高等农业院校线性代数课程混合式教学模式实践探索.pdf
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1、沈阳农业大学学报(社会科学版)Journal of Shenyang Agricultural University(Social Sciences Edition)DOI:10.3969/j.issn.1008-9713.2023.03.021鲁春铭.高等农业院校线性代数课程混合式教学模式实践探索J.2023-05,25(3):379-383.高等农业院校线性代数课程混合式教学模式实践探索鲁春铭,丰雪,郭志鹏,王晗,于海玲(沈阳农业大学 理学院,辽宁 沈阳 110161)摘要:新农科背景下传统教学模式已经不能适应当今的线性代数教学需求,融入信息技术的线上线下混合式教学模式越来越得到师生的认可
2、。线上线下混合式教学模式优势在于线上有资源,线下有互动,过程有考核,打破教学的时空局限,改变传统课堂教学流程,形成从传统教学模式下的以“教师为中心”,向以“学生为中心”的混合式教学新模式的转化。以沈阳农业大学线性代数课程教学改革与探索为例,进行混合式教学模式的实践,从混合式教学模式的优势、前期准备、实施过程和实施效果等多方面进行研究。结果表明,通过构建集优质在线开放课程资源、线下有序互动资源以及优质线上考核资源于一体的联动体系,混合式教学模式实施成效显著,形成具有沈阳农业大学特色的线性代数课程教学模式。关键词:新农科;线性代数;混合式教学模式;教学改革中图分类号:G642.0文献标识码:A文章
3、编号:1008-9713(2023)03-0379-05线性代数是高等农业院校重要的公共基础课,线性代数、高等数学、概率论与数理统计共同构成新农科背景下数学的支柱课程,是大学生学习后续课程的根基。同时,线性代数也是理学、工学、农学和管理学等硕士入学考试的必考课程,还是农业院校各相关专业进行科学研究的基础课程。线性代数的理论已经广泛应用于农业科学的相关专业1。教育部印发的 关于一流本科课程建设的实施意见 提出,课程是人才培养的核心要素,课程质量直接决定人才培养质量。教育部办公厅等四部门关于加快新农科建设推进高等农林教育创新发展的意见 提出,构建数字化农林教育新模式,大力推进农林教育教学与现代信息
4、技术的深度融合,深入开展线上线下混合式教学。鉴于此,以一流课程建设为契机,树立课程建设新理念,推进课程改革创新,以目标为导向加强线性代数课程建设,这既是高等农业院校课程改革的重要环节,也是高等农业院校提高人才培养质量的重要基础,对于大学生专业能力的提升起着重要作用2。一、线性代数课程线上线下混合式教学模式特点及存在问题混合式教学模式是将在线教学和传统教学的优势结合起来的一种“线上+线下”的教学,可以把学习者的学习由浅到深地引向深度学习。随着信息技术的发展,教学技术成为教师的新能力。教师的“教”要用新技术,大学生的“学”也要用新技术,技术与教育教学相融合将成为新的学习革命。混合式教学要成为今后高
5、等教育教学新常态。相比于传统教学,线上线下混合式教学在教学流程、教学方式和教学条件上都存在差异。首先,在教学流程上,将以教师“教”为中心转化为以大学生“学”为中心。其次,在教学方式上,教师更多借助线上丰富的教学资源,规划教学内容,布置学习任务,测试检验。线下教学也不再是传统的线下教学,而是通过测试,检验大学生线上学习效果,总结归纳知识点,引导大学生利用知识解决问题。在这样的模式下大学生学习资源更加丰富,学习时间更为灵活,学习空间更为宽泛。最后,在教学条件上,要求学校的软硬件更为配套,网络运行顺畅高效,教学平台平稳正常运行。(一)线性代数课程线上线下混合式教学模式的特点1.合理的教学时间线性代数
6、课程内容多,学时少,是一直困扰高等农业院校线性代数教学的一个难点。收稿日期:2023-01-03基金项目:辽宁省高等教育本科教学与改革研究优质教学资源建设与共享项目(2021-529);辽宁省普通高等教育本科教学改革研究一般项目(2021-446);沈阳农业大学教育教学研究项目(2022-106)第一作者:鲁春铭(1968-),女,沈阳农业大学副教授,硕士,从事线性代数教学及数学教育研究。通讯作者:丰雪(1972-),女,沈阳农业大学教授,博士,从事数学教学研究。高等教育与教学改革栏目沈 阳 农 业 大 学 学 报(社 会 科 学 版)第卷25通过线性代数线上线下混合式教学,时间的利用更加灵活
7、,可将一些知识点碎片化,让大学生线上自主学习,时间的分配更趋合理、有序,解决学时紧张的局面。2.丰富的线上教学资源线性代数作为高等农业院校公共基础课,线上课程资源丰富,共享线上优质资源,合理规划整合课程内容,进行本地化改造,打造适合高等农业院校特点的“金课”,使得大学生相较传统的只依赖于教材资源的学习,获取更为丰富的学习资源。引用智慧树、超星泛雅等开放平台的优质资源,促进跨校资源的共享,为线性代数教学提升高度。3.良好的学习环境利用线性代数线上学习资源,大学生可以自主支配学习时间,平台上的视频、PPT课件、自测题和讨论题等作为大学生学习的资源,大学生随时可以学习和检测,线下课堂与教师互动讨论,
8、线上线下充分配合,互为补充。线上自主学习及时发现问题,线下讨论、检测、答疑等解决问题。课下拓展课程深度,形成良性学习环境,切实提高教学质量。4.注重平时过程考核课程考核是教学的一个重要环节。注重平时过程考核比例,实行过程评价与结果评价相结合的考核方法,更加合理地对大学生的学习作出评价3。利用线上课程平台记录大学生平时的考核数据,保留大学生平时成绩记录,让大学生在日常的自主学习及课堂互动中增强学习的积极性和主动性,有助于大学生个性化学习的养成。5.学习趣味性和实践性线上线下混合式教学可在网络平台上添加与专业相关的实际问题,供大学生将理论应用于实践,解决专业问题;增加建模题目,为深入学习的大学生提
9、供有效资源;引入数学家的小故事,课程思政等相关内容,激发大学生学习的兴趣,达到立德树人的成效。(二)线性代数课程线上线下混合式教学存在的主要问题随着教学改革的不断深入,教学实践中也出现了一些新的情况。传统教学模式已经不适应现代教学的需求,新教学手段的涌现,都要求教师适应现阶段大学生的实际需要,在教学中改变传统的线下教学模式,利用线上优质教学资源,采用线上线下混合式教学模式,已经迫在眉睫4。1.教师对信息技术掌握程度参差不齐为了提升教学质量,提高学习效果,混合式教学对教师的要求更高5。随着信息技术的迅猛发展,要求教师掌握新的技术,但是部分高校教师由于长期进行传统教学,课程与信息技术融合程度欠缺,
10、对新技术的掌握缺乏或者掌握程度不高,或者习惯于传统教学,自身不愿意学习新的技术手段,导致教师的信息技术能力参差不齐,同时教师通过信息手段搜集整理规划教学资源等能力还比较缺乏,这直接影响混合式教学的开展和实施6。2.传统按章节组织内容的不适性在传统的线性代数知识体系中,按教材、按章节的线下教学模式形成的教学内容结构已经不再适用于混合式教学的需求,教材内容较陈旧,结构欠合理,定义、定理和公式多,不容易理解7,这也是混合式教学要解决的问题。重建知识结构,整合知识点,优化教学内容已刻不容缓。3.大学生线上学习自律性欠缺传统的教学模式,大学生跟着教师的思路走,听课、作业和复习巩固,完成对知识点的掌握。而
11、线上线下混合式教学模式,大学生学习时间更加灵活,可以充分利用自由时间学习8。空间上也更为广阔,可以在教室、图书馆和宿舍等处学习。正是由于时空的自由,对大学生的自律性要求就更高9。由于个别大学生懒惰,自律性差,学习的自主性受到很大影响,导致过程学习数据缺失或者过程考核分数低,因此,加强过程的监管以及线上教学与线下教学的有机结合是必不可少的环节。4.教学设施投入不够充足混合式教学模式的实施,要求学校投入必要的软硬件教学设施。有些高等农业院校教学设施的投入还不能完全满足线上线下混合式教学的全面开展,完善的软硬件环境及优质的教学平台是线性代数课程进行线上线下混合式教学的支撑和保障10。这就要求高等农业
12、院校加强硬件设施的资金投入,补充短板,加强网络的稳定性和高效性,并购买必要的数学软件,加强线性代数一流课程建设,共享优质教学平台课程资源。二、线性代数课程线上线下混合式教学模式改革实践推进信息技术与教育教学深度融合,促进教学模式的变革。围绕在线开放课程与混合式教学,从“教”与380鲁春铭等:高等农业院校线性代数课程混合式教学模式实践探索第期3“学”入手,探索智慧环境下课堂教学组织模式改革,创新课内课外师生互动机制,实现优质教学资源的开放共享11。促进“互联网+数学”的教学模式改革。结合沈阳农业大学线性代数课程组省级一流课程建设、辽宁省本科教改立项优质教学资源建设与共享项目,并结合跨校修读学分课
13、程案例,对线上线下混合式教学成果进行系统分析,构建适合新农科背景下具有沈阳农业大学特色的线性代数课程线上线下混合式教学模式。(一)课程基本情况线性代数课程是沈阳农业大学开设的重要的学科基础课。课程包含行列式、矩阵、向量组的线性相关性与矩阵的秩、线性方程组、特征值和特征向量及二次型等内容,共32学时,两个学分。于2019年春季学期开始参与辽宁省跨校修读学分教学实践改革,利用辽宁省资源共享课线性代数资源,借助超星平台进行“线性代数”线上线下混合式教学改革,现已经开展六个学期,涉及六个本科专业,参与学生人数为236人。(二)混合式教学准备1培训教学信息技术针对不断更新的信息技术以及教学平台的操作,定
14、期组织教师的培训,同时录制小视频及制作操作文档,使师生快速掌握和熟练智慧工具,为混合式教学提供技术保证。2汇集混合式教学资源首先,线性代数线上课程资源主要来源于超星平台的辽宁省资源共享课“线性代数”,将教学内容分成44个任务点,共24个视频,每个视频围绕知识点展开,并设有相应作业、互动、测验和考试等部分。其次,采用大学生容易接受的形式,自制视频课。打破原有按章节的传统课程体系,根据课程特点结合大学生需求设计课程,细化脚本内容,详细推敲。按照视频录制的时长、知识的完整性及大学生的接受能力,将教学内容分解成41个知识点,重新整合教学内容。按照知识点优化课程体系。授课教师将知识点录制成48个视频,同
15、时制作相应的PPT课件,并进行试题库的建设,力求试题切合知识点,难易程度适中,试题及答案准确无误。利用网络平台,设计互动问答、作业测试等,力求每个环节准确、严谨和精美。经过多年的教学改革,沈阳农业大学线性代数课程获评为校“精品课”、校“线上一流课程”、辽宁省“线上一流课程”,已经在智慧树平台和国家高等教育智慧教育平台向广大线性代数学习者开放共享。丰富的线上课程资源为混合式教学提供必要的保障。最后,积累丰厚的线下资源。课程教学团队将多年的教学精髓凝聚于教材,主编“十五”“十一五”“十二五”“十三五”规划教材 线性代数,并获全国农业教育优秀教材。教学材料齐备,教学规划清晰,教学目标明确。线上线下丰
16、富的教学资源为混合式教学模式的开展提供资源保障。3.整合混合式教学内容教学活动的开展是围绕教学内容展开的,不同的教学内容适用于不同的教学模式。因此,对“线性代数”教学内容重新整合,根据知识点及其难易程度并结合教学模式,对混合式教学内容适当调整。线上侧重于比较简单的概念、性质、计算及原理记忆等内容。线下侧重于重点、难点及不容易理解的定义、定理、证明及推导等内容。选取大学生易于接受且与实践联系密切的内容开展混合式教学,通过线上线下混合互动,发挥线上线下各自优势,引导大学生将理论应用于实际。课程内容按照线上、线下及线上线下混合模式统筹分配,做好混合式教学的前期准备。(三)混合式教学实施过程以线性代数
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