王培珍

【摘要】隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷進步，在線教育作為一種新的學(xué)習(xí)模式已走入人們的生活，改變了原有的學(xué)習(xí)方式，但對于數(shù)值分析這種具有高度抽象性和理論嚴密性的理工科專業(yè)課，如何在保證教學(xué)質(zhì)量的前提下，借助線上教學(xué)的形式開展工作，是一個值得探索和研究的課題.本文以實踐為基礎(chǔ)，在數(shù)值分析線上教學(xué)過程中，強調(diào)以學(xué)生為中心，教師為引導(dǎo)，創(chuàng)新教學(xué)模式.

【關(guān)鍵詞】數(shù)值分析;線上教學(xué);課程改革

【基金項目】華北水利水電大學(xué)2019年教育教學(xué)研究與改革項目（56號）

諾貝爾獎獲得者威爾遜曾指出現(xiàn)代科學(xué)研究的三大支柱：理論研究、科學(xué)實驗和科學(xué)計算.數(shù)值分析作為科學(xué)計算的重要理論支撐，主要研究利用計算機求解各種數(shù)學(xué)問題，其目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本理論解決實際問題的能力.隨著通信技術(shù)的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，清華在線、中國大學(xué)MOOC、精品課程等線上教學(xué)資源日益豐富，釘釘、騰訊會議、學(xué)習(xí)通等線上教學(xué)軟件也逐漸成熟，課堂講授已不再是學(xué)生獲取知識的唯一途徑.2020年春季，新冠肺炎疫情期間，為響應(yīng)教育部、省教育廳的“推遲開學(xué)不停課，遠程教學(xué)保質(zhì)量”的號召，筆者所在學(xué)院迅速組建了數(shù)值分析線上教學(xué)團隊，積極地解決將傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)化為線上教學(xué)帶來的各種困難，為保證線上教學(xué)效果，教師進行了大量的探索與實踐.下面以數(shù)值分析線上教學(xué)過程為例進行分析.

一、數(shù)值分析課程線上教學(xué)平臺的選擇

現(xiàn)在教師可采用的線上教學(xué)平臺主要有：釘釘直播、騰訊會議、學(xué)習(xí)通、微信，這四種網(wǎng)絡(luò)平臺的功能均能滿足線上教學(xué)的需求.釘釘是一款傾向于企業(yè)辦公的軟件，但它的直播功能很好地滿足了線上教學(xué)的各種需求，它可以視頻回放和統(tǒng)計在線時長，還可以看到未觀看學(xué)生名單，能很好地監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)情況;騰訊會議與釘釘?shù)墓δ茴愃?，該軟件提供實時共享屏幕，可以進行課堂直播，缺點是課后無法觀看回放進行復(fù)習(xí);學(xué)習(xí)通是基于微服務(wù)架構(gòu)打造的課程學(xué)習(xí)、知識傳播與管理分享的平臺，集知識管理、課程學(xué)習(xí)為一體，其功能緊密結(jié)合教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，對整個教學(xué)過程均給出了專門的管理模塊;微信的特點是溝通簡單快捷，適合建立微信群以便學(xué)生交流.

以上四款軟件，經(jīng)過實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)：上課采用釘釘直播或騰訊會議，課前任務(wù)發(fā)布、考勤、作業(yè)及測驗采用學(xué)習(xí)通，課后答疑采用微信群，綜合利用各種平臺，授課效果會更好.

二、數(shù)值分析教學(xué)過程的設(shè)計

由于線上教學(xué)“時空隔離”的特點，因此課堂管理是一個難題，特別是像數(shù)值分析這樣具有高度抽象性和理論嚴密性的課程，需要嚴格的理論推導(dǎo)，即使線下學(xué)習(xí)，學(xué)生也不容易掌握.在此種情況下，最合適的授課方式是傳統(tǒng)課堂的面授形式，比如現(xiàn)場講解、板書、PPT演示等.而線上教學(xué)形式比較單一，最突出的缺點是無法將板書與講授同步進行，如果教師授課時，學(xué)生無法集中精力，那么課堂紀(jì)律、學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性等很難保證，進而導(dǎo)致他們跟不上課堂節(jié)奏，對教學(xué)內(nèi)容的理解出現(xiàn)延遲和偏差，此時如何通過教學(xué)設(shè)計來保證教學(xué)質(zhì)量就顯得尤為重要.

為了讓學(xué)生在線上學(xué)習(xí)過程中能獲得良好的效果，數(shù)值分析課程團隊對線上教學(xué)過程進行了積極的探索與改進，主要從教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)過程、教學(xué)評價四個方面進行闡述.

（一）教學(xué)理念

教學(xué)過程要堅持以學(xué)生為主導(dǎo)、教師為引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神的教學(xué)理念.線上授課要有儀式感，要讓學(xué)生有身臨課堂的感覺，因此教師要充分關(guān)心學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，設(shè)身處地地理解學(xué)生線上學(xué)習(xí)的種種困難，并積極主動地解決學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的實際問題，教師可通過連麥或微信等線上交流方式和學(xué)生溝通，及時掌握學(xué)生的思想動態(tài).同時，線上教學(xué)要全程融入思政元素，授課教師可在學(xué)習(xí)交流平臺言傳身教，教育學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、樂于奉獻，增強其個人責(zé)任感、使命感.

（二）教學(xué)方法

數(shù)值分析課程采用“直播+錄播”混合式線上教學(xué)方案，依托“超星學(xué)習(xí)通”已建設(shè)的線上課程，不斷豐富學(xué)習(xí)資源，采用啟發(fā)式、提問式、探究式的教學(xué)方法，通過在線互動，有效調(diào)動學(xué)生積極性，給學(xué)生提供深度學(xué)習(xí)的機會，幫助學(xué)生構(gòu)建自己的理解，使其學(xué)會運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題.教師可通過課前任務(wù)、隨堂測驗、課后作業(yè)等來評價學(xué)生對教學(xué)目標(biāo)的達成度，并及時優(yōu)化教學(xué)方法.

（三）教學(xué)過程

數(shù)值分析課程教學(xué)過程的設(shè)計分為以下三個階段：

1.課前導(dǎo)學(xué).教師通過學(xué)習(xí)通和微信群，向?qū)W生發(fā)布任務(wù)單，讓學(xué)生提前觀看慕課視頻、課件等線上資源.在資料設(shè)定上，教師應(yīng)做好充足準(zhǔn)備，標(biāo)注每節(jié)課的知識點和關(guān)鍵點，通過有趣的形式設(shè)計來吸引學(xué)生，并設(shè)置預(yù)習(xí)問題與思考，引導(dǎo)學(xué)生思考并解決.對于不理解的問題，學(xué)生可及時與教師溝通，教師匯總整理后再在課堂上統(tǒng)一為學(xué)生解答，進而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.對于預(yù)習(xí)任務(wù)，教師可要求學(xué)生回復(fù)，確保每位學(xué)生都能看到通知，并做好上課準(zhǔn)備.

2.課堂教學(xué).教師讓學(xué)生提前十分鐘在學(xué)習(xí)通中簽到，利用釘釘直播講授課程內(nèi)容的重點和難點，針對學(xué)生課前預(yù)習(xí)過程中提出的問題及時進行總結(jié).對于共性問題，教師要專門講解，也可以組織學(xué)生分組討論，利用“探究式教學(xué)”來提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力.在討論的過程中，教師要加強引導(dǎo)，使學(xué)生始終聚焦在課堂內(nèi)容本身.教師在直播過程中要注意查看在線人數(shù)，并通過點名、連麥隨機提問等形式督促學(xué)生學(xué)習(xí)，對于學(xué)生課堂上提出的問題，教師要及時解決，盡量不把問題留到課后.對于未參加在線學(xué)習(xí)的學(xué)生，課后教師要及時溝通，落實原因.

3.課后助學(xué).教師每節(jié)課后在學(xué)習(xí)通中發(fā)布作業(yè)，學(xué)生定時提交后，教師批改，并直接在學(xué)習(xí)通中統(tǒng)計成績，教師還要在釘釘、學(xué)習(xí)通、微信群中在線答疑，及時得到學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋.這樣不僅有利于鞏固學(xué)生所學(xué)知識，還能讓教師根據(jù)學(xué)生的反饋進行教學(xué)反思，進而改進教學(xué)方法，提升教學(xué)效果.另外，教師還要對授課過程中容易出現(xiàn)的錯誤進行歸納總結(jié)，并發(fā)布到微信群中，讓學(xué)生有針對性地思考、鞏固、提高，并鼓勵學(xué)生分享自己學(xué)習(xí)的心得體會，這有助于教師對全班學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行把握，進而可以使教師有針對性地對學(xué)生進行引導(dǎo)和督促.

（四）教學(xué)評價

教師可從過程和結(jié)果兩個方面來評價學(xué)生對課程目標(biāo)的達成度.過程評價包括考勤（10%）、在線學(xué)習(xí)時間（10%）、作業(yè)（10%）、測驗（10%）、章節(jié)總結(jié)（10%）;結(jié)果評價是考試（50%）.通過兩個方面的評定，既可以讓學(xué)生重視學(xué)習(xí)的過程，又可以達到學(xué)懂、弄通、會用的教學(xué)目標(biāo)，有力地保證了線上教學(xué)的質(zhì)量.

三、線上教學(xué)的意義與思考

（一）傳統(tǒng)線下教學(xué)的不足

傳統(tǒng)線下教學(xué)主要是“以教師講授為主、學(xué)生被動接受”的模式，這種“填鴨式”的教學(xué)模式導(dǎo)致教師決定了教學(xué)活動的進展，而學(xué)生更多的是被動參與，在這個過程中，學(xué)生缺少個人的思考與個性的釋放.這種教學(xué)模式導(dǎo)致師生之間的溝通不充分，學(xué)生會產(chǎn)生依賴心理，使其即使接受了相關(guān)知識的灌輸，但仍缺乏探究精神，當(dāng)學(xué)生的想法不被重視時，其學(xué)習(xí)的興趣也會隨之下降，對于數(shù)值分析這種需要培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力的課程，這種教學(xué)模式便很難達到滿意的教學(xué)效果.

（二）線上教學(xué)的優(yōu)勢

線上教學(xué)本身具有時空的自由性和信息交互的靈活性，學(xué)生既可以參加直播，也可以利用閑暇時間完成對這些線上資料的學(xué)習(xí)，還可以隨時和教師互動交流，這在大學(xué)生的個體性越來越強的背景下，能很好地激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動學(xué)生的好奇心和參與心理.同時，當(dāng)前通信技術(shù)的發(fā)展為線上教學(xué)提供了技術(shù)幫助，也讓大規(guī)模的線上教學(xué)成為可能.

通過數(shù)值分析課程線上教學(xué)的實踐，發(fā)現(xiàn)線上教學(xué)提高了學(xué)生與教師的互動頻次，提高了學(xué)生的參與感和成就感，這有助于提升學(xué)生的求知欲和探索欲，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)積極性.同時，由于缺少有效監(jiān)管，對如課堂紀(jì)律、學(xué)生的注意力等，教師不能及時得到反饋，所以線上教學(xué)對學(xué)生的自控力和自主學(xué)習(xí)能力要求較高，因此教學(xué)評價顯得尤為重要，評價過程一定要家長、教師、學(xué)生多方參與，通過及時準(zhǔn)確的點評、互評、自評，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

（三）線上教學(xué)的效果

數(shù)值分析課程線上教學(xué)采用釘釘、學(xué)習(xí)通、微信群和慕課多個平臺相結(jié)合的方式.在學(xué)習(xí)通中簽到、發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)及課后作業(yè)，在慕課上觀看教學(xué)視頻.釘釘、學(xué)習(xí)通、微信群、慕課相結(jié)合的方式，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并且能更好地監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程.從教學(xué)實踐和學(xué)生作業(yè)、測驗情況來看，線上教學(xué)的互動頻次高于課堂教學(xué)，效果良好.但對于數(shù)值分析課程而言，采用線上線下的混合式教學(xué)模式，效果應(yīng)該會更好.

四、結(jié)束語

經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)雖然全程線上教學(xué)是今年疫情期間的一種應(yīng)急措施，卻給大部分教師帶來了一定的困難，比如教師或?qū)W生使用設(shè)備的硬件出現(xiàn)問題，或者網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障等，但它在提升學(xué)生學(xué)習(xí)的參與感與積極性上具有無可比擬的優(yōu)勢.今后，在大中專院校的教學(xué)過程中，一定要將線上教學(xué)融入數(shù)值分析的課堂中，這可以加強師生之間的互動與交流，并能通過教師及時準(zhǔn)確的點評、鼓勵，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與自信.將傳統(tǒng)教學(xué)手段與新技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新教學(xué)方法，可以提升教學(xué)質(zhì)量，進而達到更好的教學(xué)效果.

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