新工科背景下“高等数学”混合教学模式创新探析

［摘 要］ 对新工科背景下“高等数学”混合教学模式的创新进行探讨，通过分析混合式教学模式的定义和特点，探讨其在“高等数学”教学中的应用意义，包括提高课堂教学质量、满足学生学习需求、培养学生自主学习的能力和优化课堂教学环境等方面。在此基础上，提出了新工科背景下“高等数学”混合教学模式的创新策略，包括优化教学资源、改革教学方法、创新评价体系、转变教师角色和推动跨学科合作等。研究发现，“高等数学”混合教学模式的创新有助于提高教学效果，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维和团队合作精神，为新工科人才培养奠定坚实的基础。

［关键词］ 混合式教学；高等数学；新工科；教学改革

［作者简介］ 程其勇（1982—），男，四川什邡人，硕士，四川工业科技学院教务处副教授，主要从事高等数学、应用数学研究。

［中图分类号］ O13-4；G434 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）13-0161-04 ［收稿日期］ 2023-03-18

近年来，随着新工科背景下的教育改革不断深入，高等教育需要顺应时代发展要求，培养具备实践能力和创新精神的人才。在这个过程中，“高等数学”作为工科专业的基础课程，对于提升学生的逻辑思维、抽象思考能力及解决实际问题的能力至关重要。混合教学模式作为结合线上线下教学手段的一种创新教学方法，可以有效促进教师和学生之间的互动，增强教学效果，提升学生成绩。本文旨在探讨混合教学模式在“高等数学”教学中的应用价值并提出创新策略，为新工科背景下的“高等数学”教学改革提供理论参考和实践借鉴。

一、混合教学模式概述

（一）混合式教学的定义

混合式教学（Blended Learning）是一种将传统的课堂教学与在线教育相结合的教学模式，旨在通过整合线上和线下的教学资源、方法和策略，实现教学效果的最优化。在混合式教学中，教师和学生在面对面的课堂教学中进行互动和交流的同时，利用网络技术和多媒体手段进行线上学习和讨论。这种教学模式在很大程度上丰富了教学方法，提高了课堂教学的效果和质量。混合式教学强调教师和学生之间的合作互动，倡导学生自主学习和探究式学习，使教学模式从以教师为中心向以学生为中心转变。在混合教学模式中，教师的角色更多地转化为教学的组织者和指导者，帮助学生更好地掌握知识、培养科学思维能力、提高解决问题的能力及扩展创新意识。混合式教学的实施有助于激发学生的学习兴趣，提高学习效率，培养学生的自我管理能力和协作精神，使其更好地适应知识经济时代的需求，找到未来的发展方向。混合教学模式的研究内容丰富多样，对其理论框架的研究，旨在阐明混合式教学的基本概念、原则和理论基础。评估混合教学模式的有效性也是研究的重点，以便为教育工作者和学者提供有关如何提高教学质量、满足学生需求和培养自主学习能力的指导原则。研究还关注混合教学模式在推动跨学科合作和学科整合方面的可能性，以期为教育界提供更为全面和高效的教育解决方案。

（二）混合教学模式的特点

混合教学模式将在线教学与传统面对面教学相结合，形成一种独特的教学模式。混合教学模式具有高度的灵活性，这种模式打破了传统课堂教学的时间和空间限制，可以根据课程设置和学生需求进行调整。学生可以自主安排学习时间和进度，使教学更加个性化。混合教学模式在教学资源方面具有丰富性，鼓励教师运用多媒体教学资源和在线教学平台，为学生提供多样化的学习材料，有助于激发学生的学习兴趣和提高参与度。混合教学模式强调互动性，在线和面对面教学相结合，使得教师与学生、学生与学生之间的互动变得更加丰富多样。这有助于提高学生的学习积极性，改善课堂氛围。混合教学模式注重实践性。这种模式鼓励学生将所学知识应用于实际情境中，通过项目、案例研究等方式，培养学生的实践能力和创新能力。混合教学模式对教师角色提出了新要求，在这种模式下，教师不再仅仅是知识的传授者，而是要成为学生学习过程中的引导者和协助者［1］。这种角色转变有助于教师更好地关注每名学生的学习进度和特点，实现个性化教学。混合教学模式独特的特点包括灵活性、丰富的教学资源、互动性、实践性及对教师角色的重新定位。这些特点使混合教学模式在教育领域具有广泛的应用前景，为教育创新提供了有力支持。

二、“高等数学”混合教学模式的应用意义

（一）提高课堂教学质量

混合教学模式充分发挥了现代信息技术的优势，同时注重教学过程中的师生互动。混合教学模式充分利用互联网教学工具，为学生提供了更加丰富的学习资源，拓宽了学生的知识视野和学习内容，同时激发了学生的学习兴趣和动力。混合教学模式使教师能够更加关注学生的学习过程，教师可以利用在线教学平台实时了解学生的学习进度和需求，及时调整教学策略，使教学更加个性化和具有针对性。混合教学模式通过将在线互动与面对面讨论相结合，激发学生的学习积极性，在线互动可以帮助学生克服课堂内的沟通障碍，鼓励学生积极参与讨论和提问；面对面讨论则有助于增强学生之间的合作和交流，培养其团队协作能力。混合教学模式强调实践性，鼓励学生将所学知识应用于实际情境，通过项目、案例研究和问题解决等方式，学生可以通过解决实际问题，进一步加深和扩展所学知识，并将理论知识与实践应用相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

（二）满足学生学习需求

混合教学模式通过在线和传统面对面教学相结合，为学生提供了更灵活和多样的学习方式，让学生可以更加自主地安排学习时间和进度，从而满足不同学生的个性化学习需求。混合教学模式下，学习资源丰富，学生能够根据自己的兴趣和需求选择合适的学习材料，并利用这些资源深入了解高等数学的概念、原理和应用，提高自己的学术能力。混合教学模式下，在线教学部分使学生可以随时随地学习，不受时间和地点的限制。学生可以根据自己的学习计划、能力和需求安排学习进度，调整学习方式。这种学习模式有助于学生更好地平衡学术、生活和工作等多方面的需求［2］。混合教学模式下，教师可以通过在线教学平台收集学生的学习数据和反馈，并根据这些信息为学生提供个性化的辅导和支持，帮助学生克服学习难题，提高学习效果。混合教学模式鼓励学生在课堂内外积极参与学习，促进与同学和教师的互动交流，在线讨论和合作学习环境使学生能够在相互帮助和竞争中提高自己的数学素养，培养团队协作和沟通能力。

（三）培养学生自主学习

混合教学模式在培养高等数学学生自主学习能力方面具有显著优势，这种模式鼓励学生在课堂之外积极参与学习，自主安排时间和进度，培养学生自主探索和解决问题的能力。混合教学模式提供了丰富的在线学习资源，学生能够自主选择合适的学习材料，根据自己的兴趣和需求深入学习。这种自主选择的过程有助于培养学生的独立思考和判断能力，使学生能够针对自己的需求进行有效学习。混合教学模式下，学生可以根据自己的学习计划、能力和需求安排学习进度，调整学习方式。这种学习模式有助于培养学生的时间管理和自我调控能力，提高学习效率。混合教学模式鼓励学生在课堂之外参与学习，如完成在线作业、参加讨论和自主研究等。这种学习方式有助于培养学生的自主学习能力，使其更好地适应未来职业生涯的需求。通过自主学习，学生能够锻炼自己的信息检索、分析和整合能力，培养独立解决问题的能力。

（四）优化课堂教学环境

混合教学模式通过将在线互动与面对面讨论相结合，创造了一个充满活力和创新的教学环境。混合教学模式通过在线互动鼓励学生积极参与课堂讨论，在线讨论和互动可以帮助学生克服课堂内的沟通障碍，鼓励学生积极提问和分享观点，这种互动交流有助于激发学生的学习积极性，改善课堂氛围。面对面讨论和小组活动有助于增强学生之间的合作和交流，在这种教学环境中，学生可以通过合作解决问题、完成项目和分享经验提高自己的数学素养和团队协作能力。混合教学模式可以让教师更加关注每个学生的学习进度和特点，根据在线教学平台收集的学生学习数据和反馈及时调整教学策略，实现个性化教学，这种教学方式有助于满足不同学生的学习需求，从而优化课堂教学环境。混合教学模式通过引入多种教学方法和工具，如视频、图表、互动题库等，丰富了课堂教学内容，使教学更具趣味性和挑战性，这种多样化的教学方式有助于调动学生的学习兴趣，激发其积极性和创造力。

三、新工科背景下“高等数学”混合教学模式的创新策略

（一）优化教学资源

在新工科背景下，优化“高等数学”混合教学模式的教学资源是提高教学质量的重要环节。其中最关键的是拓宽学习资源的来源，确保资源的丰富性和多样性，这包括整合现有教材、引入优秀的开放教育资源、挖掘网络上的丰富学习资源等。其次，利用现代信息技术手段制作高质量的数字化教学资源，这些资源包括多媒体课件、视频讲座、动画演示、模拟实验等。数字化教学资源具有较高的可视化和交互性，有助于学生更直观地理解抽象的数学概念和原理，从而提高学习效果［3］。

（二）改革教学方法

改革“高等数学”教学方法是提升混合教学模式效果的重要途径。教师可以通过引入基于问题的学习方法，将高数知识点与实际工程问题相结合，提高学生解决实际问题的能力；教师还可以引导学生在课前自主学习高数知识点，如观看在线视频课程、阅读教材等，提高学生的主动学习能力。在课堂时间，教师可以组织讨论、案例分析、小组合作等互动环节，鼓励学生思考、探究和解决问题，提高教学效果。另外，教师可以采用多元化的教学策略，如游戏化教学方法，将高数知识点与游戏元素相结合，激发学生的学习兴趣，培养学生的合作精神和团队意识。在教学过程中可以设置小组讨论、项目合作等活动，让学生在团队合作中学会相互沟通、协作解决问题。教师应鼓励学生积极参与课外实践活动，将所学的高数知识应用于实际问题中，以提高学生的实际操作能力和创新能力。通过实践活动的参与，学生可以提高自己的综合素质，拓展实践经验和创新能力。

（三）创新评价体系

为了更好地实施新工科背景下的“高等数学”混合教学模式，教育评价体系应从传统的以考试成绩为主的评价方式转向更加全面、多元化的评价方式，以培养学生的自主学习能力和创新能力。教师应注重考查学生的学习态度、参与程度、思考能力等方面，通过在线作业、课堂讨论、小组合作等形式对学生进行过程性评价。综合性评价要求教师从多个维度对学生的学习成果进行评价，如基本知识掌握程度、实际应用能力、创新能力等。教师可以结合课程考试、项目作业、数学建模竞赛等多种形式，全面了解学生的学习情况，避免单一考试成绩对学生评价的片面性。实行自评与互评有助于培养学生的自主学习能力和团队协作精神，教师可以引导学生进行自我反思和评价，激发学生主动发现和解决问题的能力。通过同伴互评和小组评价，让学生在相互交流和合作中提高沟通能力、批判性思维能力等。注重形成性评价与终结性评价的结合，关注学生在学习过程中的课堂参与情况、作业完成情况等，以及学生在学期末或课程结束时的学习成果。通过合理安排形成性评价和终结性评价，既能充分体现学生学习的努力程度，又能客观评价学生的学习成果。

（四）转变教师角色

在新工科背景下的“高等数学”混合教学模式中，教师角色的转变至关重要。混合教学模式下，学习主体需从教师转向学生，强调学生的自主学习和积极参与，教师负责引导和协助学生进行探究、思考和解决问题，培养学生的自主学习能力和创新能力。在混合式教学中，教师应该注重设计充满活力、实践性强的教学任务和活动，以吸引和激励学生参与和学习［4］。教师要关注学生的学习需求，提供个性化的指导和支持，帮助学生建立正确的学习观念和策略。教师要担任学生学习的协助者，在混合式教学过程中与学生建立良好的沟通和互动，关注学生的学习困惑，及时给予帮助和建议。教师需整合优质的教学资源，以满足学生不同的学习需求。通过协调和整合现代化教学手段和资源，教师可以为学生提供多样化、个性化的学习材料，让学生在不同层次和领域的学习中得到更多的支持和帮助。教师需创新评价体系，实施过程性、综合性、自评与互评等多元化评价方式，全面了解学生的学习情况，为学生提供针对性地反馈和指导，促进学生的学习进步。教师需不断更新自身的专业知识和技能，掌握最新的教育教学方法和理念，以更好地适应混合式教学的需求。教师可以参加各种教育培训和研讨活动，了解最新的教育技术和教学策略，不断提升自己的教学水平和能力。