《高教學(xué)刊》2020年第16期，ISSN;2096-000X

摘要：借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段，搭建數(shù)學(xué)智能教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生提供豐富的在線學(xué)習(xí)資源，同時(shí)利用大數(shù)據(jù)手段分析學(xué)情，讓教師更精準(zhǔn)地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而實(shí)現(xiàn)真正的因材施教和個(gè)性化教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位更加凸顯出來(lái)，建立主觀學(xué)習(xí)意識(shí)，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)習(xí)的效果。

關(guān)鍵詞：大學(xué)數(shù)學(xué) 信息技術(shù) 智能教學(xué) 追蹤測(cè)試

前言：

自黨的十九大以來(lái)，國(guó)家先后出臺(tái)了一系列提高教育教學(xué)質(zhì)量的指導(dǎo)意見(jiàn)，給高等教育的發(fā)展提出了一些的新任務(wù)^[1]。《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃 （２０１１－２０２０年）》提到信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展的革命性作用，將“教育信息化建設(shè)”列為十大重點(diǎn)項(xiàng)目之一，并在其中特別提出兩大“創(chuàng)新”，即信息化教學(xué)與學(xué)習(xí)方式創(chuàng)新、人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新^[2]。在此政策背景下，把現(xiàn)代信息技術(shù)引入大學(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)，通過(guò)優(yōu)化教育資源配置，讓教學(xué)方式多元化，教學(xué)內(nèi)容情境化，提高教學(xué)效率，勢(shì)在必行。

一、現(xiàn)行大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題

筆者從事大學(xué)數(shù)學(xué)教育教學(xué)十幾年，發(fā)現(xiàn)很多高校尤其民辦高校現(xiàn)有的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式仍然存在著明顯的不足，具體體現(xiàn)在以下方面：

1、教材枯燥

教材是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的主要參考書(shū)，但現(xiàn)有很多學(xué)校的教材更多地是把知識(shí)點(diǎn)拼湊在一起，讓讀者覺(jué)得數(shù)學(xué)教材像一本“知識(shí)字典”一樣“冷酷干澀”。知識(shí)本身來(lái)自于人類的實(shí)踐活動(dòng)，是人類不斷認(rèn)識(shí)世界的產(chǎn)物，若我們能把這些抽象的數(shù)學(xué)概念還原到生活實(shí)際中，讓學(xué)生覺(jué)得學(xué)知識(shí)是很自然的認(rèn)知過(guò)程，學(xué)生讀起來(lái)就會(huì)有親切感，。

2、師資不足

現(xiàn)在很多高校，學(xué)生人數(shù)逐年擴(kuò)招增加，數(shù)學(xué)作為公共基礎(chǔ)課，授課面廣，由于師資人數(shù)限制經(jīng)常采用大班上課方式，100多人甚至200多人一起上課也有，如此很難保證在有限的課堂時(shí)間內(nèi)與學(xué)生進(jìn)行充分交流，無(wú)法關(guān)注到每一位學(xué)生，這樣就很難對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的個(gè)性化指導(dǎo)和輔導(dǎo)，使過(guò)程考核受到局限，無(wú)法體現(xiàn)更好的公平性，對(duì)真正提高教學(xué)質(zhì)量是不利的。

3、模式僵化

在長(zhǎng)期傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學(xué)模式影響下，現(xiàn)在很多高校數(shù)學(xué)老師一般還是統(tǒng)一安排授課內(nèi)容，統(tǒng)一安排進(jìn)度，只考慮到照顧大多數(shù)學(xué)生的狀況進(jìn)行統(tǒng)一學(xué)習(xí)指導(dǎo)，最后采取單一的統(tǒng)一筆試考試評(píng)價(jià)，這種單一傳統(tǒng)的教育模式幾乎無(wú)法做到對(duì)學(xué)生實(shí)施個(gè)性化指導(dǎo)，也就不能發(fā)揮學(xué)生的主體學(xué)習(xí)意識(shí)^[3]。

4、技術(shù)落后

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)越來(lái)越緊密的融合到教育教學(xué)中，但是大學(xué)數(shù)學(xué)課程由于其教學(xué)內(nèi)容的抽象性及數(shù)學(xué)符號(hào)的輸入及顯示問(wèn)題的限制，使得教師利用信息技術(shù)的比例和深入程度依然較低，很多時(shí)候老師的所謂信息化教學(xué)也僅僅可以稱謂是 “多媒體教學(xué)”。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化教學(xué)給人們提供了一種解決教學(xué)難題的全新視角，大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)也應(yīng)該加大與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合。

針對(duì)以上問(wèn)題， 借鑒國(guó)際教育發(fā)展的最新成果，結(jié)合我國(guó)教育改革要求，充分利用人類科學(xué)技術(shù)，我們期待大學(xué)教學(xué)形態(tài)應(yīng)該滿足這樣一些特征:

1、知識(shí)體系化呈現(xiàn)，符合知識(shí)的發(fā)展邏輯、遵循人的認(rèn)知規(guī)律和富含人性的知識(shí)闡述方式，同時(shí)知識(shí)與應(yīng)用緊密結(jié)合，獲取知識(shí)的同時(shí)即可知道知識(shí)的用途和使用方法；

2、使用大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的真正個(gè)性化，能隨時(shí)評(píng)估學(xué)習(xí)者的知識(shí)水平和技術(shù)能力，實(shí)時(shí)提供學(xué)習(xí)內(nèi)容，使用移動(dòng)智能硬件，充分利用教師和學(xué)習(xí)者的碎片時(shí)間，突破教育機(jī)構(gòu)的邊界，隨時(shí)隨地教學(xué)和學(xué)習(xí)；

3、構(gòu)建教師間通道，共享教學(xué)理念、授課方法、教學(xué)資源和創(chuàng)造成果。

二、“大一智慧”教學(xué)平臺(tái)的搭建

基于以上存在的問(wèn)題和預(yù)想，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，搭建智能教學(xué)平臺(tái)，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。2017年底起，西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院數(shù)學(xué)教研中心啟動(dòng)數(shù)學(xué)智能教學(xué)平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)工作。本項(xiàng)目由美國(guó)南加州大學(xué)金融數(shù)學(xué)博士周月剛教授與學(xué)校數(shù)學(xué)教研中心聯(lián)合開(kāi)展，旨在搭建一個(gè)新的智能教學(xué)平臺(tái)，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)工具和手段，改變較為傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式，提高大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)過(guò)一年多的努力，現(xiàn)已初步搭建起了“大一智慧”教學(xué)平臺(tái)，并于2018年秋季學(xué)期起進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐試用。（https://eidayi.www.wweih1.cn）

（一）平臺(tái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)原則

1、開(kāi)放性

平臺(tái)基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理念，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是主導(dǎo)，教師可以根據(jù)自己的思路利用平臺(tái)資源靈活進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并隨時(shí)完善平臺(tái)資源，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)水平自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2、互動(dòng)性

平臺(tái)設(shè)定討論區(qū)，可以發(fā)送課程通知，進(jìn)行互動(dòng)問(wèn)題交流。

3、安全性

身份驗(yàn)證登錄，保障平臺(tái)數(shù)據(jù)安全。

（二）平臺(tái)物理架構(gòu)

大一智慧平臺(tái)采用瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，由西南財(cái)經(jīng)大學(xué)天府學(xué)院Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、防火墻、因特網(wǎng)及用戶端組成。系統(tǒng)包括移動(dòng)終端應(yīng)用（app）和網(wǎng)頁(yè)版本，師生用戶可以通過(guò)手機(jī)及電腦對(duì)平臺(tái)進(jìn)行訪問(wèn)和使用，管理員通過(guò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的維護(hù)管理。

（三）平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

大一智慧教學(xué)平臺(tái)主體功能結(jié)構(gòu)包括影音教學(xué)系統(tǒng)、智能教學(xué)輔助系統(tǒng)、智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)三個(gè)部分。

1、影音教學(xué)系統(tǒng)

項(xiàng)目組按照內(nèi)容故事化、經(jīng)濟(jì)生活化、邏輯體系化的方式重新編寫(xiě)了大學(xué)數(shù)學(xué)系列教材，通過(guò)故事情節(jié)演進(jìn)來(lái)反映知識(shí)的本質(zhì)，符合讀者的認(rèn)識(shí)習(xí)慣。影音教學(xué)PPT配套使用手冊(cè)，全程規(guī)劃課堂教學(xué)過(guò)程。影音教學(xué)PPT中，常規(guī)知識(shí)講解由影音直接完成，將授課教師從重復(fù)的講解中解放出來(lái)。授課老師在影音PPT的提示下，并在輔助教學(xué)手冊(cè)的指引下，實(shí)施課堂互動(dòng)部分，包括測(cè)試學(xué)生實(shí)時(shí)知識(shí)理解情況，學(xué)生問(wèn)答，習(xí)題練習(xí)和手書(shū)解題過(guò)程等。

2、智能教學(xué)輔助系統(tǒng)

主要功能是課堂管理、課程管理、課后作業(yè)定制或布置、成績(jī)管理、分組學(xué)習(xí)管理、作業(yè)批改等幫助教學(xué)高質(zhì)量完成的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握教學(xué)和學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，隨時(shí)優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量，降低教學(xué)負(fù)重。

圖2-1教師端功能圖

圖2-2學(xué)生端功能圖

3、智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)

提供結(jié)合本書(shū)內(nèi)容的個(gè)人學(xué)習(xí)、知識(shí)測(cè)試、游戲化學(xué)習(xí)等功能，也提供學(xué)生成績(jī)管理，智能化知識(shí)進(jìn)階，還有知識(shí)定向應(yīng)用等內(nèi)容。平臺(tái)通過(guò)建立課程題庫(kù)資源，為學(xué)生提供了自主練習(xí)、自主測(cè)試的功能，所有題庫(kù)題目通過(guò)添加知識(shí)點(diǎn)、難度值、類型等各種標(biāo)簽與課程內(nèi)容之間都建立了關(guān)聯(lián)，學(xué)生通過(guò)自我測(cè)試發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，直接鏈接到對(duì)應(yīng)章節(jié)知識(shí)，進(jìn)行閱讀教材或觀看授課視頻，實(shí)現(xiàn)了閱讀教材、練習(xí)測(cè)試、觀看視頻的隨時(shí)切換。

系統(tǒng)通過(guò)追蹤測(cè)試學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，判斷學(xué)生現(xiàn)在所處的學(xué)習(xí)水平，向?qū)W生推送相應(yīng)級(jí)別的題目，真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的教學(xué)，提高了教學(xué)效率。

圖2-3學(xué)生在線測(cè)試評(píng)估流程圖

學(xué)生在平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果，判斷學(xué)生對(duì)本章知識(shí)的掌握情況，建議其進(jìn)入下一章內(nèi)容學(xué)習(xí)或繼續(xù)反饋學(xué)習(xí)再次進(jìn)行追蹤測(cè)試。

（四）使用反饋

平臺(tái)搭建后天府學(xué)院數(shù)學(xué)公共課程的教學(xué)已在平臺(tái)進(jìn)行了全部試用，初步達(dá)到了預(yù)期效果，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的參與度大大提高，借助大一智慧教學(xué)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的課堂參與程度及課下的學(xué)習(xí)過(guò)程，老師可以一鍵導(dǎo)出學(xué)生在平臺(tái)的學(xué)習(xí)報(bào)告，充分了解每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生更為公平、公正、全面的評(píng)價(jià)。

三、結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)今“互聯(lián)網(wǎng)＋”時(shí)代下，在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中融入信息技術(shù)，建立各種課程資源，讓教學(xué)方式多元化，教學(xué)內(nèi)容情境化，充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體意識(shí)，搭建智能教學(xué)平臺(tái)，借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)了解學(xué)情，可以讓教師更準(zhǔn)確地掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，真正開(kāi)展因材施教。借助現(xiàn)代信息技術(shù)工具和手段，搭建智能教學(xué)平臺(tái)，切實(shí)提高教育教學(xué)質(zhì)量將是大學(xué)數(shù)學(xué)公共課教學(xué)改革發(fā)展的大方向。

本文主要對(duì)“大一智慧”智能教學(xué)平臺(tái)的搭建和初步教學(xué)嘗試做了研究，后期將會(huì)結(jié)合具體教學(xué)實(shí)際對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估，進(jìn)一步完善此教學(xué)平臺(tái)。

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