高等数学新形态数字化教学资源设计与建设

摘  要：在教育信息化2.0时代，“互联网+教育”带动着教育的转型升级，数字一体化交互式教学资源建设已经成为必然。高等数学课程作为理工科学生的基础课，信息化教学资源的建设直接影响着课程建设的质量。该文从教学理念、教学体系、教学评价及课程思政等方面，着力建设高等数学数字化新形态教学资源，为学生搭建数字化学习平台，推动高等数学课程高质量的建设发展。

关键词：数字化；新形态；高等数学；教学资源；课程思政

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）S1-0093-04

Abstract： In the era of Education Informatization 2.0， "Internet plus education" is driving the transformation and upgrading of education， and the construction of digital integrated interactive teaching resources has become inevitable. As a fundamental course for students majoring in science and engineering， the construction of information technology teaching resources in Advanced Mathematics courses directly affects the quality of course construction. This paper focuses on building new forms of digital teaching resources for Advanced Mathematics from the perspectives of teaching philosophy， teaching system， teaching evaluation， and curriculum ideological and political education. The study aims to build a digital learning platform for students and promote the high-quality construction and development of Advanced Mathematics courses.

Keywords： digitization; new forms; Advanced Mathematics; teaching resources; curriculum ideology and politics

党的二十大报告作出推进教育数字化的重要部署，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，需要在人才培养的方方面面下功夫。课程是教育思想、教育目标、教育内容的主要载体，集中体现国家意志和社会主义核心价值观，是学校教育教学活动的基本依据，直接影响人才培养质量[1]。教育数字化为进一步深化课程改革提供了重要动力。高等数学作为理工科高校的重要公共基础课程，在人才培养中占据重要的地位。高等数学新形态教学资源设计与建设是健全课程体系、实现学生培养质量的重要保障。

一  数字化教学资源建设中的问题

数字化资源建设过程中存在资源建设和资源管理及资源评价等多方面的问题。

首先，由于资源的制作技术和条件不同，教师制作的资源水平参差不齐，存在一定的质量问题。比如有的视频资源是专业团队制作，而有的资源是简单自制。其次，由于对数字化教学资源的使用率不高，数字化教学资源的更新周期较短，再有导致资源的价值不能充分体现，资源的时效性和有效性受到影响。由于数字化教学资源需要教师具备较高的技术和教学能力，但是教师培训的力度不足，导致教师无法有效地使用数字化教学资源。另外，由于数字化教学资源的评价标准不明确，教师难以评估数字化教学资源的质量和有效性，从而无法充分利用数字化教学资源。还有，教学资源没有很好地与课程思政相结合，通过数字化教学改革提高育人成效不显著。

针对以上各种问题，通过加强数字化教学资源建设的审核标准，提高数字化教学资源的质量，确保资源的有效性和可靠性；建立新形态的教学体系，从课程建设目标、内容、过程和评价等多个方面，有效利用教学资源提高教学质量；通过融入信息化教学评价，由大数据分析学生的问题，教师及时调整教学策略，以便持续改进教学。再者，合理利用数字化教学资源，提高课程思政的教学效果，发展学生的情感、知识、技能和学习态度，培养学生的创新意识。

二  数字化教学资源建设

在“以学生为中心”的OBE教学理念指导下，建设高质量新形态的教学资源，适应新时期教学的需要。

数字化新形态教学资源是指利用网络、多媒体、云计算等信息技术手段，将各种教育资源进行数字化加工和整合，形成以数字化形态为主的教学资源，包括数字化课件、网络课程、虚拟实验室、在线考试、电子书籍和教学视频等多种形式，为教育教学提供更加丰富、便捷、高效的教学资源。数字化新形态教学资源，是教育信息化的重要组成部分。

建设高等数学新形态教学体系需要开发和整合数字化教学资源，主要包括基础资源、延伸资源及在线考试系统等。

基础资源包括高等数学课程的电子教材、教学课件、教学视频、教学大纲、教学日历、教学设计、习题集和参考资料等。多媒体教学资源包括图片、动画、音频等多种形式的媒体，可以通过多种方式呈现教学内容，利用VR、AR等虚拟现实技术增强展示效果，提供更加丰富、多样化的学习资源。

拓展资源包括虚拟实验、素材资源、工程案例库、数学实验案例库、课程思政案例库和专题讲座库等，可以适时应用到教学的相应环节，体现了教学和学习过程的交互性、多样性[2]。高等数学新形态教学需要利用智慧教育技术，如人工智能、大数据分析等，进行数据驱动教学，提高教学效率和质量。

还有，建立在线考试系统实现试题创建和管理、考务管理、计算机出卷、在线监考、自动阅卷和成绩统计，简化了传统考试的过程，是信息化教学不可缺少的辅助手段[3]。在线考试系统可以帮助教师完成布置作业、教学反馈、高等数学在线学习、模拟考试、进阶训练和在线测验等任务，对学生自主学习、提高学习兴趣都起到积极的促进作用。在教学中使用在线考试与评价系统，可以很好地提高教学效率，提升教学效果。贯穿以教师为主导、学生为主体的教学思想，使学生能自己安排学习计划、主动探索知识、交互式学习，提高学生的自学能力，激发学生的学习兴趣。在线考试系统可以实现试题管理、考务管理、自动评分和成绩统计等功能，提高工作效率，帮助教师及时和正确地了解学生的现状和水平，有效提高教学质量，实现了一个真正的“反馈”式教学机制。

数字化教学资源的整合与共享。建立教育资源库，打通多个平台的资源共享和互通使用，比如教务系统、学习平台、考试平台等平台的资源和功能整合，以便促进教学资源的有效利用，并提供更加便捷的教学管理服务。

三  全面优化高等数学新形态教学体系

新形态课程教学资源建设与应用，最大的价值和最终的目的在于引导教师和学生真正走向基于资源的教与学，使得学生成为教学的主体，教师的工作核心转移到资源整合中[2]。高等数学新形态教学资源的设计与建设从教学理念、教学目标、教学策略、教学活动及教学评价等多个维度展开。

更新教学理念。依据学校总体发展战略，转变教学理念。完善高等数学新形态教学资源设计与建设，实现高等数学课程体系建设，把单纯的传统教育，转变为线上线下融合的创新教学模式；转变课程体系的整体结构，打造基础课程通识化，打通课程之间的内在结构，引导学生养成解决复杂实际问题的能力[4]。

确定教学目标。在设计教学资源之前，需要明确教学目标和学生需求。根据布鲁姆认知模型，教学目标分为知识、能力、育人等方面，首先要确定学生需要掌握的知识点、技能、能力，以及如何评估学生的学习成果。同时，考虑学生的学科水平和特点、学科认知水平、学习兴趣等。通过充分考虑学生的特点，制定能够让学生易于理解和接受的教学目标，更有利于数字化教学资源的开发和使用。

选择教学内容和资源。根据教学目标选择教学资源和教学内容，设计视频课件、在线互动课程、多媒体教学资源和虚拟实验等教学资源，以帮助学生更好地理解和掌握知识。采用数学实验方法建设高等数学的教学资源，利用Matlab、Maple、Mathematica等软件，利用数学建模的思想方法，为学生学习数学实验和数学模型提供支持。结合工程实际案例，利用数学实验的直观演示，可以加深对理论知识的理解深度，使课程内容具有前沿性和时代性。提供不同学生需求的教学内容和资源，根据学生所在专业大类，提供分类别的教学资源，例如机电类、材化类及管理类等不同专业学生所学的教学资源不同，尤其是结合学生专业建设教学资源案例库，在高等数学基础课程的学习过程中让学生体会到高等数学在其专业的重要作用。

创新设计教学活动。根据教学资源，设计教学活动和任务，以引导学生深入学习和思考。例如，可以设计课堂讨论、小组合作、案例分析、作业和考试等活动，以帮助学生巩固知识和提高能力。在教学实践中注重不断更新教学方法及手段，将着眼点放在学生数学素养与创新能力上。促进覆盖课前、课中、课后整个教学过程的数字化教学改革。课前在预定目标的引导下进行自主学习，学生根据个人需求和个人实际情况进行自定步调的个性化学习，学习平台记录学生学习中的难点和疑点，通过测试和学生的学习痕迹数据分析发现学生的共性及个性问题。课堂教学中，对学生的自学情况进行回顾和反馈，再次明确线下课堂的学习目标，是课前学生自主学习目标的提升，在知识维度重在解决学生的疑难点问题，同时加深学生学习的深度和广度，加强学生对知识理解的深度；培养学生的实践能力和应用数学解决实际问题的创新能力，熟练掌握数学软件的使用，利用数学建模和数学实验的思想方法，解决工程实际问题，尤其是和学生所在专业相结合，通过专业案例的解决过程，培养学生创新意识，同时打造通识课程专业化。

四  融入数字化的教学评价

在教学中实施融入数字化的教学评价，可以很好地提高教学效率，提升教学效果。高等数学课程教学评价采取线上线下相结合、标准化和非标准化相结合的形式。成绩组成包括平时成绩和期末成绩，平时成绩中包括线上课程视频学习、在线测试和在线阶段测试、线下自主学习和小组合作学习等。数据化的教学平台全程记录学生的学习痕迹，使用在线考试与评价系统，不论是对教师的布置作业、教学反馈，还是学生的自主学习、提高学习兴趣都起到积极的促进作用。根据教学目标和评估方法，评估学生的学习成果和教学效果。例如，可以采用学生自评、同学评价、作业和考试等方式，评估学生的学习成果和教学效果，并对教学资源和活动进行改进和优化。

数字化的教学评价可以让老师及时掌握学生作业和测试完成情况，发现学生学习中的共性问题，根据反馈信息修订计划，以便及时调整教学，实现“反馈式”教学机制[5]。在线系统不仅可以自动批阅是非题、各类选择题、填空题和部分主观题，即时评分，而且可以对学生进行多次的综合测验，并快速生成成绩单。软件对学生的答题情况、成绩单进行统计分析，使老师更好地了解学生的现状和平时成绩，及时发现学生学习中的薄弱环节，以便更好地调整授课内容和进度，使其更好地适用于教学。

数字化的教学评价可以对学生整体测验的成绩进行统计分析，对试题的难度、区分度做数据分析，并进行试卷的达成度分析，分析结果可以使教师可及时掌握学生平时作业完成情况，及时督促学生学习。数字化的教学评价，极大地提高了工作效率，在线阅卷、自动评分功能结合自动统计教学评价指标，在减少教师工作量的同时提高了教学效率；无须人工打分，节约了老师阅卷工作消耗的时间。深入了解教师的教学情况，根据大数据分析学生的问题，及时调整教学策略，以便持续改进教学。