互联网背景下工科数学教与考模式的探索与实践

孟桂芝 赵辉 罗来珍

摘 要：随着互联网的迅速发展，数学教学与网络技术有了初步的融合，针对传统教与考模式的利与弊，文章对互联网下的工科数学教与考模式进行了研究，指出了这种模式具有教学具有针对性、增强教学时效性、开拓学生思维、加强学生管理、方便快捷、体现人文关怀的优势，同时也给出应注意的问题。

关键词：工科数学；教学；考试；在线考试

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）16-0080-03

Abstract： With rapid development of the internet， teaching of mathematics and network technology has been preliminarily integrated. Based on the advantages and disadvantages of the traditional teaching and test model， the engineering mathematical teaching and examination model under the internet is researched， and it is pointed out that this model has some advantages with teaching targeting， enhancing the timeliness of teaching， developing students' thinking， strengthening students' management， being convenient and efficient， and embodying the advantages of humanistic care， at the same time it also raises some issues which needs to be noticed.

Keywords： engineering mathematics； teaching； examination； online examination

随着“互联网+”被纳入国家发展战略，互联网正以前所未有的速度席卷而来，随处可见的信息传播和知识分享给学生的学习提供了便利，也导致学生养成懒于思考和知识加工的坏习惯。面对“互联网+”时代给教育带来的这些机遇和挑战，如何有效利用互联网，有效提高大学数学的教学质量，给高等教育带来极大的挑战。目前，哈尔滨理工大学公共数学教学与网络技术有了初步融合，通过学校引入的在线考试系统，公共数学教学团队对工科数学的教与考的模式进行了探索与实践。

一、传统教与考模式的利与弊

传统工科数学教学模式为“教师+教室+学生”，主要表现为“教师授课+学生被动式接受”，即老师在讲台讲解+黑板板书，学生坐在座位听讲和练习。传统课堂教学多采用讲授式和启发式教学法授课，教师与学生面对面，通过学生的课堂反映教师很容易清楚学生的问题所在、哪个知识点不清晰，哪里学习有问题，教师重点讲解哪里。这种教学模式以教师为主体，优点是学习系统化，有条理，教师根据统一制定的教学大纲和教学日历进行授课，对教材的重点和难点进行讲解，学生课后根据老师的授课内容进行温故和复习课本的内容，通过课后标准化纸制版作业加强对课程知识点的学习。传统的考试内容以教学大纲为基础，侧重结果性考核。以《复变函数与积分变换》课程为例，期末成绩主要是是平时成绩+期末考卷，平时成绩占期末的20%，包括出勤次数，课后作业，课堂提问等，期末成绩主要是通过一次笔试考试完成，占期末的80%，考试模式一般期末一张卷，由课程负责人按照本课程教学大纲的要求设计考题，试卷能够反映学生对基础知识掌握的程度、分析问题能力及严密的推理论证能力。期末考试通常是“一考定终身”，能够决定学生成绩是否及格。这种考试模式只关注结果，忽视学生的平时努力程度，使得学生注重期末突击，平时不学习，考完就忘，后期专业课用到数学内容就不知所云、一问三不知。

二、互联网背景下工科数学教与考模式的建立

（一）搭建教学与考试网络平台

互联网背景下，学生进入了掌上信息时代，工科数学的教与考模式不仅体现在“教师+教室+学生”，而且也表现在“网络+移动终端+学生”。网络的教学不仅限于一个教师，而是千千万万个教师任由学生选择，学生可以选择合适的教学视频预习，学生的选择余地大。同时考试模式不再限于一张卷，学生可以通过在线考试平台反复做题、刷题。目前，哈尔滨理工大学《概率论与数理统计》课程已经完成录制并已经上线，其他课程《高等数学》、《复变函数与积分变换》等正在筹划和录制中。目前是让学生可以根据自己的需要，进行碎片式学习。同时已经搭建了在线考试平台，并建立了适合本校学生作业和考试的试题库。在线考试和在线作业都是在试题库中随机从上百道题中组题，题目大部分采用参数题，可以做到前后左右的同学的试题互不相同。学生通过考试平台有效地对课程的知识点进行巩固和加强。

（二）课堂教学的开展

虽然互联网与教育的深度融合，引起了教学内容和教学方法的巨大变革，但是也取代了学校的课堂教学。互联网背景下的课堂教学不再是预先设定好的教学内容，而是体现在“课前+课中+课后”，是师与生之间的对话、互动。课前，利用教学网络平台布置学习任务。课中，通过教学网络平台学生的预习数据和基础题的练习情况，了解学生的知识点的理解和掌握、运用情况。复习学生已经掌握的知识点，和学生讨论不理解的知识点，鼓励学生提出自己的见解，指出问题所在，重点讲解和练习学生没掌握的知识点。课后，布置在线作业。通过学生练习的大数据分析学生对知识点的掌握情况，以便追根溯源，进一步帮助学生更好地理解和运用知识。目前，哈尔滨理工大学已经在2015级、2016级的大珩实验班对《复变函数与积分变换》、《概率论与数理统计》等课程进行了试点翻转课堂教学，结果表明：学生的学习热情空前高涨，学习自主性得到加強，考试成绩大幅提高。

（三）考试模式的建立

互联网背景下工科数学的考试模式也发生了巨大的化。目前哈尔滨理工大学工科数学的考试模式将由原来的结果性考试向过程性考试改变，考核方式将多方面了解学生的学习过程，激发学生的学习兴趣，从原来的一张卷到增加多次考试，使考试融于日常的学习中，让学生注重平时的学习，及时复习，反复巩固，改变以前的考试突击情况。课后作业由原来的单纯的纸质版作业增加到在线开放式作业+纸质版作业，在线作业以填空题和选择题为主，纸质版作业为计算题、解答题和证明题。平时成绩不仅限于课堂表现，增加大作业，大作业以小论文为主，教师根据教学内容设计题目，大作业通常和热点问题、实际问题有关，让学生通过查阅文献、浏览网页对知识点进行分析总结，在学习中找到乐趣，保证学生的创造力得到发挥，提高学生应用理论知识解决实际问题的能力。以《复变函数与积分变换》为例，考核方式更具有合理性，现有的考试成绩为过程性考核（在线考试2次，每次占10分）+平时成绩（课堂表现+大作业+开放性在线作业+纸质版作业，占30分）+期末考试（占50分）。从2015年起哈尔滨理工大学对工科数学的《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》和《复变函数与积分变换》四大工科课程全部开展在线考试和在线作业，改变了传统考试模式，激发出学生的学习潜能，更好地发挥出学生的创造性。

（四）第二课堂的开展

在课堂外，学生不仅可以通过网络教学平台学习工科数学，通过在线考试平台练习和巩固，而且还可以通过QQ和微信、微博等多种平台和教师进行交流。特别是现在无线网络和智能手机、手提电脑的普及，为教师和学生的交流提供了良好的基础。当学生做网络平台的在线作业有问题时，学生第一想到的是询问教师，他们需要教师及时回答，而QQ和微信等这些新兴的通迅软件为学生与教师的交流建立了良好的桥梁，也带来了极大的挑战和机遇。通过QQ和微信，教师能够及时回答学生的问题，使得学生的疑问得到解决、学生心理感觉受到重视。这种线下的师生互动能够调动学生学习的积极性、激发学习兴趣。可以说第二课堂是互联网背景下工科数学教与考模式的有益补充。

三、互联网背景下工科数学教与考模式的优势

（一）优化教学内容，使得教学具有针对性

教师通过线上和线下教学结合，调整教学方式，拓宽教学途径，有效提高教学效果。课前教师可以指定教学视频，布置学生观看，变被动为主动，让学生提前对本节课的内容做初步了解，这种视频不受时间和空间限制，学生可以自己掌握时间观看，学生可以根据自己掌握知识的情况，反复观看。同时利用网络教学平台，教师可以提前给出一些基本题，这类作业以填空题和选择题为主，让学生在看完视频后做些基本题对课堂内容有所深化，这种作业和测试对教学具有重要的导向作用。因为系统具有自动评分和统计分析功能，能够反馈及时，不但可以减轻老师的工作量，而且教师通过查看学生的答题情况的统计分析表，可以提前预知学生对知识的掌握情况。在课堂教学中，教师仍以课堂教学为主，以学生为主导，针对学生难懂、不会的知识点进行重点讲解，优化课堂教学，及时调整教学。

（二）引入课堂教学在线作业，增强教学时效性

利用网络平台，教师也可根据教学内容随时随堂作业。教师在授课过程中可以强调本节课授课内容的重要性，告诉学生这部分内容讲完后要立即在线作业，并且该考核计入平时成绩。学生为取得好成绩，对这部分内容会格外注意，抬头率明显提高。可以说，课堂教学引入在线作业，不仅有效的强化授课内容，而且提高学生的注意力，加深学生对内容的理解。

（三）布置课后在线作业，及时巩固课堂知识

教师采用“散养”模式，充分给予每个学生自主学习空间的自由度。在网络教学平台上，课后在线作业的设置通常以参数题為主，每章设置一套在线作业，每套题提交后即时给分，学生可以多次刷题，每次刷新后变成新题，刷到学生自己满意的分数为止。在线作业的布置有利于提高学生的学习互动性、使学生能够主动参与学习，有助于提升课程作业的完成率。同时借助在线作业让学生通过反复练习巩固知识点和有效复习，做到巩固旧知识，也能够促进学生时时学习，有效地提升学习质量，而不是期末集中一起复习，所学内容的知识不够踏实。

（四）布置网上非标准化试题作业，开拓学生思维

教师开拓学生思维，可以布置一些开拓性的问题，引发和促进学生思考，多维学习，提高学生的创造力、抽象思维能力和想象能力。如在《高等数学》的第二章导数与微分结束后，可以布置非标准化作业，如为什么要引入导数学习？导数在生活中有什么应用，可以解决什么样的问题？让学生主动思考，化抽象为直观，查阅文献，积极上传作业，不但可以开拓思维，而且激发学生学习下一章的兴趣。

（五）在线作业规范学生管理、使学生的管理得到加强

由于招生规模扩大，学生人数逐年上涨。公共数学的课堂容量越来越大，以哈尔滨理工大学为例，公共数学课《高等数学》和《概率论与数理统计》实行选课制度，每个班级的容量至少为120人，每次点名需要花10分钟，由于课时限制，老师不可能每次课都点名。如果老师在课中布置在线作业（可以5分钟1道参数题），不仅节约课堂时间，实现对知识点的有效复习和练习，而且可以实现快速点名。

（六）引入在线考试模式，方便快捷

随着互联网的高速发展，在线考试作为无纸化考试，在教育上也得到大力发展。首先，在线考试节省纸张，减少印刷费用。其次，避免了人工批卷评分标准不统一和统计分数易错，保证阅卷公平。第三，由于在线系统定时的限制，避免了考试时间长短的问题。同时在线系统可以设置参数题，预先做好题库后，每次考试前，可以在课程中批量导入大量试题，由负责老师手工进行组卷，其他老师在母课程下继承该课程的考试，系统可以实现选择题和填空题自动评卷，交卷后系统即时自动评分并在网络平台上公布考试结果、成绩汇总、生成考试总结报告、成绩统计分析和每道题目抽取率和错题统计率。

（七）网上选择考试时间地点，体现人文关怀

由于学生周末有各种安排，统一规定考试时间和地点，学生会感觉不方便，现在通过网络让学生选择合适自己的时间和地点，给学生更多的自主选择权，体现了对学生的人文关怀。

四、互联网背景下的工科数学教與考模式应注意的问题

（一）教师角色的变换

教师由传统的教师的讲解者变成指导者，在互联网背景下，教师不再是唯一的知识源，教师可以以多种方式传递知识，如通过一些网络学习资源（如教学视频、MOOCS）引导学生自学，这就需要教师在课前了解学生的学习概况、自学能力水平，教师可以通过在线作业提前知道学生的基础如何，然后根据不同的学生概况指点学生“怎样”和“怎么”获取知识，因材施教，教会学生获取知识的方法和技巧，激发学生学习数学的兴趣，让学生自己学会学习，使得学生学习能力提高，帮助学生养成良好的学习习惯和增加学生学习动力。

（二）学生学习的自主性

由于每个学生的基础知识、学习经历、自控能力等有所不同，在数学的学习上自主性也不同。教师布置学习任务后，学生能否按照老师的要求去学习，教师是未知的。特别是面对开放的和丰富的、多样的网络，个别同学会沉迷网络游戏、小说等网络世界，学习动力不足，因此，教师必须注重情感教育，通过师生交流促进学生自主学习，调动学生学习的积极性。教师可以通过网络平台如QQ平台、微信平台、微博等多种形式的互动交流，掌握学生的思想动态，和学生建立起良好的师生关系，因人施教，从而针对不同的学生群布置不同深浅的习题，引导学生进行自主学习，使得个性化教学成为可能。

（三）学生学习过程的监督

虽然教师在课前或课后布置在线作业，也可以查看学生的登录次数、在线作业的答题情况，但是由于网络的虚拟性，在课后教师无法监督，无法参与学生的学习过程，无法确认他是否参与全程学习，只有课上教学时通过提问来检查和监督，但对没有提问的同学究竟是否学习无法可知。因此，教师要建立有效的监督机制和评价机制，合理的机制确保学生保持学习兴趣，也有利于学生学习效率和学习质量的提高。

五、结束语

大学工科数学教学和考试模式与互联网的结合，能够充分激发学生主动探索知识的意识，使得课堂教学具有针对性，增强教学时效性，增强学生学习的自主性，体现人文关怀，弥补传统教育模式的不足，对提高教学质量具有重要的作用，但是需要注意网络教学毕竟是一种辅助、补充的教学手段，它无法代替教师的课堂教学，更无法代替教师的情感教育。需要教师注意课堂教师角色的变换，学生学习的自主性以及如何对学生学习过程的监督。互联网和大学工科数学教学与考试模式两者的相互融合在某种程度上也提高了教师自身的修养和教学能力，使教师具有广博的知识、丰富的经验，进而提升工科数学教学质量。

参考文献：

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