
教育创新与实践
Journal of Educational Innovation and Practice
- 主办单位:未來中國國際出版集團有限公司
- ISSN:3079-3599(P)
- ISSN:3080-0803(O)
- 期刊分类:教育科学
- 出版周期:月刊
- 投稿量:5
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教育数字化背景下线性代数课程教学改革研究
Research on the Teaching Reform of Linear Algebra Course under the Background of Education Digitalization
引言
信息技术的不断发展特别是大数据的出现及运用,为高等院校教育高质量发展提供了契机。要实现高等院校教育高质量发展,就需要运用数字化对教育现代化进行赋能。线性代数课程作为公共基础课程,是众多专业学生必须学习的一门重要课程,也是对相关专业学生未来发展起重要作用的一门基础数学课程。教育数字化建设的推进,有助于共享线性代数课程教学资源,也将在线性代数课程教学改革中持续发挥积极作用。
一、高校线性代数课程教学现状
(一)教学同质化:亟需加强个性化教学设计
由于学生的数学基础、学习兴趣、特长等方面往往存在差异,需要教师在写教案的时候根据学生的实际情况进行设计。然而,由于线性代数这门课程内容比较抽象难懂、运算较为复杂繁琐,教师为了按时完成教学任务,在设计教案时,往往注重如何导入知识点、如何把知识完整传授给学生、如何做好课堂小结等方面,而忽视针对不同学生的情况采取有针对性的教学手段。在实际教学过程中,也往往侧重于向学生讲授相关知识,而没有结合学生实际进行拓展,这样会导致难以达到预期的课堂教学效果。教师要使学生在课堂上更具活力,就得从学生实际情况出发,设计出有针对性的教案,这是当下教师为了提高课堂“抬头率”需要解决好的一个痛点。
(二)实践薄弱化:亟待深化课程应用价值
高校要培养符合当下社会发展要求的人才,就不能忽视实践,尤其对于旨在为社会培养技术技能人才的高职院校来说,更应如此。然而,在以往的高职院校数学课程教学中,存在着重理论、轻实践的现象。线性代数作为许多工科专业学生必修的基础数学课程,与相关专业学生的专业学习联系紧密,是相关专业学生学好专业课程必备的数学工具。从教师层面来看,在实际教学中,由于时间紧、任务重,教师往往侧重于讲授基本理论知识及其运算方法,而忽视对线性代数在现实生活中应用的讲解,学生也缺少运用所学知识解决实际问题的机会。部分教师虽然已经意识到,要充分调动学生参与学习的积极性,就要与学生所学专业相结合,让学生明白所学数学知识在专业学习中所起的重要作用。然而,部分教师由于对学生所学专业不够了解,导致无从入手,也就难以让学生意识到线性代数在学生学习后续专业课程中所起的重要作用。从学生层面来看,来到大学之后,由于没有高中阶段那么大的升学压力,再加上有不少可以自由支配的时间,一些学生便松懈下来,对于数学的学习也不上心。一些学生虽然知道学好数学的重要性,但由于在上大学之前受到应试教育的影响,为了掌握相关解题技巧,试图通过做大量习题找到所谓的“套路”,这也意味着这些学生不会深入思考下去。还有一些学生缺乏自制力,来到大学以后,抱着“该放松放松”的心态,平时上课时马马虎虎,对做作业也不上心,但为了能一次顺利通过考试,在期末考试前会搞突击复习,想通过这种方式顺利过关。抱有这种学习态度的学生,即便顺利通过了考试,也谈不上真正具备了对所学知识的实际运用能力。
(三)育人浅表化:亟待破解实施路径难题
虽然目前有不少关于改进大学数学课程教学的相关成果,但难教难学依然是很多人的真实感受。随着新工科建设的推进,在线性代数课程中做实育人工作成为推动高校数学课程高质量发展的应有之义。教师要上好一堂课,除了要做好向学生传授数学知识的工作,还要体现育人实效。如果学生通过一堂课只获得了解题技巧,就没有达到理想的育人效果。部分教师对育人工作存在模糊认识,认为在授课内容较抽象且难度大、时间比较紧的情况下,开展育人工作会影响课堂教学的进度,甚至认为自己的主要任务就是做好数学知识的传授工作,对待育人工作则是应付了事,最终影响了整体效果。有的教师虽然意识到开展育人工作的重要性,但由于既没有相关专业背景,也没有接受过相关培训,在选取案例素材时认为只要提到就行,没有进行深入挖掘,导致说服力不够,难以起到应有的育人效果。为了更好地在线性代数课程教学中实现育人目标,需要教师从多个维度来深入挖掘育人元素。比如,在讲到某一知识点的时候,可以向学生讲述与之相关的数学家的故事,而这需要教师熟知数学发展史;在讲解如何运用所学知识解决问题的时候,可以与学生所学专业联系起来,以激起学生的参与热情,而这需要教师具备跨学科意识,且了解学生所学专业。然而,由于线性代数课程的授课任务比较重、内容比较抽象,部分教师在授课时难以把握好育人时机,往往会对所选取的相关案例一带而过,有的教师甚至因为时间不够而没有融入,这些都成为相关教师从多个维度开展育人工作必须面对的现实难题。要充分发挥线性代数课程的育人作用,就要想方设法解决这些问题。与此同时,在对教师的教学业绩进行考核时,如果没有关于育人的具体评分指标,一方面难以对教师的育人效果进行客观评价,另一方面会导致部分教师认为育人成效如何不会影响自己职业发展而忽视对育人元素的挖掘。
(四)素养滞后化:亟需提升数字教学能力
在当下,教师要上好一堂课,不能拘泥于以往传统的教育模式,而是要善于利用信息技术开展教学工作。在教育数字化背景下,教师要适应当今社会对教育高质量发展的新诉求,就要从提升自身信息素养上下功夫。然而,对大数据技术不太了解、对线上教学不够重视、利用互联网进行信息检索的能力不够强等问题的现实存在,制约着教师教学水平的进一步提升。与此同时,当下大学生作为“网络的原住民”,他们的成长离不开互联网。这些大学生接触互联网比较早,对互联网中各种各样的新鲜事物比较感兴趣,倾向于通过网络表达自己的想法,习惯于通过微博、百度贴吧等分享自己的所见所闻。教师在授课时如果忽视对信息技术的运用,就会让学生在心理上产生距离感,进而影响学生的学习体验。基于此,教师要做到让学生在课堂上产生亲切感从而更愿意参与进来,就要熟悉并掌握数字化教学辅助工具并在课堂教学中加以有效运用,这是教师在新工科背景下提升自身综合能力的一个重要指向。
二、对高校线性代数课程教学改革的几点思考
(一)利用大数据技术赋能个性化教学
由于学生的学习水平参差不齐,为了更好地开展线性代数课程的教学工作,需要教师做到从学生实际情况出发,这需要教师熟悉并灵活运用大数据技术。在以往,如果教师要针对学生设计出个性化方案,就需要充分了解每一位学生的具体学习情况,而这往往是比较困难的任务。大数据技术的发展,为教师针对学生设计出有效方案提供了有力的技术支撑,同时也要求教师具备相应的信息素养。为了提升教师的信息素养,高校需要定期对教师开展提升信息素养的培训。一方面,高等院校可以为教师提升信息素养创造各种机会,比如邀请相关领域的专家进校举办讲座、开展关于信息素养的竞赛等;另一方面,教师要增强提高信息素养的意识,尽可能利用高校所提供的一切机会加强学习,并及时对所学内容进行总结梳理。教师在具备一定的信息素养之后,要有在教学实践中运用大数据技术的意识。如今,教师针对学生学习情况的考核形式丰富多样,既有线下考核形式,也有线上考核形式。其中,线上考核包括线上签到、在线观看相关视频、线上完成章节自测、线上就思考题留言回复等方面。在学生按时完成线上相关任务之后,会留下相关的数据信息,这些信息不仅有助于教师对学生的平时表现进行准确量化评分,还有助于教师以此为依据进一步改进教学工作。教师通过对这些数据进行整理和分析,能够制定出更具个性化、更加切实可行的方案。比如,根据搜集到的相关数据,教师可以对学生的学习状况进行鉴定,从而区分出数学基础比较好的学生和数学基础相对薄弱的学生。对于数学基础比较好的学生,教师在写教案时要注意设计能满足这些学生学习需求的拔高环节,可利用学习通布置一些有挑战性的任务,并向这些学生明确在学习通完成提交的截止日期以及提交的形式,让这些学生有通过完成挑战任务来展示自己的机会。对于数学基础相对比较薄弱的学生,教师在写教案时要注意调动这些学生的积极性,尽量设计一些比较简单的基础性学习任务。教师可通过在学习通上布置一些比较简单的任务,让这些基础相对较差的学生通过顺利完成任务增强学习数学的自信心。
(二)运用跨学科思维助力育人工作的开展
由于线性代数这门课程覆盖的专业面非常广,这在客观上要求教师具备跨学科思维能力。比如,线性方程组是线性代数这门课程的一个重要内容,具有重要的应用价值,但难度比较大,学生不容易掌握。教师在讲解过程中,为了在传授知识的同时把育人工作做实,就需要找到育人的突破口。由于有关这一部分内容的研究在古代已有记载,故教师可以从历史维度出发进行拓展。基于此,教师在讲解的时候可以讲一讲关于这一部分的数学史,并讲讲我国在历史上的相关研究成果,激励学生以名垂青史的数学家为榜样,努力学好线性代数这门课程,为学好后续专业课程、用所学知识有效解决实际问题打牢基础。在案例素材的选取上,尽量不要使用一些陈旧的案例,而是要结合当下相关前沿热点以及学生普遍感兴趣的内容展开,这也要求教师在写教案时及时更新案例,确保所选案例的新颖性和适用性。与此同时,教师在进行讲解时,要立足学生所学专业,让学生更真切地感受到线性代数在所学专业中具有广泛的应用价值,从而激起学生学好这门课程的热情。比如,在给物理专业的学生讲解矩阵这一部分内容时,由于这一部分计算频繁,可以将培养学生的科学精神作为切入点。教师通过讲解矩阵的书写与例题计算,让学生感受到线性代数是一门非常严谨的数学课程,并提醒学生在后续物理专业课程中会接触到很多公式,也需要频繁进行计算,在计算中要力求仔细严谨,并且需要对解题方法进行创新思考,力求达到会用善解的目标。
(三)运用数字化技术赋能“评教”和“评学”
为了更好地改进教学,评价工作必须做到位。课程教学的成效如何,要通过评价才能进行鉴定。对教师的教学水平进行评价,要包括教师运用大数据技术的能力这一指标。无论教师就线上所布置的作业进行批改,还是就发布的思考讨论题进行统计,都会在线上留下相应的痕迹,通过对这些数据进行量化评分,能够更客观地对教师的线上教学开展情况进行评价。除了对教师的教学能力进行评价,还要对学生的学习情况进行评价。对学生的学习情况进行评价,指标要更为多元。在平时的学习中,教师往往通过随堂作业、学生课堂表现等方式来对学生的平时成绩进行评定。随着信息技术的发展,教师可以直接在线上布置相关任务,让学生在规定的时间内完成并提交。学生在线上学习中会留下相应的数据,这些数据包括学生的作业完成情况、线上签到情况等。通过对这些数据进行统计和分析,能够更精准地把握学生的线上学习情况,根据所整合的数据更客观地对学生的平时成绩进行评分,助力教师做好对学生的评价工作。
三、结语
在教育数字化背景下,线性代数课程教学改革迎来了新的机遇。本文对线性代数课程教学现状进行了较为全面的分析,指出其中存在的问题,即同质化教学下教师需立足学生实际,做个性化教学设计;对实践的重视程度依然不足,课程应用价值有待深入挖掘;“为不为”和“如何为”有待破题,课程育人功能有待进一步开发;教师信息素养不够,运用数字化教学辅助工具的能力有待提高。在对这些问题进行分析的基础上,就线性代数课程教学改革进行了思考,为提升线性代数课程教学质量、助力高等院校教育高质量发展提供了新的思路。
参考文献:
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