大學數學網絡平臺建設的創新與實踐

大學數學網絡平臺建設的創新與實踐

　　大學數學網絡平臺建設的創新與實踐

　　李路，江開忠，胡細，周雷

　　（上海工程技術大學基礎教學學院，上海201620）

　　摘要：本文分析了信息化社會背景下大學數學教學遇到的生源差異、經費投入、教師不適應、學生習題、成績評定等瓶頸問題，詳細介紹了我校大學數學網絡平臺，包括在線答疑平臺、在線測試平臺和自主學習平臺的主要建設內容及平臺運行的情況。基于我校的網絡平臺的實踐情況，分析了網絡平臺的作用和潛在的效果，為我校信息化教學改革做出了積極地探索。

　　關鍵詞：大學數學教育；網絡平臺；信息化；自主學習；在線答疑；在線測試

　　會信息化的發展給大學教育帶來了沖擊，也帶來了機遇。以教育信息化為推手的大學教育改革是我國當前高等教育發展的一個重要方向。信息化的快速發展不但驅使高等教育信息化的快速發展，而且對接受高等教育的學生行為方式各方面有顯著的影響，主要表現在[1]：獲取知識快速化，知識認知簡單化；獲取信息的自主性和功利性增強；處理信息、利用信息的角色化增強，自我意識膨脹。

　　信息化社會的大學數學教育應以培養學生數學能力和提高學生的數學素養為目標，培養學生的數學能力主要包括邏輯思維能力、定量分析能力、數學建模能力和科學計算能力；提高學生的數學素養主要包括理性思考、嚴謹審慎、批判創新、抽取本質、實事求是。

　　很多大學畢業生有這樣的體會[2]：學校里學過的一大堆數學知識很多都似乎沒有派上什么用處，有的甚至已經淡忘，但所受的數學訓練、所領會的數學思想和精神、所積累的數學素養，卻無時無刻不在發揮著積極的作用，成為取得成功的最重要的因素。

　　一、大學數學教學中的瓶頸問題

　　從1999年高校實行擴招以來，高等教育已從“精英教育”逐步轉變為“大眾教育”。在規模快速發展的同時，高等教育的教學質量產生一些新的問題，主要表現在以下幾方面。

　　1.學生基礎落差增大，給教學帶來困難。地區性教育質量的不同導致學生素質參差不齊，例如：我校機械工程專業的一年級本科生中就有部分省市生源學生高中階段沒有學習過反三角函數等知識。擴招以后，各批次的錄取分數線間的差距相應增大，表1是上海市歷年的一、二本的錄取分數線及分差。從中可以看到，從2000—2014年，總體上一、二本錄取分數線的分差呈增大的趨勢，說明地方二本高校的學生的錄取成績呈越來越大的分化趨勢。

　　2.教學資源匱乏，大班教學難以因材施教。學生數大幅增加的同時，教師資源的增長沒有得到相應的同比例增長。這些情況導致現在高校的教學班級人數較多，我校高等數學課程的教學班級人數普遍在80~120人。這樣的班級人數很難讓教師有精力和時間針對不同學生采取更多形式的教學方法和教學手段，因材施教難以實現。

　　3.體制難以吸引教師全身心地投入教學。當前高校的教師晉升機制使得研究經費主要投向于科研，而提升大學數學教師的教學能力和激勵教學改革的教育經費投入不足，難以調動大學數學基礎課教師進行深層次教學改革的積極性，難以激勵教師把更多的精力投入到教學改革和實踐中。

　　4.教師隊伍對信息化環境的不適應[1]。教師的教育理念沒有保持與時俱進，部分教師依然停留在重教師主導、輕學生主體，重知識傳授、輕能力培養，重結果、輕過程的傳統教育理念上。由于沒有很好地把握教學和科研的相互促進而導致教學能力與水平出現問題，沒有做到以科研水平提升教學水平導致對信息化技術本身的掌握問題。

　　5.學生作業量大，教師無法做到逐一檢查指導。高等數學課程由于自身的特點，學生課后獨立完成一定的習題是十分重要和必要的。但是在教學實踐中我們發現，由于我國初等教育的特點，很多學生產生了被動學習的習慣，作業不能獨立完成，或者參考市面上的參考答案，或者參考其他同學的作業。這種現象的比例達68%，學生認真看教師批改的比例不足30%[3]，這就使得學習的效果大打折扣。

　　6.考試制度制約教師的空間。高等數學課程是工科類大學的主要基礎課程，量大面廣，許多學校為了保證教學質量，采用統一課程統一考試的方法。盡管這種方式對教學質量的保證起到了一定的效果，但是也阻礙了教師的主觀能動性。同時，一次考試的成績主要決定學生的績點，這種一次性的考試不利于激勵學生的學習積極性。部分同學采取應試教育的方法，重點放在考前突擊獲取較高成績，這樣的成績并不能全面反映學生對高等數學知識的掌握以及數學素養的形成。

　　二、信息化自主學習平臺的建設

　　大學數學課程網絡教學平臺嵌入基于文本格式的數學公式輸入和畫圖軟件Mathplay、Mathgraph，使得公式、圖形的輸入變得簡單、迅速。生成的試卷文件小，網絡傳輸變得快捷，允許上千的同學同時在線學習，解決了以往數學網絡課程實時傳輸的難題，使得學生與教師的交流變得容易。在此基礎上，我們主要完成了以下的網絡平臺建設。

　　1.在線答疑平臺。MathQ軟件將數學公式編輯與計算軟件MathPlay和圖形編輯軟件GraphPlay嵌入QQ軟件中，實現了數學在線聊天室的功能。對高等數學的學生組建MathQ群，組織部分計算機較好的青年教師，在規定的時間內登錄MathQ群，以實現對學生的在線答疑。

　　2.在線測試平臺。建設具有所有高等數學內容的試題庫和具有隨機組卷功能的軟件。試題庫包括各知識點的一萬多道、難度不同的試題。組卷軟件包括難度設置、考點選擇、題量控制、試卷生成、自動評分與記錄、成績分析等模塊。在此軟件環境下，每單元進行一次在線測試，每一位學生的試卷按指定內容和難度隨機生成。測試完成時間為90分鐘，要求學生在規定的時間內上網完成相應單元的測試，測試試卷和成績被系統自動記錄。測試結束后，師生均可瀏覽已測試的試卷與答卷，這不僅能無紙化存檔學生的測試卷，而且利于學生對測試情況進行復習總結。

　　3.自主學習平臺。該平臺提供所有的網上題庫系統，學生可以根據自己的實際學習情況，選取學習的章節，組成練習試卷，并可以在網上得到評閱。學生在網上不僅可以進行選擇題等標準化自主學習，也可以進行計算和證明題的訓練。訓練題目容量大，既有按章節訓練，也有綜合練習。特別對基礎扎實、學習能力較高的學生，自主學習系統更能為學生提供極大地幫助。

　　為了能保證學生可以完成網絡測試，每周一至周四的14：50~19：30和周日下午，數學實驗室對學生開放，并安排數學教師值班，確保學生解能完成網絡平臺在線測試和自主學習。

　　三、大學數學網絡平臺的作用

　　我校大學數學網絡平臺經過一學期的運行，取得了較好效果，主要體現在以下幾方面。

　　1.自主學習平臺給學有余力的學生提供了更好的學習平臺。由于大學生源的基礎不一，大班教學使得教師只能針對多數學生的基礎安排教學，難以兼顧基礎好、想考研的學生的需求。網絡平臺為這些學生提供了一個較好的學習平臺，在一定意義上解決了這一問題。

　　2.在線答疑平臺構建了教師和學生間的橋梁。數學課程的答疑受制于數學公式和圖像在網絡上傳輸的困難，一直難以很好的解決。通常教師安排的答疑很少有學生來問，學生在做作業時遇到問題也無法向教師詢問。基于MATHQQ的在線答疑系統為解決該問題提供了一個思路，但該軟件目前無法在手機上運行，有待于進一步改進。

　　3.在線測試平臺實現了考試過程化。將每周一次的在線測試的成績作為最終成績的重要組成部分，改變了平時成績量化依據低，以期末一次考試成績決定學生績點的做法，在一定意義上做到成績考核的過程化。同時，在線測試試題的隨機化，不同學生在線測試的試題，難度相當，題目不同。即使相同的題目排序也不同，這樣較好地避免了學生之間的作業抄襲現象，激勵學生獨立完成課后作業。

　　4.網絡學習平臺也給大學數學教學模式的改變提供了條件。大學數學網絡平臺給學校精品課程建設等提供了平臺。許多教師在使用了這一平臺后，認識和體會到信息化技術的作用和便捷之處，逐步學會了如何利用網絡平臺促進教學改革。負責考研輔導的教師，在網絡平臺上定期發布考研模擬試題，實現學生自主平臺測試，自我閱卷，教師集中評講，大大提高了工作效率。

　　四、結語

　　很多高校在信息化建設方面的投入很多，也取得了不少的成果。但在教育信息化的建設過程中，還存在著“盲目追求新技術、應用水平不高”等資源浪費問題。我校大學數學網絡平臺建設本著“務實、可行、有效、循序漸進”的原則，穩步推進，起到了較好的效果。參考文獻：

　　[1]徐宗本。信息化背景下的大學數學教育[R].第五屆大學數學課程報告論壇，2009.

　　[2]李大潛。漫談大學數學教育的目標與方法[J].中國大學數學，2009，（1 ）：7-10.

　　[3]傅洪蘭，孟召為，張永鳳，等。工科院校高等數學作業批該方法的改革實驗[J].工程數學，1999，15（3）：107-110.

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