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高等数学线上教学的困境与对策
——以同济大学数学系《高等数学》第七版为例

2020-07-12朱林婕姚丽萍

科技视界 2020年20期
关键词:铁律先学高等数学

曹 虹 朱林婕 姚丽萍

高等数学作为工科类专业本科生的一门基础课程,随着现代科学技术和数学科学的发展,对工科学生今后的专业课学习和就业导向起着举足轻重的作用。随着新课标的修订和全国各地教育水平的差异,高校学生的数学基础总体水平变得参差不齐。在今年新冠病毒疫情暴发的特殊时期,全国各高校都进行了线上教学,其中我们的高等数学也如期开展了线上教学活动。

1 线上教学的突出困境

1.1 新知识

《高等数学》本学期的授课对象是本科一年级新生,学习内容主要是空间解析几何,多元函数微积分和无穷级数。每一个知识点,相对于上学期的高等数学类似知识来说,不论是广度还是难度,都上了一个台阶,而对于工科生的学习要求不能降低。所以,完成新知识的学习是非常的艰巨。

1.2 新环境

大家习惯了学校学习,家中休息。但今年特殊情况,造成学生不能按时返校入学,同时还要做好个人防护,并且需要按时完成学习任务,所以开展线上教学,是必经之路。而家庭环境的客观因素,比如手机,电脑,平板,课本,网速,数据流量等等,都会因人而异。任何一个环节出问题,都会使我们的线上教学效果受影响。所以适应新环境,也是线上教学的一个重要考量因素。

1.3 新模式

(1)教学模式:不能再用与学生面对面的线下教学模式,那么新的线上教学模式,是否能够满足学生学习需求,完成教师教学目标,达到线下教学效果,都显得尤为重要。

(2)考核方式:线上教学离不开网络,笔试也不现实,而《高等数学》尤其下册内容的考核,既需要体现学生对每个知识点的掌握程度,又需要体现对本学期的教学大纲的完成情况,根据本册高等数学教学内容特点,客观题的编排难度更大,主观题不能实现实时监控,做不到考试本身应该具备的公平公正,所以选取合适的考核方式,也是本学期高等数学线上教学需要关注的问题。

2 有效教学的三条“铁律”

有效教学就是使教学能够“活”起来。线上教学,虽然师生是靠网络将彼此链接,如果充分利用线上教学,一样可以达到线下教学的有效性。下面,我将以余文森老师提出的“有效教学的三条铁律”为出发点,从三个方面分析《高等数学》下册的线上直播课堂,找到让《高等数学》线上课堂“活”起来的最实用的几点教学策略。

第一条“铁律”——以学定教[2]。从教学促进学生发展的角度来看,“先学”即是解决眼前的问题,“后教”就是解决临近的发展区问题。先学有三个特征:(1) 超前性(2)独立性(3)异步性。[2]作为《高等数学》这个学科,是一门逻辑性很强的科目,学生的学习能力不同,教学进度显然不同。那么,在授课前,让学生进行必要的独立自主的预习,预习的效果因人而异,其效率就会不同步,即所谓的“异步性”。而苏联教育家苏霍姆林斯基就鼓励学有余力的学生进行“超纲”学习。所以我们的《高等数学》课前预习,就不能过于统一,更不能不允许学生超进度预习,而是应该鼓励支持。对于线上教学,可以充分发挥网络平台优势,利用中国大学慕课,爱课程,超星,哔哩哔哩等教育平台,向学生推荐一两个高质量的教学视频或PPT,提供给学生,作为预习资料使用。

后教有三个特性:(1)针对性(2)参与性(3)开放性[2]。因为学生已经进行了有效的预习,以往线下教学时,就可以针对预习中存在的具有代表性的问题或知识点进行讲解。但线上教学要想进行讲解,必须很好的应用直播软件,这就对教师的线上教学水平提出很高的要求。尤其是高等数学这类理科科目,既需要为学生展示公式的推导过程,又需要让绝大多数同学能够跟上课堂节奏,所以,教师对学生接受能力的把控(隔着屏幕)成为直播的关键。这个问题可以很好地通过直播平台一些功能键进行完成。比如腾讯课堂的讨论区,每一个知识点讲解完成,请同学迅速做出反应,为了提高课堂效率,以“1 或2”表示是否掌握该知识。

无论先学还是后教,教师都要以学生为主体,老师要把课堂“还”给学生,特别是让不同层次的学生都能参与进来,让他们在原有的学习基础上获得新知识。

第二条“铁律”——以教导学[2]。古人云:“授之以鱼,不如授之以渔”。这里的“以教导学”,描述的就是后半句。从教学角度方面分析,独立的学习能力培养的主要措施就是学法指导。在教的过程中,就要对学生进行及时的学法指导,才能使课堂更加的有效,甚至优质。而学法指导有以下几个原则:(1)体现自主性(不强制灌输,而重在引导点悟)(2)体现针对性(不主观臆想,掌握学情)(3)体现操作性(不烦琐笼统抽象,操作方法具体明确)(4)体现差异性(不搞一刀切,区分对象分类指导)(5)体现巩固性(不一蹴而就,立足反复强化,长期训练)[3]。虽然学法指导占用教师一定的教学时间和精力,但对学生受益匪浅,并且一劳永逸。这个环节,在线上教学时,既可以在教学过程中实现,还可以在课余时间,与学生进行答疑时,将学法教给学生。对于高等数学,可以在讲完利用柱面坐标系计算三重积分之后,可以让学生自学球面坐标计算三重积分,培养学生良好的自主学习习惯。长期坚持,应该可以显著提高《高等数学》课堂教学效果。

第三条“铁律”——温故知新[2]。子曰:“温故而知新,可以为师矣。”这种“温”指的就是所有的先备知识,不只局限在上一节或上一章的知识。因为数学知识是一个阶梯式上升的结构,所处的位置既是当前学习的内容,之前的阶梯“知识”都需要复习到,比如空间解析几何,既是高中平面解析几何的延续,又是后面重积分的研究区域。“知新”指的就是原有的知识越丰富,基础打得越扎实,新知识的学习就会越容易,从而更加激发学生学习的兴趣和信心。比如从“二重积分”到“三重积分”,从“曲线积分”到“曲面积分”,学生越学越轻松,越算越上瘾。

3 有效教学对策

根据以上理论分析,结合自身的教学实践,总结出几个有效的线上教学建议,从而提高我们的《高等数学》线上教学效果。

(1) 提前为学生选择一到两种优质教学视频播放平台,鼓励学生超前预习,严格监控学生的预习质量,在超星平台做好链接,可以实施统计出每位学生预习完成情况和学习时长,做好充分的“先学”和“温故”准备。

(2)充分利用直播软件,尽可能缩短线上教学与线下教学的差距,与学生积极互动,边讲解边推导,每个知识点结束都与学生进行一到两次互动,既可以随时掌握学生的学习成效,又可以帮助自己调整下一个知识点的讲解速度,更可以让同一个知识,通过学生的在线练习,达到举一反三的目的。而随堂练习可以在备课阶段就放到超星平台,提高课堂效率。

(3)充分发挥课后题的最佳作用。将课后题按照考查不同的知识点分好类,再根据难易程度,分出三类,供学习程度不同的同学使用,达到因材施教,因材施练的目的。同时,还可以将不同知识点的简单课后习题,让学有余力的学生在预习时就可以通过练习,检验自己的预习效果,同时发现未掌握的知识点,及时发现问题,使我们的教学达到“有的放矢”,从而轻松达到“突出重点,突破难点”的教学目标。

总之,线上教学的有效性与线下教学是同等的重要,是我们每位教学工作者都要关注的重点,而《高等数学》课程地位,更需要教师提高课堂教学的有效性。

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