信息技術在高等數(shù)學課外輔導中的應用

屈彩鳳 陽彩霞 張清平 陽平華

廣州城市理工學院計算機工程學院 廣東廣州 510800

一、概述

數(shù)學不僅是一種工具,而且是一種思維模式;不僅是一種知識,而且是一種素養(yǎng);不僅是一種科學,而且是一種文化[1]。數(shù)學教育貫穿了人的學前教育、基礎教育和高等教育。高等數(shù)學作為高等院校各理工科專業(yè)學生必修的一門重要的基礎理論課,不僅能為學生后續(xù)學習某些專業(yè)課提供必要的數(shù)學基礎和工具,而且在培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)、獨立思考、創(chuàng)新意識和自我學習能力等方面具有其他課程無法替代的作用。

當下我國高等教育為了加強實踐教學,不斷縮減某些理論課程課時。比如高等數(shù)學的授課學時于1996年前的220學時左右縮減到今天的160學時左右,有的學校甚至擠壓到不足128學時。在課程知識體系保持大致不變而課時又大大縮減的情形下,教師在課堂上往往出現(xiàn)“向前趕”的現(xiàn)象,使得課堂講解不夠細致,學生學起來囫圇吞棗,對很多知識點不甚其解[2]。再加上課程本身理論性強又高度抽象,而普通高校的學生普遍基礎理論知識薄弱,學習能力參差不齊[3],課堂教學這樣的“大鍋飯”不可能滿足所有的學生。因此,學生在學習高等數(shù)學過程中存在各種各樣的疑問是完全正常的[4]。由于課程的連貫性,若疑問得不到及時的解決,舊的疑問又容易引發(fā)新的疑問,最終形成惡性循環(huán),嚴重影響高等數(shù)學的教學效果。

隨著信息化時代的快速發(fā)展,教育教學模式發(fā)生了深刻的變化。信息技術在課堂教學上的應用越來越廣泛[5-12],并在提高教學質量上取得了一定成效。但在課外輔導上的應用,我們同樣不能忽視。課外輔導是指教師幫助和指導學生的課外學習活動,是課堂教學活動的延伸和補充,是一項必不可少的教學環(huán)節(jié)。它與課堂教學相輔相成,對完成教學任務、實現(xiàn)教學目的具有同樣重要的作用。如何利用多樣化的現(xiàn)代信息技術手段開展課外輔導,輔助課堂教學以提高教學效果,是值得我們深入研究和不斷探討的話題[13]。

本文根據(jù)筆者的工作單位--廣州城市理工學院的校情,積極探索基于信息技術的高等數(shù)學課外輔導新模式,旨在將課外和課內結合起來,彌補課堂教學學時不足,提升學生課外學習能力和積極性,繼而提高高等數(shù)學課程的教學質量。

二、當前高等數(shù)學課外輔導中存在的問題

(一)學校/教師不重視

課外輔導,特別是高等數(shù)學的課外輔導,對學生內化知識和培養(yǎng)能力具有不可估量的作用。然而遺撼的是有些高校并沒有把它納入日常教學體系中。從教學管理上看,無論是在“教學檢查評估”工作上,還是在“教學工作量計算”上,都沒有涉及課外輔導這一環(huán)節(jié)[4]。有的高校則是單獨安排本校研究生兼職課外輔導教師,這使課內與課外銜接不上,無法互為補充。有的主講教師甚至認為課外輔導是輔導教師的事,與自己無關,自己負責上好課就行了,其他時間還要留給科研和家庭。有的主講教師認為大學不需要課外輔導,這都是不對的,主講教師必須參與到課外輔導中來,這不僅有利于促進其他各教學工作的開展,也有利于教師自身業(yè)務水平的提高。

(二)傳統(tǒng)輔導形式落后,跟不上時代發(fā)展

目前有些高校執(zhí)行的課外輔導方式是任課教師每周選一固定時間在辦公室坐班答疑。這種傳統(tǒng)的課外輔導模式雖能讓師生面對面、一對一地直接交流互動,但受時空限制,并不受當代大學生歡迎。一是他們并沒有隨手記錄疑問、待到指定時間再統(tǒng)一求解的習慣。二是由于高校校園相對較大,學生住宿區(qū)距離教師辦公區(qū)較遠,為學生求助教師帶來不便。因此,實際中上門前來尋求輔導的學生寥寥無幾。可見,這種傳統(tǒng)課外輔導模式已不適應當前時代潮流,學生真正受益甚少。

(三)輔導效率不高、效果不好

據(jù)調查,當下大部分有疑問的學生會選擇在課間休息時間求問教師。但課間時間有限,有時用來解答一個問題就已經(jīng)很倉促了,特別是當教師還需趕往下一個上課地點或者班車時,會很難把一個問題講透。若是問問題的學生很多,這課間時間無法滿足學生的需求。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及,也有很多學生傾向于選擇一些常用社交軟件詢問問題。由于數(shù)學公式編輯不便,教師一般把解題過程寫在紙上,然后拍照發(fā)圖,或者手邊無法書寫時用語音回答。這種自發(fā)的、缺乏組織的網(wǎng)絡答疑雖然具有時間和空間上的優(yōu)勢,讓學生隨時隨地都能問問題,但教師并不是隨時都拿著手機或者坐在電腦前等著回答問題,因此往往回復不及時。而圖片的解答過程是靜態(tài)無聲的,缺乏對學生思維的引導;語音的解答過程需要學生重構公式演算過程,學生可能要反應半天。可見這種答疑方式效果并不理想,甚至是低效的。

另外,對于有些難點或者比較經(jīng)典問題,教師需要年復一年地對不同的學生重復解答多遍,這大大降低了教師的工作效率。

(四)缺乏集體探討和相互啟發(fā)

現(xiàn)行的輔導形式都是一對一的,雖然更有針對性,但對教師來講效率低,比較費時,輔導過程缺乏學生集體探討和生生之間的相互啟發(fā)。這不但不利于學生捕捉自我思維的閃亮點,也不利于在班級中形成良好的學習氛圍。教師應該擴大學生之間的相互影響,組織學生開展互幫互學活動,讓他們之間既有適度競爭又有深度合作,最終達到共同進步的目的。

鑒于目前高等數(shù)學課外輔導中存在的各種問題,我們急需探索借助信息技術的高等數(shù)學課外輔導新模式。

三、基于信息技術的高等數(shù)學課外輔導策略

(一)借助在線教學平臺

隨著信息技術的發(fā)展和在教育領域中的滲透,目前市面上有很多成熟的在線教學平臺。本文以與我校有合作的北京世紀超星信息技術發(fā)展有限責任公司開發(fā)的超星爾雅網(wǎng)絡公開課教學平臺(PC端)和學習通(移動端)為例,介紹其在高等數(shù)學課外輔導中的應用。

教師首先要在平臺上建課(建議使用PC端建課,方便上傳資料等操作),根據(jù)平臺使用的深度,可選擇上傳章節(jié)知識點的教學視頻、PPT、電子教案、課外閱讀等資料。然后建立教學班級,可以通過分享班級邀請碼或二維碼拉學生進班級,或者使用Excel模板批量導入學生名單。和該平臺有合作的話,也可以在學校的學生庫里直接選擇教學班級導入。之后班級里的學生在PC端和移動端就皆可學習,且學習記錄互通(下文中將不再區(qū)分PC端和移動端,統(tǒng)稱該平臺為超星學習通)。

該平臺可開展隨堂練習、簽到、分組任務、搶答、選人、投票、主題討論、問卷、評分等課堂活動,也可以建立題庫、發(fā)布作業(yè)、線上批改作業(yè)、自動組卷、進行線上考試等課后活動,還可以利用課程統(tǒng)計功能追蹤學生學習進度、進行成績分析等(見圖1、圖2)。它是一個功能齊全、發(fā)展成熟的在線教學平臺,完全可以滿足當前線上教學和課外輔導的各種需求。

圖1 PC端課程首頁

圖2 移動端課堂活動功能

(二)采用錄播的定點投放方式

為了避免教師工作的重復性,提高教師工作效率,對于教學中學生存在的共性和典型問題,錄制詳細的講解視頻。視頻中要展現(xiàn)類似黑板板書的動態(tài)推理和演算過程,但不要就題論題,最后還要總結解題思路,把問題引申到概念原理上去[4],達到舉一反三的效果。一個視頻的時間不宜過長,最好控制在10分鐘以內。錄制好的視頻可以存放在學習通的資料庫里,也可以放在視頻網(wǎng)站上,在合適教學時間節(jié)點,把視頻鏈接推送給學生觀看。

(三)采用群聊的多向交互方式

為了發(fā)揮集體優(yōu)勢,促進學生開展互幫互學活動,可采用群聊的多向交互方式進行課外輔導。教師可直接利用學習通里自帶的班級群,或者另建立用于課程與班級學習的社交軟件群等,謝絕學生私聊,倡導和鼓勵學生把疑問分享在班級群里,同時鼓勵有能力的學生去解答。這也可以解決教師不能隨時在線的問題,讓提出問題的學生盡快得到解答。為了激勵學生,可以對提出問題和回答問題的學生給予不同的課程積分作為獎勵。教師也可以在群里點撥解決疑問的關鍵和點評學生的解答。這個過程既要引導學生獨立思考,又要引發(fā)集體探討,盡力營造互相幫助、互相學習、互相啟發(fā)、共同進步的學習氛圍,促進優(yōu)良班風和學風的形成。

(四)采用直播的現(xiàn)場交流方式

每周或者每兩周固定一個時間段(不宜過長,半個小時到一個小時之間),可直接使用學習通自帶的直播微應用,或者采用其他可以直播的軟件,利用線上即時交流的方式來查漏補缺。直播輔導可以幫助學生梳理知識點、講解作業(yè)中出現(xiàn)的問題,也可以對個別學生的問題進行答疑解惑。直播時,適當采用一些活躍的教學手段,營造輕松的學習氛圍,吸引并留住學生。這樣,我們的直播輔導才更有持續(xù)性。

(五)正確評估課外輔導效果

信息技術與高等數(shù)學課外輔導的深度融合能否取得預期的效果,不能用傳統(tǒng)的、封閉的評價標準來衡量,不能只看學生的學習成績是否顯著提高,而要采用“全方位的、立體的、開放的”教學評價。我們不僅要關注學生是否會做題,更要關注學生是否掌握了適合自己的學習方法、養(yǎng)成了良好的學習習慣;不僅要關注學習結果,更要關注學生的學習過程,定期對學生進行階段性對比評價。對此教師可以借助超星學習通查看學生的筆記熱詞,了解學生對課程的關注熱點;也可以通過超星學習通上的投票、討論和問卷等功能,多方位了解學生在不同時期的學習狀態(tài)和學習效果,以及對課外輔導的滿意度和建議。

結語

課外輔導是學生內化知識的重要方式[14],是課堂教學活動的補充,是高等數(shù)學教學中不可或缺的環(huán)節(jié)。它與課堂教學組成一個完整的教育體系[13]。教師應重視課外輔導在高等數(shù)學教學中的重要地位和作用,將信息技術與課外輔導有機結合起來,不僅能提高課外輔導的效率,起到事半功倍的效果,還能讓課外輔導的形式更多樣,更順應時代潮流,更易被學生接受。

筆者借助超星學習通在線教學平臺,利用錄播、群聊、直播等信息技術手段,建立的高等數(shù)學課外輔導新模式,不受時間和空間的限制,能為學生提供全方位、全天候的教學服務。

實踐表明,該模式深受學生歡迎,能大大減少學生在高等數(shù)學學習過程中積累的問題和疑惑,在提高學生課外學習的積極性和提升學生學習效果的同時,也提高了教師的教學效率,這是一種可行的教學策略。該模式亦可推廣到大學里其他理論性比較強的基礎課程上,可供同行們參考和借鑒。