基于网络数据的高等数学教学探究

2017-10-23李秋月孙佳慧

长春师范大学学报 2017年10期

关键词：导数知识点测试

李秋月，梁心，孙佳慧

(空军航空大学基础部，吉林长春 130022)

基于网络数据的高等数学教学探究

李秋月，梁心，孙佳慧

(空军航空大学基础部，吉林长春 130022)

随着互联网技术的广泛应用，网络课程在高校校园的建设中迅猛发展，扩展了学生的学习资源。本文对网络数据进行分析，使教师通过借鉴数据能够更好地了解每个学生的学习情况，也使学生可以及时地掌握自己学习的薄弱环节，进行有针对性的练习，进而使高等数学课程教学质量得到进一步的提高。

网络数据；高等数学；教学方法

目前，互联网技术几乎全面渗透至教育教学的各个领域，网络数据所涉及的资料规模巨大，具有数据量大、种类多、更新速度快等特点。各高校都在积极倡导并探索MOOC/微课授课方式，开展翻转式、启发式、探究式的课堂教学。随着大数据的迅猛发展，利用互联网技术不仅能够极大地丰富和拓展课堂教学的内涵，还可以有效地提高学生的学习效率，激发他们学习的积极性，增强课堂教学效果。

高等数学是将某些自然科学理论进行深入抽象后凝练出的学科，具有高度抽象性和思维严谨性。高等数学是大学生进入大学后首先要面对的理科课程，也是学生后续课程的基础，学生对高等数学的关注度非常高。网络数据尤其大数据可以为高等数学教学与研究提供丰富的数据资源，通过数据挖掘技术能够分析出众多数据的规律和关联性。合理有效地运用数据挖掘技术分析网络大数据，必将是提高高等数学课程教学质量和改善教学方法的有效途径。

1 高等数学教学的网络数据收集

有关高等数学学生学习情况的数据来源，一般是由教师根据课堂教学中学生听课的反应、课后学生完成作业的情况以及学生的考试成绩等方面进行掌握。教师利用所得到的数据，能够及时了解学生的学习状况，实时调整教学的进度和重难点。

表1所示为在高等数学课程2.1节“导数的概念”课堂教学中，教师通过网络试题库进行小测验得到的统计数据。

表1 学生课堂测试数据收集情况

其中，S表示测试分数(3题×5分=15分，15分满分)；T表示完成测试时间(分钟)；X1、X2、X3、X4、X5分别表示导数定义、实际计算、导数物理意义、几何意义、可导和连续关系题等题目的测试结果，并进行数据量化，正确用0表示，错误用1表示，运用数字定量描述语言描述的定性结论。

2 高等数学教学的网络数据分析

首先，教师在得到通过数据平台得到的测试数据后，去除冗长以及具有很大偏颇的数据，同时去除干扰性强的数据。其次，将数据做归一化处理，根据做题时间数据，分析出不同学生对相同知识点的理解程度，掌握学生对哪些知识点的掌握比较容易，对哪些内容难以理解、消化和应用。如表1所示，S测试成绩的平均值为12，其中低于平均值的有4人，表明这4名学生需要加强对这一节内容的学习。比较X1、X2、X3、X4、X5，可以发现学生关于导数定义的错误率高，可导和连续关系的相关题目其次，说明多数学生对这两个知识点的掌握不是很好，教师需要将这部分内容重点讲解，让学生通过不断练习加深理解。

学生1的测试得分为9分，测试时间为10分钟，导数定义、可导和连续关系题这两个测试题目计算错误，其他三个测试题目计算正确。有5位学生的测试成绩为满分15分，他们的做题时间与其他同学相比较长。学生7的测试得分最少为6分，其用时最短。可以看出，学生只要有足够的时间思考，应基本上可以将本小节的测试题目做正确。教师掌握了这一情况后，可以将教学内容和教学进度做适当的调整。针对刚刚接触高等数学的大一新生来说，“导数的概念”这一小节的内容基本知识点多，较难理解，而这部分内容又极为重要，是学生需要精确掌握的，因此，教师可适当地增加学生在课堂中的练习时间，并进行辅导，有利于学生对基本概念的消化和理解。

同时，教师也可以将学生的课后作业、学生期末测试成绩等，也仿照表1进行数据收集，便于教师及时了解学生对知识的掌握程度，有地放矢地进行教学，让学生了解自己的学习状态，促使学生更有效地进行学习，推动他们的内驱动力。

学校应完善数据收集的前网络平台。构建高校教学网络平台、高等数学试题库、MOOC在线学习平台等，在网络平台中将高等数学教学内容按章节和不同知识点进行分类，针对每一个知识点设置相应的测试题目，实时地给出学生的测试得分、做题用时以及错题类型，并仿照表1给出试卷分析结果。

3 运用网络数据进行高等数学教学的建议

高等数学教学涉及计算类、能力类、证明类、应用类等不同题型，通过数据平台可将学生在测试中做正确的题目数量和做错误的问题数量进行收集、判断、分析。数据分析的计算处理方法很多，教师可根据实际问题灵活使用。对学生的逻辑推理等理性思维给予评价，针对学生的薄弱环节将依据所收集的数据进行分析，更好地了解每个学生对知识点的掌握程度，并对学生进行有针对性的重点培养和锻炼；同时，教师也应将分析结果实时反馈给学生，使学生清楚自己哪些知识点没有理解透彻，需要进一步加强类似习题的训练，将这些学习内容转化为自己的知识储备。

教师通过网络数据平台提供的测试结果，可以及时掌握学生什么时间利用网络课程学习，用了多长时间在学习上。教师根据对各类数据的分析，能够得出不同学生学习时间的分配、学习效果的不同以及学习态度的差距，由此给出对于每个学生的学习评价和建议，确实做到因材施教。找出并完善高等数学教学手段的不足，弥补课堂教学的枯燥给学生学习带来的困惑。