大学数学智能教学平台的搭建及教学实践

张现强

摘  要：借助现代信息技术手段，搭建数学智能教学平台，为学生提供丰富的在线学习资源，同时利用大数据手段分析学情，让教师更精准地掌握学生的学习情况，从而实现真正的因材施教和个性化教学，使学生在学习中的主体地位更加凸显出来，建立主观学习意识，切实增强学习兴趣和提高学习的效果。

关键词：大学数学;信息技术;智能教学;追踪测试

中图分类号：G642        文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2020）16-0119-04

Abstract： With the help of modern information technology， it is beneficial to build an intelligent teaching platform for mathematics to provide students rich online learning resources while utilizing large data analysis， so that teachers are more likely to accurately understand the students' learning status， in order to achieve truly individualized teaching designed for each individual student， which will assist students to play a better role in learning， cultivate subjective learning consciousness， and improve their learning interests and results.

Keywords： university mathematics; information technology; intelligent teaching; follow-up test

一、概述

自黨的十九大以来，国家先后出台了一系列提高教育教学质量的指导意见，给高等教育的发展提出了一些的新任务[1]。《教育信息化十年发展规划（2011-2020 年）》提到信息技术对教育发展的革命性作用，将“教育信息化建设”列为十大重点项目之一，并在其中特别提出两大“创新”，即信息化教学与学习方式创新、人才培养模式创新[2]。在此政策背景下，把现代信息技术引入大学数学教育教学，通过优化教育资源配置，让教学方式多元化，教学内容情境化，提高教学效率，势在必行。

二、现行大学数学教学存在的问题

笔者从事大学数学教育教学十几年，发现很多高校尤其民办高校现有的大学数学教学模式仍然存在着明显的不足，具体体现在以下方面：

（一）教材枯燥

教材是学生学习过程中的主要参考书，但现有很多学校的教材更多地是把知识点拼凑在一起，让读者觉得数学教材像一本“知识字典”一样“冷酷干涩”。知识本身来自于人类的实践活动，是人类不断认识世界的产物，若我们能把这些抽象的数学概念还原到生活实际中，让学生觉得学知识是很自然的认知过程，学生读起来就会有亲切感。

（二）师资不足

现在很多高校，学生人数逐年扩招增加，数学作为公共基础课，授课面广，由于师资人数限制经常采用大班上课方式，100多人甚至200多人一起上课也有，如此很难保证在有限的课堂时间内与学生进行充分交流，无法关注到每一位学生，这样就很难对学生进行有效的个性化指导和辅导，使过程考核受到局限，无法体现更好的公平性，对真正提高教学质量是不利的。

（三）模式僵化

在长期传统的以教师讲授为主的教学模式影响下，现在很多高校数学老师一般还是统一安排授课内容，统一安排进度，只考虑到照顾大多数学生的状况进行统一学习指导，最后采取单一的统一笔试考试评价，这种单一传统的教育模式几乎无法做到对学生实施个性化指导，也就不能发挥学生的主体学习意识[3]。

（四）技术落后

随着现代信息技术的发展，信息技术越来越紧密的融合到教育教学中，但是大学数学课程由于其教学内容的抽象性及数学符号的输入及显示问题的限制，使得教师利用信息技术的比例和深入程度依然较低，很多时候老师的所谓信息化教学也仅仅可以称为“多媒体教学”。

随着现代信息技术的不断发展，信息化教学给人们提供了一种解决教学难题的全新视角，大学数学的教学也应该加大与现代信息技术的深度融合。

针对以上问题， 借鉴国际教育发展的最新成果，结合我国教育改革要求，充分利用人类科学技术，我们期待大学教学形态应该满足这样一些特征：

1. 知识体系化呈现，符合知识的发展逻辑、遵循人的认知规律和富含人性的知识阐述方式，同时知识与应用紧密结合，获取知识的同时即可知道知识的用途和使用方法。

2. 使用大数据技术、人工智能技术和互联网技术，实现学习的真正个性化，能随时评估学习者的知识水平和技术能力，实时提供学习内容，使用移动智能硬件，充分利用教师和学习者的碎片时间，突破教育机构的边界，随时随地教学和学习。

3. 构建教师间通道，共享教学理念、授课方法、教学资源和创造成果。

三、“大一智慧”教学平台的搭建

基于以上存在的问题和预想，运用现代信息技术手段，搭建智能教学平台，提高教学效率和教学质量势在必行。2017年底起，西南财经大学天府学院数学教研中心启动数学智能教学平台项目建设工作。本项目由美国南加州大学金融数学博士周月刚教授与学校数学教研中心联合开展，旨在搭建一个新的智能教学平台，充分利用现代信息技术工具和手段，改变较为传统的数学教学模式，提高大学数学的教学效率和教学质量。经过一年多的努力，现已初步搭建起了“大一智慧”教学平台，并于2018年秋季学期起进行了教学实践试用。（https：//eidayi.tfswufe.edu.cn）

（一）平台设计开发原则

1. 开放性

平台基于建构主义学习理念，学生是学习的主体，教师是主导，教师可以根据自己的思路利用平台资源灵活进行教学设计，并随时完善平台资源，学生可以根据自身的学习水平自由选择学习内容。

2. 互动性

平台设定讨论区，可以发送课程通知，进行互动问题交流。

3. 安全性

身份验证登录，保障平台数据安全。

（二）平台物理架构

“大一智慧”平台采用浏览器/服务器结构，由西南财经大学天府学院Web服务器、数据库服务器、防火墙、因特网及用户端组成。系统包括移动终端应用（app）和网页版本，师生用户可以通过手机及电脑对平台进行访问和使用，管理员通过浏览器实现对平台的维护管理。

（三）平台功能结构

“大一智慧”教学平台主体功能结构包括影音教学系统、智能教学辅助系统、智能学习系统三个部分。

1. 影音教学系统

项目组按照内容故事化、经济生活化、逻辑体系化的方式重新编写了大学数学系列教材，通过故事情节演进来反映知识的本质，符合读者的认识习惯。影音教学PPT配套使用手册，全程规划课堂教学过程。影音教学PPT中，常规知识讲解由影音直接完成，将授课教师从重复的讲解中解放出来。授课老师在影音PPT的提示下，并在辅助教学手册的指引下，实施课堂互动部分，包括测试学生实时知识理解情况，学生问答，习题练习和手书解题过程等。

2. 智能教学辅助系统

主要功能是课堂管理、课程管理、课后作业定制或布置、成绩管理、分组学习管理、作业批改等帮助教学高质量完成的软件系统。该系统实时掌握教学和学习动态，随时优化教学过程，提高教学质量，降低教学负重。

3. 智能学习系统

提供结合本书内容的个人学习、知识测试、游戏化学习等功能，也提供学生成绩管理，智能化知识进阶，还有知识定向应用等内容。平台通过建立课程题库资源，为学生提供了自主练习、自主测试的功能，所有题库题目通过添加知识点、难度值、类型等各种标签与课程内容之间都建立了关联，学生通过自我测试发现存在的问题，直接链接到对应章节知识，进行阅读教材或观看授课视频，实现了阅读教材、练习测试、观看视频的随时切换。

系统通过追踪测试学生对章节知识点的掌握情况，判断学生现在所处的学习水平，向学生推送相应级别的题目，真正实现个性化的教学，提高了教学效率。

学生在平台进行自主学习测试时，系统通过分析测试结果，判断学生对本章知识的掌握情况，建议其进入下一章内容学习或继续反馈学习再次进行追踪测试。

（四）使用反馈

平台搭建后天府学院数学公共课程的教学已在平台进行了全部试用，初步达到了预期效果，学生在教学过程中的参与度大大提高，借助“大一智慧”教学平台可以实时记录学生的课堂参与程度及课下的学习过程，老师可以一键导出学生在平台的学习报告，充分了解每一个学生的学习状况，实现了对学生更为公平、公正、全面的评价。

四、结束语

在当今“互联网+”时代下，在大学数学教学中融入信息技术，建立各种课程资源，让教学方式多元化，教学内容情境化，充分激发学生学习的主体意识，搭建智能教学平台，借助大数据分析技术了解学情，可以让教师更准确地掌握每个学生的学习状况，真正开展因材施教。借助现代信息技术工具和手段，搭建智能教学平台，切实提高教育教学质量将是大学数学公共课教学改革发展的大方向。

本文主要对“大一智慧”智能教学平台的搭建和初步教学尝试做了研究，后期将会结合具体教学实际对教学效果进行详细评估，进一步完善此教学平台。

参考文献：

[1]孙红岩，高英.建设大学数学网络教学平台促进高等教育内涵式发展[J].牡丹江教育学院学报，2019（01）：28-30.

[2]曹静，孙良媛，房少梅.“互联网+”时代学数学课堂教学创新设计[J].教育评论，2018（6）：132.

[3]王成理，付晓舰.信息技術环境下大学数学教学改革分析[J].智库时代，2019，4：212-213.

[4]张现强.雅典式教学在高等数学教学中的应用——基于西南财经大学天府学院教学改革[J].大学教育，2016（4）：106-

107.

[5]肖翔，张子厚，李路.基于网络教学平台的《概率统计》教学模式[J].上海工程技术大学教育研究，2015（3）：49-52.

基金项目：四川省教育信息化应用与发展研究中心2019年度科研项目“大学数学智能教学平台的搭建及实践”（编号：JYXX19-033）;西南财经大学天府学院校级项目“大学数学智能教学平台的搭建及实践”（编号：TFC2018YB03）

作者简介：张现强（1979-），男，汉族，山东泰安人，硕士，副教授，研究方向：大学数学的教学和研究。