为一流课程建设做准备
王燊 余辉
[摘 要]“双一流”课程建设给诸多本科院校带来了机遇与挑战，高等数学是工科及各专业非常重要的一门公共基础课程，积极探索智慧教学工具在高等数学教学改革中的使用及成效，可以为接下去的一流课程建设做好充分准备。
[关键词]一流课程;高等数学;学习通;教学改革
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2021）05-0105-04
一、教学改革的背景
为深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神，紧紧围绕全面提高人才培养能力这个核心点，加快形成高水平人才培养体系，2018年，教育部文件《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》（教高〔2018〕2号）中明确指出，要推动课堂教学革命，积极推广混合式教学、翻转课堂，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式;要加强学习过程管理，严格过程考核，加大过程考核成绩在课程总成绩中的比重;重塑教育教学形态，大力推动互联网、大数据、人工智能、虚拟现实等现代化技术在教学和管理中的應用，探索实施网络化、数字化、智能化、个性化的教育，推动形成“互联网+高等教育”新形态。大量本科高校面临着“双一流”建设带来的机遇和挑战，这就迫切要求高校从教学理念、教学管理、人才培养和学科设置等多方面进行改革和创新，促使高校骨干教师更新观念，探索教育改革路径[1]。
2017年，由“复旦共识”“天大行动”“北京指南”构成的新工科建设“三部曲”，提出了“新工科理念”。这一理念可以概括为：创新、全面、开放、引领。它不仅仅局限于工科领域，还适用于其他学科，它更强调的是学科的实用性、交叉性与综合性 [2]。以“新工科”带动的“四新”（“新工科”“新农科”“新医科”“新文科”）是一流课程建设过程中聚焦的核心，具体到教学层面，它需要教师采用教育教学的新模式，例如课程学习与项目学习相结合的模式、探究式与小班讨论式学习模式、MOOC/SPOC+翻转课堂教学改革模式、校企合作协同育人模式等。随着近两年国家精品课程评选工作如火如荼地开展，各种门类有上万门在线课程，为不同层次、不同需求的人群提供了更多学习的机会和可能。只要你想学习，那么学习便无处不在。在线课程的建立打破了学习的时间和空间限制，让更多的人从中受益。与此同时，还有很多智慧教学工具/平台涌现出来，如云课堂、雨课堂、超星学习通等，其提供了多样化签到方式、抢答、分组讨论、随堂测试、在线直播、问卷调查等多种功能，可以很好地丰富课堂活动，拉近教师与学生的距离，一改课堂沉闷、无激情的氛围，让“教”与“学”得到更好的互动。
综合以上提出的诸多新时代教育元素的更新，改变传统教学方式的呼声越来越强烈，需求越来越凸显。翻转课堂就是近年来适应这种需求的较热门且被尝试较多的一种新兴教学理念，然而这一教学模式在中国并没有明显提高学生对系统性知识的学习效率或对技能的习得水平[3-4]。结合国内外学者观点，翻转课堂实施过程中遇到的困难和挑战主要体现在以下几个方面：1.翻转课堂的学科、学段适用范围有限制;2.实施的班级规模有限制（一般更适用于小班制）;3.对于信息技术资源有较高要求;4.对师生素质及能力提出高要求;5.评价体系的缺位限制了翻转课堂教学效果的发挥[5]。基于上述困难，如何将翻转课堂的理念应用于大班制的公共数学基础课教学中，成为许多数学教师不断尝试和探索的主要课题。然而想要在实际的教学中更好地发挥翻转课堂的优势，使线上资源与线下课堂更好地融合，真正提高教学质量，首先应该对智慧教学工具的使用做到心中有数。本文正是为一流课程建设做准备，在前期对各类智慧教学工具有所了解的基础上，选择适合自身课程特点的智慧教学工具——超星学习通，结合翻转课堂的教学理念，不断尝试、熟悉各项功能，持续改进教学设计，以期摸索出一套适用于公共数学类课程的线上线下混合式教学经验。
二、教学改革的实施
（一）基本信息（见图1）
（二）基本思路
2018—2019学年第一学期授课对象为2018空数、2018交工、2018物流专业（修高等数学A1课程，以下简称A班级），学生入学水平相当且课程要求相同，均引入学习通作为教学辅助工具。2018—2019学年第二学期授课对象为2018土管、2018公管（修高等数学B2课程，以下简称B班级）、2018农区、2018农经（修高等数学C2课程，以下简称C班级），学生入学水平相当且课程要求相同，B班级仍引入学习通辅助教学。与此同时，为了分析这种新的教学模式与传统教学模式相比较的优缺点，特将C班级作为比较班级沿用传统教学方法。通过对两种不同教学模式班级学生的成绩及问卷调查结果的分析来总结智慧教学工具在高等数学课程中的使用成效，并提出进一步的改进建议。具体的教学改革流程如图2所示。
（三）基本做法
1.课前。教师在学习通的“章节”中发布即将授课内容的具体目标和要求，协助学生更有目的性地进行预习。根据课程章节内容建立题库，涵盖所有知识点并区分易、中、难三种不同难度层次，为后续布置作业及课堂提问做充分的准备。
2.课中。教师利用签到、抢答、选人、小测等环节调动学生上课积极性。经常变换签到方式（如拍照、手势、二维码等），一改传统、单一的“喊到”方式，吸引学生尽快加入课堂。根据课程内容，不时准备课堂抢答题，要求学生认真思考后抢答，对前三名抢答成功并正确作答的学生给予积分奖励，并以适当比例转化为平时成绩计入总评，这极大地调动了学生的课堂参与积极性，为传统沉闷的数学课堂注入一针兴奋剂。每章结束后为了对学生学习效果有一个及时了解，教师均会安排一次随堂小测，第一学期通过学习通发布小测并在线提交，但是由于网络信号不稳定的因素，大部分学生提出此种做法影响测试顺利进行，于是第二学期教师及时调整方案，将随堂小测改为纸质测试。
3.课后。教师于每次课程结束后将重点内容如定理、公式、结论、经典例题等发布至学习通的“章节”中，以便学生及时复习，且在后续学习中仍可根据个人需要进行多次重复学习。教师根据课程内容特点，不定时通过学习通讨论区发布较课堂例题综合程度更高的讨论题供学生课下思考、讨论，这既符合当代大学生喜欢借助网络交流的特点，又将学习由课堂延伸至课下，拓展了学习的时间和空间，加强了学生的自主学习意识。学期末，教师利用学习通的“问卷”功能向所有授课学生发布一份问卷调查，多方位了解学生对于本学期教学手段的意见和建议，以进一步改进教学手段、提升教学质量。
三、教学改革的成效
每学期末，教师首先分析实验对象与比较对象的学习成绩，其次通过设计问卷调查，从参与者角度调查学习通的使用效果，通过两方面共同验证教学的有效性。
（一）关于试点班与非试点班学习成效的分析
我们提取了学习通所记录的试点班学生的平时学习足迹，将试点班与非试点班学生的学习习惯与他们的学习成绩进行了关联度分析，从表1和表2的数据可以看出，A班级中更倾向于新教学模式的学生学习成绩略高于倾向于传统教学模式的学生，针对该班级学生的期末成绩进行的单因素方差分析结果（[P-value]值介于0.01到0.05之间）显示，两种教学模式对期末成绩带来的差异是显著的，这表明乐于使用智慧教学工具的学生成绩是有明显提高的。
表3数据则显示，无论是平时成绩还是期末成绩，B班级均高于C班级且总体更趋于稳定。
而试点班中对新模式接受度较高的学生通常更加主动参与其中，如更多访问、更多参与讨论、更积极参与课堂抢答等，参与度越高，期末成绩的优势越明显（见图3、图4）。由此可见，“学习通”这一工具的引入，确实对提高高等数学成绩有所帮助，更重要的是，它能够引导学生更快、更好地适应新时代对自主学习的要求，变“被动地听”为“主动地学”，为实现师生、生生互动提供了更多可能和更大的空间，在很大程度上促进了教学相长。
（二）关于引入智慧教学工具的反馈
通过每学期末对实验班级进行的问卷调查数据显示，合计380份有效问卷中有72%的学生对引智慧教学工具学习通入高等数学课程这一教学模式持认可态度（如图5）。主要体现在“打卡签到很方便”“提交作业非常便利，随时随地交作业”“平时分更透明了”“随时可以复习课堂来不及记或没记清的知识”等（如图6）。可见，学习通的引入，对于提高课堂效率、丰富课堂教学形式确实起到了较好的效果，它能够很好地将课堂时间延伸至课下，使学生的学习真正做到“不间断”。同时，通过亲身体验，部分学生也对这种由学习通带动的部分翻转式的课堂教学提出了一些建议和意见（如图6、图7），有助于任课教师在后续课程中持续改进、完善。
四、教学改革的改进
虽然这一年在高等数学课程中引入学习通作为辅助工具的做法取得了较理想的效果，但是在改革过程中仍然存在不尽如人意的方面，有待改进。
一方面，智慧教学工具对网络环境要求较高，阴雨天或云层较厚时网络信号通常较弱，容易出现卡顿现象从而影响教学时间，此时便不宜采用拍照方式签到。经过实践，不建议使用学习通进行随堂小测，据多数学生反应，由于全班同学同时登录，网速较慢，极大影响小测的顺利进行和成绩，降低学生对新模式的接受度和认可度。
另一方面，虽然总体来看，试点班的成绩较非试点班有所提高，但差值不够显著，并未达到预期，这种借助智慧教学工具进行的部分翻转的数学课，无论对学生还是教师都是一种新的尝试和挑战，教师在教学设计上难免还有不够完善的方面，未能更好地发挥翻转课堂的优势。综合教师自身的反思及试点班学生反馈的意见和建议，考虑采取以下方法改进：1.在接下去的授课过程中结合另一种工具（如雨课堂），进一步巩固课堂学习成效，加强学生对知识的掌握;2.适当增加讨论题，加强课后师生、生生之间的交流讨论，带动更多的学生参与课程，形成更加积极、主动、良好的学习氛围;3.将智慧教学工具提供的学生学习数据更好地利用起来，及时跟进学生的学习状态，更有针对性地给予辅导和帮助，做到“精准扶弱”。
五、结语
通过一学年对智慧教学工具的摸索，由以上数据分析可以看出，选用合适的智慧教学工具作为高等数学课程辅助并且进行合理的教学设计，对课程整体质量是有所助益的。下一阶段，我们将进一步尝试引用国家精品在线课程作为线上学习资源，在高等数学以及其他公共数学基础课程中开展线上线下混合式教学尝试，并将新形态教学模式进行普及、推广。
[ 参 考 文 獻 ]
[1] 胡志远， 沈祁萌， 鄂东， 等. 基于在线学习的高等教育改革创新与内涵发展初探[J]. 大学教育， 2018（10）：224-226.
[2] 孙英浩，谢慧.新工科理念基本内涵及其特征[J].黑龙江教育（理论与实践），2019（Z2）：11-15.
[3] 黄美初，沈敏敏.翻转课堂与MOOCs在开发大学教学中的有效结合研究：太极四重嵌套式的翻转课堂与MOOCs相结合架构初探[J].远程教育杂志，2015（2）：62-70.
[4] 李丹.翻转课堂应用教学的现实问题和条件[J].现代中小学教育，2015（12）：31-34.
[5] 刘倩.翻转课堂的本土化困境与游戏化策略[J].高教探索，2018（9）：29-36.
[责任编辑：陈 明]
