智慧教育背景下高等数学教学改革初探

王 娟 侯玉双 赵利云 白梅花

(内蒙古科技大学理学院，内蒙古 包头014010)

0 引言

伴随着信息技术的飞速发展，给国内的高等教育带来了巨大的机遇与挑战。如何在智慧教育的背景下，推进现代教育技术和教育教学的高度融合，不断提高学生的创新创造能力和自主学习能力成为每一位高校教师都要面对的问题。在2020年新冠肺炎疫情期间，线上教育显现出了重要作用。中共中央、国务院印发的《中国教育现代化2035》中指出，加强课程教材体系建设，科学规划大中小学课程，分类制定课程标准，充分利用现代信息技术，丰富并创新课程形式。

1 智慧教育的定义及意义

1.1 智慧教育的定义

智慧教育即教育信息化，是指在教育领域（教育管理、教育教学和教育科研）的三个层面全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程[1]。智慧教育具有数字化、网络化、智能化和多媒体化的技术特点，其基本特征为开放、共享、交互、协作、泛在[2]。

智慧教育是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。智慧的教学模式是整个智慧教育系统的核心组成。

以教育信息化支撑引领教育现代化，用信息技术改变传统的教育思想、观念、模式、内容和方法。教育信息化进入3.0时代，2020年的新冠肺炎疫情推动社会全面进入数字化时代，教育更是走在了数字化的前列。教育信息化的发展，带来了教育形式和学习方式的重大变革，促进教育改革，是实现教育跨越式发展的必然选择。

1.2 智慧教育的意义

教育信息化是国家信息化的重要组成部分，对于转变教育思想和观念，深化教育改革，提高教育质量和效益，培养创新人才具有深远意义。

教育信息化在未来将在教育云平台上进行展现，随着教育信息化平台的发展应用，教育信息化将为现有的教育网、校园网进行教育信息化升级，新一代教育网必然成为未来教育信息化的基础。

2 高校高等数学教学现状与问题

高等数学是工科院校各个专业的一门公共基础必修课，是培养造就高层次专门人才所需数学素质的基本课程，本课程为学习后继课程和进一步获取数学知识（如概率论与数理统计等）奠定必要的数学基础。本课程学时大，其教材分为上下两册，分两个学期进行讲授，教学内容多。授课对象为大一非数学专业学生，大众化背景下很多大学生入学时数学基础相对薄弱，部分学生对数学的兴趣不浓厚，学习动力不足，学习主动性和自我管理能力较差，有些学生暂时还不能适应自主学习的方式；再加上教学班级规模80～200人，学生人数略多，一年级第一学期大部分同学课堂纪律良好，但回答问题积极性不高。以内蒙古科技大学理学院为例，该校的高等数学目前的授课模式仍是以传统教学模式为主，课前引导学生利用教材进行预习，课堂上以板书为主进行知识讲授，课后采取集中收取作业的方式强化学生对知识的吸收与巩固。传统的教学模式中存在的问题可以总结为以下几方面。

首先，在传统的教学模式下，教师“灌”的多，学生参与的比较少[3]。这种教学模式是一种“传递式”教学模式，学生往往被动地接受知识，不能进行深入的思考，师生间缺乏即时性地交流与互动。

其次，在学习方式上，传统教学比较死板、单调。课堂上教师多采用板书进行例题讲解、公式推导和证明，这样既占用了较多的课堂时间，还会使得坐在教室后排的学生不容易看清楚黑板；课堂上演示课件，则不容易掌控学生对知识的吸收情况，容易导致课件演示过快，学生不能够充分地理解掌握所学知识。可见，传统的教学模式不能完全适应学生在认知水平、兴趣等方面的个体差异，学生的个性化、碎片化学习得不到充分发挥。

最后，在评价方式上，传统教学注重期末考试。

传统学业评价方式比较单一，存在“期末一考定成绩”“60分万岁”、学生死记硬背等现象，不能真实反映学生的能力和水平。

3 智慧教育背景下高等数学教学改革策略

3.1 调整教学大纲，优化教学目标，转变教学观念

应当根据学生所学专业的不同指定相应高等数学的教学大纲，不断优化教学目标，设计教学内容，着力体现专业性、时代性和实用性特点[4]。教师应当调整好自身角色定位，在传统教学中教师是教学活动的主体，学生缺乏学习的积极性主动性，而在智慧教育背景下，学生是课堂主体，教师的角色则转变为知识的引导者。

3.2 构建线上线下混合式教学模式下的高等数学智慧课堂

教师要灵活运用智慧教育手段，例如利用雨课堂、钉钉等信息技术开展教学模式改革。课前借助平台向学生发布预习任务，教师在可以在平台查看班级学生的预习情况，提前了解学情，为课中做到因材施教做好准备。发布的内容可以是教师精心设计录制的微课、搜集到的精彩的慕课资源或教学PPT，有效提高学生对高等数学学习的兴趣。例如，在讲到函数的复合运算时，可以在教学课件中加入一张齿轮传动的动态图，加深学生对复合函数概念的深刻理解。课中加强师生互动，对学生预习时普遍存在的问题进行集中讲解，做到有的放矢；教师还可以组织学生分小组进行讨论并上讲台进行汇报，教师如同教学中的导演一般，把舞台交给学生们，让学生充分发挥能动性讲解他的所学所获，最后教师对学生所讲进行针对性的点评。课后，加强监督和辅导。教师通过智慧教学平台发布作业、阶段性的测试，还可以适时发布一些思维拓展题，满足个别学有余力的同学[5]。

3.3 完善高等数学课程评价方式

建立线上线下相结合的多元的评价方式，鼓励学生保持对高等数学学习全过程都认真、积极的学习态度，改变“期末一考定成绩”的做法，将课堂讨论、平时作业、出勤情况、在线测试等均计入总成绩，将灵活考查与基础考核相结合、个人与团队成绩相结合。

3.4 注重大学数学教师信息化教学能力的提升

提高大学数学教师现代信息技术与教育教学深度融合的能力，鼓励教师探索智慧教育的新形态，推动信息化手段服务高等数学教学，适应信息化时代教学的新要求。鼓励广大数学教师积极参与全国高校数学微课程教学设计竞赛、全国高校教师教学创新大赛等赛事，在赛中学赛中练，为智慧教育的发展做出贡献。

4 结语

以人工智能、虚拟现实、量子信息技术以及生物技术为核心的第四次工业革命正在推动现行教育系统的变革，个人定制化的智慧教育模式终将取代传统的教育模式。随着现代信息技术及高等数学课程教学改革的不断发展，越来越多的教师、学者将加入高等数学智慧教学的队伍中来，最终实现传统高等数学教育向智慧高等数学教育的华丽蜕变。