泛在学习环境中的高等数学课程翻转课堂研究

陈亚丽 杨润涵 谭琳

摘  要 从泛在学习内涵和特点出发，搭建高校泛在学习环境，在该环境中基于翻转课堂理念构建高等数学课程范例研究，选取实验班级与传统班级的成绩进行对比分析，分析结果表明，实验班级的学生学习效果更佳。

关键词 高等数学;泛在学习;翻转课堂;信息技术;互联网+教育

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）19-0111-04

0  前言

随着信息技术的飞速发展，泛在学习（Ubiquitous Lear-

ning）正逐步成为人们理想的学习模式。泛在学习是学习者在任何时间、任何地点借助任何计算设备获得任何所需学习资源的个性化学习方式，它为学习者提供了无缝学习空间[1]。云计算、大数据、物联网、移动计算等高新技术在教育领域的应用逐渐广泛，传统课堂面临重大变革。在教育信息化2.0时代，“互联网+教育”融入高等教育教学的各个环节，重构了教学思路，创新了教学方法，同时为泛在学习与高校课堂教学融合提供了资源和技术支撑[2]。基于“互联网+教育”构建泛在学习环境为创新高校教学模式提供了新思路，翻转课堂就是其中的典型代表。

泛在学习作为一种新型学习模式，可以改善学习条件，帮助学生进行碎片化学习，为学生充分获取学习信息创造智能环境，对传统的教育和教学思维方式产生冲击。更为重要的是，泛在学习可以将课内学习与课外学习、正规学习与非正规学习相结合，促进各种学习协作和传统教学模式的改变[3]。根据泛在学习与翻转课堂的特点和内涵，本文将两者结合进行教学实践，构建基于泛在视角的泛在学习环境中的高等数学翻转课堂。

所谓泛在视角，就是从泛在学习概念、特点出发，为翻转课堂下的教学活动搭建数字化环境，进行学习资源建设，使学生学习不再受到物理空间和信息空间的制约。在泛在学习环境中，教师将面对多元的教学环境和个性化的教学对象，以往绝对的知识传授职能和知识权威地位必然被颠覆，角色将由知识的直接传授者向学习的组织引导者、学习资源的研发建构者和学习问题与学习效果的诊断与评价者转化[4]。

翻转课堂下，教师将易于学生接受的知识转移到课下让学生结合视频课件等信息化学习资源自主学习;课内进行知识的内化过程，在教师和学生、学生和学生的交流沟通中实现深度学习，培养学生问题解决能力和创造性思维[5]。

在数字化技术环境、数字化学习资源、翻转课堂教学模式和灵活学习支持服务等多方面资源的支撑下构建师生共同成长的课堂教学模式，这种新型教学模式通过颠覆传统教学流程，落实“以学生为中心”的教学理念。泛在学习通过构建数字化技术环境与学习资源，整合多种教学模式及多方面资源形成可相互操作的、普适的和无缝的泛在学习环境，为其中的协作者、学习内容、学习服务三要素的联系、整合及共享提供便利。在高校教育中，将泛在学习与学校教育融为一体，创建让学生可以随时随地进行学习的资源环境，可以促进教学改革与创新[1]，有助于促进学生的可持续发展。

教育部在2012年3月颁布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》中指出，在信息技术对教育具有革命性影响的思想指引下，强调教育信息化能力体系建设需要从教育和技术出发，双向推动信息技术与教育融合创新，以此破解制约我国教育发展的难题，推动教育理念变革[6]。随着信息时代的到来，高校应充分利用已有的数字教育资源、互联网技术搭建灵活、智能化的泛在学习环境，并实际应用于课堂中。泛在学习视角下的高校高等数学翻转课堂建设有利于实现现代信息技术与教育的深度融合，引领教育理念与教育模式的创新。

1  泛在学习视角下高校高等数学翻转课堂的搭建

1.1  构建泛在学习环境

泛在學习环境中的高等数学翻转课堂包含课前预习活动、课堂学习活动以及课后评测环节三个主要内容，三者之间环环相扣。要实现泛在学习环境中的高等数学翻转课堂构建，必须具备充足的学习资源，为学生完成课内与课外学习、正式学习与非正式学习相结合提供重要资源保障。结合泛在学习环境下形成的学习资源，本文以构建高等数学翻转课堂为例，为学生提供个性化的学习空间和学习资源，与教师、同伴间建立连接，利用腾讯QQ、微信等网络交流平台为依托，在高校搭建教学活动的泛在学习环境并基于翻转课堂理念进行课程建设。通过上述泛在学习视角下高校高等数学翻转课堂的搭建，学习资源系统得到不断进化，传统课程模式的场所、内容、授受与评价方式的相应变革和创新，对创新建设高校教育模式具有十分重要的意义。

1.1.1  创建QQ群  腾讯QQ是目前国内大学生使用非常普遍、广泛的网上交流工具，在QQ的基础上可以建立多人聊天交流的公众平台。为了使学生与教师的交流不局限于实体课堂，利用QQ群作为课后生生交流、师生交流的公共网络交流平台。课程助教建立学习类QQ群，参与课程的所有师生加入该群，并按照学院+姓名的格式统一修改备注，以便于识别交流。管理人员由任课教师、助教、课代表组成，师生共同参与管理班级。建立的QQ群用于高数课程班级的管理、通知、作业情况公布以及疑难分享解答等。学生在移动客户端和电脑上都可以登录QQ，随时随地查看消息。

1.1.2  课前预习+随堂练习+课后作业  可以选择雨课堂作为课前预习和课上学习的智慧教学工具，教师在授课前按照课程进度有针对性地将课件、课前练习及章节测验上传至雨课堂学习平台。

1.1.3  新课讲解微视频+学习资料PPT+诊断测试  借助超星学习通平台推送课程相关微视频，微视频具有侧重点，有助于学生在课前做好预习工作，便于学生利用碎片化时间学习。同时，教师或助教会定期推送学习资料，在讨论区发起讨论话题，学生也可以在讨论区分享疑难点，教师与学生一起探讨，增进教学班级生生间、师生间互动交流，提高学生参与学习高数的积极性。

三平台共同构建高数课程的泛在学习环境，为学生提供超时空无缝的多元学习环境，覆盖课前、课堂、课后每一个教学环节。基于泛在学习环境的高等数学翻转课堂为学生提供了个性化、智能化的学习资源，形成一个开放、互动、协作的个性化发展空间。

1.2  翻转课堂理念下开展面授课堂教学

翻转课堂是将知识传授的过程放在课堂外，把知识内化的过程放在课堂内的教学模式，可以充分利用面对面的课堂教授时间，促进师生间、生生间互动交流[7]。随着信息技术的发展，学习技术与教学日渐融合，信息化为翻转课堂提供了更丰富的教学资源和更多的交互形式。本文根据泛在学习的概念和特征，借助腾讯QQ、雨课堂、超星学习通三大平台搭建高校泛在学习环境，在该环境基础上以高等数学课程为例，开展翻转课堂建设。泛在学习环境的构建为高校学生随时随地学习任意知识提供了渠道，突破了传统教室学习的束缚，把学习与生活相融合，增加非正式学习的机会。翻转课堂提供“课前传授+课堂内化”的教学模式。在课堂内，教师应充当好学习组织者的角色，不仅要贯彻泛在学习理念，还要在学生面对海量学习资源时引导学生适应相应的学习任务和学习环境，建立适合自己的学习观念和学习方法，激发学生学习潜能。

1.3  基于平台数据的多元评价方式

先进的设备使泛在学习成为可能。在信息化环境下，高校教学思想和教学理念发生质的改变，随之改变的还有教学评价模式。评价是确保教学质量的重要环节。传统大学课堂的评价注重最终学习结果，评价方式过于单一、片面，这种传统的总结性评价已经不适应信息环境下的教学。在泛在学习环境下，学习平台可以对学生学习过程进行记录，从而增加学生学习过程表现数据，在此基础上结合总结性评价，重构课堂教学评价体系，采用总结性评价和过程性评价相结合的方式。总结性评价以学生课程成绩为主要指标，过程性评价指学生在学习过程中产生的学习数据，如雨课堂中的单元测试分数、课件预习情况、超星视频观看时长等。新型评价方式具有多层次、多元化、多维度的特点，与传统评价方式相比更具科学性、合理性和全面性。

2  成绩分析及对比

成绩分析在高校教学管理中具有重要作用，通过考试成绩分析可对高校教育管理质量、教师教学效果和学生学习情况进行测评，是引导教师改进教学方法、提高学生学习成效的重要手段，对完善考试体系、提升考试质量、指导教育教学改革具有重要意义。

2.1  数据来源

在2018级高数班级中选取两个班级的学生成绩进行分析，分析在不同教学环境下学生高数成绩呈现的特征。其中，班级1是泛在学习环境中基于翻转课堂的高等数学课程实践研究选取的试点班级之一，作为实验班级;对照班级（班级2）是采用传统教学方式进行教学的班级，作为对照班级。

2.2  数据预处理下进行无效样本剔除

剔除原始数据表中非正常修读学生和缺考学生。剔除无效数据后，实验班级（班级1）剩余97个有效数据，对照班级（班级2）剩余120个有效数据。

2.2.1  基本描述统计量  将两个班级学生的成绩经过数据预处理后导入SPSS中计算出最值、均值、全距、样本标准差、偏态、峰度，通过这些统计量把握学生成绩分布特点。其中，偏态系数可以用来描述一个变量的数值是否具有对称性，最高峰靠右边称为负偏，最高峰靠左边称为正偏，最高峰也可以呈对称（此时，平均数、中位数、众数落于同一点）。

表1呈现了实验班级（班级1）与对照班级（班级2）的考试成绩分析后的基本描述统计量。其中，成绩1表示实验班级（班级1）学生总成绩的描述统计量，成绩2则是对照班级（班级2）学生总成绩的描述统计量。从1表可以看出，实验班级（班级1）平均分为82.06分，对照班级（班级2）的平均分为70.03分，且实验班级（班级1）的标准差小于对照班级（班级2）的标准差，说明实验班级（班级1）学生成绩总体水平较高。从偏态、峰度来看，实验班级（班级1）的成绩更为集中，这一点从标准差和全距也能够得出同样的结论。

图1和图2分别是根据实验班级（班级1）与对照班级（班级2）的成绩画出来的直方图。

两个班级学生成绩分布的直方图展现出明显的特点，即：实验班级（班级1）学生成绩分布较为集中，且集中在75分以上的部分，60分以下的部分相对稀疏;对照班级（班级2）也有大部分学生处于75～95分之间，但存在部分学生在60分以下，学生成绩不太理想。

2.2.2  频数分布  为了了解学生成绩分布的总体情况，本文将成绩数据按优秀、良好、中等、合格、不及格进行分组，并绘制直方图展示成绩频数分布。利用SPSS工具按照表2的规则对学生成绩进行成绩分段处理。

表3、表4分别表示实验班级（班级1）与对照班级（班级2）学生成绩在各个等级的人数及所占百分比。结果显示，实验班级（班级1）的学生成绩主要集中在优秀和良好两个部分，而对照班级（班级2）中不及格的人数与成绩中等的人数偏多。实验班级（班级1）的不及格率仅为8.2%，说明该班级少数学生成绩不理想，但学生成绩整体水平比较高，达到良好的教学效果。

图3、图4分别是实验班级（班级1）、对照班级（班级2）各个等级百分比的直方图，可以清晰看出实验班级（班级1）不及格占比极少，而对照班级（班级2）中优秀人数占比最少。

3  结语

实验班级（班级1）学生成绩总体比对照班级（班级2）学生成绩优异，说明实验班级（班级1）作为泛在学习环境中基于翻转课堂的高等数学课程实践研究的试点班级，学生学习效果良好。在泛在学习环境下，实验班级（班级1）学生需要在课前根据学习平台提供的学习资源进行课前学习，在课堂上和教师、同学进行协作探讨的深度学习，课后及时复习，对不懂的知识在学习平台中及时反馈并进行巩固学习。在这个循序渐进的过程中，学生既学到了知识，又养成了良好的数学习惯和数学思考方式。对比两个班级学生总体成绩分布情况，实验班级（班级1）教学效果优于对照班级（班级2），二者相比，前者增加了交流沟通和讨论的平台与渠道，如QQ群、超星论坛以及课堂讨论环节，教师的指导、同学间的互动可以激发学生学习数学的兴趣。实验班级（班级1）也有个别学生成绩不理想，针对这类学生，教师在教学过程中应注意观察，对学生出现的问题实行个性化引导。

参考文献

[1]潘基鑫，雷要曾，程璐璐，等.泛在学习理论研究综述[J].远程教育杂志，2010，28（2）：93-98.

[2]谢幼如，吴利红，邱艺，等.用互联网思维创新教学实践研究：课程视角[J].中国电化教育，2017（10）： 1-7.

[3]肖君，姜冰倩，许贞，等.泛在学习理念下无缝融合学习空间创设及应用[J].现代远程教育研究，2015（6）：96-103，111.

[4]周文娟.基于云计算的英语泛在学习模态与学习资源研究[J].远程教育杂志，2012，30（4）： 73-78.

[5]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013，19（1）：58-64.

[6]教育部關于印发《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》的通知[EB/OL].（2012-03-29）[2021-05-09].

http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201203/t2012

0313_133322.html.

[7]张萍，DING Lin，张文硕.翻转课堂的理念、演变与有效性研究[J].教育学报，2017，13（1）：46-55.