丁 蕾, 石鴻雁

(沈陽工業(yè)大學 理學院, 沈陽 110870)

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“高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學及測評系統(tǒng)的設計與實踐

丁 蕾, 石鴻雁

(沈陽工業(yè)大學 理學院, 沈陽 110870)

闡述了“高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學及測評模式的必要性與存在的問題,介紹了網(wǎng)絡化教學及測評模式的總體結構與實踐方法。系統(tǒng)利用網(wǎng)絡雙向互動等功能,將傳統(tǒng)的測評模式與現(xiàn)代網(wǎng)絡技術相結合,以在線作業(yè)、在線測試為切入點,以電子教程為核心來組織網(wǎng)絡課堂,實現(xiàn)網(wǎng)上教學活動的全部過程。該系統(tǒng)對學生學習成績進行有效評價的同時,也可解決學生擴招、校區(qū)分散、學時壓縮、考核任務重等傳統(tǒng)高等數(shù)學教學方式中存在的問題。同時也減輕了教師的教學負擔,充分調動學生學習高等數(shù)學的積極性,使教師的教學及學生的學習變得方便快捷。

網(wǎng)絡化測評模式; 高等數(shù)學; 自主學習; 網(wǎng)絡化教學

0 引 言

近年來,信息技術和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展導致了教師的教學模式、學生的學習方式正在發(fā)生潛移默化的改變。隨著高校校園寬帶網(wǎng)的快速建設和計算機應用軟件的不斷更新,數(shù)學教學已不再局限于“一塊黑板、一支粉筆”的模式,教學過程也不再局限于課堂上。網(wǎng)上教學、網(wǎng)上答疑、多媒體教學等現(xiàn)代教育方式,正逐步從數(shù)學教學的輔助地位上升為數(shù)學教學的基本形式,教師角色逐漸由“知識傳授者”向“引導者、促進者”轉變[1]。高等數(shù)學是工科院校的一門重要的基礎理論課程,也是各專業(yè)核心課程之一,在整個高等教育中起著非常重要的作用。高等數(shù)學所提供的理論知識、思想方法,不僅是學生學習后繼課程的基礎,也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要途徑。然而課程測評模式在教學中起著指揮棒的作用,測評的內容和手段,指揮著教師教什么,怎么教;學生學什么,怎么學。要想使一些數(shù)學原理的豐富內涵、教師先進的教學思想以及啟迪學生的創(chuàng)造性思維的教育觀念在課程測評模式中更好的體現(xiàn),傳統(tǒng)的課程測評模式已難以適應。因此在計算機、智能手機非常普及,無線網(wǎng)絡資源非常豐富的今天,利用網(wǎng)上資源學習和考核高等數(shù)學是大勢所趨。

1 目前“高等數(shù)學”課程測評模式存在的問題

1.1 傳統(tǒng)課程測評模式

傳統(tǒng)的測評模式很大程度上還局限于作業(yè)、小測驗、考試等方式,這種測評模式不僅單一,而且過于強調基礎知識、解題思路和解題能力的考核,所以不能全面地反映學習者的素質與能力,難免出現(xiàn)高分低能的情況。重知識、輕能力、以記憶書本知識的數(shù)量與質量、掌握記憶的準確性與熟練程度為標準是傳統(tǒng)觀念中的不足。另一方面,傳統(tǒng)的測評模式大多采用人工閱卷的方法,使學習者不能及時得到卷面的反饋信息,在一定程度上降低了學習者學習的熱情,打消了學習者學習的積極性。

1.2 網(wǎng)絡化課程測評模式

現(xiàn)有的網(wǎng)絡化測評模式雖然有快捷、準確等優(yōu)點,但也存在一些不足:1)對網(wǎng)絡教學中教學檢測的認識深度不夠[2]。教學檢測是整個教學過程中不可缺少的一部分,是檢驗教師教學情況和學生學習情況的有力方式。網(wǎng)絡教學作為一種新興的教學方式,也需要教學檢測來檢驗。2)缺少網(wǎng)絡教學效果的評價標準。當前,我國的評價網(wǎng)絡教學效果的標準還停留在傳統(tǒng)的課堂評價標準上?；谶@些原因,網(wǎng)絡教學的檢測體系應引起足夠的重視。要提高“高等數(shù)學”網(wǎng)絡教學水平,必須健全網(wǎng)絡環(huán)境條件下的“高等數(shù)學”網(wǎng)絡教學的檢測體系,只有這樣, “高等數(shù)學”的網(wǎng)絡教學才能正常發(fā)展。3)測評系統(tǒng)軟件開發(fā)及維護難度較大。網(wǎng)絡測評模式的建設依托網(wǎng)絡信息技術,這就要求開發(fā)人員需具備扎實的數(shù)學理論基礎和軟件開發(fā)技術,一般的軟件開發(fā)人員難以勝任。另外,測評系統(tǒng)中的試題也需要經常更新,這就需要有專人來維護。4)沒能更好地利用網(wǎng)絡雙向互動性[3]。大部分網(wǎng)絡測評結果沒能通過計算機實現(xiàn)。一些網(wǎng)絡測評結果雖能通過計算機實現(xiàn),但學生只能知道結果的對錯而不知錯題的原因,從而不能充分發(fā)揮學生學習高等數(shù)學的主體地位,不能提高學生學習的積極性。

2 “高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學及測評模式的設計

鑒于“高等數(shù)學”網(wǎng)絡化測評模式建立的必要性及存在的不足,本著拓寬知識、培養(yǎng)能力、啟迪學生的創(chuàng)造性思維的教育觀念,以改革傳統(tǒng)高等數(shù)學教學、提高教學效果、減輕教師壓力為主要目標,結合高等數(shù)學的授課學生多、知識點繁瑣、公式復雜等特點,本系統(tǒng)把“高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學及測評模式的主要內容整體上分為7個模塊:電子教程、知識結構、作業(yè)及測試、課程資源、在線答疑、成績分析、班級信息,如圖1所示。

圖1 “高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學及測評模式的主體結構圖Fig.1 The main structure of the network teaching and evaluation model of “advanced mathematics”

電子教程、知識結構是學生在完成高等數(shù)學作業(yè)時獲取知識的有利途徑。電子教程由課程內容講解、釋疑解難和數(shù)學史3部分組成。其中,課程內容講解包含動畫演示,更生動具體地對高等數(shù)學重難點做了詳細的講解;釋疑解難對學生常見的、不易理解的數(shù)學問題給出了由淺入深的解答;數(shù)學史則是對數(shù)學知識的由來、著名科學家的生平做了詳細的詮釋。這2個模塊使學生在掌握足夠的數(shù)學知識的同時,受到心理和智能的導引,能啟迪、挖掘他們的認識和處理數(shù)形規(guī)律、邏輯關系及抽象事物的悟性和潛能;培養(yǎng)創(chuàng)新意識和務實求真的品格;提高數(shù)學思考、分析、表達和解決問題的能力[4-14]。

在線作業(yè)及在線測試是學生熟悉內容、掌握方法、提高能力、加深對知識點的掌握程度、促進學生努力學習的重要手段之一,也是教師了解教學效果、考察學生對知識點的掌握情況的一種有效方式。本系統(tǒng)從高等數(shù)學教材及各類輔導書中精選了大量不同難易程度的填空、選擇和綜合題,以完善這部分內容。在線作業(yè)模塊中教師在線留作業(yè)并要求學生在一定時間內完成作業(yè),學生在線做作業(yè)后結果通過網(wǎng)絡批復,其中學生做錯的題目,學生可以通過系統(tǒng)中提供的內容自學。在線測試模塊的題型與作業(yè)模塊的題型類似,教師通過這一模塊可以組織考試,其結果通過網(wǎng)絡實現(xiàn)。這2個模塊可以減少人為因素造成的測評結果錯誤率,還為教師節(jié)省了大量時間,同時,這2個模塊支持在線輸入數(shù)學公式,教師使用系統(tǒng)提供的題庫布置作業(yè)、組織考試,由系統(tǒng)幫助判解、統(tǒng)計成績。

課程資源包含教師資源與學生資源,教師與學生可以把有關的高等數(shù)學資料分別存儲在各自的模塊中,方便查閱。在線答疑模塊中教師對學生的每一個問題都做出明確的回答,在回答每一道問題時,言簡意賅地提煉隱藏在其中的數(shù)學思想方法,注意對數(shù)學方法的培養(yǎng),希望在數(shù)學修養(yǎng)上給學生以啟迪和引導。這2大模塊極大地豐富了高等數(shù)學的學習資源,也培養(yǎng)了學生的思維能力與應用能力,提高了學生的學習興趣。

成績分析是教師了解學生學習情況、掌握教學進度、檢查教學效果、衡量學生學習效果的最基本形式之一。這一模塊包括按班級查詢、按作業(yè)查詢、按學生查詢、答題情況統(tǒng)計及章節(jié)掌握情況分析5部分。以上5部分學生得分情況通過網(wǎng)頁上的導出報表以WPS表格的形式呈現(xiàn)給教師,以供教師進行成績分析及統(tǒng)計。通過這一模塊的內容,教師可以更清楚準確的了解學生的學習情況,也為教師節(jié)省因批改作業(yè)與試卷、對分數(shù)進行統(tǒng)計分析而花費的時間,教師可以將這些時間全部投入到教學及科研工作中。在班級信息模塊中,教師可以看到每個班級每個學生的信息。

3 “高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學與測評模式的實踐

上述系統(tǒng)已經在沈陽工業(yè)大學某專業(yè)小范圍試用,試用效果良好。下面就以導數(shù)的運算法則中求導公式中的復合函數(shù)求導法則為例對本系統(tǒng)的實踐與應用進行闡述。

3.1 在系統(tǒng)中創(chuàng)建教師及學生賬號

首先,教師應用管理員賬號登陸平臺,進入管理中心,創(chuàng)建“高等數(shù)學”課程、授課教師賬號,并使得教師信息與課程關聯(lián)。然后,在管理員系統(tǒng)中建立學生賬號模板,在導入平臺中將這一模板導入系統(tǒng)。最后,教師使用授課教師賬號登陸平臺后進入課程,在“班級信息”功能里將學生賬號與課程關聯(lián)。經過以上的操作授課教師的信息會在課程中出現(xiàn),學生的信息在“班級信息”中顯示。教師與學生就可以用各自的賬號登陸系統(tǒng)。教師在系統(tǒng)中可以布置作業(yè)或組織考試,學生在系統(tǒng)中可以做作業(yè)或完成考試試題。

3.2 在系統(tǒng)中布置作業(yè)、組織考試

1) 布置作業(yè)

用教師賬號登陸,進入作業(yè)考試模塊,選中添加作業(yè),頁面跳轉后,教師可以規(guī)定作業(yè)開始時間、結束時間、做作業(yè)班級、作業(yè)類型(包括在線作業(yè)與附件作業(yè))以及是否可以重做題目,其中教師還可根據(jù)不同的需求對分值進行修改。選定好之后點擊下一步進入作業(yè)管理頁面,教師根據(jù)教學情況選擇各章節(jié)中的作業(yè)題目,選中好之后點擊保存,作業(yè)創(chuàng)建成功。如教師需要更改或刪除作業(yè),也可以回到作業(yè)管理頁面進行操作。

用學生賬號登陸系統(tǒng),點擊作業(yè)名稱進入做作業(yè)頁面,再點擊作業(yè)題目序號開始做作業(yè)。對于選擇題可以在網(wǎng)頁上直接選擇答案,再點擊完成,系統(tǒng)自動批復。對于填空和客觀題學生可以借助右上角的公式編輯器完成,點擊完成后,系統(tǒng)自動批復,并賦予分值,見圖2。如果學生在寫作業(yè)時遇到不會做或是做錯的題,可以點擊解題步驟、舉一反三、例題及知識點學習來進一步的學習后重新做該題。這樣達到了讓學生自主學習的目的。作業(yè)題目全部完成后點擊交作業(yè),系統(tǒng)對本次作業(yè)進行評分,見圖3。

圖2 學生完成試題后系統(tǒng)自動批復

圖3 系統(tǒng)對每次作業(yè)的評分Fig.3 Scoring system for each assignment

2) 組織考試

圖4 學生在系統(tǒng)中進行考試時的試卷Fig.4 The examination papers of students in the system

用教師賬號登陸,點擊作業(yè)與測試模塊中的測試,頁面跳轉后教師規(guī)定測試開始時間、結束時間及測試班級,選定好之后點擊下一步進入出試卷頁面,教師根據(jù)考試要求選擇各章節(jié)中的題目作為考試題目,選中好之后點擊保存,試卷創(chuàng)建成功。學生用學生賬號登陸系統(tǒng),點擊測試題目開始考試,見圖4。其中要求學生在規(guī)定的時間內完成考試。考試完成后點擊交卷,學生對測試中的題目則不能修改,系統(tǒng)對本次考試自動評分。

3) 成績分析

對于在線作業(yè)與在線測試的成績,在學生作業(yè)與試卷提交時導出,教師與學生可以清晰地看到每道題的得分情況與總體分值。這些成績分析都以表格或圖示的形式呈現(xiàn)出來。教師可通過按班級查詢這一板塊獲得每次作業(yè)的未提交人數(shù)、作業(yè)的平均分及每位學生的總成績;按作業(yè)查詢中可以看到某個班級在某次作業(yè)中每位學生在這次作業(yè)中的每道題的得分情況;按學生查詢更精準地檢查到某個班級某次作業(yè)某位學生每道題的分值;通過答題情況統(tǒng)計中的圖示分析可以看到某個班級某次作業(yè)中每道題的錯誤率及標記率,見圖5;章節(jié)掌握情況分析則顯示的是學生對每章每節(jié)知識內容掌握的百分比,見圖6。教師可以在這一模塊詳細具體地看到學生的成績及這些成績合理有效的分析,這樣便于教師掌握學生對各章節(jié)的掌握情況、教學的重難點及教學進度,教師可以對主講課程和內容進行調整和更換,使教師的教學更為具體,這樣有利于教師開展今后的教學工作。這一模塊也便于學生了解自己的學習效果,為學生科學合理的學習高等數(shù)學指明了方向。

圖5 作業(yè)中每道題的錯誤率及標記率

圖6 學生對每章每節(jié)知識內容掌握的百分比

4 結 語

在以往的“高等數(shù)學”網(wǎng)絡化教學系統(tǒng)研究中對于作業(yè)與測試這一模塊,僅僅是根據(jù)教學要求給學生在網(wǎng)上布置即時作業(yè),并隨教學進度及學生的完成情況適時在網(wǎng)上公布答案及解答過程。學生只能參照答案來看作業(yè)的對錯,對于自己不會不懂的題目卻不能進一步的深入研究,對于作業(yè)與測試的成績只能自己初步估算,而對于教師來說想了解學生作業(yè)與測試的完成情況及分值分布更是困難。本系統(tǒng)在吸收以往網(wǎng)絡化教學模式經驗的同時,也對其進行了改進與突破,把題型由原來的主觀題改成了主觀題與客觀題并存;公式繁瑣是高等數(shù)學習題的特點,本系統(tǒng)引進了公式編輯器,便于學生在網(wǎng)絡上答題;在學生完成在線作業(yè)與在線測試時,系統(tǒng)能智能判解,導入成績,并對成績按班級、按每次作業(yè)、按每個學生完成情況及章節(jié)的知識點掌握情況進行合理有效的統(tǒng)計分析。

本系統(tǒng)充分利用網(wǎng)絡頁面制作的ASP、JSP等技術,制作出了簡便快捷、容易操作、易于學生自學的網(wǎng)絡化教學系統(tǒng)。學生通過在線作業(yè)、在線測試體驗學習效果,通過電子教程鞏固學習成績,實現(xiàn)主動探究性學習,同時還可圍繞教程進行在線答疑、瀏覽相關教學資源等活動,輔助課堂教學、減輕教師教學壓力、提高教學質量。網(wǎng)絡化教學及評價系統(tǒng)不僅是教師了解學生對知識掌握情況的好助手,也是學習者了解自己學習高等數(shù)學程度、便于自學的好幫手。在系統(tǒng)的制作與完善過程中避免了頁面銜接不流暢等問題,但是在實踐中還存在一些細小的問題,本系統(tǒng)將以“遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目”的立項為契機,繼續(xù)做好改進工作。

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Design and practice of network teaching and evaluation model ofAdvancedMathematics

DING Lei, SHI Hongyan

(College of Science, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)

This paper introduces the network teaching and evaluation model ofAdvancedMathematics. A general structure and practical methods of Network teaching and evaluation model offers a systematic functions of two-way interactive network, combining the traditional evaluation model with the modern network technology, online homework, and online test as the breakthrough point. It organizes the network classroom with the core of electronic course, as well as the whole process of online teaching. The system evaluates student achievement effectively,and solves the existing problems of traditional teaching ofAdvancedMathematics, such as enrollment, campus dispersion, hours of compression, assessment task of in the problem solving. It lightens the burden of teachers, mobilizes the enthusiasm of students in learning advanced mathematics, and makes teacher’s teaching and student’s study more convenient.

network evaluation model;AdvancedMathematics; autonomous learning; network teaching

2016-03-01。

2014年度遼寧省教育廳普通高等教育本科教學改革研究項目(UPRP20140968)。

丁 蕾(1980-),女(滿族),河北故城人,沈陽工業(yè)大學講師,碩士。

1673-5862(2016)03-0380-05

TP393

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2016.03.026