基于云平台的移动学习系统在高职院校高等数学教学中的应用与研究
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作者:柯善文 张伟娜
摘要：文章首先分析了基于云平台的移动学习系统在高职院校高等数学教学中的应用的理论基础，然后说明了基于云平台的移动学习环境的创建过程，接着从课前自学阶段、课堂探究阶段和课后巩固阶段三个方面阐述基于云平台的移动学习系统在高职院校高等数学教学中的应用的实施方案，最后对开展基于云平台的移动学习的效果进行了总结。
关键词：云平台;高职院校;高等数学;移动学习;翻转课堂
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2021）07-0114-03
Abstract： The article first analyzes the theoretical basis of the application of the mobile learning system based on the cloud platform in higher mathematics teaching in higher vocational colleges， and then explains the process of creating a mobile learning environment based on the cloud platform. The implementation plan of the application of the mobile learning system based on the cloud platform in the higher mathematics teaching of higher vocational colleges is explained in the three aspects of the pre-class self-study stage， the classroom exploration stage and the consolidation stage after class. Finally， the effect of the development of mobile learning based on the cloud platform is summarized.
Key words： cloud platform; higher vocational colleges; advanced mathematics; mobile learning; flipped classroom
在当今这个知识爆炸的时代，知识的更新速度加快，随着计算机技术、移动互联网、移动终端设备的飞速发展，传统的教育方式已经发生了巨大变化，移动学习已成为教育领域未来发展的方向之一。高职教育作为高等教育的重要组成部分，每年为国家培养了大量的高素质技能型人才。高等数学是高职院校理工医药类专业的一门基础课程，不仅有助于培养学生的逻辑思维能力，还为学生学习后续课程和解决生活中的实际问题提供必要的基础知识及思维方法。高职院校的学生普遍数学基础较差，对数学有畏难情绪，相当一部分同学很难在传统的课堂教学中跟上教师的进度。为提高高职院校学生高等数学教学质量，移动学习被越来越多地被引入到高等数学教学中。移动学习可以使我们有效地解决学习时间和空间的问题，充分利用碎片化时间改善学习效率[1]。在云计算、互联网、移动互联、智能设备等技术构建的信息化社会中，基于云平台的移动学习作为一种新的教育理念，打破了传统学习模式的时间和空间的限制，逐渐引起高职院校广大高等数学教师的注意，他们希望学生能够实现在任何时候、任何地方通过移动设备进行必要的学习活动[2]。文章以云平台、翻转课堂、微课等理论为基础，创设出更加实用的基于云平台的移动学习环境。
1 相關概念和理论基础
1.1 云平台
云平台也称为云计算平台。云计算是一种以特定的应用为目的，低功耗、高效的虚拟资源，它通过互联网以特定的形式连接大量所需的程序和设备，并灵活地适应不断变化的需求。云计算具备服务和商业模式的双重属性，有三种服务模式，即基础设施即服务（Iass）、软件即服务（Sass）和平台即服务（Pass），可大大地降低用户的使用成本。在使用过程中，用户只享受这项服务，不用关注云计算的底层操作模式。随着云计算技术的不断发展，各种类型的云服务不断推出。云计算技术的兴起不仅带来了信息技术的变化，也为教育方式和教育理念的更新带来了新的影响。
1.2 翻转课堂
翻转课堂是将教师在课堂上传授知识，学生在课后完成作业的传统教学模式颠倒为学生课前在线学习和课堂上与教师面对面学习的混合式学习方式[3]。翻转课堂不仅可以增加师生互动，也是调整学生学习时间的一种方式。它是一种混合式学习活动，通过小组探究活动、课堂问答等旨在提高学生对知识理解的学习活动，强化学生对知识的内化吸收。翻转课堂实现了课堂模式的转变，从以教师为中心转向以学生为中心。
1.3 微课
微课，又称为微课程，是以短视频为主要载体，记录教师在某一知识点或整个教学环节中的教学活动的微小课程。微课比传统课程更加简短，常被用来突破某个知识点，或解决学习过程中的难点问题，主要由简短的视频及其辅助资源组成[4]。学生可以通过微课进行预习和复习。简短的微视频使学生可以更好地关注课程的要点。学生可利用碎片化的时间学习零散的知识，而这些零散的知识需要以微课的形式组织起来。微课在社会生活中的许多方面都发挥着作用，例如，商品广告、文化宣传、产品网络推广等都需要用极短时间内的画面和短文来呈现内容。微课为远程学习、在线学习和移动学习提供了新的教学模式。
2 基于云平台的移动学习环境的创建
为创建基于云平台的移动学习环境，既可自主开发基于云平台的移动学习系统，也可选择已经上市的成熟的基于云平台的移动学习系统直接使用。自主开发基于云平台的移动学习系统时，可以选择Bmob云平台作为移动学习系统的后端服务云平台。Bmob是中国第一个致力于移动应用的后端服务云平台。使用Bmob后端云服务，可使开发人员能够专注于移动端的开发，缩短开发周期。自主开发的移动学习系统的优势是功能可根据教师和学生的个性化需求进行定制，功能更具有个性化，适合教师教学的实际情况。但是由于移动开发技术的难度较大，高职院校的高等数学教师因为教学科研任务繁重，难以利用业余时间掌握移动开发技术并花费时间和精力开发移动学习系统，一般只能由学校出资请专业的软件公司进行开发。一般的高职院校资金较为紧张，很难有多余的资金用于高等数学的移动学习系统的开发。由于云计算技术的快速发展，许多公司都推出了自己的云平台，如蓝墨云班课、新浪云、职教云、百会云等。笔者通过对各个云平台的功能比较，最终决定使用蓝墨云班课构建基于云平台的高职院校高等数学移动学习环境。 蓝墨云班课是北京智启蓝墨信息技术有限公司于2014年11月推出的一款基于云平台的移动学习系统，支持目前流行的Android系统和iPhone系统，利用移动互联网技术和云计算技术使课堂教学实现移动信息化。该系统功能丰富，而且对教师和学生都实行免费的政策。因为高职院校的学生大多来自农村，家庭经济基础较差，如果需要学生付费的话，势必会影响基于云平台的移动学习系统在学生中的推广和应用。该系统各项功能的操作比较简单，例如系统注册功能，教师和学生只需输入手机号并填写简单的信息即可注册。高职院校的高等数学教师由于工作繁忙，既没有太多时间提高教学信息化能力，也没有多余的精力去学习系统的操作。对高职院校的学生来说，基于云平台的移动学习系统只是他们辅助学习的工具，他们的学习任务较重，也没有过多的精力去学校移动学习系统的操作。因此操作的简便性使得该系统易于在师生中推广应用。 教师可以在移动终端或者个人电脑上通过该平台创建相应课程的班课并生成班课号，学生下载安装云班课移动学习系统后即可通过班课号加入教师创建的班课。教师创建云班课后可实现学生管理、资源管理、活动管理、消息管理等功能。其中在活动管理页面中，教师可发起投票问卷、头脑风暴、请直播/讨论、测试活动、课堂表现等教学互动活动，随时和学生互动交流，了解学生掌握知识的情况[5]。
3 基于云平台的移动学习系统在高职院校高等数学教学中的应用实施
3.1 课前自学阶段
由于高等数学的有关概念比较抽象，高职院校的学生如果不在课前进行自学的话很难在课堂上充分吸收教师讲授的内容。首先，教师要认真地分析课程标准和学生的数学基础以确定本次课的知识目标、能力目标和拟突破的重难点。然后根据上述教学目标制作适合学生学习的学习资源。在云班课网页端，具有一个名为教学包的独特的功能模块。教学包是教师将某个班课的资源、活动等所有教学内容打包制作的一个分享包，可供其他教师引用，发布教学包时可设置是否需要授权才能引用。这个功能促进了所有高等数学教师的资源共享，提高了制作学习资源的效率。教师在制作资源时在云班课上搜索适合本次课的教学包，在经教学包的发布者授权后即可使用他人制作好的教学包快速地制作学习资源。学习资源的形式以微视频、PPT、文档、图片为主。为节约成本，教师制作微视频时可边播放PPT边进行讲解，同时使用录屏软件记录上述过程并制作成视频。笔者使用FSCapture录屏软件制作短视频，该软件是一款由美国 FastStone公司开发的录屏软件，体积小巧，功能强大，操作简单，具有屏幕录制和视频剪辑的功能。教师可以使用该软件方便地录制PPT制作微视频，后期也可以使用它对视频进行剪辑等操作。根据微课的相关理论，为了保证能集中学生的注意力，微视频一般最好控制在10分钟之内，有明确的教学目标，并能说明高等数学中的某一个问题。高职院校的学生主动学习的积极性一般不高，为了激发学生的学习积极性，云班课支持给每个资源赋予一定的经验值。对于微视频资源，教师可对资源设置是否允许学生拖动进度条，学生只有观看完视频后才可以获得经验值。教师可将学生获得的经验值作为期末考试成绩的一部分，以激发学生学习的积极性。学生在自学过程中可以提出疑难问题，通过云班课移动学习系统、微信、QQ等方式与老师以及其他同学及时沟通交流。为了解学生的课前自学情况，教师可发布测试活动，针对学生回答问题的情况以及和学生的在线交流情况，进一步了解学生的知识薄弱点，确定本次课的难点，以便在课堂教学中重点讲解[6]。
3.2 课堂探究阶段
为保证学生的课堂出勤率，教师在刚上课时可通过云班课移动学习系统发起课堂签到，教师可根据情况选择限时签到、一键签到、手势签到和手工登记。其中手势签到功能尤其实用，教师随意创建一个签到手势，要求学生在规定时间内在手机安装的云班课移动学习系统完成签到并可获得经验值。由于每次签到手势可以随意设置，学生很难猜到手势。传统课堂大约需要10分钟才能完成的点名活动，借助云班课移动學习系统1分钟内即可完成，大大提高了课堂有效时间[7]。由于经验值和学生的平时成绩相关，因此签到功能可提高学生出勤率。在课堂探究阶段，高等数学教师可根据学生在课前自学阶段的学习情况和学生普遍反映的疑难问题进行统一的解答和讲解，也可以针对非典型的问题对学生进行单独的辅导。对一些疑难问题，教师也可以创建小组任务，由学生分组探究解决，学生在小组讨论中发表自己的观点，各种观点和思想在小组讨论中充分碰撞，可提高学生对问题认识的深度。各个小组的评分方式可设置为教师评分、指定学生/助教评分、学生互评等方式，分组合作的方式可培养学生的团队协作能力。系统提供的头脑风暴功能可以使学生就某一问题展开讨论，学生可以作答并提交作答结果。当有学生提交头脑风暴结果后，教师可以给学生提交的结果点赞并增加其1到10分的经验值。头脑风暴可以提升学生听课专注度，促使学生认真做笔记，从而提高听课效率。传统的高等数学教学课堂气氛较沉闷，学生们往往不积极回答教师的问题。进一步提高学生的课堂参与度，教师还可以使用云班课移动学习系统的课堂表现模块对学生发起提问，教师可设置多种应答方式，具体有举手、抢答、随机选人和手动选人等。举手和抢答是由学生自主选择参与的。教师发起举手活动后，在移动学习系统中举手的学生将显示在屏幕中，点击学生的头像即可选择学生参与课堂活动并给予其经验值。教师发起抢答活动，系统会自动选择最开始回答的一个学生参与抢答活动并给予经验值。而随机选人和手动选人则是由教师主动选择学生参与课堂问答。在随机选人模式下，教师随机选取成员参与问答、表演、对话等课堂现场活动并根据表现为他们评分。这种方式充满不确定性，给高等数学课堂增加了不少趣味，活跃了课堂气氛，提高了学生的学习积极性。学生只有积极思考，跟上教师的思路才能在课堂表现活动中有良好表现并获得经验值。
3. 3 课后巩固阶段
下课对学生而言并不意味着学习的终止，学生需要对课前自学过程和课堂学习过程进行总结和反思，对于没有完全掌握或理解不够深入的知识点还需进一步巩固和强化，以便形成更加完整的知识架构，为后续内容的学习奠基扎实的基础。高等数学是一门强调练习的学科，如果不经过适当的习题练习，很难对知识点有深入的理解和应用，也就不能举一反三，解决类似的问题。因此教师应在云班课移动学习系统中发布适当的作业，以便学生能够在课后巩固知识。课后作业可分为小组作业和个人作业。小组作业需要小组内成员互相讨论后共同完成，答案以小组的形式统一发布。个人作业则由学生独立完成，然后在移动学习系统中提交。为了避免学生养成拖拉的习惯，教师在发布作业时可设置最晚提交时间，超过截止时间后将不能提交作业。教师对发布的作业时还可以设置参考答案，学生可在互评中或活动结束后查看参考答案，而且教师可随时对参考答案进行修改。学生在完成作业后可根据完成质量获得相应的经验值，这可激励学习按时保质保量地完成作业。学生在完成作业的过程中如果有不理解的问题，可通过云班课移动学习系统的聊天功能和其他同学或者教师进行交流。为调查学生的学习情况，教师可以利用系统的投票问卷功能发布投票问卷。教师可根据调查结果的反馈情况，进一步调整今后的教学方案和教学方法，从而提高教学效果。 4 在高职院校高等数学教学中开展基于云平台的移动学习的效果总结
笔者采用简单随机抽样的方法从商丘医学高等专科学校药学专业大一学生中抽取 2 个班分别作为试验组（基于云班课移动学习系统的教学）和对照组（传统教学）。经分析，两个班级的学生在高考入学成绩方面无显著差异，而且两个班的高等数学的教学工作由同一个教师承担。通过对实验组和对照组的相关调查研究和分析，对在高职院校高等数学教学中开展基于云平台的移动学习的效果总结如下：
4.1 基于云平台的移动学习可提高学生的自学能力和考试成绩
在课程结束后对两个班级的高等数学期末成绩使用SPSS 25.0进行统计分析，试验组班级期末考试成绩为88.12±4.47，对照组班级期末考试成绩为81.85±4.26，试验组班级平均成绩高于对照组班级平均成绩，而且差异具有显著性（P<0.05）。教师通过基于云平台的移动学习系统给学生布置了大量的自主学习任务，学生们要顺利完成学习任务，需要具有主动学习的习惯和自主学习的能力。学生的课程知识大部分是通过自主探究而获得的，因此对知识的理解更深刻，从而能够提高学生的学习成绩。
4.2 基于云平台的移动学习可提高学生对高等数学的学习兴趣
基于云平台的移动学习系统提供了短视频、动画、图片等形式多样的学习资源，而且头脑风暴、抢答、随机选人回答问题等课堂教学方式也使课堂妙趣横生，真正做到寓教于樂，激发了学生的学习热情，可提高学生的学习兴趣。
4.3 基于云平台的移动学习可增强学生的团队合作意识
随着科技的发展，社会分工越来越细致。要想成就一番事业，必须有团队合作的精神，单打独斗很难有所作为。在基于云平台的移动学习系统中有大量的小组任务，小组成员的答案以小组为单位发布，也以小组为单位获得系统经验值。小组成员需要经过团结协作，合理分工，互相帮助，充分交流才能获得最佳答案。这小组合作的过程中，学生的团队合作意识可以得到增强。
5 结束语
随着移动互联网技术、云计算技术和移动设备硬件的快速发展，基于云平台的移动学习系统的应用前景越来越广阔，能够打破传统高等数学教学的时间和空间的限制，大大提高高职院校高等数学教学质量。广大高等数学教师应不断更新教学理念，学习现代教育技术，积极推进基于云平台的移动学习系统在教学中的应用和研究，为新时代的社会主义教育事业贡献自己的力量。
参考文献：
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[3] 崔丹，张志兴.基于移动学习的翻转课堂在病理学教学中的应用[J].卫生职业教育，2019（24）： 96-97.
[4] 吴春雨.基于移动微型学习的微课设计与应用研究[J].中国新通信，2019（24）：204-205.
[5] 王海燕.基于云班课的混合式教学模式在《诊断学》教学中的应用研究与实践[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2020（6）：149-151.
[6] 高艳丽，任鹏飞，张晓红，刘广兵.基于云班课的混合式教学模式在高职护用药理学教学中的应用[J].西部素质教育，2020（4）：100-101.
[7] 王瑞庭.蓝墨云班课平台在《Java程序设计》课程教学中的应用[J].现代计算机，2020（13）：79-81.
【通联编辑：王力】
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