張宏武

摘 要 文章結(jié)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下課堂教學(xué)的優(yōu)勢和問題導(dǎo)向教學(xué)模式在國內(nèi)外學(xué)科教學(xué)中的成功經(jīng)驗，以數(shù)學(xué)類專業(yè)實踐課程“數(shù)值分析實驗”為例，探索其在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展問題導(dǎo)向教學(xué)模式的教學(xué)實踐，以調(diào)動學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極主動性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作意識以及綜合實踐素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；問題導(dǎo)向教學(xué)模式；課程教學(xué)

中圖分類號：G424?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.9.031

Exploration and Practice of Problem oriented Teaching Mode in the

Network Environment

——Taking the Course of Numerical Analysis Experiments as an Example

ZHANG Hongwu

（School of Mathematics and Information Science， North Minzu University， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract Combining the advantages of classroom teaching in the online environment and the successful experience of problem oriented teaching mode in subject teaching at home and abroad， we explore the teaching practice of problem oriented teaching mode using the practical course "Numerical Analysis Experiment" in mathematics majors as an example in the online environment， in order to mobilize students initiative in participating in classroom teaching， cultivate their self-learning ability， teamwork awareness， and comprehensive practical quality.

Keywords network environment; problem oriented teaching mode; course teaching

“數(shù)值分析實驗”是針對“數(shù)值分析”理論課程中的若干算法，利用相關(guān)數(shù)學(xué)軟件在計算機上編程并實現(xiàn)數(shù)值模擬的一門專業(yè)實踐類基礎(chǔ)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握利用數(shù)學(xué)軟件求解相關(guān)數(shù)學(xué)問題數(shù)值解的一些基本技能與方法，為進一步利用數(shù)學(xué)軟件開展數(shù)值計算、數(shù)值模擬，以及科學(xué)研究等奠定基礎(chǔ)；培養(yǎng)學(xué)生借助數(shù)學(xué)軟件編程來求解一些經(jīng)典數(shù)學(xué)問題以及實際問題的綜合能力；提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

1? 當前常用教學(xué)模式及改革的必要性

多年來，為了提高“數(shù)值分析實驗”課程的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量，許多高校任課教師針對其教學(xué)模式開展了相關(guān)探索和實踐。例如早期主要以課堂講練為主，在這種模式下，教師通常針對某一經(jīng)典算法及其計算機實現(xiàn)講解一個學(xué)時，接著學(xué)生有針對性地上機練習(xí)一個學(xué)時。在講解環(huán)節(jié)，教師主要講授兩個方面的內(nèi)容，一是算法的設(shè)計及其實現(xiàn)流程，二是基于算法流程利用數(shù)學(xué)軟件編寫程序代碼并進行數(shù)值模擬。在練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生基于教師的講授內(nèi)容，主要就利用數(shù)學(xué)軟件編寫程序代碼及數(shù)值模擬開展相應(yīng)的練習(xí)，其間師生有一定的答疑互動環(huán)節(jié)。另外一種教學(xué)模式是課堂練習(xí)為主、講授為輔模式。在這種模式下，學(xué)生有兩個學(xué)時的練習(xí)時間。通常在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生首先自己完成算法的設(shè)計及實現(xiàn)流程，然后基于算法流程利用數(shù)學(xué)軟件編寫程序代碼并進行數(shù)值模擬，在此期間師生會有相對較多的答疑互動環(huán)節(jié)。以上相關(guān)模式在一定程度上能夠吸引學(xué)生的課堂注意力并激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，但整體而言效果并不明顯，這是因為在以上教學(xué)模式下，教師留給學(xué)生思考、質(zhì)疑、自主探究以及討論的時間過少，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、課堂參與意識、團隊合作意識和學(xué)習(xí)興趣。因此，迫切需要改變課程的教學(xué)模式以解決以上問題。

此外，在學(xué)業(yè)成績評價方面，多數(shù)教師在實踐中主要參照期末考核成績，而忽略了過程性學(xué)業(yè)評價部分。這種傳統(tǒng)的評價方式明顯較為單一且不合實際，其明顯弊端就是在一定程度上挫傷了部分學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)興趣，從而導(dǎo)致其不愿主動參與教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，也對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、課堂參與意識、團隊合作意識、學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)起不到積極的促進作用。因此，為了提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、課堂參與意識等綜合素質(zhì)，迫切需要教師在教學(xué)實踐中對學(xué)生的實際情況進行系統(tǒng)全面的了解，并制定一套適合學(xué)情且科學(xué)公正的學(xué)業(yè)評價體系。

2? 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式及其研究歷程與現(xiàn)狀

近年來，隨著計算機與互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展和成熟，基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的課堂教學(xué)取得了很大成功，其最大的優(yōu)勢是學(xué)生可以借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺開展自主探究、合作討論以及資源共享等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，這在一定程度上能夠促進和提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識。問題導(dǎo)向教學(xué)模式是一種基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論并圍繞學(xué)習(xí)主體展開的教育教學(xué)方式，其最初由麥克馬斯特大學(xué)巴羅斯教授于20世紀60年代正式提出。該教學(xué)模式強調(diào)以問題為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體通過自主探究或合作討論找到解決問題的方法，從而促使學(xué)生在解決問題的過程中主動自覺地獲取知識，并提高學(xué)生提出問題、解決問題以及實踐動手的能力。關(guān)于這一模式在教學(xué)中的實踐和最新研究成果，請見文獻[1-6]等。在此之后，從二十世紀七十年代至九十年代，國外一些高校相繼采用問題導(dǎo)向模式進行教學(xué)實踐，并開展相關(guān)理論研究。進入二十一世紀以來，國外學(xué)者對于問題導(dǎo)向教學(xué)模式的理論研究和實踐繼續(xù)深入。其中，將該教學(xué)模式應(yīng)用在大學(xué)計算機編程、醫(yī)學(xué)等實踐類課程的教學(xué)實踐中最為多見，甚至有學(xué)者建議將該教學(xué)模式應(yīng)用到計算機編程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域相關(guān)課程的教學(xué)當中。與此同時，國內(nèi)相關(guān)學(xué)者也在理論方面對問題導(dǎo)向教學(xué)模式進行系統(tǒng)研究，并應(yīng)用到了諸如生物醫(yī)學(xué)實驗、生物化學(xué)實驗、網(wǎng)絡(luò)教育等課堂實踐中。通過大量教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，這一教學(xué)模式既能促進師生、生生溝通，又能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作意識及學(xué)習(xí)積極性。

3? 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式在數(shù)值分析實驗課程教學(xué)中的探索與實踐

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下課堂教學(xué)的優(yōu)勢和問題導(dǎo)向教學(xué)模式在國內(nèi)外學(xué)科教學(xué)中的成功經(jīng)驗，以數(shù)學(xué)類專業(yè)實踐課程“數(shù)值分析實驗”為例，探討在其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展問題導(dǎo)向教學(xué)模式的教學(xué)實踐，以調(diào)動學(xué)生參與課堂的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作意識和學(xué)習(xí)興趣，增強自信心。

3.1? 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式簡述

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式主要包括課前導(dǎo)學(xué)、課中解決問題并總結(jié)評價以及課后拓展應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。與此類似的陳述可見[4-6]。其中，課前導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)包括教學(xué)目標的確定、導(dǎo)向性問題的預(yù)設(shè)、教學(xué)設(shè)計的撰寫等，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上開展或線下進行；課中解決問題并總結(jié)評價環(huán)節(jié)在線下課堂開展，主要針對學(xué)生保留問題進行答疑，以及針對小組解決課前預(yù)設(shè)問題的思路和結(jié)果進行評價總結(jié)等；課后拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)旨在以課后作業(yè)的形式在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上或線下檢測學(xué)生對所學(xué)知識的掌握和應(yīng)用程度。學(xué)業(yè)評價方面，結(jié)合問題導(dǎo)向教學(xué)模式，綜合考慮學(xué)生在三個環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)等因素設(shè)計一套科學(xué)合理的全過程性評價方案。

3.2? 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式的實施過程

3.2.1? 學(xué)情調(diào)查分析與教學(xué)內(nèi)容的確定

在課程開設(shè)學(xué)期初，基于理論課程“數(shù)值分析”的開設(shè)，先整體介紹本課程主要涉及的一些經(jīng)典算法以及所需先修基礎(chǔ)課程，讓學(xué)生了解本課程的重點和難點；接著通過座談、問卷等形式對學(xué)生先修課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、本課程的學(xué)習(xí)興趣、對傳統(tǒng)教學(xué)模式和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式的認識和接受情況等學(xué)情進行調(diào)查；最后收集并分析調(diào)查結(jié)果，并基于調(diào)查分析結(jié)果摘選出適合實施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式的部分章節(jié)內(nèi)容，同時告知學(xué)生并共同確定實施問題導(dǎo)向模式的教學(xué)內(nèi)容。

3.2.2? 確定教學(xué)目標

針對基于調(diào)查分析結(jié)果摘選出適合實施網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式的部分章節(jié)內(nèi)容，設(shè)置具體的教學(xué)目標，其包括知識目標、能力目標和素質(zhì)目標。知識目標包括掌握課程對應(yīng)章節(jié)每個算法的提出背景、設(shè)計流程、計算機編程及數(shù)值模擬等要素；能力目標指能夠利用所學(xué)算法借助計算機來解決數(shù)學(xué)和其他應(yīng)用領(lǐng)域中一些簡單的實際科學(xué)問題；素質(zhì)目標指通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式的教學(xué)實踐，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團隊合作意識、集體榮譽感、學(xué)習(xí)興趣和自信心等。

3.2.3? 教學(xué)設(shè)計與教學(xué)過程

貫徹“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”理念，結(jié)合數(shù)學(xué)類專業(yè)特點，撰寫教學(xué)設(shè)計，并實施問題導(dǎo)向教學(xué)過程。教學(xué)過程包括課前導(dǎo)學(xué)、課中解決問題并總結(jié)評價、課后拓展應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。課前導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)中，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上發(fā)布相關(guān)節(jié)次的教學(xué)內(nèi)容，預(yù)設(shè)重點問題，布置學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生提前對所學(xué)新內(nèi)容在線上或線下進行自主學(xué)習(xí)并以小組為單位進行討論并形成質(zhì)疑，凝練出要點問題。課中解決問題并總結(jié)評價環(huán)節(jié)中，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提，針對課前預(yù)設(shè)問題、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)生凝練出的要點問題等進行講解與答疑，學(xué)生參與互動、匯報小組成果，教師針對學(xué)生匯報情況在課內(nèi)給出總結(jié)和評價，全程對相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)進行錄制，并在課后發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。課后拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)中，針對與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的算法在課后以測試、作業(yè)等形式在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上發(fā)布，學(xué)生線上或線下完成并提交，同時將較為優(yōu)秀的小組匯報及成果案例發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，以便學(xué)生課后復(fù)習(xí)鞏固和共享資源，進一步保障教學(xué)目標的實現(xiàn)。

3.2.4? 學(xué)業(yè)評價與教學(xué)反饋

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式，設(shè)計一套完善的學(xué)業(yè)評價方案并付諸實踐。具體來說，就是采用全過程性評價方式，成績組成包括線下線上學(xué)習(xí)成績和期末閉卷考試成績。線下學(xué)習(xí)觀測點包括考勤、線下作業(yè)、課中提問討論、課中紀律、線下隨機測驗等；線上學(xué)習(xí)觀測點包括線上隨機測驗、線上作業(yè)、線上討論提問等；期末考試在線下組織開展。在整個實踐過程中，一方面分階段地與未實施此教學(xué)模式的班級就相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計并比較，以檢測實施教學(xué)模式改革的效果；另一方面定期對學(xué)生開展問卷調(diào)查或座談，征求學(xué)生意見和建議以掌握改革實施情況，同時對學(xué)生學(xué)業(yè)成績進行統(tǒng)計分析，以獲得實施該模式后的教學(xué)反饋，促進教學(xué)改革，提升教學(xué)質(zhì)量。

4? 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式的實施對實驗課程教學(xué)活動的開展具有積極的促進作用。這主要體現(xiàn)在兩個方面：其一，借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺采用問題導(dǎo)向教學(xué)，讓學(xué)生有充分的自主學(xué)習(xí)與合作討論的機會，這有利于啟發(fā)學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊合作意識，同時基于教學(xué)模式改革的全過程學(xué)業(yè)評價方案的實施，能使學(xué)生主動地參與課堂教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，為進一步培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣以及提高學(xué)習(xí)效率起到促進作用。其二，課前導(dǎo)學(xué)和課中解決問題并總結(jié)評價環(huán)節(jié)的實施能使教師在知識體系、綜合素質(zhì)等各方面的能力得到不斷提升，從而起到教學(xué)相長的作用，并為進一步促進教育教學(xué)模式改革和提高教育教學(xué)質(zhì)量提供有力保障。

基金項目：北方民族大學(xué)2022年校級教育教學(xué)改革研究項目“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下問題導(dǎo)向教學(xué)模式在學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)中的實踐研究——以‘數(shù)值分析實驗課程為例”（2022JY024）。

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