信息化时代大学数学课程的转型探析

苏鸿雁，李秀丽，刘玉霜，崔红燕

（青岛科技大学数理学院 山东 青岛 266000）

在当前的信息化时代，人工智能、大数据、云计算等都在深刻影响着社会的发展，高等学府是学习知识，开拓创新的神圣殿堂，高等教育的发展更需要与时俱进。尤其在后疫情时代，世界各国都在关注现代信息技术融合对本国的教育发展，以及提高本国的国民素质和创新能力方面所起到的重要作用。中国早在2012 年教育部颁布《教育信息化十年发展规划（2011―2020 年）》里就明确提出“高等教育信息化是促进高等教育改革创新和提高质量的有效途径”；2015 年3 月，李克强总理的《政府工作报告》中又特别给出了“互联网+”的行动纲领，旨在推动现代信息技术渗透在各个领域，以此得到各行各业创新发展。同年，联合国教科文组织和中国教育部在青岛联合举办首届国际教育信息化大会，并以“信息技术与未来教育变革”为主题探讨了教育与信息技术的深度融合。在2021 年12 月的全国教育信息会议上，也要求加快推进新时代教育信息化高质量发展，以信息化支撑引领现代化，加快信息化时代教育的改革。信息化时代的教育必然是网络环境下的教育，随着“互联网+”时代的到来，现代信息技术对高等教育创新发展起到很大的助推作用。“互联网+”催生出的网络教育的新形态也层出不穷，从互联网再到移动互联网，不仅学生获得的知识途径越来越多样化、便捷化，而且与高校传统课堂教育模式在方式方法等方面也产生本质区别，从而使教师的教育思想、教学模式、教学内容、教学方法也受到深刻的影响和变革。因此，新时代的信息技术与当前高等教育发展的有机结合将作为最新的发展与研究方向，使得高等院校的教育模式发生质的变革，无论专业设定还是课程目标等都在逐渐转型，使得教与学的方法、理念、场所等方方面面都得到重新构建与延伸，意在把传统课堂教学的方式和信息技术的理念整合起来进行教育改革，使其更好地促进中国高校培养出适应时代发展的高素质创新人才[1]。

1 本科课程从“精品”向“金课”的评价体系转型

高校是传授知识、培养高素质人才的殿堂，随着21 世纪现代信息技术的蓬勃发展，中国MOOC、高校微课、短视频等新媒体以及学习通、雨课堂等教学平台的先后涌现，极大丰富了各高校的教学资源，从而促使高校为培养适应时代需求的创新人才，实行关于学科、课程的优化建设，进而实现了从精品课程到金课的转型。从2003 年4 月教育部颁布《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》开始，全国各高校就正式启动精品课程的建设工作，目的是打造一流学科、一流课程、一流人才。以青岛科技大学为例，每年学校申报的国家级、省级、校级的精品课程累计达到50 门以上，随着申报精品课程工作的展开，各课程教学团队分别从课程发展、团队建设、专业设置等一系列评价指标中，不断丰富、完善课程评价体系，实现课程建设发展，从而打造精品课程。事实上，精品课程的申报与实施，确实对教师队伍优化、课程建设、学生的培养起到积极促进作用。如：“高等数学”课程，在大力发展课程建设中，经过每一位授课教师的同心协力，高等数学在2005 年校级精品课程申报成功，在具体的教学实施过程中，由于需要满足精品课程的评价标准，所以无形中督促每一位高数教师备课充分，授课认真，结合学生各专业的特点，有意识分类、分层次教学，秉承课程目标，课程任务等达成度，实现以教促改，以教促学，实现教师素养、教学水平，课程发展、专业结构等指标的优化升级。尤其2013 年公共数学（高数、线代、概率）获批山东省精品课程群，大大提升了公共数学课程的品质建设。而随着2018年国家双一流院校的认定，课程品质的认定也随之发生改变，逐渐由精品课程向一流课程、金课转型发展。其中随着近两年金课、一流课程的申报逐渐增多，以公共数学基础课“高等数学”为例，2020、2021 年先后获批校级一流本科课程、思政项目建设课程。高等数学课程在一流课程的申报过程中，针对课程评价指标，数学教师团队进行了相应的教学改革创新，如充分利用互联网教学平台、信息技术手段进行课程资源的融合、线上线下混合式教学模式的开展、针对创新人才的育人指标达成度、思政元素与课程知识的深度融合等等指标体系的完善，都极大地推动课程的变革，更促进了教与学相长，这是申报金课带来最有益的效果。

2 从传统教学形态、线下教学模式向新形态、混合式课堂教学模式的转型

随着课程的深入改革，高校的教学模式也亟待适应新时代的需求，加上依存教育部提倡“新工科”“新文科”等综合改革的契机，加快专业、课程内容、教学方法的改革与创新的步伐成为重头戏，使其服务于一流学科和一流大学的建设，更好地服务于创新人才的培养。

早在21 世纪初，国内外教育学者对互联网与教学的研究还停留在表面的结合，师生情感的交流互动缺乏、教师的教学过程单一，学生学习积极性不高。为寻找到互联网与课堂教学融合的突破口，建立良好的教学环境，同时为适应不同专业学生的素质教育，催生了教学形态到新形态的转型，促进了传统线下教学模式到混合式课堂教学模式的转型。随着本校近两年“高等数学”“线性代数”等公共数学课程的教学内容、教材类型的变革，使得适合培养学生自主学习能力的一系列新形态教材孕育而生，旨在构建学生思维能力、创新能力的全面发展。

混合式课堂教育模式成为教学改革的一剂良药，混合式教学主要是传统课堂教学与现代信息技术如视频、音效、动画、互联网、移动互联网、微课、慕课等技术手段的混合，线上教学资源与线下课堂教学的混合，学生自主性学习与教师课堂互相协作的混合，课堂理论教学与网络资源延拓的混合等几方面。这种教育模式从组织教学、实施教学等环节均具有一定的可行性，它打破传统的面对面单一的课堂教学方式，拓展了学生的知识面和思维模式。利用现代信息技术走进课堂，与课堂教学方法相结合，借助其混合式教学模式使得教学内容具有了新颖性和直观性，简化了课本知识，扩大了学生的知识面, 增加了学生学习的积极性，同时激发他们的情感，促进学生品质性格的培养。

以“高等数学”课程为例，它是理工科学生大学一年级学习的必修课程，掌握知识的程度直接影响后续的基础公共课“线性代数”“概率论与数理统计”，以及学生本专业课程的学习。随着互联网时代到来，信息技术的进步既给学生带来新鲜的理念，但也使学生沉迷于网络信息，学习主动性不高。再加上基础课程都是大班制授课，高等数学课堂上老师讲、学生听的传统教学方式很难实现学生的个性化学习，因此，有必要告别传统意义的课堂教学模式，黑板板书加多媒体课件的单一模式，迎来新的教学模式即线下教学模式、线上教学模式、混合式教学模式的转型升级。近两年本校更是积极推进线上+线下的混合式教学模式，助力一流本科课程建设，让授课教师有了新的教学动力，但如何结合互联网的信息化的优势，将其融合到课堂教学中以及如何有效构建混合式课堂教学模式等问题，又需要我们教育者去积极解决。如公共数学基础课“线性代数”，2020 年获批校级一流本科课程后，就展开一系列课堂的教学模式的改革，其教学主要目标是以“学生”为主体，通过课堂混合式教学的创新研究，提高课上课下学生学习的自主性，促进学生个性化的成长。同时，加强教学平台共享资源的软实力；促进教学内容、教学形态、教学模式、教学实践四轮驱动与课程思政、信息化技术的深度融合如（图1），使得课堂教学效果有显著的提高，进而达到教与学的互通性和开放性，增强学生学习数学的积极性以及学生的创新能力。另外，这种转型也有利于提升教师运用现代信息技术的能力，使得教师具有良好的科学素养。

图1 教学四轮驱动模式

混合式课堂的教学模式的转型使得老师和学生的学习能力都有所提升。具体表现在以下几方面：

一是传统课堂教学与现代信息技术的混合，以优化课堂的教学内容。现代信息技术是学生学习知识的一种认知工具，它既可以作为课程学习内容和学习资源的获取工具、又可以作为协作学习和交流讨论的通讯工具以及创作实践的工具。当前教育领域利用现代信息技术的应用主要是计算机、互联网、移动网络、网上学习等操作模式为主，今后将发展到利用信息技术培养的高级思维能力，从而构建知、情、意融合的高智慧学习体系。依据素质教育的要求，考虑学生存在的个体差异，在高等数学的课堂教学中适当融入现代信息技术，如信息搜索、图像、视频、声音等技术应用，丰富课堂的教学手段，改变传统的课堂教师黑板板书的教学模式。针对不同的学科专业，制订和优化相应的教学内容，有效地运用信息技术提供学生丰富的信息资源，使得学生更好地认识高等数学知识与其专业知识的契合点，激发学生的学习兴趣。同样，由于教师提供了各种各样不同的线上学习资源，供学生课后参考辅修，教师就能进一步展开多样化的教学方式，而不再局限于传统意义上的讲课。

二是课堂的教学过程实时协作与学生个性化学习的混合，创新教学方法及手段，以提高学生自主学习能力。在课堂教学中老师结合教学内容，适当地利用多媒体、移动互联网等手段，以提问、问卷调查，讨论等形式与学生共同完成教学过程，每个学生按着自己的理解独立解决问题，遇到疑惑问题可以直接与老师交流解答。目前我校展开“超星”移动教学竞赛就是新型的教学模式的探索，本项目成员的老师也参与其中，它实现了由传统教育向创新式教育的转变，完成由学生被动式学习到学生自主式学习的转变，激发了学生的积极性和创新潜能。

三是课堂理论知识与网络资源的混合，创设不同的教学情境，改变培养人才模式。“高等数学”课程中很多数学概念抽象难懂，老师在传统课堂教学中，总是平铺直叙地讲解概念，学生几乎是死记硬背地学习。混合式教学模式下，教师通过课前预习―课中学习―课后复习的一体化模式，进行新知识再创造的整理与分析，课后通过视频、移动网络等形式为学生创设教学情境，给学生留有充分的思考空间，让学生将课堂上未解决的问题的再次复习、整理，以便于课下及时有效掌握课上的数学知识，这样，学生就能获取更多的数学学习技巧和经验。学生借助在线讨论、课程网络教学视频、音效等多种手段混合式教学，实现运用交互式、混合式问题式以及启发式等现代教学方法、完成课堂教学的全过程，切实调动学生的学习积极性和创造性。

构建有效的基于现代信息技术的混合式教学模式，不仅需要现代网络技术的有力保障，还需要教师具备专业的信息技术知识素养。目前正是从传统教学过程逐渐转变为教育信息技术化变革的关键期。信息技术应用能力就是运用信息技术进行学习、合作、交流和解决问题的能力，是一种综合能力。对于一名高校数学教师来说，随着时代的进步，更应该与时俱进，多学习、多实践，了解学生实际需求，重构自身的教学能力。熟悉并掌握一些基本的信息技术，如微课录制、视频截图，动画处理，数学软件、网络在线信息技术等，确保在课堂教学过程中，能够熟练应用各种信息技术来充实教学活动，使得抽象、难懂的高等数学知识从老师单一的讲解模式提升为有电子问答、有师生在线互动等生动、有趣的混合式教学模式，化静为动，从而提高课堂教学效率。

3 学生课程考核从单一化向多元化的转型

在信息化时代，高校的评价体系不再是单一的期中测试、期末测试的卷面化考核，对学生的评价方式呈现多元化的转型，老师更重视学生的平时学习过程，并结合教学过程的信息技术积累，为学生合理制订课上、课下的考核内容和评价方式。在开展混合式的课堂教学改革的同时，其课程资源储备全面，通过学生作业、课堂回答问题的准确性、平时测试、期末考试成绩等反馈信息，及时调整教学内容[5]。从“高等数学”课程可以看出（如图2、3），老师依托学习通信息平台搭建课程框架，记录学生平时学习过程的评价标准，评价类型，如随堂练习，投票、知识问卷等各项学习评价指标。

图2 记录学生课程平时学习情况

图3 记录学生平时学习的成绩指标

根据课堂每个知识点的教学内容提供试题库，提供多种组卷策略的在线测试，方便老师及时掌握学生的学习动态，也方便对学生进行实时评价，这样有利于调动学生的参与性、积极性，提高老师与学生的契合度。

4 总结

面对学校提出“走进新时代，贯彻新思想，实现新发展，全面推进‘五有’高水平大学建设”的口号，作为一名基础学科的教育工作者，责无旁贷，必须通过多年的课堂教学经验与教学进行反思，深知教与学的互通性很重要。

因此，随着信息技术在教育领域的不断应用，在后疫情时代，进一步推动课堂混合式教学模式改革，不仅要求教师掌握现代信息技术，运用各种各样不同的信息资源，而且也促进教师有机会在课堂上使用多样化的教学方式，使得传统意义上的讲课模式转型升级，引导学生进行自主创新，激发学生学习兴趣，加深知识理解。利用信息化技术，老师可以延伸课堂教学资源，构建学生个性化发展、自主性学习、创新研究为一体的课堂创新实践模式，进而培养大学生的创新能力。