。但是，优秀教师队伍的建设不是一朝一夕能完成的事情。面对教师资源不足这一瓶颈，互联网提供了整合资源的可能性，将名师的讲课、专业文献、教材教辅、课件等整合到网络教学平台中，就可以构建优质课程资源，为教师的教学和学生的学习提供丰富的线上资源。

(二)突破传统的教学模式，实行翻转课堂促进学生自主学习

传统的教学模式通常是“先教后学”，教师以管理者身份主宰着整个课堂，学生的个性和潜能得不到有效开发。在“互联网+教学”的思维模式下创建网络教学平台，不仅可以帮助教师树立先进的教学理念，改变教学手段，而且使传统的课堂教学组织形式也发生了革命性的变化。教师的教与学生的学可以通过互联网线上线下进行，以“先学后教”为特征的“翻转课堂”得以实现。翻转课堂就是将课程的学习过程由线下实体课堂反转到线上网络教学，学生根据教师布置的任务通过平台观看视频，进行自主学习，在实体课堂中教师主要进行讨论和答疑等活动，翻转课堂有效地提高了学生的自主学习能力。[2]教学中的师生互动不再流于形式，学生可以随时随地与教师进行沟通交流，教师的主导作用达到了最高限度，教师通过移动终端能即时给予学生点拨指导，同时，教师不再居高临下地灌输知识，更多的是提供资源的链接，实施兴趣的激发，进行思维的引领。

(三)突破传统的培养模式，因材施教自主发展

网络教学平台突破了传统的在教室里“面授”的培养模式，不受时间空间的限制，在图书馆、宿舍、校园里都可以通过移动设备学习，大大突破了时空限制。网络教学平台上丰富的资源，可以由学生自主选择学习，实现了个性化、因材施教的高校培养模式。借助于网络教学平台上丰富的教学内容，教师采用探究型教学方法，能够培养学生的自学能力、创新能力和动手能力，使每个学生按照建构主义学习理论的方法接受知识，强调学习者的认知主体作用，使每个学生都能自由发展。

二、在“互联网+”思维模式下设计高等数学网络教学平台

济南工程职业技术学院网络教学平台共有18门校内课程和60门校外课程，该平台集成网络教学、师生交流互动、答疑和管理等功能。以课程为主线，高度整合校内校外的所有资源，以课程为中心，展开作业、考试、答疑、讨论、评价等互动教学活动。高等数学网络教学平台的教师界面包括：课程章节、教师团队、课程概况、基本资源库、拓展资源库、图形动画演示等；学生界面包括：课程目录、讨论、资料、作业、考试等。教师界面与学生使用的移动平台进行了无缝对接。在网络教学平台建设方面，应主要针对三个模块进行建设。

(一)建立高等数学资源库

要建立完善的高等数学学习资源库，必须重新构建适合不同学生需求的高等数学教学内容。为此，我们将高等数学教学内容分为：基础知识模块、数学实验模块、数学建模模块、数学文化模块。基础知识模块分为一元函数微积分、多元函数微积分、微分方程和无穷级数；数学实验模块包括MATLAB的基本操作、以及与基础知识相应的数学实验。这两个模块是高等数学的必修内容。数学建模和数学实验模块是选修内容。

为了使学生便于学习，我们将每一章节的内容都分解为若干个知识点，并将知识点录制成5～10分钟的微课视频，并设计了每节课的导学案。高等数学资源库主要包括微课视频、课件、电子教案、图形动画等数字内容。教师用户能够发布和管理并且应用相关的各种课程资源，学生用户能够浏览或者下载相应资料，而且课程资源支持各种格式的文件，以满足系统需要。

(二)建立高等数学试题库和习题库

根据学生的学习水平设计在线试题和试卷，实现在线测试，对教学效果及时测评。高等数学试题库包括每一章节的测试题和期末考试题，每一章节测试题分为A、B、C三个层次：A级为专升本试题；B级为基础知识和应用；C级为简单的基础知识。该平台支持从试题库选题进行组卷的功能，教师可以对试卷中的试题利用添加、修改、删除、任意排序、预览等功能进行编辑，还可以对试题进行分值分配。试卷包括客观题和主观题，题的属性包括类别、难度系数、适用层次等。同时，系统能根据题的使用频率和学生回答的正确率进行自适应的调整难度系数，力求难度系数符合真实情况，提高评价的准确性。

习题库中包含每一章节的作业，教师可以任意编辑发布作业，学生可以在线上提交作业，教师可以在线上批改并给出评语。在线测试功能方便教师对学生进行及时评价，也方便学生自我检查。

(三)建立答疑、交流平台

当前高职学生数学基础参差不齐，加上高职学校高等数学课时被大量删减，导致课堂上很多内容无法讲透。线上线下的有机结合，很好地弥补了课时不足和学习程度不同的问题。学生的学习具有更大的自主性，同时学生在日常学习中会遇到很多问题，建立一个答疑交流平台是非常必要的。交流平台的建立能够让学生自行发布学习过程遇到的问题，老师和其他学生都可以提供解决方法，有利于加强教师与学生、学生与学生之间的沟通交流，激发学生的学习热情。

三、基于网络教学平台的高等数学教学改革实践

随着互联网的普及，高校课堂已经使用了现代化教育技术设备和手段，如多媒体技术、网络教室、计算机实验室等，高校学生几乎每人都拥有电脑和智能手机，学生都能无线上网，这为“互联网+教学”提供了必要的基础。网络教学平台的建立为翻转课堂的实施提供了保障，在教学中实施翻转课堂主要分以下三个阶段：

(一)课前自学

课前布置学习任务，要求学生在电脑或手机上登录教学平台，进行自主学习。教师在课前要进行教学设计，并将微课视频和导学案上传到平台，引领学生带着问题观看视频。学生在学习过程中遇到问题，可以在平台上随时与老师交流。老师在课前搜集整理学生的疑难问题，作为课堂教学重点。

(二)课上导学

课上首先由小组交流汇报学习情况，教师将收集的问题反馈给学生，进行小组讨论，教师对重点内容进行讲解，使学生加深对知识的理解。网络教学平台上有很多教学辅助功能，比如签到，可以控制学生的到课率，抢答、问卷，可以将问题以问卷形式发放到学生终端，并设定分值，答对者即可得分。通过这种形式不仅可以活跃课堂气氛，而且还可以实时了解学生的学习情况，激发学生的参与度。网络教学平台具有统计功能，可以把学生的学习情况全部统计下来，作为评价标准。

(三)课后拓展

课后阶段是学生拓展知识的阶段。结合课上的学习讨论，教师给学生布置线上作业，学生可以在线上提交。对于知识点的应用，教师给学生提出研究方向，并提供学习资源，使学生不断深化学习，拓展知识。教师还可以指导学生进行数学建模训练，将数学知识应用到解决实际问题中，线下的学习为学生提供了更广阔的天地。

四、基于网络教学平台的高等数学教学改革效果

(一)网络教学平台实现了翻转课堂，提高了教学效率

网络教学平台的使用使教学时空扩展到线上线下，学生利用手机就能进行网上学习，许多在课堂上听不懂的内容，可以在课下反复听。翻转课堂使教师在课堂上有时间与学生进行深入交流，对学生遇到的问题重点讲解，学生带着问题进课堂，因此学习的专注度、目的性更强，许多原来上课玩游戏的学生也将手机作为学习讨论的工具及时参与学习互动，极大地提高了课堂效率。

(二)网络教学平台实现了一对一个性化辅导，提高了学习成绩

高校基础课程基本上以大班上课。因为教学任务多，教师在课堂上与学生很少有交流，下课后学生也很难找到教师答疑。网络教学平台拉近了师生之间的距离，学生可以随时随地提出问题，与教师交流讨论。网络教学平台面向每一个学生，教师与学生的一对一交流使学生感受到教师的关心和督促，极大地提高了学习的自觉性和主动性。经过一个学期的试点，学生学习成绩普遍提高。原来每学期高等数学不及格率都在30%以上，经过一学期的信息化教学改革，期末考试不及格率下降到10%以下，学习效果明显提高。

(三)通过网络教学达到了四个教学目标

信息化教学手段的应用，改变了教学模式，激活了课堂，提高了学生的自主学习能力，在教学过程中有效地达到了四个教学目标：一懂概念。数学概念的学习通过教师录制的微课视频生动形象地展现出来，学生通过大量的教学案例形象地理解抽象的概念，领悟数学的思想方法。二会计算。数学软件的应用是信息化教学的重要内容，通过学习数学软件，理解数学工具的使用方法，学生熟练地掌握了各种数学运算的程序，使数学的工具性作用得到充分发挥。三善分析。教学不再局限于填鸭式，而是注重讨论式教学，引导学生学会思考分析。四能应用。教学网络平台提供了大量数学建模案例，学生不再只是学习一些公式定理，而是更加注重数学的实际应用，应用数学解决专业实际问题，数学建模训练为学生数学应用能力的提高奠定了基础。

五、“互联网+教学”在高等数学教学改革中存在的问题

(一)教师要转变教学观念，自觉利用网络教学平台进行教学

网络教学平台是基于计算机技术和网络技术构建的，教师必须主动顺应互联网时代的要求，努力掌握计算机技术和网络技术，熟练应用教学平台，不断丰富和更新教学平台的内容，使学生更好地利用平台进行线上线下的学习。在实际应用中，我们发现有些教师不愿意学习新技术，依然沿用传统的教学方法；作为学习主体的学生，也有很多学生没有积极主动地使用平台自主学习，参与讨论和答疑的活动也很少。如何充分有效地推动网络教学平台的使用，是今后要解决的主要问题。

(二)学校应加大力度支持资源库的建设

网络教学平台是学校的一个系统工程，需要大量的资金和相应的激励政策完善网络技术服务、增加资源库建设，比如补充一些国内外知名院校和专家的高等数学教学视频、高等数学对于专业方向实际应用的讲座视频等，使学生在平台上学到更多的知识。教学质量是课程的生命线，学校可以通过教学平台实现网络教学管理，加强对教师教学的监督，加强对学生学业的考核。目前，济南工程职业技术学院教务处还没有进行统一管理考核，使得网络教学平台的应用具有很大的随意性，降低了网络教学平台的效能。

(三)进一步优化平台功能，使其简便易操作

网络教学平台的使用如果操作更简便，就能更好地使用。这需要教师和软件开发部门及时沟通交流，发现问题及时解决。比如在线测评如何达到自动分析、纠错、评价等功能，学生网上学习情况的跟踪和统计分析方法，等等。这就要求平台设计者要进一步优化配置，强化其功能，使操作更简便，使师生更方便地利用平台学习。

结束语

传统的课堂教学模式，教师和学生受到课堂规范的约束，很难做到寓教于乐，学生被动地接受知识，吸收率不高。利用“互联网+教学”建立网络教学平台，打破了传统课堂教学的局限，教师和学生不再是单纯的教与学的关系，而是在此基础上形成了沟通、互动、交友、娱乐、自主的学习氛围，使学习更加高效自由。