“互联网+”背景下数学翻转课堂模式教学实践

郑雅茹

(西安航空职业技术学院 通识教育学院，西安 710089)

0 引言

典型的传统课堂教学以教师为中心，教师在进行教学信息的传递之时主要以粉笔与黑板为工具。作为一种传递知识的过程，传统教学只是让学生知道目标并朝着目标前进，寻找正确答案，以完成应试教育的解题目的[1]。学生长期在这种被动接受知识的教育环境中学习，学习兴趣日益低下不足为奇。

自2015年全国人大会议政府工作报告中提出“互联网+”名词以来，“互联网+”行动便在国家战略的高度推动着社会与经济发展向信息化时代的迈入。随着“互联网+”思维在各行各业的渗透，“互联网+教育”应运而生，在短时间内发展为教育领域关注的热点[2]。在这一以网络为载体与工具的教学改革与创新中，传统教学怎样科学运用“互联网+”思维，对信息技术进行高效融合并合理配置教学资源，以此扭转传统课堂教学中内容陈旧、方式刻板且评价单一的局面，完成对开放化与公平化新型教育生态的重构已成为教育界与学界亟待解决的重要问题。

翻转课堂是“互联网+”背景下的先进教学模式之一，服务对象为教育的根本目标——促进人的发展及成长[3]，要求教师与学生利用互联网进行线下线上教与学，以线下活动对线上活动进行补充与拓展。运用翻转课堂开展教学工作，教师必须熟练掌握计算机技术，保证自己对技术的应用能力，同时，不断培养自身的创新意识与精神。教学设计需对学生的个性特征与需求进行充分的考虑，以学生为主体与重点，让学生积极参与教学环节，完成自主式学习，真正成为课堂的主人。数学教学对学生的知识结构与素质能力有严格要求，学生既要精通抽象的数据理论，又要在实际问题的解决中灵活运用这些理论的精髓及方法[4]，满足经济与信息化社会对数学人才的需求。对此，文章以“互联网+”背景下的翻转课堂教学理念为指导，基于翻转模式与数学学科结合的可行性，构建数学翻转课堂教学平台，以期在教学实践中提高数学教学水平，增强学生主体地位与学习积极性。

1 基于翻转课堂模式的数学教学系统总体设计

基于翻转课堂模式的数学教学系统包括前台与后台两个子系统，前台用户为教师与学生，后台用户为管理员。系统功能模块图，如图1所示。

前台主要包括的功能模块为课前任务、课堂活动、课后任务与课程评价[5]。在课前任务环节，教师与学生均需登录系统进行个人信息填写，教师利用系统创建数学课程，填写信息，在获得邀请码之后将数学课程资料以微视频、电子教案等形式上传到系统上，也可安排课前测试与投票问卷等内容。学生输入教师获得的邀请码开始对数学知识的学习，每天第一次进入系统学习之时，系统都会提醒学生签到，积累课程经验值，学生完成各数学章节的课程资料学习、课前测试及问卷投票后，会增加相应的课程积分，教师可借此了解学生课前学习情况，进而安排后续教学活动的开展。在课堂活动环节，教师可就某一数学知识点提出某种观点让学生讨论，师生在交流过程中解决各类数学难题，然后，教师与学生共同完成对课程内容的拓展及总结。在课后任务环节，主要以作业的形式对数学知识点及相关解题技巧等加以巩固，教师将学生划分为多个小组，学生通过组内合作完成数学作业，在此过程中，教师可对学生作业完成情况进行实时查看并做出相应的指导。在课程评价环节，学生根据课前任务、课堂活动以及课程任务3个环节获得的课程积分与经验值接受教师的综合评价以及同学之间的互评，对自己的学习情况有一个整体的了解。

图1 系统总体架构设计图

后台主要包括的功能模块为管理员登录与信息管理[6]。在登录模块，管理员可通过登录验证进入系统后台。在信息管理模块，管理员可完成对不同类别用户(教师、学生)信息以及课程、资料、试卷、留言等各类有关于数学教学信息的管理，执行对信息的添加、删除、查询等操作。

2 基于翻转课堂模式的数学教学系统数据库设计

2.1 表格设计

结合前台与后台子系统的功能模块需求进行数据库主要表格的设计[7]，管理员表(教师与学生数据库表格类似)、在线交流信息表与作业提交记录表举例，如表1所示。

2.2 E-R图设计

以管理员为例：一名管理员可以对多名学生信息进行管理，即管理员与学生之间的管理与被管理关系为一对多形式；一名管理员可对多项课程、资料以及留言信息进行管理，同样地，管理员与课程、资料、在线讨论信息之间的管理与被管理关系为一对多形式。管理员与学生E-R图，如图2所示。

以学生为例，一名学生可以对多项课程、资料信息进行查询与浏览，即学生与课程、资料信息之间的管理与被管理关系为一对多形式；一名学生可以发布多条讨论信息，同样地，学生与讨论信息之间的管理与被管理关系为一对多形式。学生与课程、资料信息E-R图，如图3所示。

表1 管理员表、在线交流信息表与作业提交记录表举例

图2 管理员与学生E-R图

图3 学生与课程、资料信息E-R图

3 基于翻转课堂模式的数学教学系统实现与应用

3.1 系统实现

系统开发主要对当前应用相对较广的三层Browser/Server模式予以采用，开发工具为Visual Studio InterDev9.0+VS.NET，使用ASP.NET+PHP+VBScript+JavaScript编程语言，后台数据库、操作系统与WEB服务器分别SQL Server 2008、Windows2003与IIS6.0[8]。系统有较多功能模块，篇幅所限，仅以用户登录模块与资源上传模块分析系统的实现。

3.1.1 系统登录

系统登录界面实现的功能为检测登录用户的合法性，以对其用户名与密码进行验证的方式避免非法用户侵入系统。通过自动判断用户名与密码的正误，系统会对用户的登录请求做出相应的处理，若用户属于正常登录，系统会对当前用户名进行记录，方便给予后期操作适当的权限分配[9]。系统利用Login.java文件实现用户的登录，核心代码，如表2所示。

表2 系统登录代码

3.1.2 课程资源上传

利用PC的Web端执行课程资料上传操作。在教师进行数学课程的创建之后，利用PC浏览器访问相应网站，然后，输入课程上传码完成课程资料上传任务，具体资料涉及课件、视频、作业、案例等多种类型。PHP用于此项功能的实现，核心代码，如表3所示。

表3 课程资源上传代码

3.2 系统应用实践

为了检验基于翻转课堂模式的数学教学系统的可操作性，以“线性代数”课程为例开展实践教学研究。选取A地某大学二年级的两个平行普通班作为实践对象，两个班有大致相同的数学水平，每班学生人数均为20人，“线性代数”课程由相同老师教授。经过为期一个学期的教学实践，对比分析两个班学生的学习成绩，并对他们接受教学模式的程度做相应调查[10]。

3.2.1 实践实施

(1)学习内容准备 为了向翻转课堂教学的实施提供更好的支持，教师对已有“线性代数”教学大纲做了相应调整，遵循知识点自上而下层次化的设计原则将其分解为25个独立单元，各单元安排时长为20分钟左右的视频讲座，同时，加入一些课前练习与引导性问题。基于对学生首次开展翻转课堂教学的考虑，进行额外目标的设定：①充分利用时间；②更好地发挥线上管理与互动功能；③开展多样化的小组讨论与合作学习活动；④巩固测验课内知识点。

(2)系统登录与学习 教师先获取数学课程邀请码，让学生登录系统之后输入邀请码获得对“线性代数”知识的学习与交流权限。教师定期将制作好的教学资料上传至系统，让学生在规定时间内完成对“线性代数”课程的学习。

3.2.2 效果分析

基于翻转课堂模式的数学教学对以往以“教”为主的教学模式予以突破，极大地增加了课堂的交流讨论与协作学习空间，实现了对学生主观能动性的良好调动以及学习动力的有效激发，是对传统教学模式的革新，与建构主义教学理论相符。

(1)学习成绩分析 在学期结束时对两个班级(翻转课堂实验班20人，对照班20人)进行了“线性代数”课程考试，运用SPSS17.0统计软件对学生成绩进行t检验，得到检验结果，如表4所示。

表4 实验班与对照班考试成绩比较

由表4可知，翻转课堂实验班平均成绩为81.03，对照班为73.67，P<0.05，组间差异具有统计意义，亦即实验班成绩显著优于对照班。

(2)学生接受翻转课堂教学模式的程度分析 实践教学完成后，对参与翻转课堂实验教学的学生进行问卷调查，回收有效问卷20份。分析调查结果，实验班有73%的学生喜欢基于翻转课堂模式的数学教学，接受此种教学模式的程度，如图4所示。

图4 学生接受翻转课堂数学教学模式的程度

4 总结

“互联网+”背景下的数学翻转课堂模式教学不同于传统教学的组织形式，但并非对传统教学的取代[11]。经过为期一学期的实践教学，基于翻转课堂的数学教学取得了初步成效，对此，可认为翻转课堂教学模式有利于教师的专业发展，提高其教学理论及实践能力，助其积累丰富的教学经验；此外，在数学课程教学中应用翻转课堂教学系统，还能提高学生学习能力，转变其学习方式，在更多的师生、生生交流与互动中提高学生学习兴趣与效率。