“超星学习通”辅助数学理论课教学的实践研究

张国东 

(中南民族大学 数学与统计学学院,湖北 武汉 430074)

 [摘  要] “互联网+教育”是新时代教育教学实践改革的主要趋势之一，以互联网信息技术构建起来的智慧型学习平台“超星学习通”得到越来越多教育工作者的关注和使用。本文主要讲述“超星学习通”辅助笔者讲授的最优控制的数学理论课教学实践过程的方法和技巧，通过对学生线上作业情况、重难点内容的掌握、考试等实践教学效果进行分析，智慧型学习平台“超星学习通”可以很好的解决传统课堂教学存在的一些问题，为建立更加合理的教学体系和教学计划提供新思路。

[关键词]超星学习通；辅助教学；数学理论

[基金项目]2021年度中南民族大学校级一般教学改革项目：学科交叉背景下的研究生创新能力提升的策略研究（JYX21034）；2018年度中南民族大学校级一般教学改革项目：“雨课堂”辅助高等数学教学的研究（JYX18033）

[作者简介]张国东，男，（1986-），河南信阳人 ，理学博士，中南民族大学数学与统计学学院副教授。研究方向：微分动力系统及控制。

【中图分类号】 G642   【文献标识码】 A   [收稿日期]2021-1-20

一、引言

2018年4月国家教育部发布了《教育信息化2.0行动计划》的通知，该通知明确提出通过实施教育信息化2.0行动计划，到2022年基本建成“互联网+教育”大平台，发展基于互联网的教育服务新模式，以教育信息化支撑和引领教育现代化进程。在如今的“互联网+教育”大平台建设的背景下，一批批代表性的智慧教育平台如“超星学习通”、“雨课堂”、“课堂派”、“腾讯课堂”等被国内许多教育工作者进行研究和运用实践^[1]-[4]。

在高等学校教学中，大学数学课程是各理工科学生的必修课。然而，大学数学相对文科而言是比较理论化的知识，经常使得一部分学生学起来感到枯燥和晦涩，导致大学数学的教学效果并不优良。怎样借助新时代“互联网+教育”搭建起的智慧型学习平台促进和提升大学数学教学效果是教育工作者必须关心和思考的问题。近几年，相关文献和报道陆续出现，如2018年，于洪涛讲述了以智慧型学习平台“雨课堂”为工具，设计出了智慧教学“五步法”^[2]，并取得较好的效果；2019年，龚毅探讨了“互联网 +”形势下的大学数学教学^[3]；2020年，张青、曲峰林进行了以在线教学资源平台辅助大学数学教学的探索^[4]。

本文主要讲述智慧型学习平台“超星学习通”辅助最优控制的数学理论课教学实践过程的方法和技巧，目前，相关的研究和报道并不多见，本文的相关研究将为建立更加合理高效的教学计划提供借鉴。接下来，本文的结构安排如下：首先讲述传统的数学理论课教学现状和存在的问题；其次，阐述“超星学习通”辅助最优控制的数学理论课的教学设计；再次，笔者结合自身教学实践展示“超星学习通”辅助教学效果的相关比较，最后，本文给出简短的结语。

二、数学理论课传统的教学方式存在的问题

（一）传统的教学方式令学生减少对数学理论课学习的兴趣

数学理论课传统的教学方式主要是以教师讲授教材为主，讲授的内容主要集中在课堂45分钟。而随着高等教育改革的进一步深入，各个课程的课堂课时安排有较大的变动。以中南民族大学的数学理论课为例，常微分方程课由原来的64个课堂学时压缩为48个学时，线性代数课由原来的64个课堂学时压缩为48个学时，最优控制的数学理论课只有32个课堂学时。因此，有限的学时不允许对一些复杂的、繁琐的内容进行深入讲解，有限的学时也不允许教师慢讲、细讲，导致一部分学生在学习这些复杂的内容时不知所措，从而逐渐失去对数学理论课程学习的热情和兴趣。

（二）传统的教学方式缺乏师生间的互动性

传统的数学理论课的教学主要安排在课堂进行，课下师生间缺乏互动性。同时，有限的课堂学时也不允许教师在课上对每一个学生进行互动讨论，只能随机抽查或者干脆不抽查。这样，缺少互动性的“填鸭式”课堂教学模式会使得部分学生缺乏对所讲内容的理解和消化，会导致部分学生学习拉后，跟不上，最终使得数学理论课整体的教学效果达不到预期的目标。

（三）传统的教学方式降低了教师对学生学习情况的掌握度

传统的数学理论课教学由于缺乏信息化的辅助工具，对学生的预习情况，到课情况，重难点的学习情况，考试各分数段的分布情况缺少及时的掌握。这使得教师更合理的制定下一步的教学内容和教学计划时很被动。

因此，如何在有限的课时里既能保证教学内容的完整性，又能有效的将数学理论课的知识、最新前沿研究成果输送给学生，调动学生学习的积极性，是目前数学理论课教学急需解决的问题。

当今，“互联网+教育”搭建起的智慧型学习平台刚好为上述问题的解决提供了一种新途径。我们将基于新时代信息技术发展起来的智慧型学习平台“超星学习通”应用于最优控制的数学理论课的教学之中，这种移动式的学习平台打破了时间的限制、冲破了地域的阻隔，能够时时搭建起师生间互动的桥梁，“超星学习通”是新时代辅助数学理论课教学的重要移动式教学工具。           

三、“超星学习通”辅助数学理论课教学的教学设计

本节，笔者将根据自己的教学实践，以自己所讲授的最优控制的数学理论课教学为例，给出基于“超星学习通”辅助数学理论课教学的教学设计，该教学设计如图1所示。

图1 超星学习通辅助数学理论课教学的流程图

“超星学习通”辅助数学理论课教学的教学设计包括三个方面：第一是课前教学安排，教师通过学习通发布最优控制的数学理论课预习资料，为学生学习下一次课做准备，把学生预习的进度和反馈的问题作为学生平时成绩的一部分。第二是课堂教学安排，根据学习通上学生预习反馈回来的数据修整下一次课的教学内容，把反馈的问题作针对性的讲解，尤其是重难点内容，并把相关问题在课堂上跟反馈的学生进行面对面的交流、解答。第三是课后教学安排，根据课堂上学生学习的情况和提出的问题，在学习通上分布在线作业，并规定在指定的时间里作答提交，否则不计入平时成绩。同时，对每章学完之后再学习通上发布章节测试，还有期中测试等，这些测试也都设定在规定的时间段里作答提交，否则不计入平时成绩。在课后，学生对不懂的地方可以通过在学习通里发布话题、提问、留言的方式跟任课老师、同学进行交流学习。教师通过登录学习通对作业、测试及留言等内容进行批改回答，批改之后相关数据会由学习通自动统计分析，如每个作业题目得分情况分布统计、测试分数段分布统计等等，教师通过这些数据能很容易的掌握学生对相关知识点的熟悉程度，这为后面制定出更合理、更适宜的教学计划提供了有效的数据支撑。

通过“超星学习通”这种智慧型的学习平台辅助最优控制的数学理论课的教学设计，能够使得最优控制的数学理论课课前教学、课堂教学和课后教学有效的结合在一起，使得学生、教师能有效的保持交流互通。同时，学生利用学习通的作答、学习情况跟平时成绩挂钩，又能很好的调动学生学习的主动性和积极性，从而有效保证教学效果的进一步提升。                         

四、“超星学习通”辅助最优控制的数学理论课教学的实践

   （一）学习通辅助课堂考勤的实践

学习通上，教师可以轻松的对学生的到课情况进行统计，首先再上课前8分钟点击活动选项，进入签到设置，选择手势签到，然后教师灵活设置签到手势后规定签到时间段，再发布。这样，5分钟内就可以知道全体学生的到课情况，而对传统的课堂来说，教师只有通过点名才能确切的知道哪部分学生没有按时到课，并且要占用一定的课堂教学时间。另外，超星学习通上设定课堂前的现场签到活动与平时成绩挂钩，这有力的促进了学生到课的积极性。通过超星学习通的这种签到活动，节约了最优控制的数学理论课的课上考勤时间，并且学生的到课率也一直稳居96%以上。

（二）学习通辅助平时作业的实践

利用学习通，教师结合课堂教学和学生的反馈情况适时的制定课后线上作业，首先点击学习通界面里面的作业，进入编辑页面，可以在线编辑填空题、选择题、简答题、计算题等，然后教师设定答题时间段，再发布，不在答题时间内的学生是不能提交的，除非教师设定可以补交或者额外加时。在答题时间截止后教师可以登录超星学习通在线上进行作业的批改，对作业反应出来的一些共性的问题教师可以通过语音的方式在线发给班级学生，切实的保证了师生间及时的信息交流和互通。另外，超星学习通上设定平时线上作业与平时成绩挂钩，有利于督促学生及时完成线上作业，进一步促进学生对课上所学知识的巩固和掌握。通过超星学习通这种制定课后线上作业的方法，笔者所讲授的最优控制的数学理论课共编辑并发布10次线上作业，如图2所示。可以看出，10次作业共有870份，学生总计作答提交791份，教师批阅791份，还有69份没有提交，作业的平均成绩是93.57分。这些数据清晰的反应了学生平时作业的基本情况，有利于解决传统教学中教师对学生学习情况缺乏掌握的问题。

  图2 学习通上最优控制的数学理论课线上作业总体情况

（三）学习通辅助重难点内容掌握情况统计的实践

学习通上，学生每次线上作业完成提交之后，教师进行批阅，然后利用学习通可以轻松的对学生的答题情况进行统计，每道题目都有答题详情，点开答题详情就可以清晰的看到每个分数段的学生人数比，得出学生对该题的掌握情况，这也有利于解决传统教学中教师对学生学习情况缺乏掌握的问题。

（四）学习通上发布相关的前沿研究、激发学生的学习兴趣

最优控制的数学理论在控制工程和优化方面有重要的应用，该领域每年有很多重要的研究新成果，教师可以通过IEEE、Elsevier Science Direct、Springer等科学文献数据库收索最近的前沿新结果并下载出来在学习通上发布给大家，这样有利于学生对该门课程的了解和掌握，也有利于学生了解学术前沿，初步的知道本门课程相关具体应用，也会激发学生对本门课程的学习兴趣，也会被某些学生选为他们今后进一步深造和研究的方向。

（五）学习通辅助教学的考试情况实践  

通过学习通，教师可以适时的制定课后线上考试，以检测和督促学生对所学知识的掌握。首先点击学习通界面里面的考试，进入编辑页面，可以在线编辑考试的填空题、选择题、简答题、计算题等，然后教师设定考试时间段，再发布，不在考试时间段内的学生是不能提交的，也不能补交。在考试时间截止后教师可以登录超星学习通在线上进行学生考试作答的批改，对考试反应出来的一些共性的问题教师可以通过发布讨论话题、在线语音的方式发给班级学生，有效的保证了师生间及时的信息交流和互通。同时，超星学习通上可以设定平时考试成绩与平时成绩挂钩，有利于学生自觉认真准备平时考试，这进一步促进学生对课上所学知识的巩固和掌握。通过超星学习通这种制定线上考试的方法，教师可以及时了解学生对每章节的学习掌握情况，及时调整相应的教学进度和教学安排，制定出更符合教学实际的授课内容，有效的保证了学生对所讲授内容的消化和吸收，有利于提升最优控制的数学理论课的实际教学效果。

    接下来，笔者展示利用超星学习通辅助最优控制的数学理论课教学实践的学生期末考试情况的对比。2018-2019-1学期笔者讲授的最优控制的数学理论课没有使用超星学习通进行辅助教学，如图3(a)所示。在2020-2021-1学期笔者讲授最优控制的数学理论课时采用了超星学习通进行辅助教学，如图3(b)所示。通过他们的期末成绩，我们可以看出使用超星学习通辅助教学的2020-2021-1学期的学生考试情况要好于未使用学习通的班级。

（a） 未使用学习通教学              （b）使用学习通教学

             图3 学习通辅助最优控制的数学理论课教学效果的比较

以上讨论的是超星学习通辅助笔者所讲授的最优控制的数学理论课的教学实践，这些教学实践和教学效果只是初步的，在当今信息化时代，怎样有效运用智慧型学习平台辅助教师的教学、帮助学生学习提高必须通过以上具体的教学实践，因此，这些初步的教学实践是必须的，是有意义的。我相信，通过全国广大教育工作者今后不断的教学实践和总结，在“互联网+教育”大平台背景下一定能够制定和构建出更加有效、高质量的混合型教学模式。

五、结语

本文讨论了“超星学习通”辅助数学理论课的教学，并展示了相关教学设计和具体实践，是对智慧型学习平台辅助数学理论课教学进行的一次有意义的探索，是在“互联网+教育”教学改革中进行的一次积极的尝试。相关研究表明“超星学习通”在数学理论课的教学过程中对教学效果的提高有一定的辅助作用，作为新时代的教师，我们要与时俱进、充分利用好这些智慧型学习平台为教学服务，为学生的学习成长服务。

[参考文献]

[1]蓝新华.新时期大学数学课程教学改革与实践探究[J].教育现代化，2018（51）：49-50.

[2]于洪涛.基于雨课堂的高校智慧教学五步法探究—以“网路教育应用”课程为例[J].现代教育技术，2018（9）: 54-58.

[3]龚毅.“互联网 +”形势下的大学数学课程改革的探究[J].智库时代，2019（44）: 182-183.

[4]张青，曲峰林.在线环境下大学数学类课程教学模式的探索[J].教育教学论坛，2020（36）: 230-231.

Practice Research of “Super Star Learning” Assisted Teaching of Mathematics Theory

                                ZHANG Guo-dong

(School of Mathematics and Statistics, South-Central University For Nationalities,Wuhan 430074, China)

Abstract: “Internet education” is one of the main trends in the reform of present education and teaching practice. “Super Star Learning”, an intelligent learning platform based on Internet information technology, has been attracted more and more educators’ attention and widely used by them. This article focuses on “Super Star Learning” assisted teaching of mathematics theory, through analysis the effect of students’ online homework, grasp of important and difficult point, test and other contents, we get that “Super Star Learning” can solve some problems of the traditional classroom teaching, which offer new idea to establish a more reasonable teaching system and teaching plans.

Key words: Super Star Learning; assisted teaching; mathematics theory