地理学专业高等数学线上线下混合式教学模式研究.pdf

2023年第19期总第595期No.19,2023Sum No.595Journal of Science and Education随着教育信息化的发展，现代信息技术类型呈现多样化趋势1，各高校积极探索现代信息技术与教育教学深度融合的教学方式2-4。高等数学在地理学专业学习中具有基础核心地位。本科学生只有熟练掌握高等数学的基础知识，才能深入学习和理解地理学中所涉及的地理过程、地理事物发展与演变模型。地理信息科学是地理学一门重要学科，对学生的数学知识要求较高5。高等数学课程教学内容抽象，学习难度较大，以往的课堂教学侧重于教师对教材内容的讲解和学生对习题的练习，学生欠缺主动学习的能力，无法形成良好的数学思维和灵活运用知识的能力。近年来，中国大学 MOOC（慕课）、智慧树等平台的大量涌现，为各类课程学习提供了大量免费视频；移动互联网和智能终端极大地改变了学生获取专业知识和信息的方式，学生进行自主学习的观念也越发强烈。而传统线下课堂教学则在面对面交流、知识灵活运用、课程思维引导与培育等方面有着更为突出的优势。因此，综合利用二者的优势，探索开展线上线下混合式教学模式势在必行。在“双一流”建设背景下，积极推动具有专业特色的线上线下混合式教学改革，对于加强一流专业建设、高质量人才培养等具有重要意义。1 线上线下混合式教学的特点线上线下混合式教学模式可将大量的实践教学案例在线上随时呈现，让学生充分体会到高等数学在地理学中的实际应用，激发学生的学习积极性，也可通过演示某些公式或问题的推导过程，促进学生对知识点的全面理解与掌握。线上平台还可提供更多与实践应用密切相关的辅助资料，使教学内容不拘泥于课本教材，促使学生针对专业领域实践问题提出解决办法。教师在线下教学时间通过提问、答疑解惑、组织讨论、案例分析等方式完成地理学专业高等数学线上线下混合式教学模式研究胡顺石 黄梦杰 贺新光（湖南师范大学地理科学学院 湖南 长沙 410081）摘要：高等数学知识抽象、难以理解，学生学习难度大，传统注重理论讲解、知识灌输的课堂教学方式难以培养学生的数学素养及专业创新能力。现代信息技术的快速发展为传统课堂开展线上线下混合式教学注入新活力，是新时代课程教学模式改革的重要方向与热点研究领域。该文以地理学专业高等数学课程为例，讨论分析了线上线下混合式教学模式的优势与特点，阐述了开展线上线下混合式教学模式的具体实施过程与步骤。实践结果表明，这种教学模式在提升学生的学习自主性、激发学生学习热情与兴趣、提高课程教学质量与效率等方面具有良好效果。关键词：高等数学；混合式教学；地理学中图分类号：G642.0 文献标识码：A DOI：10.16871/ki.kjwh.2023.19.020基金项目：湖南师范大学教学改革研究项目“地理学专业高等数学线上线下混合式教学模式研究”（202101106001）；湖南省学位与研究生教育改革研究项目“线上线下立体课程教学模式及考核方式探索研究”（2020JGYB089）；湖南省普通高等学校教学改革研究项目“普通高校 个性化 人才培养模式研究与实践以地理信息科学专业为例”（编号：124）。作者简介：胡顺石（1984），男，博士，讲师，研究方向为地理信息科学与遥感教学与科研工作；黄梦杰（1992），女，硕士，研究方向为水文气象时空特征分析；贺新光（1973），男，本文通信作者，博士，教授，研究方向为地理时空大数据建模与分析，E-mail：。75课程疑难问题及重难点课程内容教学，帮助学生更加深入地理解数学原理、应用场景以及注意事项，提升学生灵活运用数学知识进行地理过程建模的能力。采用这种混合式教学模式开展课程教学，可以充分利用学生的课余时间，使学生养成良好的自主学习习惯，从而培养学生的终身学习能力、自我时间管理与规划能力，提高课程教学效率与质量。2 线上线下混合式教学实施过程在线上线下混合式教学模式中，线上教学依赖互联网教学平台、课程教学资源以及学生的自主学习能力，注重基本概念、原理等知识性内容的教学；线下教学则依赖于教师与学生之间的交流、讨论以及学生对实际案例的应用等，注重学生对知识体系的重新构建、深刻理解与灵活运用。在线上线下混合式教学中，学生根据学习内容灵活制订学习计划，形成良好的自主学习能力；教师须掌握专业前沿知识，全面了解高等数学在地理学多学科中的应用模型构建情况，具备引导学生开展自主学习的综合能力。线上线下混合式教学模式实施路线如图1所示。2.1 线上教学（1）重构课程体系，合理设计线上课程教学内容。将高等数学课程内容划分为线上课程内容、线下课程内容和高阶课程内容。线上课程内容主要涉及基本概念和基础知识性内容，学生可以通过网络课程平台开展学习，比如偏导数的定义与计算、二重积分的概念与性质等。线下课程内容则以知识体系的构建、灵活运用为主导，比如构建多元变量函数的偏导数、微分、多元函数极值等课程知识体系。高阶课程内容以高等数学在地理学领域中的应用模型为主，重在阐述高等数学的行业应用方法。线上优质课程资源可以通过网络课程学习平台获取，课程内容较为系统化，适合进行系统化学习。另外，教师可以收集整理部分课程内容，通过线上教学平台推送给学生进行学习，让学生明确知识要点和关键问题，从而加深对重点知识的理解。（2）借助线上教学平台，全面掌握学生学习动态，督促学生形成良好学习习惯。当前网络学习平台动态记录了学生学习行为数据，比如是否开展了自主学习、是否为突击性学习、课后测验答题准确率等。学生学习行为数据分析能够帮助教师全面了解每一位学生的学习行为与习惯，从而可以有针对性地对每一位学生的学习状态进行评估，督促学生开展自主学习。此外，学生在学习过程中，可以针对课程学习难点在讨论区发布问题讨论与学习交流，教师可以在交流平台上及时回复、答疑，指导学生完成课程学习。2.2 线下教学线下教学是线上教学的延伸与深入，开展线下教学的目的在于帮助学生构建完整的知识体系，培养学生灵活运用数学知识进行地理建模的综合能 线上课程内容 线下课程内容 高阶课程内容课程体系重构课程体系重构学生学生教师教师/教研组教研组教学资料推送师生良性关系混合式教学教学过程评价教学效果反馈教学过程评价教学效果反馈 中国大学MOOC 智慧树平台 在线课程资源信息化教学平台在线课程资源信息化教学平台课程资源调整线上自主学习线上自主学习线下教学组织线下教学组织课后交流拓展线上线下教与学课后交流拓展线上线下教与学图1 线上线下混合式教学模式实施路线图教改教法76力。在开展线下教学的过程中，教师还要通过线上课程教学平台全面掌握学生在线课程学习情况、存在的疑问等，并及时动态调整教学策略，从而更加高效地实现课堂教学目标。（1）合理组织线下教学内容。线下教学内容旨在答疑解惑，帮助学生构建课程专题知识体系，培养学生灵活运用知识的能力。首先，教师根据学生线上课程学习动态情况，了解学生还有哪些知识点理解不透，并重点进行第二次有针对性的讲解。其次，教师通过整合知识内容，帮助学生构建专题知识体系结构，让学生对知识内容有更加深刻的理解。最后，教师将高等数学专题内容与地理学实际应用问题结合起来设计教学内容，通过案例式教学、探究式教学、讨论式教学等方式，讲授高等数学的实际应用，让学生加深对课程知识的理解，同时培养学生的实践应用能力。（2）组织基于智能移动终端的课堂互动教学。在线下课堂教学中，教师要针对特定的教学内容，收集可应用于解决地理学实际问题的素材，设计解决问题的多种互动形式。学生可通过智能手机（或平板）等开展课堂互动。当前，多数课程教学平台（如智慧树、学习通等）都提供了抢答、弹幕、投票等新型教学互动形式，不仅丰富了教学互动方式，而且有利于活跃课堂氛围，提升教学效果。（3）课后交流拓展。经过线下课程教学，教师将易混淆点、重点、难点内容予以澄清和深入剖析，让学生对这些内容有更加深刻的理解。在课后，学生之间可以就课程难点内容开展线上或线下讨论交流，以加深对知识点的理解。而针对综合课程作业，教师可以同学生开展深入交流，以便帮助学生更好地完成既定课程学习目标与作业要求，这同时也可以促进教师教学方法和教学内容的改进。另外，学生还可以通过参加其他教师科研项目，更加深入地探索如何将数学知识应用到科研项目中，从而拓展数学创新应用思维和视野。2.3 多元化课程考核评价传统以期末闭卷考试作为课程终结性评价，虽然能够较好地检验学生对基础理论知识的掌握情况，但是难以有效地评价学生的创新应用能力。因此，必须落实立德树人根本任务，构建多元化课程目标考核评价体系，综合评价学生的学习效果，以实现课程科学育人价值目标。笔者所在课程教学团队构建了“基础性评价+表现性评价+发展性评价”的多元化评价体系。基础性评价主要考查学生对高等数学基本知识与技能的掌握程度，是课程知识目标考核的重要方面，通过期末闭卷考试以及平时综合考核两种方式进行。表现性评价主要考查学生运用课程所学理论知识解决地理学专业问题的能力以及交流协作、批判性思考、综合表达等方面的能力，通过考查学生平时综合作业、课堂表现等方式进行，考查的内容以数学在地理过程建模中的具体应用为主。发展性评价注重学生自身能力与个人潜能的形成和发展，主要包括自主学习能力和创新应用能力，通过考查学生线上课程学习情况、课程综合作业的创新思维与能力等方式进行。这三者的考核内容、形式及比重如表1所示。表1 多元化课程考核评价体系考核目标基础性评价表现性评价发展性评价考核内容课 程 基 本 知 识 与技能利用数学知识进行地理过程建模团队协作与交流成 果 展 示 与 综 合表达自主学习能力创新应用能力考核方式期末闭卷考试平时综合考核课程综合作业及展示基于智慧平台的在线课程学习情况评价课程综合作业的 过 程、成 果创新性评价所占比重50%10%20%20%2.4 教学反馈与教学改进通过对教学全过程数据进行整理和分析，教师及时调整教学资源和教学模式。比如，对于学生反馈问题较多的知识点，可以调整教学策略，调控教学进程；对于学生反映简单的内容，可以调整教学资源，增加教学难度，同时也可以根据自身学科发展情况，增加反映学科最新发展前沿的知识内容等。这种方式既可以帮助教师发现上课过程中存在的问题，改进教学方法和手段，也可以帮助学生改进学习方法。基于教学平台提供的学生学习行为数据，教师可对教学全过程进行及时回顾和总结，从而优化教学方案，改进教学策略。3 线上线下混合式教学效果教师采取线上线下混合式教学模式进行高等数学课程教学后，教学效果和效率明显提升。一方教改教法77面，线下课堂氛围更加紧张与活跃。学生在课前已经具备了数学课程的基础知识，而难以理解的知识内容需要开展课堂讨论，所以学生准备更加充分；此外，线下教学中的知识体系构建过程需要学生更强的专注力与更高的参与度。另一方面，通过分析在线课程平台反馈的学生学习数据，笔者发现，学生的自主学习能力和知识运用能力都得到了普遍提高。此外，利用线上教学平台，除了师生互动方便外，学生间也可以相互交流，由此学生的合作探究能力也得到了培养和提高。经过2019、2020年的尝试，学生期末试卷（10套试题库随机抽取2套）考核成绩的总体状况有了较大的改善，主要表现在学生加强了自主学习与独立思考的能力，能够更加灵活地运用课程所学知识解决实际问题，获得优秀成绩的人数明显增加，不及格人数明显减少。4 结论与讨论信息化技术及教学平台的快速发展为学生学习提供了数字平台及优质资源，高校要顺应时代发展潮流，深入推进教育教学改革，提升教学效果。开展线上线下混合式教学，科学合理设计教学内容至关重要，高效融合线上线下混合式教学优势是关键，多元化课程评价则是实现课程科学育人的重要手段。线上线下混合式教学是大趋所势，需要师生和学校共同努力，不断探索和完善，推进线上线下混合教学模式的持续发展与广泛应用。参考文献1 胡顺石,潘婷,谭子芳.现代信息技术在构建灵动地理课堂中的应用J.中学地理教学参考,2019(14):53-55.2 张进,杨震,陈青全,等.线上线下混合式教学改革:以计算方法课程为例J.高教学刊,2022,8(30):142-145.3 其木格.大学物理线上线下混合式教学探索与实践J.大学物理,2022,41(10):51-54.4 王玲玲,梁勇,雷军委.线上线下混合式教学效果评估指标体系研究J.高教学刊,2022,8(27):62-66.5 贺新光,陈丽娟,谭子芳.GIS专业高等数学教学改革探讨J.教育与教学研究,2011,25(6):85-87,90.Research on Online and Offline Blended Teaching Mode of Advanced Mathematics for Geography MajorsHU Shunshi,HUANG Mengjie,HE XinguangAbstract:The curriculum of Advanced Mathematics is abstract,difficult to comprehend,and challenging for students to master.It is difficult for the traditional classroom teaching approach,which emphasizes theoretical explanation and knowledge instillation,to cultivate mathematical literacy and professional innovation ability of students.The rapid development of modern information technology has injected new vitality into the development of online and offline blended teaching in traditional classrooms,which is an important direction and hot research field of curriculum teaching mode reform in the new era.Using the Advanced Mathematics course for geography majors as an example,this paper discusses the benefits and characteristics of the online and offline blended teaching mode,as well as the specific implementation process and steps.The results show that it is effective in increasing students learning autonomy,stimulating students enthusiasm and interest in learning,and improving course teaching quality and efficiency.Key words:Advanced Mathematics;blended teaching;geography编辑：顾 杰教改教法78