基于智能平板的《高等数学》智慧课堂教学改革探索

2022-06-16徐永刘敏曹治清

教育现代化 2022年19期

徐永，刘敏，曹治清

（成都中医药大学管理学院，四川成都）

一引言

随着互联网及信息技术的不断发展，高等教育也日益彰显出信息化与智能化的趋势，教育也呈现出新的方式，将信息技术深度融入课堂教学也成为必然。智慧课堂是教师将信息技术融入课堂教学中，为学生构建情境化、互动化的智慧学习环境，引导学生去发现问题、思考问题、创造性地解决问题并最终促进学生智慧成长的新型课堂[1]。智慧课堂在技术手段上和教学过程中与传统课堂有着本质的不同。传统课堂由黑板和多媒体设备组成，多媒体可以播放课件、视频等；而智慧课堂借助信息技术，创设资源丰富和学习工具多样化的课堂环境。并借助信息技术的支持，智能化地记录学生的学习过程并分析学生的学习效果。智慧课堂可以以平板电脑为载体，以互联网共享资源为支撑，课堂通过平板电脑投影实现互动教学，实现课前、课中、课后的智慧化。《高等数学》课程推理多、公式多、计算多，通过平板电脑教学可以实现其课堂的有效互动，从而更能有针对性地教学[2]。

信息技术、智能手机及智能平板的快速发展，使得当前大学生的学习进入了新的平台，针对传统教学中《高等数学》教学内容多、公式多、推理多、课堂师生互动少、课后教师无法及时了解学生学习情况、教学评价缺乏个性化等问题，任课教师可创设依托平板电脑技术的《高等数学》智慧课堂的线上线下混合式教学模式，实现课堂的一步步推理、一步步演算、数形结合、音形兼备，为教师和学生精准互动搭建了有力的交流平台，有助于学生对《高等数学》这门重要的基础课程知识和内容的掌握，提高学生学习高等数学的效率。

对学生而言，兴趣是最好的老师。智慧平板融合智慧教学APP 进入数学课堂，为学生们带来了新鲜的学习氛围。依赖信息技术创设各种教学情境，使抽象的数学内容由静态灌输变为动态传输，活跃了学生思维，激发了学习兴趣。与传统的黑板教学不同，智慧课堂可以多方面展示教学内容，不仅可以播放微课视频还可以实现智慧点名，PPT 课件手写演算推导，进行各种形式课堂测验，在线智能抽取学生提问，课后跟踪学生学习效果等。与传统“黑板教学”的“一擦即没”相比，智慧课堂能够时时记录、保存教与学的全过程，不必再担心板书内容的无法重现，在教学中，教师可根据学生的学习情况方便自如地随时调整、修改教学计划，并随时保存更新自己的电子教案。

二智慧课堂教学模式的构建

（一）课前资料推送智能化

高等数学内容多，难度也较大，而且很多学校学时又少，不少学生又觉得学习该门课程枯燥乏味。任课老师完全可以借助最新信息技术和智慧型学习APP 等工具，精心进行高等数学的教学改革设计，充分备课。课前可以给学生上传教学课件，推送预习任务，通过学生对推送资料的评论反馈及时了解学情。同时任课老师也可以借助平板电脑，录制高质量的微课视频，进行课前资料推送，供学生观看学习。

任课老师也可以收集一些微积分的历史、数学家的介绍以及高等数学思政教学案例视频，比如我国古代朴素的微积分思想、第二次数学危机的产生、微积分成果优先权的争论、洛必达法则背后的故事等，也可以建立和收集高等数学解决实际问题的案例集，进行课前资料的推送，丰富学生的知识面，陶冶学生的情操，培养学生的专研坚韧的意志，提高学生学习高等数学的兴趣。任课老师也可以针对课后作业题和高等数学一些重难点知识点，借助平板电脑录制作业评讲视频和微课视频，进行课前资料推送，让学生自主学习。

（二）课堂教学智能化

任课教师借助转接头轻松实现智慧平板与教室的投影连接，实现平板电脑的投影教学，任课老师做好充分丰富的教学设计，实现学生在课堂上主动、合作、探究学习。通过多媒体课件在平板上的演示实现投影教学，教师可以借助激光笔、手写笔等实现在多媒体课件中边动态演示、边动态手写、边讲解，在Onenote 等多用户协作工具 App 中实现更生动形象的手写证明推导、习题评讲、画图等，使抽象的数学课堂由传统的课件静态演示转变为动态演算传递，使教学内容更加生动、形象、具体，活跃了学生思维，加深学生的理解掌握，达到最佳学习效果[3]。比如在用PowerPoint 进行播放讲解课件时，任课老师可以直接用手写笔实现在PowerPoint 中标记、演算推导、画图等，还可以切换不同的字体颜色。相较于以往的黑板推导、画图等，一方面可以节约时间，另一方面可以提高学生课堂的参与度和主动性。任课老师也可以借助雨课堂工具嵌入到PowerPoint 中，平板电脑登录雨课堂账号，实现课堂签到、同步教学课件到学生手机端、弹幕互动、课堂“举手”“抢答”“随机抽选”等，让学生主动参与，实时反馈等，实现课堂教学的智能化。还可以借助雨课堂设置课堂小测试环节，任课老师能实时掌握学生对当堂课知识的掌握情况，并根据测试情况及时调整教学进度和难度。经过多年的教学实践，任课老师也可以借助智能学习APP 平台，进行《高等数学》阶段性测试考试，学生提交，系统实时更新成绩，减少了任课老师的阅卷工作，激发老师的教学改革热情。

（三）课后反馈跟踪智能化

课后习题是帮助学生学习巩固、同时检验本次课的学习掌握情况。任课老师可以借助智慧型APP 精心设计课后习题，学生在APP 上完成提交。任课老师可以按节设计课后习题，每次课后推送给学生完成，对于选择题和判断题等客观题型，智慧型APP 学习平台能自动完成批改并实时反馈结果给学生；对于计算题、证明题等主观题，教师可以提交详细解析过程的参考答案文档以及借助平板电脑录制部分重点作业题目的讲评微课视频，推送给学生，供学生自主核对检查学习。这样一方面可以节约课堂教学时间，另一方面也可以从根本上解决传统教学中作业反馈滞后的问题。

三智慧课堂下高等数学教学改革分析

（一）改革课堂教学职能

传统高等数学课堂教学的主要目标是以讲解为主向学生传授理论知识，改革后的基于信息技术的高等数学智慧课堂教学职能应转变为对学生课前学习和课后复习内容进行串讲答疑，解决学生在学习中遇到的各种问题及难点，课堂教学引入微视频，增加课堂在线测试，利用平板电脑及智慧型APP 创设智慧课堂环境，积极对学生学习进行引导，跟踪学生学习情况，激发学生的学习兴趣，有助于学生对《高等数学》这门重要的基础课程知识和内容的掌握，提高学生学习高等数学的效率。

（二）利用信息技术进行实验教学

信息技术、智能手机的快速发展，使得当前大学生的学习进入了新的平台，在信息技术环境下，可以适当增加高等数学实验课程，借助平板电脑所安装的MATLAB 软件即时进行实验，边学边培养学生的实践操作能力。同时增加一定的数学建模能力培养，利用信息技术查阅文献，探索利用所学知识建立模型，提高学生利用数学知识解决问题的能力[4]。

（三）改革形成性评价

基于智能平板的《高等数学》智慧课堂，考核方式也需要加大过程考核的力度。任课教师可以基于课前推送资料的学习痕迹、课中的课堂表现、课后的作业完成情况等，引入形成性评价机制，跟踪学生各个阶段的学习情况，计入最终的综合成绩，培养学生的自主学习能力。

（四）基于智能平板开展探究式教学

将基于信息技术的智慧课堂与探究式教学进行结合，可以让学生更加形象地理解实际问题，激发学生利用数学解决问题的兴趣。对于复杂的问题，可以借助各种智慧工具进行呈现和展示，开阔学生的眼界，更能方便学生理解和掌握所学内容[5]。

四智慧课堂教学改革学习效果的评价

（一）智慧课堂教学模式下课堂参与度的效果评价

本文以2020 级承担的教学班级为例，随机选择2个教学班，把两个班学生标序，然后利用随机数表随机抽取64 位学生，让学生填写学习效果评价问卷，最终回收问卷64 份，有效问卷63 份。调查中发现88.89%的学生认为相较于传统教学模式，智慧课堂教学模式下更能激发学习兴趣，有92.06%的学生认为更能吸引课堂注意力，85.71%的学生认为更能提升对知识的理解，87.30%的学生认为更能提升课堂认真程度，见图1。

图1 学习效果评价

调查结果表明，智慧课堂教学模式能激发学生的学习兴趣，吸引学生的注意力，增加课堂互动，提高学生的课堂参与度，进而提高了学生的技术素养和合作、交流与探索的能力[6]。

智慧型APP 根据学生的学习情况有相应的星级评分，星级介于0～5 之间，定义星级≥4 为高参与度学生，星际≤3 为低参与度学生。为了了解基于智慧课堂的《高等数学》教学模式对学生学习方式和学习态度的影响，根据被调查对象63 名学生的《高等数学》期末理论成绩，对参与度的高低与期末理论成绩资料进行整理分析，见表1。结果表明，P＜0.01，有显著性差异，高参与度学生的期末理论成绩高于低参与度的学生理论成绩，说明基于智慧课堂模式下的教学能提高学生的参与度，进而提高期末理论成绩。