數(shù)學(xué)建模翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探析

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摘要：翻轉(zhuǎn)課堂有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率和自主學(xué)習(xí)的能力。文章通過(guò)分析高職院校高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，討論了將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)課程中的實(shí)施步驟。

關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂；微課

引言

2020年新年伊始，一場(chǎng)突如其來(lái)的病毒，打亂了全國(guó)各個(gè)高校教學(xué)的步伐。在此背景下，教育部下發(fā)《教育部應(yīng)對(duì)病毒感染肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見》(教高廳〔2020〕2號(hào))，各個(gè)高校認(rèn)真貫徹落實(shí)“停課不停教、停課不停學(xué)”的精神，積極準(zhǔn)備，認(rèn)真應(yīng)對(duì)，采用線上教學(xué)的方式，保證教學(xué)工作的正常開展，也將信息技術(shù)融入課堂教學(xué)提升到了一個(gè)新的高度。同時(shí)隨著21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)、高技能型人才的需要，國(guó)家明確提出高等職業(yè)院校的教育目標(biāo)是為生產(chǎn)、服務(wù)和管理第一線培養(yǎng)技術(shù)實(shí)用型人才。圍繞這個(gè)目標(biāo)，高職院校的教學(xué)模式進(jìn)行了積極的探索和創(chuàng)新，而作為公共基礎(chǔ)課的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革就應(yīng)以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用性作為切入點(diǎn)，結(jié)合信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高職學(xué)生的全方位發(fā)展[1]。伴隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，翻轉(zhuǎn)課堂這一全新的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。翻轉(zhuǎn)課堂是指在信息技術(shù)的支持下，以教師錄制的微課視頻為載體，學(xué)生在課外自主完成知識(shí)的學(xué)習(xí)，而課堂變成教師與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，包括答疑、解惑和知識(shí)的運(yùn)用等，從而達(dá)到更好的教育效果。將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)課堂，使得學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[2]。

1高職院校高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)現(xiàn)狀

首先，高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)較為薄弱。高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，自制力和學(xué)習(xí)的韌勁與本科學(xué)生有一定差距，特別是對(duì)于數(shù)學(xué)類比較抽象的課程普遍缺乏學(xué)習(xí)的動(dòng)力。而高職院校高等數(shù)學(xué)課堂開設(shè)周期長(zhǎng)，覆蓋面廣，一方面為學(xué)生后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)提供理論支撐，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)思維邏輯，對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展和綜合能力的培養(yǎng)有著其他學(xué)科無(wú)法替代的作用。高職院校大部分學(xué)生由于在高中階段沒(méi)有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)自信心的缺乏，面對(duì)深?yuàn)W的數(shù)學(xué)理論知識(shí)往往止步不前，極容易產(chǎn)生放棄學(xué)習(xí)的想法。其次，高職院校高等數(shù)學(xué)教師專業(yè)素質(zhì)有待提高。教師素質(zhì)的高低是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵因素。高等數(shù)學(xué)理論性較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)較為困難，在教學(xué)過(guò)程學(xué)生經(jīng)常無(wú)法跟上課堂節(jié)奏。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)的授課目標(biāo)中，往往知識(shí)目標(biāo)很難完成，能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)自然無(wú)法涉及。由于高等數(shù)學(xué)課程比較抽象，因此教師需根據(jù)高職院校學(xué)生自身的特點(diǎn)，勇于創(chuàng)新，不斷挖掘高等數(shù)學(xué)理論知識(shí)的專業(yè)背景，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)手段，提高自身的專業(yè)素質(zhì)，一方面可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生更易于對(duì)課堂知識(shí)目標(biāo)的理解，另一方面可以很好地對(duì)學(xué)生的能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)進(jìn)行培養(yǎng)。最后，高職院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)模式有待改進(jìn)。根據(jù)高等數(shù)學(xué)自身學(xué)科的特點(diǎn)，其概念和定理比較抽象，計(jì)算實(shí)例較多，因此在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，多采用板書加PPT形式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行授課。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，面對(duì)枯燥的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式，很難全身心地投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及，部分高職院校紛紛對(duì)高等數(shù)學(xué)課程進(jìn)行教學(xué)改革，對(duì)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，嘗試將信息化手段引入到教學(xué)當(dāng)中，取得了一定的成績(jī)。但由于教學(xué)模式的改革要求教師和學(xué)生要打破傳統(tǒng)的教學(xué)理念，教學(xué)方式和教學(xué)評(píng)價(jià)體系也需要發(fā)生相應(yīng)的改變，因此并未取得預(yù)期的效果。

2翻轉(zhuǎn)課堂在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)施路徑

2.1明確教學(xué)目標(biāo)

確定教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)能夠得以順利實(shí)施的指向燈。教師是教學(xué)的設(shè)計(jì)者和引導(dǎo)者，在進(jìn)行高等數(shù)學(xué)授課之前，需根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)明確教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容分解為若干小知識(shí)模塊，并確立每個(gè)小知識(shí)模塊的教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)明確教學(xué)方法，確定每個(gè)小知識(shí)模塊的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，并錄制相應(yīng)的微課教學(xué)視頻。同時(shí)根據(jù)高職學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)，減少高等數(shù)學(xué)的理論推導(dǎo)部分，注重對(duì)高等數(shù)學(xué)思想的引入和數(shù)學(xué)計(jì)算能力的培養(yǎng)。在知識(shí)目標(biāo)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生了解高等數(shù)學(xué)的相關(guān)概念，如函數(shù)、極限、導(dǎo)數(shù)、積分；熟悉高等數(shù)學(xué)的相關(guān)定理和公式，如兩個(gè)重要極限、洛必達(dá)法則、函數(shù)性態(tài)的判別；掌握簡(jiǎn)單函數(shù)的運(yùn)算，如求函數(shù)的極限、導(dǎo)數(shù)和積分、判斷函數(shù)的單調(diào)性和極值；在能力目標(biāo)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)熟練的運(yùn)算能力、抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和自學(xué)能力；在素質(zhì)目標(biāo)環(huán)節(jié)，塑造學(xué)生勇于克服困難、頑強(qiáng)進(jìn)取、大膽創(chuàng)新的拼搏意識(shí)，形成良好的個(gè)性品質(zhì)以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

2.2微課視頻的制作

在高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)開始之前，教師需要提前錄制好微課視頻，并將制作的微課視頻到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，學(xué)生可以在網(wǎng)上直接觀看，也可以下載到線下學(xué)習(xí)。從學(xué)習(xí)者的認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā)，視頻時(shí)間應(yīng)該控制在20分鐘左右，明確教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)，這樣更能集中學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力。首先，微課視頻的制作可以通過(guò)常規(guī)的多媒體軟件實(shí)現(xiàn)，如微軟PPT自帶的錄屏功能、Camtasiastudio軟件、EV錄屏等。其次，微課視頻要保證畫面清晰，最好配有字幕，可以結(jié)合直觀的表格、圖像和動(dòng)畫等方式來(lái)輔助學(xué)生理解。最后，高等數(shù)學(xué)課程中微課視頻的理論內(nèi)容盡量通過(guò)生活中的實(shí)際問(wèn)題引入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如講解極限問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)“割圓術(shù)”引入；講解最值問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)經(jīng)濟(jì)當(dāng)中控制成本問(wèn)題引入；講解微分方程問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)人口問(wèn)題引入[3]。

2.3課前學(xué)生自主學(xué)習(xí)

高等數(shù)學(xué)教師需提前選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，目前藍(lán)墨云班課、職教云、超星智慧校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等在線上教學(xué)方面均取得不錯(cuò)的效果。教師在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)布置學(xué)生觀看微課視頻，最好組織學(xué)生三人為一組，集體在課前下載或在網(wǎng)上直接觀看。在觀看教學(xué)視頻的過(guò)程中，學(xué)生自己掌握學(xué)習(xí)節(jié)奏，將重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行記錄，通過(guò)線上發(fā)言或留言的方式和教師進(jìn)行交流，也可以將問(wèn)題帶到課堂上與同學(xué)和老師進(jìn)行討論。而教師可以通過(guò)線上交流或?qū)W生留言了解學(xué)生觀看視頻時(shí)遇到的問(wèn)題，整理出具有研究和討論價(jià)值的問(wèn)題，為課堂教學(xué)做準(zhǔn)備。學(xué)生看完微課視頻后，可以通過(guò)教師在微課中預(yù)先設(shè)定的作業(yè)，自己進(jìn)行練習(xí)檢查學(xué)習(xí)效果。針對(duì)高職院校學(xué)生的實(shí)際特點(diǎn)，在課前自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，教師要充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，查看學(xué)生觀看微課視頻時(shí)長(zhǎng)，線上討論留言情況等，及時(shí)督促學(xué)生課前完成相關(guān)微課視頻的觀看學(xué)習(xí)。在課前微課學(xué)習(xí)較為突出的學(xué)生，要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段給予表?yè)P(yáng)和肯定，對(duì)于微課學(xué)習(xí)滯后的同學(xué)，要及時(shí)提醒，保證每位學(xué)生都能認(rèn)真完成[4-5]。

2.4課上交流討論

課上交流討論是高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式得以順利進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)。在課上交流討論中，教師需要針對(duì)學(xué)生觀看視頻的情況和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)所反映出的問(wèn)題進(jìn)行解疑。學(xué)生也可以提出自己在觀看教學(xué)視頻中所存在的疑惑點(diǎn)，與教師和學(xué)生共同探討。教師對(duì)每個(gè)小組遇到的問(wèn)題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，同時(shí)對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析、交流、討論和總結(jié)。教師對(duì)每一個(gè)知識(shí)模塊總結(jié)和答疑結(jié)束后，可設(shè)置課上測(cè)試或者頭腦風(fēng)暴等活動(dòng)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行檢驗(yàn)。在課上交流環(huán)節(jié)，教師要時(shí)刻關(guān)注課堂動(dòng)態(tài)，充分調(diào)動(dòng)每位同學(xué)的積極性，同時(shí)掌握好課堂節(jié)奏，既不能讓課堂過(guò)于混亂，影響正常的上課節(jié)奏，也不能降低學(xué)生的參與度，影響交流和討論的效果。在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，翻轉(zhuǎn)課堂模式的引入，將使得學(xué)生的課堂參與能力和對(duì)待學(xué)習(xí)的態(tài)度發(fā)生根本性的改變[6]。2.5課后學(xué)習(xí)交流高等數(shù)學(xué)課后學(xué)習(xí)交流是學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)和提高的過(guò)程。高等數(shù)學(xué)課后，教師可通過(guò)小組作業(yè)活動(dòng)，按照學(xué)生事先的分組情況，設(shè)置一個(gè)與本節(jié)知識(shí)模塊相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，要求每組學(xué)生課后通過(guò)查閱相關(guān)資料，給予解決。學(xué)生將解決方案上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，教師和學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行交流，這樣既可以鼓勵(lì)做得好的學(xué)生，也可以促進(jìn)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)。

3結(jié)語(yǔ)

在高等數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)施過(guò)程中，確定教學(xué)目標(biāo)，選擇知識(shí)點(diǎn)，錄制微課視頻，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，而教師成為學(xué)生思想的引導(dǎo)者和學(xué)習(xí)的促進(jìn)者，不再是知識(shí)的傳授者。學(xué)生通過(guò)主動(dòng)思考，在課堂交流、討論和網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)學(xué)習(xí)中逐步建立高等數(shù)學(xué)概念體系，使其能夠在自主探究和小組合作分工過(guò)程中體驗(yàn)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的樂(lè)趣。

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[6]李金寨.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探究[J].數(shù)理化研究，2016（5）：291-292.

作者：張志國(guó) 單位：遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院