新工科背景下初探數(shù)學(xué)類課程如何為專業(yè)服務(wù)
——以《線性代數(shù)》課程為例

丁志瑛 柴英明

（成都東軟學(xué)院，四川 成都 611844）

1 引言

“新工科”是指在新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命以及知識生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型的背景下，面向當(dāng)前新經(jīng)濟的現(xiàn)實急需和未來發(fā)展，運用新興技術(shù)建設(shè)和發(fā)展一批新興工科形態(tài)，或者改造和升級一批傳統(tǒng)工科和理科，構(gòu)筑具有跨界整合、創(chuàng)新驅(qū)動、應(yīng)用實踐等特征的中國本土化的新型工科[1]。

自2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”、“天大行動”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》、《關(guān)于推進(jìn)新工科研究與實踐項目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)。這代表著以新工科為主題的高等工程教育的開展已經(jīng)得到了社會的高度重視[2]。

教學(xué)改革是實現(xiàn)和發(fā)展新工科教育最重要的方式之一，《線性代數(shù)》作為高等學(xué)校理、工、經(jīng)管等多個專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，也應(yīng)該調(diào)整思路，加速向新工科教育的轉(zhuǎn)型。

本文將從課程資源建設(shè)、混合式教學(xué)設(shè)計、考核評價優(yōu)化等方面，以《線性代數(shù)》課程為例初探新工科背景下的教學(xué)改革[3][4]。

2 混合式教學(xué)課程建設(shè)

混合式教學(xué)是將在線教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合起來的一種“線上”+“線下”的教學(xué)[5]。我們通過把兩種教學(xué)方式的優(yōu)勢有機結(jié)合起來，使學(xué)生可以更好的參與學(xué)習(xí)，可以更好地實現(xiàn)基礎(chǔ)課程為專業(yè)服務(wù)的目標(biāo)。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，我們主要做以下三個方面的工作：

2.1 課程資源建設(shè)

通過編寫教材、制作優(yōu)質(zhì)的教材配套課件，錄制課程視頻，制作案例庫與習(xí)題庫并不斷完善更新擴容等措施，將課程資源數(shù)字化并上線。通過線上資源建設(shè)，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)更靈活，學(xué)生有充分的時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。通過錄制習(xí)題詳解視頻，可以使學(xué)生根據(jù)需要，重復(fù)觀看習(xí)題講解。通過引入和專業(yè)相關(guān)、面向應(yīng)用的實際案例，使學(xué)生能更好的體會到基礎(chǔ)課對專業(yè)課的重要作用。此外，通過設(shè)計配套的在線練習(xí)，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課程資源建設(shè)過程中，應(yīng)轉(zhuǎn)變“思政只由思政教師教”的觀念問題，設(shè)計“課程思政”典型案例，將思政元素有機融入課程教學(xué)，實現(xiàn)立德樹人與知識傳授的相互融通。

2.2 混合式教學(xué)設(shè)計

教學(xué)模式采取“線上學(xué)習(xí)”+“課堂教學(xué)”+“練習(xí)測評與反饋”，將教學(xué)路徑分為：課前、課中和課后三部分。

課前，教師搭建線上教學(xué)平臺，開通QQ交流群、釘釘群、郵箱等課程討論與交流平臺，提前錄制好視頻，視頻按知識點方式來錄制，錄制的視頻時間小于20分鐘，并將視頻設(shè)置為任務(wù)點，定時開放，在學(xué)生學(xué)習(xí)前，發(fā)放學(xué)習(xí)任務(wù)卡，學(xué)生根據(jù)個人時間、網(wǎng)絡(luò)等狀況，在規(guī)定時間內(nèi)完成課程學(xué)習(xí)。對學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題，進(jìn)入平臺討論，還可以進(jìn)行同學(xué)間、師生間的交流互動。本文以北京理工大學(xué)出版社出版的《線性代數(shù)》教材第一章為例[6]，介紹分配的知識點和學(xué)時（見表1）[7]。

表1

表2 線性代數(shù)拓展教學(xué)案例

表3 《線性代數(shù)》課程成績評定方式

課中，教師根據(jù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)階段的情況，對知識點進(jìn)行梳理，同時提供知識點的相關(guān)案例。比如關(guān)于的思維導(dǎo)圖（見圖1）和案例教學(xué)（見表2），課堂中探討、交流、分享各種學(xué)習(xí)資源，并進(jìn)行知識內(nèi)化與總結(jié)。

圖1 相關(guān)的知識點

課后，學(xué)生根據(jù)個人實際情況，對相關(guān)知識進(jìn)行補充、整合、復(fù)習(xí)，并完成教師布置的作業(yè)。在教學(xué)反饋與評價階段，根據(jù)資源點擊率、視頻觀看率等數(shù)據(jù)，分析教學(xué)的效果，并結(jié)合期末考試成績等，進(jìn)行新一輪課程建設(shè)。

2.3 考核評價優(yōu)化

科學(xué)合理的考核評價，能幫助教師及時進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，也能極大的促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。我們對現(xiàn)有的考核評價方式進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建立體化課程成績評定方式，加強過程性學(xué)習(xí)的考核評價，使用信息化平臺對教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，包括在線視頻學(xué)習(xí)、任務(wù)節(jié)點完成、課堂出勤、課堂互動、小組互評、作業(yè)和測試等方面?？己司唧w分為形成性考核和終結(jié)性考核兩類，各占學(xué)生總成績的60%和40%；其中，形成性考核由4部分組成。具體如表3所示。

加強對教師教學(xué)效果的評價，設(shè)計調(diào)查問卷，從學(xué)生對在線資源的滿意度、授課方式的滿意度、評價方式的滿意度、學(xué)習(xí)效果的滿意度、自主學(xué)習(xí)能力提高情況、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力提高情況等方面進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計分析問卷結(jié)果，及時的進(jìn)行總結(jié)、改進(jìn)與提高。構(gòu)成了教與學(xué)統(tǒng)一、可持續(xù)發(fā)展的混合式教學(xué)過程。

3 結(jié)語

本文以《線性代數(shù)》課程為例，展示了新工科背景下，將現(xiàn)代信息技術(shù)與課程教學(xué)深度融合，與專業(yè)相結(jié)合，并根據(jù)專業(yè)需求優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。通過課程資源建設(shè)、混合式教學(xué)設(shè)計、考核評價優(yōu)化等方面的改革，形成了豐富的課程教學(xué)資源，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)模式在時間、空間上有所限制的不足，提高了教學(xué)效率，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)《線性代數(shù)》課程驅(qū)動力，實現(xiàn)了基礎(chǔ)課程為專業(yè)服務(wù)的目標(biāo)，促進(jìn)了對學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)文化素質(zhì)的培養(yǎng)，促進(jìn)了對學(xué)生邏輯表達(dá)能力、知識快速獲取和綜合集成能力的培養(yǎng)，實現(xiàn)創(chuàng)新意識和能力的培養(yǎng)。