微課和雨課堂的線性代數(shù)課程改革
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摘要：線性代數(shù)課程是工科院校大一、大二所開設(shè)的公共基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)大學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)并解決工科問題的一門重要學(xué)科。文章主要針對線性代數(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，設(shè)計了微課與雨課堂混合式的教學(xué)活動，總結(jié)了在教學(xué)中融入微課和雨課堂的實踐和體會，為開展課程改革提供借鑒。
關(guān)鍵詞：微課；雨課堂；混合式教學(xué)；教學(xué)實踐
一、現(xiàn)狀和問題
《線性代數(shù)》課程是高等院校理工科十分重要的基礎(chǔ)課，是一門理論性很強的課程，該課程主要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和抽象思維能力，對提高學(xué)生的空間思維能力，構(gòu)架學(xué)生對數(shù)學(xué)的認知體系有著重要作用。本課程有36學(xué)時及48學(xué)時，主要內(nèi)容分為4部分，第一部分為矩陣與行列式，第二部分為向量組的線性相關(guān)性，第三部分是解線性方程組，第四部分包括相似矩陣及二次型，其內(nèi)容繁多，理論復(fù)雜。我?，F(xiàn)有的授課模式仍以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，課前督促學(xué)生利用課本知識預(yù)習(xí)，課堂中利用板書結(jié)合PPT給學(xué)生進行講解證明，課后以收取作業(yè)的形式督促學(xué)生練習(xí)鞏固。傳統(tǒng)的教學(xué)中存在的問題大概可以總結(jié)為以下幾點：
1.教學(xué)中課時少，內(nèi)容多，學(xué)生個體之間的接受程度也有差異，上課過程中教師不得不在有限的時間內(nèi)盡可能講解更多的知識，學(xué)生也往往為了跟上教師的授課節(jié)奏，忙于記筆記，大多數(shù)學(xué)生無暇深入思考與充分理解，同時學(xué)生也缺乏有效的課后輔導(dǎo)，使學(xué)生對知識的掌握與延伸也只能停留在課堂有限的問題上。領(lǐng)悟不到各章節(jié)之間的聯(lián)系，不能系統(tǒng)的分析掌握、解決線性代數(shù)問題的方法與技巧。
2.從課程結(jié)構(gòu)上講，這門課程具有嚴(yán)密的邏輯思維，要求學(xué)生上課必須思維敏捷，注意力集中，上課必須要求學(xué)生勤于動腦，抓住重點，這些顯然對于入校不久的學(xué)生來說有些困難；其次，知識的傳授過于數(shù)學(xué)化，著重講述了公式的推導(dǎo)及解題的演算，而且教材中有些概念和定理的描述過于復(fù)雜，使初學(xué)者望而卻步。因此，在應(yīng)用型院校的改革中，我們首先要使知識直觀化，應(yīng)用化，從而減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3.線性代數(shù)課程大多為大班授課，學(xué)生人數(shù)基本在70到200人之間，學(xué)生與教師的互動大多數(shù)只能停留在學(xué)生集體回答或者教師自問自答，教師不能充分了解到學(xué)生對所講解知識的掌握情況，而且課堂講解中如果用粉筆推導(dǎo)演算公式例題，則后排的學(xué)生基本上看不清楚，而且粉筆書寫也占用了大量時間，使得課堂任務(wù)更重；利用多媒體輔助教學(xué)，公示推導(dǎo)演算得太快，使學(xué)生印象不深刻，不能充分理解掌握。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
在信息高速發(fā)展的潮流下，高校教師強烈地意識到把信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入到平常教學(xué)中是必不可少的，微課及雨課堂能極大程度的補充傳統(tǒng)教學(xué)的不足，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，但從最根本而言，我們還需適當(dāng)改變教學(xué)內(nèi)容，當(dāng)今大學(xué)生的思維模式，學(xué)習(xí)生活方式已經(jīng)發(fā)生了改變，而我們的教育者卻說著過時的語言，教育著一群數(shù)字時代的全新人群，今天的教師，要做的重要的一項技能就是在課堂上跟手機搶學(xué)生，博眼球，爭奪學(xué)生的注意力，因此，在改變教學(xué)方式的前提下，我們還需適當(dāng)?shù)母淖円幌陆虒W(xué)內(nèi)容。
1.線性代數(shù)課程的主講教師大多數(shù)為數(shù)學(xué)專業(yè)課的教師，缺乏其他工科專業(yè)課的知識，以至于不能使線性代數(shù)上的知識有效地與專業(yè)課相結(jié)合，缺少從實際出發(fā)尋找問題，解決問題的思路，從而使學(xué)生感覺學(xué)習(xí)線性代數(shù)課程沒有用處。針對這一問題，我們的教師可以課前在網(wǎng)上查詢跟這節(jié)課的知識點相結(jié)合的專業(yè)性知識，或者和其他專業(yè)課的老師經(jīng)常交流溝通，對于運用的比較多的知識點，我們的教師務(wù)必在課堂上多講多練，讓學(xué)生弄明白這些知識點在自己專業(yè)的哪些地方可以用，怎么用。例如在講述矩陣這一章節(jié)時，我們可以引入物理力學(xué)上的一些知識，剛體的動力學(xué)，固體力學(xué)等均采用矩陣描述，也可以引用經(jīng)濟學(xué)的知識，“活用”行列式求花費綜合最少等問題。
2.我國目前此課程所講知識陳舊，大多數(shù)為理論推導(dǎo)，缺乏實際應(yīng)用，在這個信息爆炸的時代，已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)的需要，因此我們需要在有限的課堂上適當(dāng)加入國家相關(guān)最新研究進展知識。線性代數(shù)是理工科重要的基礎(chǔ)課程之一，高性能計算機、量子通訊、高鐵、測量統(tǒng)計都會運用到這些基礎(chǔ)課程中的東西，例如在機構(gòu)轉(zhuǎn)配構(gòu)型中，機器人機構(gòu)樹狀解和設(shè)計方案的多解性問題，常常需要線性代數(shù)中線性方程的一些理論求解。
3.適當(dāng)加入一些數(shù)學(xué)建模知識及思想。數(shù)學(xué)模型是根據(jù)現(xiàn)實世界某一特有的內(nèi)在規(guī)律，作出必要的簡化假設(shè)，運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)工具，得到的一種抽象簡化的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。在線性代數(shù)教學(xué)中適當(dāng)?shù)臐B透建模思想，使學(xué)生懂得如何運用所學(xué)過的數(shù)學(xué)知識解決實際問題，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及創(chuàng)新思維能力有著重要的作用。例如文獻[3]中討論了矩陣的乘積及特征值與特征向量在建模中的一些應(yīng)用。
三、微課與雨課堂的教學(xué)實踐
本課程開設(shè)于2017-2018年度第二學(xué)期，授課對象為2017級應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生，共計67人，課程主要由兩部分組成：60%的課堂面授加40%的網(wǎng)上學(xué)習(xí)。在傳統(tǒng)教學(xué)中加入微課和雨課堂，無形中改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)場地和學(xué)習(xí)時間的限制，也進一步對教師自身的素質(zhì)有了要求，因此針對此種混合式教學(xué)，我們主要從課前-課中-課后三個方面同時要求教師和學(xué)生。課前。微課主要用于課前和課后的學(xué)習(xí)，因此教師通過雨課堂創(chuàng)建班級后，可以在每次課的前一天利用智能手機微信平臺中的“雨課堂”公眾號向?qū)W生推送預(yù)習(xí)任務(wù)及相關(guān)的微視頻。在上課前對于學(xué)生的要求：1.必須通過雨課堂預(yù)習(xí)完所要講的知識內(nèi)容，同時雨課堂也會記錄學(xué)生是否觀看了視頻以及觀看的時間。2.在預(yù)習(xí)過程中遇到不懂的或者易混淆的知識點隨時標(biāo)記，如果推送的學(xué)習(xí)任務(wù)是以微課形式出現(xiàn)的，發(fā)送彈幕或者在留言區(qū)留言自己的困惑，如果任務(wù)是以PPT形式出現(xiàn)，則點擊“收藏”或者“不懂”按鈕。對于教師的要求有以下幾點：1.精心準(zhǔn)備好教學(xué)視頻或者教學(xué)PPT，明確該課程的疑點、難點、易混淆點等問題，細心設(shè)計好課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)活動等。2.在自己的移動終端觀看檢查學(xué)生在雨課堂的學(xué)習(xí)情況，對于不認真的學(xué)生，要適當(dāng)給予批評指導(dǎo)，同時對于學(xué)生觀看課件及視頻的點擊量和標(biāo)記適當(dāng)調(diào)整課堂進度，為學(xué)生答疑解惑，使教師充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，做到因材施教。課中。雨課堂和微課是對傳統(tǒng)課堂的一個補充，目的是能夠改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變主動學(xué)習(xí)，同時也解決高校課程教學(xué)中普遍存在的內(nèi)容多，課時少等問題，因此這種混合式的教學(xué)在課堂中可以分成兩部分：1.授課的第一小節(jié)，教師首先在課堂上針對學(xué)生在雨課堂中所存在的普遍性問題進行解答，同時PPT同步到學(xué)生手機終端，簡要系統(tǒng)的幫助學(xué)生把基礎(chǔ)知識點串聯(lián)一遍，在此過程中，學(xué)生可以及時的通過雨課堂不懂按鈕或匿名彈幕給教師反饋信息；其次學(xué)生在小組內(nèi)部之間進行協(xié)作討論，提出自己對各個知識點的理解及不懂之處。最后利用雨課堂中的“設(shè)置時限問題”功能，設(shè)置一些基礎(chǔ)選擇題檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及掌握情況。2.第二小節(jié)課堂上，學(xué)生分小組進行匯報，總結(jié)自己所得收獲，明晰預(yù)習(xí)中存在的問題，教師有針對性的對學(xué)生進行指導(dǎo)，補充講解一些重點和疑難問題，引導(dǎo)學(xué)生進一步整理碎片化知識，同時拓展專業(yè)知識，進行知識遷移，使線性代數(shù)中的知識有效的與學(xué)生的專業(yè)課及其他信息技術(shù)相結(jié)合，最后對各個小組給予及時的點評和肯定。課后。充分發(fā)揮好教師的監(jiān)督和指導(dǎo)作用并做好階段性考核模擬試題。1.在雨課堂中錄入各章節(jié)的選擇、判斷、填空等試題庫，學(xué)生登錄自己的移動終端，可以隨機抽取20道試題，限時答完后，成績通過移動終端反饋給教師，教師記錄在學(xué)生的平時成績里，這樣既讓學(xué)生復(fù)習(xí)了知識，而且避免了抄襲的現(xiàn)象。同時每一個章節(jié)講完之后，組織學(xué)生進行階段性考核，并將此成績計入在考評總成績中。2.對學(xué)有余力的學(xué)生，給出一些提高性題目，或者推送一些拓展性的微課，必要時進行一些指導(dǎo)。同時教師總結(jié)在此過程中所遇到的困難及心得，形成教學(xué)反思。
四、結(jié)束語
雨課堂作為一種全新的技術(shù)手段與微課的配合使用，使教師進一步的了解學(xué)生，了解自己的教學(xué)效果，而且也利用了學(xué)生的碎片化時間，讓學(xué)校教育更多從靜態(tài)知識傳授轉(zhuǎn)為智能教育，適應(yīng)了現(xiàn)代學(xué)生對知識的按需選擇性和靈活多樣性。然而微課并不是所有的課程內(nèi)容都適用，它只是對傳統(tǒng)教學(xué)的彌補，而非取代。而且在人數(shù)眾多的課堂教學(xué)中實施微課導(dǎo)學(xué)教學(xué)本身存在著一定的困難，如何解決好這種困難，并在有限的教學(xué)時間里，使全班同學(xué)共同參與教學(xué)過程中非常重要。其次部分學(xué)生自覺性差，容易被手機或者電腦上的其他視頻及游戲吸引，雖然按照教師的要求播放著雨課堂，但是實際上卻做其他事，針對這一現(xiàn)象，教師還需要進一步與學(xué)生溝通交流，提高學(xué)生的自覺性。運用雨課堂及微課的混合式教學(xué)比傳統(tǒng)教學(xué)需要教師付出更多的精力與心血，而且教學(xué)的效果并不是立竿見影的，很大程度上需要教師的耐心與堅持，因此在提高教師的自身綜合素質(zhì)與積極性上還需要學(xué)校相關(guān)制度的進一步支持，必要時教研室的其他老師可以在微課的制作或試題庫的選擇上進行分工合作，保證教師以熱情的工作狀態(tài)投入教學(xué)。
參考文獻：
[1]李寧，王順，等.“互聯(lián)網(wǎng)+”教育背景下生物化學(xué)與分子生物學(xué)教學(xué)改革初探[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2018，20（7）：593-596.
[2]張蕓，劉金華.基于微課和雨課堂的分析化學(xué)課程教學(xué)初探[J].廣東化工，2018，45（3）：207-208.
[3]李秀蘭，張紅玉.線性代數(shù)在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用[J].山西大同大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，26（2）：3-4.
[4]李本星，王中華，王利廣.基于微課的《高等代數(shù)》教學(xué)模式研究[J].曲阜師范大學(xué)學(xué)報，2018，44（1）：122-128.
[5]孫笑微.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下“雨課堂”在課程中的教學(xué)改革實踐研究[J].沈陽師范大學(xué)學(xué)報，2018，36（1）：92-96.
作者：黃麗瓊 王園園 單位：商洛學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機應(yīng)用學(xué)院
