大數(shù)據(jù)背景下的高等數(shù)學(xué)的混合分層式教學(xué)模式探析*

李芳菲 李春香

1. 華東理工大學(xué)/理學(xué)院數(shù)學(xué)系 上海 200237；

2. 海軍軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生勤務(wù)學(xué)系數(shù)理教研室 上海 200000

高等數(shù)學(xué)課程是大學(xué)生的基礎(chǔ)課程之一，很多后繼的課程都離不開高等數(shù)學(xué)課程，學(xué)好高等數(shù)學(xué)課程是必要的。但高數(shù)課程一直以來都是較為難學(xué)的課程之一，作為一名高等數(shù)學(xué)教師，如何通過更好的教學(xué)模式，提高學(xué)生對高數(shù)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的高數(shù)成績，顯然十分重要。

眾所周知，2020年，一場突如其來的新冠疫情，很多學(xué)校不得不采用線上教學(xué)的方式。線上教學(xué)的初始，很多教師和學(xué)生不適應(yīng)這種教學(xué)模式。教師和學(xué)生不能面對面，無法對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行把控。線上教學(xué)的氛圍較差，學(xué)生參與度不高等。但同時(shí)，我們也應(yīng)該看到線上教學(xué)也存在很多優(yōu)勢，比如我們課上布置一道習(xí)題，在大數(shù)據(jù)背景下，馬上就可以反饋給我們班級同學(xué)的對錯(cuò)情況等。盡管現(xiàn)在疫情已經(jīng)常態(tài)化，但線上教學(xué)的很多優(yōu)勢我們?nèi)匀豢梢越梃b過來，對線下教學(xué)進(jìn)行很好的優(yōu)勢互補(bǔ)。在當(dāng)今信息時(shí)代，教育技術(shù)與教學(xué)模式不斷發(fā)展，如慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式引入課堂，人工智能技術(shù)助力于教育技術(shù)及手段[1-2]。為了更好地教授高等數(shù)學(xué)課程，教師也必須緊跟時(shí)代的發(fā)展，積極參與改革，不斷地探索新的教學(xué)模式與教學(xué)方法。因此，筆者對如何在大數(shù)據(jù)背景下提高好高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果進(jìn)行如下方面的一些初步探討。

1 采用混合式教學(xué)模式

筆者常年從事高等數(shù)學(xué)的教學(xué)工作。以往筆者僅僅進(jìn)行線下教學(xué)，也很習(xí)慣線下教學(xué)的模式。但因?yàn)橐咔榈脑颍P者所在的華東理工大學(xué)采用了線上教學(xué)模式，并于短時(shí)間內(nèi)打造了自己的學(xué)習(xí)平臺(tái)—“學(xué)習(xí)通”。同時(shí)，筆者所在的高數(shù)教研室研發(fā)了自己的學(xué)習(xí)App—千筆系統(tǒng)。正是因?yàn)檫@些線上教學(xué)平臺(tái)的引入，筆者開始探究線上教學(xué)對線下教學(xué)的互補(bǔ)。

筆者及教研室的老師，在學(xué)校的學(xué)習(xí)通平臺(tái)上，按照章節(jié)準(zhǔn)備了預(yù)習(xí)-課上習(xí)題-課后練習(xí)及反饋等一套閉環(huán)教學(xué)體系。在每個(gè)章節(jié)預(yù)期的環(huán)節(jié)，筆者提煉了各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)，并上傳了優(yōu)秀的慕課資源，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)。課堂上，針對重要的知識(shí)點(diǎn)，以及易錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)，在學(xué)習(xí)通上面發(fā)布課上練習(xí)，通過系統(tǒng)的自動(dòng)評分量化學(xué)生的掌握情況，再對知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步深入的講解。為了使學(xué)生準(zhǔn)確掌握知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，針對每個(gè)知識(shí)點(diǎn)搭配相應(yīng)的課后習(xí)題，評分后教師可在平臺(tái)上面看到數(shù)據(jù)情況，可以快速抓出易錯(cuò)題，并在后期的課堂上進(jìn)行分析，使學(xué)生能夠透徹理解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。如圖1，在布置積分的題目中，我們可以從量化數(shù)據(jù)看到圖1 題目的出錯(cuò)比例是最高的，從圖2課可以看到，湊微分不恰當(dāng)是學(xué)生的出錯(cuò)人數(shù)最多的，后續(xù)課程教師可以對圖1 的題目以及湊微分方法的訓(xùn)練進(jìn)行深入講解。

我們可以看到，這樣的混合式教學(xué)，利用了大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，可以使教師迅速掌握學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)，也節(jié)省了教師的批閱作業(yè)的時(shí)間和精力。這也是混合式教學(xué)模式比傳統(tǒng)的線下教學(xué)的優(yōu)勢所在。

2 采用分層式教學(xué)模式

線上的教學(xué)，使得老師更容易量化學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。經(jīng)過一段時(shí)間的教學(xué)，通過作業(yè)的情況、平時(shí)的測驗(yàn)情況，老師基本可以掌握班級同學(xué)的學(xué)習(xí)狀況。如圖3、4所示，我們在線上學(xué)習(xí)平臺(tái)上，可以將學(xué)生的成績進(jìn)行排序，并看到平均成績。因此，可以量化學(xué)生在班級中的排名情況。筆者將班級的學(xué)生進(jìn)行分層。在學(xué)習(xí)平臺(tái)上，發(fā)送不同的作業(yè)給不同層次的同學(xué)。基礎(chǔ)較差的同學(xué)以基礎(chǔ)性題目為主，多采用激勵(lì)性評價(jià)。成績較好的同學(xué)，會(huì)發(fā)送一些補(bǔ)充作業(yè)，或者布置一些開放性的課題，用來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。每隔段時(shí)間對學(xué)生層次進(jìn)行調(diào)整，以減小后進(jìn)生層次人數(shù)。這樣的分層教學(xué)，既做到了面向全體學(xué)生，又兼顧了提優(yōu)和補(bǔ)差。這樣的分層式教學(xué)也充分利用了大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，效果更好。

圖1 定積分例題

圖2 錯(cuò)誤原因分析

圖3 成績分層

圖4 成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)圖

3 結(jié)束語

以學(xué)習(xí)通作為線上學(xué)習(xí)平臺(tái)，結(jié)合線下教學(xué)，這樣的混合式教學(xué)模式，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生為主體的自主式學(xué)習(xí)。閉環(huán)式的教學(xué)體系的設(shè)置，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí)，教師可以根據(jù)數(shù)據(jù)情況，量化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)行分層式教學(xué)，兼顧提優(yōu)和補(bǔ)差。大數(shù)據(jù)背景下的混合分層式教學(xué)模式，是對傳統(tǒng)的教學(xué)模式的很好的補(bǔ)充，以提高教學(xué)效果。