信息技术与“高等代数”课堂教学的融合发展*

李萍 李修昌 （哈尔滨师范大学数学科学学院）

一、信息技术在高校课堂教学中的重要地位

信息技术主要包括计算机和网络通信技术，在生产、生活乃至科学领域都有重要的地位，近些年也广泛被应用于课堂教学中。我国对信息技术在课堂教学中应用的研究起步较晚，但近十年，广大教师对信息技术与课堂教学整合的探索如火如荼，取得了一定的成绩。而高校是人才培养的主阵地，探索信息技术与高校课堂教学的融合发展，促进人才培养目标的实现责无旁贷。

（一）契合信息化发展战略要求

经过几十年的科学布局和不懈努力，我国在移动通信等信息技术领域拥有了一定优势，为实现国家信息化发展战略打下了基础。截至目前，已经达成了综合信息基础设施基本普及的目标，信息安全保障水平和公众的信息应用技术能力也有了显著进步。在此背景下，探索把信息技术应用于高校课堂教学，可以充分利用开放的网络教育资源，以为学生推荐名校、名师慕课资源或搜集、利用线上教学素材的形式，实现对优质高等教育资源的跨时空利用，为学生提供更好的学习条件。并且在信息化发展战略布局下，提高人才输出品质，保证专业技术人才的信息技术素养，契合信息化发展战略要求。

（二）时情需要

2020年新冠病毒肺炎疫情暴发之后，线下教学活动受到了明显制约，让教师必须运用网络教学手段来完成教学计划，推动了线上教学资源的丰富，也加快了信息技术在高校课堂教学中的推广应用。鉴于疫情防控依然有极大的不确定性，为了应对可能发生的线下停课，并且着眼于推动信息技术应用于高校课堂教学，教师必须加强信息技术的应用技能学习，整合课程资源，优化教学手段及方式。目前，线上教学是利用基于互联网的教育平台，由教师把运用信息技术加工的微课课件上传或者在线为学生布置任务，实现学生的自主学习。[1]因此，相比于传统高校课堂教学模式，线上教学活动不再受到时空制约，增加了学生获取知识的途径。目前，我国提供教育服务的网络平台众多，也有很多开放的资源。学生可以自主通过线上平台进行学习，给予了学生更多个性化、自由化发展的空间。此外，线上教学对学生自我管理能力要求较高，有利于锻炼学生自主学习的能力和创新精神。而且线上教学能激发学生的学习兴趣，丰富课堂教学方式、提高教学水平，也促进了本校甚至各大高校之间的教学交流，有利于教育的协同发展。

（三）教学需要

在线上教学过程中，教师和学生都可以运用信息技术和各种终端设备，在具备一定信息技术应用能力的情况下可以显著提高教学质量。首先，在教学素材加工和课件制作环节，教师只要掌握相关软件的用法，就能借助信息技术优势，根据教学需要呈现立体的图形、图片、视频，以形象直观的效果让学生易于理解教学内容。尤其是在高度抽象的高数教学中，信息技术的应用可以改变课堂氛围不佳、学生欠缺主动性的状况，有效提高教学效率。[2]其次，在课堂教学或课外组织线上活动时，教师还能利用不同线上教育平台的特点，运用智能化教学设备监督学生在线学习情况，实时获取反馈信息。从而根据个体特征优化教学方案，促进因材施教策略的实施，改进忽视个体差异的传统教学方式。再次，信息技术与高校课堂教学的融合可以契合学生的信息交流习惯，在丰富课程教学方式以及学生的知识积累的同时，让师生之间以多种形式进行线上互动，既方便师生交流专业性问题，也有助于课程思政建设。

二、信息技术与“高等代数”课堂教学融合发展的实践

（一）基于信息技术应用的“高等代数”教学流程优化

在信息时代背景下，高等代数课程团队结合多年教学实践，以促进信息技术和课堂教学融合发展为目标，优化了“高等代数”教学流程，探索以不同形式将信息技术应用融入课程前期准备、课前预习及教学方案优化、课堂教学、课后练习及交流互动环节。

1.课程的前期准备工作

为了给科学运用信息技术打下基础，在“高等代数”的课程前期准备阶段，就以充分发挥信息技术优势、充分利用线上开放的教学资源和素材为宗旨，对“高等代数”课程教学的各项准备工作进行了筹划。首先，在教师的课前开课准备工作中，根据线上线下教学相结合的教学模式要求，对教案和教学大纲进行必要修改，例如，将PPT制作纳入教学方案设计，把原有的教师课堂讲解改为布置线上预习任务；其次，基于信息技术与课堂教学融合制定授课计划，协调教学所需软硬件资源供应，为利用信息技术组织教学活动、加工教学素材创造条件，与此同时，结合修改后的教案和教学大纲，修订“高等代数”同步学案；再次，教师要在线上平台建立课程群，并且与学生进行初步交流，为有序展开教学活动、布置课前学习任务做好准备。

2.课前预习及教学方案优化

在“高等代数”开课之后，为了达到运用信息技术提升学生主动性的目的，每一节课的课前，教师都要根据课程内容设计预习任务，并且利用雨课堂发布预习资料及预习自测题。在学生进行自主预习、在线完成效果检测时，可以将遇到的问题实时反馈给教师。而教师根据学生自主检测情况以及反馈信息，分析和了解学生预习的情况。针对学生遇到的共性问题，对课堂教学内容及过程进行优化设计，以提高教学针对性。

3.课堂教学组织

在线上课堂的教学组织过程中，根据学生的在线预习情况，以教师引导、提问和学生进行小组讨论等形式，围绕共性问题和难度偏高的知识点，进行师生间的多种形式互动交流。一方面，教师在了解学生观点、引导学生进行深度探究的基础上，对预习和探讨成果进行总结、板演，解答学生未能理解的疑问和难点；另一方面，要组织学生再次完成学习效果测试，并且要求其根据测试效果进行学习反思，促进“高等代数”知识体系的完善，探索改进自主学习方法的途径。在直播课堂教学的最后环节，教师可以根据情况安排答疑或进行必要总结，并且布置课后学习任务。

4.课后练习及交流互动

在课后的练习环节，教师要利用线上教学软硬件资源，对学生的作业完成情况进行跟踪，包括学生完成作业并提交、教师批改作业、教师反馈存在的问题都可以在线完成。在这一过程中，由于师生可以随时进行在线交流，学生可以就完成作业过程中的疑问在线求教，教师也能够根据需要，通过系统后台理解学生的在线作业完成情况和测试结果。对于明显存在问题的学生及时给予指导或者按照学生的要求为其提供必要的信息和学习资源。此外，在完成每一节课的课后作业布置、批改并与学生进行充分互动后，教师要结合学生的测试结果和作业完成过程，对信息技术应用背景下的教学方案设计、进行总结反思，在后续“高等代数”课程教学中，不断优化信息技术与课堂教学融合发展的路径。

（二）信息技术在“高等代数”课程教学中的实践应用要点

1.线上教学资源的利用和开发

高等代数课程的网络资源极其丰富，目前我国各大平台的在线课程已达3.2万门，其中不乏优质的高等代数慕课资源。例如，我们给学生推荐的厦门大学的高等代数Mooc，包含了优秀教师的课程讲解、作业、讨论、答疑、阶段测验，各个教学环节的配合十分紧密，这些经验值得我们借鉴学习，为我们课程建设提供了重要的资源保障。2020年课程联盟的建立可以逐步深化资源共享，提升高校教师的信息化教学能力，保障高等教育的人才培养质量。

2.推进课程思政建设

在立德树人的高等教育人才培育理念下，“高等代数”课程不仅要让学生掌握应用数学工具解决技术性问题的技能，还应发挥其促进学生品德等核心素养成长的作用。而在探索信息技术与课堂教学融合发展的路径时，必须把课程思政建设纳入其中。首先，在线上教学模式下，“高等代数”教师有了更多与学生展开互动的渠道，可以在指导学生把数学知识应用于实践的过程中，与其探讨就业和相关领域技术发展、人才需求等话题，引导学生把学习和国家发展战略联系起来，拥有正确的就业观和职业理想；其次，在线组织学生探讨数学知识应用案例、交流实践经验时，也可以融入思政教育元素，完成信息技术与课堂教学融合发展模式下的课程思政教育任务。

3.形成反馈，完善教学环节

在线上线下多渠道沟通获得反馈的基础上，“高等代数”课程团队要及时总结分析已完成教学计划的成果。重点针对课件制作、线上教学活动组织、信息化教学资源利用环节，结合学生的知识点掌握情况，评价信息技术应用效果是否达到了预期。[3]此外，教研团队根据反馈结果，对自主学习能力强、数学学习天赋高的学生，以推荐精品“高等代数”课程资源、介绍学术研究前沿信息、提供参与课堂研究机会等形式，促使其利用课余时间深化课程学习并提升实践应用能力。而对于学习成果不佳者，基于对问题成因的分析，在线上给予指导，以帮助学生提升学习能力和优化学习方法。

（三）评价与反思

为了从学生视角了解基于信息技术应用的教学模式的实践效果，客观评价现有教学方法和教学活动组织、管理形式，为进一步探索信息技术和高校课堂教学融合发展的路径提供依据，对某班学生进行了 “线上授课实施过程的意见和建议”的问卷调查，样本41份，总计设置了10个问题，内容覆盖了预习课件发布及利用、线上课堂教学环节的师生互动形式和学习体验，通过对问卷结果的统计和反思，得到了如下启示：

1.预习课件的发布和利用

调查结果显示：学生希望教师提前发布预习资料，但不宜一次性发放，否则不利于调动学生的积极性。而在利用课件预习的方式方面，80.49%的学生能够认真听语音看页面，而且95.12%的学生认为很有必要，不懂的地方可以在直播中重点听。由此可见，通过云课堂发布预习任务并指导学生预习的模式得到了学生认可。

2.线上直播教学

调查发现，对于在预习中遇到的问题能否通过线上直播课程得到解决，80.49%的学生选择了基本解决，17.07%的学生认为部分得到了解决。而且在预习完成的情况下，92.68%的学生认为直播讲解的详细程度刚刚好。在如何解决在预习、听课、作业中不懂的问题方面，48.78%的学生选择找同学一起研究，43.9%的学生自己思考或到网上查阅，7.32%的学生直接求助老师。这几方面的数据显示，学生对线上直播教学基本满意，但在互动方面，学生更乐于和同学探讨或自主解决，反映了学生具备了协作意识，自主学习和探究高等代数问题的能力也有显著提升。

三、信息技术与“高等代数”课堂教学融合发展的保障措施

结合教学实践中的反馈信息和调查问卷分析结果可以发现，在探索把信息技术融入“高等代数”课程建设的过程中，教学流程设计和教学方案优化取得了理想的实践成果。在信息技术不断升级的背景下，在下一个阶段，应将重点放在如何完善信息技术与高校课堂教学融合发展的保障措施方面，无论是采用线上线下教学相结合，还是为应对疫情而在线组织教学活动，都能提供全面技术支持和运行稳定的软硬件资源。

（一）为教研团队提供专业化的技术支持

鉴于云计算等信息技术的不断升级换代，线上教学平台和智能化教学设备、教学素材加工软件的功能也会不断更新。而高等代数教研人员在提高信息化教学水平、优化信息化教学方法时，必然会面对层出不穷的技术性问题。为了提高教研团队制作课件、优化教学方案的效率，确保线上教学活动有序开展，高校应针对信息技术与课堂教学融合发展的需要，组建精通信息技术的专业队伍，为教研人员提供技术支持，使之把更多精力运用到优选信息化高等代数教学素材和优秀课件、优化教学流程和线上课堂教学活动组织方面。

（二）促进校际交流学习

为了相互借鉴信息化高等代数教学经验，高校应促进校际交流学习。一方面，通过组织线上研讨活动，让高等代数教师交流如何加工并运用信息化教学资源提升整体信息化教学水平；[4]另一方面，针对“高等代数”等具体课程的信息化教学问题，组织各高校的优秀教研人员，共同围绕教学难点进行课题研究，并且在实践过程中共享信息，不断完善信息技术的应用。

（三）优化线上资源利用

各大在线教育平台有非常丰富的高等代数教学资源，教师在选择和利用时，必须结合学生的情况，为其推荐MOOC或微课资源，避免其在寻找满足自己探究需要的资源时分散精力。同时，在设计预习任务和课后作业的过程中，教师要善于挖掘和利用开放资源，借鉴名校、名师教案或挖掘线上优秀素材，以为学生制作微课课件或推荐资源链接等形式，提供契合其需求的高品质学习资源。[5]此外，基于课程联盟的建立，高等代数教师应积极参与课程资源的开发，实现“高等代数”线上课程资源和学生学习资料的广泛共享，推动高等代数教学资源的优化利用。

（四）深化与线上教育平台的合作

目前，各类线上教育平台越来越多，在资源供应和教学组织等方面有各自的服务形式和技术特色。高校在选择合作方时，应结合自身师资状况和各学科教学需求，建立多种平台合作关系。以便借助不同平台的课程资源和教学管理技术优势，不断创新信息技术的应用途径。[6]例如，以推出专家在线课堂等形式，为学生创造拓展探究高等代数知识的机会，也有利于扩大信息化高等代数教学面，为有不同职业理想和数学学习天赋的学生提供理想学习条件；或者针对在线教学活动中遇到的典型问题，探索和平台展开技术合作共同优化软硬件设施和设备的功能，不断提升在线教学质量和平台管理系统运行的稳定性。

构建和实行信息化教学模式有助于提升高校人才输出质量，也是应对疫情不确定性的要求。结合“高等代数”教学实践，探索了信息技术与高校课堂教学融合发展的有效途径。并且通过对学生进行问卷调查，对基于信息技术的教学方案实施情况进行了评价和反思，就如何进一步推进和保障二者融合发展提出了相应措施。