信息化条件下的“高等数学”教学改革探研

张娟

摘要：“高等数学”课程是理工科专业的必修课程，其对学生后续学习专业课程会起到至关重要的作用。信息技术的发展对“高等数学”课程提出了新要求，也给其带来了新挑战。文章基于OBE教学理念对“高等数学”课程教学现状进行分析，信息化条件下“高等数学”课程教学过程中存在的问题，并从创新教学理念、优化教学内容、创新教学方法和建立完善的课程考核体系四个方面入手，对“高等数学”课程教学改革的方向进行探索，以期提高“高等数学”教学质量。

关键词：信息化；“高等数学”教学；教学改革；OBE教学理念；线上+线下混合式教学模式；信息技术

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1008-3561（2023）28-0121-04

基金项目：本文系“宁夏师范学院本科教学项目资助”（编号：NJ YZYGGK2308）研究成果

“高等数学”具有清晰的逻辑性、高度的抽象性和普遍的应用性，在培养应用型人才方面有着特别重要的作用。2014年，教育部发布的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》明确指出：深化课程教学改革具有重要意义[1]。而且，由于学生的差异性和教师个人因素的影响，“高等数学”课程的教学效果相差往往非常大，因此“高等数学”课程的教学改革是必然的也是具有重大意义的。信息技术的进步对“高等数学”教学改革既是机遇又是挑战。那么，如何在信息化条件下对“高等数学”教学进行改革呢？下面，笔者结合教学实践对此展开深入研究，以期找到信息化条件下“高等数学”教学改革的有效方法。

一、信息化条件下“高等数学”教学改革面临的困境

1.教师信息技术能力有待提升

2019年4月，教育部印发的《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》提出：要推动教师主动适应信息化，积极有效开展教育教学，全面促进信息技术与教育教学融合创新发展[2]。然而，受传统教学观念影响，至今仍有部分高等数学教师所具备的信息化水平与培养现代化创新型人才的要求之间存在一定差距。另外，部分高等数学教师对信息技术的使用仍处在较浅层面。这使得信息化条件下“高等数学”教学没有太大变化，教学效果提升也不明显。

2.课程本身具有一定学习难度

“高等数学”课程是理工类专业学生必须掌握的一门基础课程，具有知识体系庞大、讲授时间长、计算量和证明量大等特征，对学生来说具有一定的学习难度。另外，很多院校使用的都是同济大学数学系编写的“高等数学”教材，这本教材从“极限的定义”讲起，具有高度的抽象性和严密的逻辑性，这使得部分学生对这门课程从一开始就产生畏难情绪，甚至出现想要放弃的想法，学习效果可想而知。

3.教学模式传统落后

当前，部分教师对“高等数学”课程的教学仍偏向于理论知识的讲解，采用的主要是“教师讲、学生听”的灌输式教学模式。这使得“高等数学”课堂成了教师的专属舞台，而学生则处于被动接受知识状态。这样一来，教师的教学质量和学生的学习效果都难以得到保障。具体来说，首先，学生对“高等数学”这门课程的学习积极性不高，因此学生的创新能力难以得到有效培养。其次，教师讲授课程占用了学生的自学和练习时间，導致教学质量受到影响。最后，教师不能照顾到学生的差异性，这不利于学生的个性化发展。

4.考核评价形式单调、内容单一

当前，部分高校对“高等数学”课程的考核方式较为单调，主要包括学生平时成绩和期末成绩两方面，通常为平时成绩占30%，期末成绩占70%。平时成绩主要由学生课堂表现、作业完成情况及考勤情况等三部分组成，缺乏对学生运用数学知识解决实际问题能力等的考查。另外，部分高校在考核学生“高等数学”学习情况时，更注重对学生理论知识掌握情况的考查，并且在考查理论知识时，缺乏开放式题型，导致学生不能把理论知识与实际问题结合起来，使得学生对这门课程的学习动力不足。

二、信息化条件下的“高等数学”教学改革策略

在信息化条件下，教师要紧跟时代步伐，基于OBE教学理念对“高等数学”课程教学进行改革，并积极利用信息化教学资源对“高等数学”课程内容进行调整、充实，以使“高等数学”课程可以更好地满足现代社会发展要求[3]。

1.更新教师教学理念

教师是决定教学质量的关键因素，更新教师的教学理念要比帮助其掌握先进的教育技术更为重要[4]。如果没有教师教学理念的创新，那么“高等数学”教学就不可能实现真正意义上的改革。如果没有教师教学理念的创新，那么“高等数学”教学过程将会成为教师用先进教学技术向学生输入知识的过程，实质上仍然是在采用“灌入式”教学模式进行教学。因此，一方面，学校应积极对高等数学教师开展相关培训，帮助其更新教学理念。另一方面，高等数学教师应积极学习信息技术知识，努力提高自身的信息素养，增强自身的信息处理能力，使自身的教育理念得到更新。

第一，学校方面。高校应积极建立一支稳定的、具有信息化知识的高等数学教师队伍，并在学校条件允许的情况下组织本校高等数学教师参加信息化教学及学术研讨、交流等活动，以切实提高本校高等数学教师的信息化教学水平。另外，高校还要鼓励具有丰富的信息化教学经验的高等数学教师在教学中发挥带头作用，帮助不善于利用信息技术进行教学的教师，以提高他们的信息化教学水平，使他们及早成为信息化高等数学教学的骨干。

第二，教师个人方面。（1）高等数学教师要努力提高自己的职业道德水平。教育在于“言传身教”，因此高等数学教师应为学生做好表率，端正自身的品行，拥有乐观向上的精神、亲切温和的态度、良好的个人爱好和健康的体魄，重视每一堂课，重视每一名学生，重视每一个教学细节，努力学习信息技术知识、提高自身的信息化教学能力，只有这样，才能成为学生之榜样、同辈之楷模、未来之希望。（2）高等数学教师应做到以学生的发展为中心。高等数学教师要根据学生学习情况的差异性进行因材施教、分类培养，并针对不同专业学生的不同学习需求采用不同的教学方式。如对于更加注重理论知识学习的专业，高等数学教师应多讲一些概念和证明题。对于更加注重实际应用的专业，高等数学教师应强调学生的动手实践能力。（3）高等数学教师要设法提高自身信息技术处理和运用能力。首先，高等数学教师要听一些信息技术方面的公开课，多研读一些与信息技术知识有相关的书籍，以增加自身的信息技术知识储备。其次，高等数学教师要与时俱进，及时了解和掌握信息技术前沿知识，从而为学生打造更加有吸引力的“高等数学”课堂。最后，高等数学教师要主动参加信息化教学培训活动，以提高自身的信息技术运用能力，使信息技术能在“高等数学”课堂教学中发挥出最大的助学效用。

2.丰富课程教学内容

随着信息技术的发展，教学资源越来越丰富。高等数学教师要积极利用信息化资源丰富课程内容，以提升课程吸引力，增强学生使用数学的意识，培养学生运用“高等数学”解决实际问题的能力，让学生知道数学有用以及如何用，从而使课程的育人功能得到充分发挥。

（1）增加关于数学文化方面的内容。在信息化背景下，高等数学教师可以积极将数学文化内容引入“高等数学”课程教学中。这不但可以让学生对数学发展史、数学文化及数学思想等形成一定的了解，还可以培养学生数学学习热情，激发学生的创新意识，让学生充分领略到数学的美学价值，从而有效提高学生对“高等数学”的学习兴趣。

（2）增加关于思想政治教育方面的内容。任何课程都有育人功能，“高等数学”课程也不例外。高等数学教师要充分利用信息化条件加强“高等数学”课程思政建设，把思想政治教育元素融入“高等数学”课程教学中，以提高课程的育人能力，推动课程思政的高质量建设，从而高效落实立德树人根本任务，为大学生真正成为社会主义的合格建设者和接班人奠定坚实基础。具体来说，在实际教学中，高等数学教师可以把与培养大学生的世界观、人生观、价值观及社会责任感等有关的内容与“高等数学”课程相结合，让学生知道：忘记什么都可以，但绝不能忘记自己的祖国，这是一个人的生命之本。丢掉什么都可以，但绝不能丢掉事业，事业是书写人生未来辉煌的载体，一个人的价值往往会在其事业中得到彰显。没有什么都可以，但绝不能没有志气，没有志气的人是不可能成才的。

（3）增加与学生所学专业知识相关的内容。“高等数学”课程对培养大多数理工科专业学生的业务能力都具有关键作用，因此在讲授这门课程时，高等数学教师应把该课程与学生所学的专业知识相联系，并尽可能多地从每个专业的角度出发向学生讲授其需要的学习内容，从而突出“高等数学”课程知识应用的广泛性，使“高等数学”课程的教学作用得到最大化发挥。例如，在给物理班的学生讲授“定积分的应用”这一章节的知识时，高等数学教师可以将其与物理学专业课结合起来，多给学生讲一些定积分在物理上的应用案例，以此让学生发现学习“高等数学”这门课程对其后续学好专业课程意义重大。在给生物班讲授完“微分方程”这一章节的知识后，高等数学教师可以将其与“传染病”的相关知识联系起来，如利用“微分方程”为学生构建传染病动力学模型等。高等数学教师将教学内容与学生所学专业课程的知识内容进行联系，可以凸显出“高等数学”应用的广泛性，有助于激发学生的学习热情，提升学生的学习效果。

3.创新课堂教学模式

在信息化条件下，为了确保学生在“高等数学”课堂上能够充分掌握理论知识及实践技能，并且对课程保持长久的学习热情，高等数学教师就必须积极运用信息技术创新课堂教学模式[5]。

（1）利用信息技术使教学内容得到形象化展示。在信息化条件下，高等数学教师要充分利用信息技术创新课堂教学模式，以便学生能够全身心地参与到课堂学习中，并有所收获[6]。第一，借助计算机技术形象展示教学内容。例如，在讲授“曲面方程”这一知识时，高等数学教师就可以充分利用计算机技术形象展示曲面方程。在条件允许的情况下，高等数学教师也可以让学生将Mathematica和Matlab作为工具，在计算机上完成极限、导数和定积分等数值的计算，并绘制出一些重要而又比较难绘制的函数图象和曲面图形等。第二，利用数学软件构建数学模型。高等数学的概念和定理都比较抽象，要想提高学生的学习效果，最直接、有效的方法就是构建数学模型，利用模型开展形象化教学。在信息化条件下，数学软件逐渐成了构建数学模型，并进行求解、分析和验证的最有效工具。数学软件就相当于给“高等数学”课程教学添上了有力的翅膀，使数学问题的求解更精确、更快捷，为学生解决实际问题提供了强大工具。

（2）引入“线上+线下”混合式教学模式。混合式教学模式是信息化条件下产生的新型教学模式，其可以打破传统课堂教学的时空限制，让学生可以随时随地进行自主学习，从而有效改变传统教学模式下学生学习效果差異过大等问题。在“高等数学”教学过程中，教师可以积极采用“线上+线下”混合的方式进行授课，以提升教学效果[7]。具体来说，首先，高等数学教师要建立线上资源，把预习、复习等环节拿到线上进行，以提高学生的预习效率，提升学生的复习效果。其次，高等数学教师要积极开展线下教学活动，以检测和巩固学生线上学习效果。最后，高等数学教师要合理评估教学过程，时刻关注学生反馈，以使“线上+线下”混合式教学模式的教学效用得到最大化发挥。

4.完善课程考核评价体系

（1）对学生的考核评价。第一，把“高等数学”课程考核评价嵌入课程教学的全过程中。在课程教学中，高等数学教师可通过对学生学习状况进行多种形式、分阶段的考核评价，有效建立起更加科学的考核机制，使考核“学习成绩”向评价“学习成效”转变，引导学生主动学习，从而实现对学生学习效果的科学评估。多样化的考核方式有助于激发学生对“高等数学”课程的学习兴趣，提高学生对“高等数学”课堂学习活动的参与积极性，还有助于把考核评价主体从教师转变为教师和学生，引导学生学会自我评价和相互评价，为全面提高学生学习成效提供保障。第二，把“高等数学”课程考核分为线上考核和线下考核两部分。线上考核主是对在线课程的考核，如对数学文化、数学建模类课程的考核。线下考核分为考勤、作业、课外考查、课堂参与度、期中考试和期末考试。其中课外考查主要以建模题、应用题和开放题为主。期中考试及期末考试则更加注重对学生理论知识的考查。高等数学教师可以设置成绩各部分的权重。第一部分是对学生线上学习的考核，占总成绩的20%。这一部分可以让学生了解数学文化，培养学生的学习自主性，鼓励学生进行差异性学习。第二部分是对学生考勤、作业和课堂参与程度的考核，占总成绩的10%。这一部分可以随时考查学生对“高等数学”理论知识的掌握情况。第三部分是对学生知识运用能力的考核，占总成绩的10%。这一部分主要考查学生“高等数学”知识运用能力。第四部分是期中考试和期末考试，占总成绩的60%。这一部分主要考查学生对“高等数学”课程理论知识的整体掌握情况。在课程的最后，高等数学教师可以让学生对这门课程的学习情况进行评价，以期达到全面提高学生学习成效的目标。

（2）對教师的考核评价。第一，定期组织教师交流教学经验，以考查高等数学教师对高等数学教学中出现的问题是否及时予以解决，以期进一步提高高等数学教师的业务水平[8]。第二，定期检查教案、教学进度。在每学期期中和期末，高校要对高等数学教师的教案、教学进度进行检查，以考查教师是否做到“分析问题、解决问题”，以确保高等数学教师能够保质、保量地完成教学任务。第三，加强教学档案管理，并对高等数学教师的考试试卷、课程组活动记录和课程建设规划情况等进行考查，以确保“高等数学”课程建设向着健康的方向发展。第四，制定高等数学教学规范，并对教师在高等数学教学中的教学目的、教学重点、教学难点以及教材的处理情况进行考查，以确保教师按照具体教学要求规范自身的教学行为。第五，对教师申报有关“高等数学”的各级教改项目和教改课题情况进行考查，以促进课堂教学改革，提高教师的业务水平。

三、结语

综上所述，信息技术可以为“高等数学”课程教学提供更好辅助，推动“高等数学”教学改革。在信息化条件下，高等数学教师可从创新教学理念、优化教学内容、更新教学方法和建立完善的课程考核体系等方面入手，对“高等数学”课程进行改革，从而有效构建出高质量、高水平的“高等数学”课堂。

参考文献：

[1]教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见（摘编）[J].青海教育，2014（12）：4-5.

[2]教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见[J].中华人民共和国教育部公报，2019（03）：60-64.

[3]江郁.基于OBE理念下高等数学教学改革的路径探索[J].吉林工程技术师范学院学报，2022，38（03）：55-57.

[4]韩晓丽.浅谈教师的教育信息能力及培养[J].成才之路，2010（12）： 15.

[5]赵洁.信息化条件下高等数学教学手段改革研究[J].湖南邮电职业技术学院学报，2018，17（03）：110-112.

[6]徐富强，郝江锋，王珺.高校课程线上线下混合式教学改革探析———以“高等数学”课程为例[J].兰州文理学院学报：自然科学版. 2022，36（03）：112-118.

[7]李春飞.高等职业院校数学课程建设研究[J].长春师范学院学报：自然科学版，2010，29（04）：127-130.

[8]张纪强.高等数学课程混合式教学模式研究[J].吉林农业科技学院学报，2022，31（06）：82-85.

Exploration of the Teaching Reform of "Higher Mathematics" under the Condition of Information Technology

Zhang Juan

（Ningxia Normal University， Guyuan 756000， China）

Abstract： The course of "higher mathematics" is a compulsory course in science and engineering， and it plays a crucial role in students subsequent learning of professional courses. The development of information technology has put forward new requirements and challenges for the course of "higher mathematics". The article analyzes the current situation of "higher mathematics" course teaching based on the OBE teaching concept， summarizes the problems existing in the teaching process of " higher mathematics" course under information technology conditions， and explores the direction of "higher mathematics" course teaching reform from four aspects： innovative teaching concept， optimized teaching content， innovative teaching methods， and establishment of a sound course assessment system， in order to improve the quality of "higher mathematics" teaching.

Key words： informatization； teaching of "higher mathematics"； teaching reform； OBE teaching philosophy； online+offline blended teaching mode；information technology