新工科背景下大学数学信息化教学改革的探索与实践

刘兰初 龙奕羽

摘要：针对新工科背景下人才培养的目标定位与需求，利用信息化技术，结合具体实例，从教学模式、教学案例、考核评价、课程思政等方面进行探索，积极进行大学数学教学改革与实践。把抽象、深奥的数学问题讲得浅显易懂，让大学数学课越来越有趣，越来越受欢迎。

关键词 ：新工科;大学数学;信息化

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）25-0221-02

“新工科”建设对人才培养提出了新的目标定位与需求，对大学数学课程的培养目标要求更加注重时代性、实用性、科学性、应用性。高等数学、线性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换等课程是大学理工科、经管类一些专业的重要基础课，是大学数学教育改革的重要课程。新形势下如何全面提升大学生的数学文化素养，如何更深一步提高大学生的数学综合运用能力，大学数学的信息化教学改革势在必行。

众所周知，大学数学的显著特点是具有高度的抽象性和极强的逻辑性。大家对大学数学的普遍印象，一个字：难。老师难教，学生难学。有的老师认为数学课的内容基本一成不变，备一次课用一辈子。有的老师像套模板一样讲授数学课：1）上课先写出公式;2）给出几个例题;3）套用公式把数学题解出来;4）做几个练习题。这样学生学得艰苦，考试成绩大家都痛苦。

诚然，大学数学属于理论性非常强的学科。如果老师们墨守成规，像套模板一样讲课，课堂气氛自然是严肃而沉闷的，也直接导致大学数学类考试不及格率较高，是学生重修的大户。对这种现象，我们所有的数学教师不能只抱怨学生不肯学能力差，而是应该多反思：我们的教学是否存在问题，究竟应该怎样把握这门课程的教学，才能让自己的课更有吸引力？如何在课堂上最大限度地调动学生学习的积极性、主动性，提高课堂45分钟的教学效率，取得好的教学效果呢？我认为需要教师与时俱进，充分利用现代化教学工具与手段，改变传统的教学模式，精心设计教学案例，改革考核评价体系，合理化嵌入课程思政。

1 改变传统的教学模式

黑板+粉笔的传统教学模式内容单一，老师传授的知识信息量有限。近年来，教育部大力推进一流课程建设，打造“金课”，拒绝“水课”。各高校大力支持在线精品课程建设，建立了高级别的录播室，智慧教室，虚拟演播室。信息技术应用往往涉及计算机操作技术与一些软件的使用，对非计算机专业的教师有一定难度，智慧教室一般都配备了专业师给予录播、剪辑、炫彩等工作支持。各大高校也提供老师参加校内外微课培训的各种机会。2020年上半年受新冠肺炎疫情影响，大部分学校提供了网络教学平台，采用网上授课模式，每个老师均可在线教学，教师录课及直播教学等工作都可以开展。学校教学区域、生活区已全部覆盖校园网络，学生能方便使用移动终端，可以随时随地访问教学平台进行自主学习。这些软件、硬件的具备可使线上线下混合式教学改革顺利开展。经过几个教学周期的实践，我们认为可以从教学内容、讲课方式、综合辅助教学等多方面，进行混合式教学模式改革。

课前，教师将教学大纲、教学日历、单元测验和讨论主题等内容上传网络教学平台，方便学生提前获知。并针对每节课的内容，精心设计若干思考题，用实际的例子引入，以相关问题驱动，淡化纯粹数学理论的推导与演绎，将重点、难点部分让学生在上课前进行碎片化学习，并提供一些文献资料与参考书籍，引导学生们去查阅资料，拓宽他们的知识面，加深他们对重点、难点问题的理解。如此，带着问题进入课堂，学生们学起来自然针对性强，学习兴趣浓。教师则根据学生在课前学习中所反馈的信息，重点讲解大家普遍没弄懂的问题。大学数学课程内容很多时候是单调的逻辑推理与计算，所以我们要及时调整课堂情绪，在沉闷紧张的课堂上穿插一些与上课内容密切相关的趣闻、轶事，或者适当地引入一些实际生活中的例子。例如，大一的高等数学课一开篇就是极限，极限定义的语言极其抽象，把极限的定义理解清楚相当不容易。这时我们可以借用网络上调侃包子铺老板抠门时的句子帮助学生理解。“当包子馅趋于零时，包子趋于馒头。”这个具体的例子鲜明地阐述了极限抽象的概念。又比如在讲解分部积分如何优先选择函数u时，可以让学生理解并记住口诀“反、对、幂、指、三”，这样不仅能活跃课堂气氛，使抽象的问题变得浅显易懂，还能增加数学课的趣味性。此外，教師还可以随时在网络学习平台上推送相关的课堂测试题进行测验，实时检验教学效果。课后，教师可以通过查阅智慧教室的录播视频，找到同学们注意力不集中的时间段及对应的知识点，分析原因所在，有的放矢地对课堂教学进行新的部署，从而更好地促进、优化课堂教学。课后，根据不同的知识点的特点，教师可以将有的书面作业改为线上作业，学生完成后在线提交，教师或者助教及时批改并进行反馈，使学生能够迅速发现自己的错误并加以改正，大大地缩短了学生对新知识的接受周期。

2 改革课程考核方式

传统的考核方式，主要以一次期末笔试考试成绩为主，平时成绩占比极少，且往往缺乏平时成绩判定依据，导致很多老师直接参考期末成绩给出平时成绩，缺乏科学性、合理性。经常有学生质疑老师平时成绩判定的依据，觉得有失公平。课程考核方式亟待改革。我们根据不同的学习内容、学习过程，研究了过程考核的时效性，实现全面、客观的大数据课程考核评价体系.在成绩评定方式上，建立了多种方式相结合的符合数学课程特点的考核方式.按照平时学习50%，线下期末考核50%的比例综合给出评价。平时成绩中线上占30%，主要包括线上作业、课程视频观看时长、章节测验、分组任务完成情况、阅读线上资料等指标按相应权重给分。在线上学习过程中，为了避免部分学生为完成任务得到平时高分而假学习，在具体实施过程中聘用学生助教岗，帮助授课教师更好地监督学生的自主学习过程，并与学生及时沟通，为他们答疑解惑，让学生们真正参与线上学习，达到最佳的教学效果。平时成绩线下的20%，主要包括线下作业、课堂互动、签到等给分。通过这种模式给出的考核评价方式有理有据，更加全面合理。