基于“解析几何”精品课程建设的教学改革与评价方式改革

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  [摘要]推动教学改革与评价方式改革是建设精品课程的重要任务之一。针对传统的课堂教学模式,探索融入“讨论”“研究”“现代信息技术”等元素的新型教学模式;改革单向评价教学结果,“考”学生和对成绩的横向分析分别为对结果和过程的双重评价,“考”学生与“考”教师相结合,横向与纵向以及整体分析相结合。
  [关键词]精品课程教学评价改革
  [作者简介]王淑玉(1957- ),女,河南伊川人,洛阳师范学院,副教授,主要从事几何学、应用数学和数学教育研究;张彩环(1969- ),女,河南新郑人,洛阳师范学院,副教授,博士,主要从事组合数学研究。(河南洛阳471022)
  [课题项目]本文系河南省普通高中新课程实验研究项目重点研究课题“普通高中数学新课程学生成绩动态评价方法研究”(项目批准号:河南省教育厅教基[2008]452号)、洛阳师范学院教育科学研究基金项目重点,研究课题“数学教师培养模式创新问题研究”(项目编号:2009-JYKX-07)和洛阳师范学院教学改革研究项目“师资创新能力培养中的问题与对策研究”(项目批准号:院政教[2010]31号)的研究成果。
  [中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2011)18-0125-02
  
  “解析几何”是数学专业的基础课程,其基础性凸显其重要性。因此“解析几何”的教师队伍建设、课程与教材建设备受重视,2006年被确立为校级精品课程建设项目。课程组根据学校精品课程建设要求,参照教育部评审指标,精心打造能够体现自己的风格与特色,具有科学性、先进性、教育性和有效性的精品课程,在学校的课程建设、教学改革与评价方式改革中起到了示范和牵动作用。“解析几何”于2009年被命名为校级精品课程,并被推荐参评2010年省级精品课程建设项目。
  “解析几何”课程组成员不仅致力于在线学习资源建设,更关注离线学习改革,反思传统的课堂教学模式和评价方式,怎样将研究型教学与讲授型结合,怎样将现代教学技术融于传统教学手段,怎样变一元、静态考核为多元、动态考核,怎样使评价方式更科学合理。课程组在“解析几何”精品课程建设过程中进行探索与实践,获得了一定的经验与体会,现辑文于此,供同行借鉴或批评帮助。
  一、教学改革
  精品课程建设应突出其精品效应,课程建设以及课程教学应该体现现代教育教学思想,符合现代科学技术和适应社会发展进步的需要,能够促进学生的全面发展,有利于带动高等教育教学改革。因此“解析几何”课程组在精品课程建设中注重课程教学的模式改革,不断优化教学手段,取得了显著的效果。
  1.改革传统的讲授型课堂教学模式为“讲授型”与“研究型”相结合的模式。“解析几何”与“数学分析”“高等代数”是数学专业大一新生首先要学习的三门基础课,但“解析几何”的系统性弱于“数学分析”,抽象性弱于“高等代数”,其内容的处理和研究方法与高中“平面解析几何”有相同之处,部分空间图形的代数结构与平面图形一样或是平面图形代数结构的推广,这为培养学生的学习能力和研究能力提供了教学素材,关键是教师怎样把握利用好课程资源。因此“解析几何”课程组在建设精品课程、整合网上资源的同时,结合课程特点对课堂教学模式进行改革。课程组系统分析课程内容,认真研究哪些适合“讲授”,哪些适合“研究”,怎样将“讲授”与“研究”有机结合,宏观处理教材,拟定新的教学方案。整体方案确定之后,各个教师再根据自己的教学风格细化,确定具体的教学方法,在各自的课堂教学中进行改革探索。根据学生实际情况的反馈,对于改革成功的章节,同步制作教学录像放入课程网站。例如“母线平行于坐标轴的柱面”的教学,教材的编排以及传统的“讲授”均“由抽象到具体”。该节出现的具体方程学生在高中已见过,且熟悉其在平面直角坐标系下的图形、性质和研究方法,这为改革传统“讲授”模式创造了条件。基于这些情况,在学习该节之前,给学生提出了一系列供研究的问题:这些具体的方程在空间直角坐标系下的图形分别是怎样的?方程的共同特征是什么?将这些特征抽象为更一般的方程,在空间直角坐标系下表示怎样的图形?你能概括提炼给出数学定义吗?(这些问题恰与教材设置的顺序相逆)为给学生留下思考的时间和空间,教师应把握教学进程,及早提出问题,让学生在课前广泛查阅资料、分组充分讨论,然后教师在课堂上进行引导,和学生一起分析、探索,适时讲授,推进研究。学生经过讨论,集思广益,能够找到多种方法形成图形,进而通过不同的途径推理、论证,最终使问题得以解决。这样的课堂教学改革已在6个年级的十余个班级实施并且不断修正。结果证明:传统的讲授型教学模式教给学生的是单一的由抽象到具体的研究方法,而“讲授型”与“研究型”相结合的教学模式教给学生的是多元的由具体到抽象、再由抽象到具体,并能从一类问题中提炼出数学模型的研究方法;并且通过“研究”,学生掌握了怎样从具体图形中提炼数学模型,进而解决某一类数学问题,达到了触类旁通的效果。
  2.改革运用传统教学技术授课模式为传统与现代教学技术相结合的教学模式。数学课堂教学不可能全部抛弃传统教学手段,而现代教学技术的信息性、可视性、多彩性与动画性,无疑在很大程度上能够超越传统教学技术授课的效果,关键是在继承运用传统教学技术的基础上怎样将现代教学技术与之科学地结合,从而更有效地提高教学效率。在“解析几何”精品课程建设过程中,课程组成员着眼于增加课堂的生动性和对学生思维深刻性的培养,对教学内容仔细分析与研究,根据课程特色,选定相关内容(如二次曲面),制作出能有效运用信息技术、体现现代教学技能优势的电子课件,将几何图形的生成过程由传统的“手绘+讲述”转变为传统技术与现代技术相结合(“徒手简绘”+“讲述”+“媒体展示”)的生成过程,多角度、多方位展示图形的结构,动态演示图形与图形之间的关系以及曲线生成曲面的过程,并将这些栩栩如生的电子课件不断充实到课程网站。实践证明,现代教学技术与传统教学手段相结合,能够优化数学知识的呈现形式,有利于学生认识数学的本质,可以提高数学课堂教学的质量和效率。
  3.改革学生传统的听、练学习模式为听练型与讨论型、研究型相结合模式。数学课程的学习模式往往是学生课前预习,课中听讲、练习,课后做习题巩固知识。怎样改革几十年如一日的传统学习数学的教学模式?拓展课前、课中、课后的作业形式和学习方式?在“解析几何”精品课程建设过程中,课程组成员通过查阅资料,浏览其他院校精品课程网站,对自己的课程建设和网站建设进行反思、讨论,认为不仅要在课程网站上为学生提供丰富的学习资源,更重要的是应在课堂教学过程中与授课模式同步改革传统的学习模式和作业模式。课程组仔细研讨分析以往学习模式和作业模式的利弊,根据分析结果确定改革的内容和方式,首先小范围实验,然后逐步推广。在选定的范围内,针对不同的教学内容给学生布置相应的课前思考题与课后拓展作业,课堂上不仅为学生提供听、练机会,而且创造讨论、研究的条件,并适时适度开展课外教学活动以及第二课堂教学,开阔学生的思维,改变学生学习数学的传统模式。例如“单叶双曲面”的学习,其方程与刚学过的“椭球面”的方程仅仅一个运算符号的差别,传统的教学就是教师继续沿用上节课的方法讲授,学生课后做几个习题。但在建设精品课程的时候,课程组教师对该节的教学作了重点讨论研究,达成一致认识:如果学生能够借鉴“椭球面”的研究方法,自主学习、自行解决“单叶双曲面”的问题,那么“双叶双曲面”“椭圆抛物面”“双曲抛物面”的学习就可极大地提高效率。因此,课程组选择“单叶双曲面”的教学作为改革“二次曲面”学习的突破口。鉴于学生通过“椭球面”的学习可以初步掌握“二次曲面”的研究方法,所以在学习“椭球面”之前就给学生布置了思考题:比较“椭球面”的方程,怎样研究“单叶双曲面”以及其他“二次曲面”的性质和图形?由于提出问题的时机恰到“火候”,所以学生在学习“椭球面”时积极性得以充分调动,学习“单叶双曲面”前就广泛开展了讨论,课堂上的研究进一步深入,教师适时点拨、讲授,学生辅之以适当练习,较短时间就完成了教学任务,学生牢固地掌握了“单叶双曲面”的研究方法。为使方法迁移到后几节的学习与应用,教师在传统作业的基础上拓展延伸了课后作业,让学生进一步讨论总结,将“单叶双曲面”的学习与研究的过程形成文字资料(或总结、或报告、或小论文,形式不限)。改革“单叶双曲面”的学习模式之后,学生在学习“双叶双曲面”“椭圆抛物面”“双曲抛物面”时可谓得心应手,课堂教学较改革前节约了一半课时。实践证明,听练、讨论、研究相结合的学习模式能使学生融会贯通,由此及彼,由“学会”变为“会学”,掌握和迁移分类研究问题。
  二、评价方式改革
  评价方式的改革对教学改革起着导向作用,评价方式直接影响到教学的方法、模式、效率与效果。长时期的以考核知识为目的的单向一元考试抑制着学生的能力和素质的多元发展。探索评价方式改革也是精品课程建设的重要任务。
  1.改革单向评价教学结果为对结果和过程的双重评价。“解析几何”课堂教学改革自2004年以来逐步深入,第一至第四章(吕林根版)课堂教学大多实施了引导探究、小组讨论、研究性学习等教学模式,如果仍用传统的只注重结果的单向评价(教师凭主观和经验出试题,期末一张试卷定成绩,以统一的内容和标准评价所有学生,在人为的、非情景化的背景下取得一个分数)来考核教学效果,显然跟不上教学改革的步伐,无法检验改革的成败,不能准确衡量学生的学习、实践与发展。因此,继课堂教学改革之后,“解析几何”课程组对评价方式改革进入实质探索,邀请学生参与,共同协商,研究制定了新的评价目标与方案,既关注结果,更注重过程,对结果和过程进行双重评价。把学生课中表现、课前准备与课后习得(区别于常规作业)均纳入考核内容,结合活动开展的频数确定其在综合成绩中的比例(占30%~40%),变一次性评价为多次性评价,静态评价为动态评价,对知识技能掌握评价为对学会学习评价以及研究能力形成的评价。
  2.改革传统的“考”学生为“考”学生与“考”教师相结合。传统检验教学效果的主要方法为通过对学生进行考试,以班级之间的分数差异来评价教师的教学水平,这有其科学价值,但教师教得“好”与“不好”体现在哪些方面?应发扬什么?改进什么?没有明确目标且这样的评价主体单一。教学效果不仅仅体现在学生的成绩上,与教师的教学方法和策略有密切关系。为使教师教学有目标,学生学习有方向,“解析几何”课程组针对传统考试的弊病,在建设精品课程的过程中探索新的评价形式,分析反映教学效果的各种因素,如课堂上师生的和谐程度、师生对教学过程的满意度、教学目标完成的情况等,研究制定了师生双向教学活动产生的教学效果的综合评价方法,将评价贯穿于教学的各个阶段,将学生、教师、试题、考试方法都纳入评价主体。学生、同行和专家评价教师教学效果;教师和学生评价学生学习水平与方法;教师和专家评价试题质量及考试形式。这样的评价方法在“解析几何”“概率统计”“数学分析”等课程中多次实验,实践检验评价结果能及时反馈学生的学习状态、课堂参与程度和教师教学中存在的问题,能促使教师及时调整教学策略,改进教学方法,有效地提高教师的教学效率和学生的学习水平,凸显教师、学生、教学资源的交互作用。
  3.改革对成绩的横向分析为横向与纵向以及整体分析相结合。随着扩招、新建专业、班级增多,同一课程往往在4个或更多的班级同时开设。管理部门通常采用对期末笔试成绩划分分数段、根据各班获得的人数进行横向分析与比较,由此检验教师的教学效果和学生的学习水平。这种检验方法有其科学性与合理性,但新的教改措施与方法是否科学?能否有效地促进教学?新的教学模式对学生的发展有多大促进作用?对成绩的横向分析的检验方法显然检测不了以上问题。这就需要探索更科学更合理的能够检验教学改革效果的检测方法。“解析几何”课程组在建设精品课程过程中,分析种种传统教学检查的利弊,在继承横向分析成绩的基础上,探索适用于教学改革的评价方式。连续跟踪不同年级的期末考试成绩(针对实施教改班级),运用多种统计学方法进行纵向分析,了解学生的进步程度和年级之间的差异,根据学生的实际情况不断修正改革方案,反复探索实践,寻求最佳的教学模式。同时从横向、纵向分别对实施教改和非实施教改的班级、年级以及系别、专业的考试成绩进行整体分析,比较改革前后的教学、学习等方法的优劣与差异,寻找交汇点,以求探索出更好的适合学生综合素质培养的教学模式。这样的评价从2006级开始实验至今,实践证明,对成绩的横向、纵向以及整体相结合的分析评价不仅能够评价学生的期末考核成绩,还能评价班级的进步程度、学生的学习能力和发展潜力以及教师的教学水平,有效地促进了教学改革向纵深发展。
  
  [参考文献]
  [1]王慧.精品课程建设工程研究与探索[J].教育探索,2009(1).
  [2]王淑玉.新型数学教师教育教学模式探索[J].教育与职业,2008(11).
  [3]靳艳敏,张春霞.新课程改革背景下对课堂教学评价的反思[J].教育探索,2009(9).
  [4]牛惠芳,王淑玉.教学效果评价方法研究[J].数学教育学报,2010,19(2).
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