SCI论文（www.lunwensci.com）:
Research on the Strategy of Building "Golden Class" in Higher Mathematics under Big Data
ZHU Jiang, SONG Shan, SHI Juan-juan
(Jiangsu Normal University, Xuzhou Jiangsu)
Abstract: The background of big data can not be ignored in the education industry, and the application of big data in teaching is also an inevitable trend. Under the background of big data, this paper studies the strategy of building "golden course" in colleges and universities. First of all, the concept of "golden course" and "water course" is elaborated by using three indicators of "high-level, innovation and challenge". Then, it is analyzed that big data can effectively collect education data and provide education feedback, and provide possibility for education personalization. These three advantages provide feasibility for building "Golden course" in Colleges and universities. Finally, according to the current situation of higher mathematics teaching in three aspects: teaching content, teaching tools and teaching relationship, and with the help of the advantages of big data, this paper puts forward the strategy of building the "golden course" of higher mathematics in colleges and universities
Key words: Big data; Advanced mathematics; "Golden course" in colleges and universities
一 引言
中国教育部于 2018 年 11 月做了有关建设中国金课，淘汰“水课”的重要讲话，培养面向未来的专业人才。然而，当前高校课程良莠不齐，存在大量的“水课”，导致了高校教育培养的学生无法真正 满足当前社会的发展需求。打造高校“金课”成为当代高校的重要任务，也是践行培养面向未来人才的重要一步。马化腾在其著作《互联网 +: 国家战略行动路线图》中阐释“互联网 +”的内涵，他认为， “互联网 +”作为一种全新的发展理念，互联网不仅是一种工具，还应是一种能力，尤其通过“+”与其他行业结合后，能够赋予后者更多的发展力量以促进其再生 [1]。百度创始人、董事长兼首席执行官李彦宏于 2015 年说过，“很惊喜地看到，在过去几年，互联网一旦和某些行业结合，就会产生奇妙的化学反应并促成了崭新的行业发展模式和理念”[2]。高宏指出“互联网 +”能够使教育突破时空限制、能够促进教育公平、能优化教育资源配置、能促使教育个性化 [3]。当下大数据“互联网 +”技术在教育行业具有如此的发展潜力，其对教育的推动作用亦不可限量，同样也是打造高校“金课”的重要手段， 本文将重点分析在大数据背景下打造高校“金课” 的可行性，提出利用“互联网 +”打造高校“金课” 的具体策略。
二 高校“金课”与“水课”
在进行可行性分析前，需清楚何谓“水课”，何谓“金课”。教育部高等教育司司长吴岩认为：“水课”就是低阶性、陈旧性的课，是教师不用心上的课。“金课”则是具有高阶性、创新性和挑战度的课程 [4]。
由于在传统高校课程中“水课”的普遍存在， 导致逃课翘课竟成了每一届大学生的“必修课”。而 且，逃课现象不止存在于差生中，连一些优秀学生也会这么做。究其原因，不是因为学生不爱学习， 而是认为课程内容陈旧没意思，老师上课太水，学到的知识有限，还不如翘课自习。如今，传统的教学方式很难适应大数据时代的学生，而全方位育人则需要我们了解学生切身需求和社会的需求，打造能够将学生培养成适应社会需求的高端人才的 “金课”。
三 大数据下打造高校“金课”可行性分析
随着信息技术的不断发展，移动端设备的更新换代，大数据技术日趋成熟，逐渐应用到社会的各个行业，教育大数据也在最近几年得到重视与发展。舍恩伯格 (Schönberger) 等认为大数据将为现代教育带来三大根本性的变革，分别是实施过去无法进行的双向度教育反馈、实现迎合学生个体需求的定制化教学、通过概率预测优化学习内容、学习时间及学习方式 [5]。大数据对于高校教育有极大的促进作用，打造高校“金课”需要教育大数据发挥其不可替代的作用。
（一） 教育大数据能有效收集教育数据
教育的各个环节都将产生教育数据，甚至学生个体的生活活动也将产生对于教育存在意义的数据内容，如网络浏览记录，书籍购买记录等信息。教育数据的内容量十分巨大，对于传统教育数据的收集手段已经无法满足巨大的数据量。而教育大数据则能够在数据的实时性、颗粒度、真实性和决策性等方面 [6] 实现对各类教育数据的收集。
其一，教育数据的实时性能实时反映学生个体的学习能力以及提供实时评价；其二，教育大数据可以对教育过程中的各项细节进行有效记录，教育教学时间、师生互动情况等数据都可以实时记录， 能够从细节处发现课程设置中的亮点或不合理的内容等；其三，教育大数据通过现代科技手段，以旁观者的视角对教育数据进行收集、评估，其客观性、真实性得到了有效的提高，为教学评估，学生能力评价提供了真实有效的数据，为课程教学目的的实现提供了可信的数据评价；其四，由于上述三种教育大数据所带来的红利在传统教育中未曾出现，导致教育数据只能从宏观角度对教育行业进行评估改进，对于具体的课程设置，个体教育的多样性无法做出准确的改进，而教育大数据利用现代数据处理技术，能够对各类数据进行有效分析，能够为个体教育的课程提供决策。
（二） 教育大数据提供的教育反馈
前文已经提到教育大数据能够提供具有实时性， 颗粒性，真实性的教育数据。而教育数据也是教育反馈的一种重要手段。过去的教育反馈缺乏实时性、欠缺真实性，导致无法从根本上改善课程内容与结构，更无从打造高校“金课”。从反馈的内容上来看，无论是考勤、考试还是论文都只是对学生本身的能力进行反馈，但对于课程内容、教学工具、学习过程都能进行很好的反馈。随着技术的发展，大数据技术能够收集教学过程中的各类数据并加以分析，得到的教育反馈也是多向性的，不再只以学生成绩的好坏作为教学反馈的唯一标准。陈霜叶等指出，在大数据时代，可以利用数据将教育治理与政策决策的简单经验模仿和假想推测转化为依托数据间的复杂相关与因果关系而更精确地表现 [7]。教育大数据将为教育政策的制定提供保障。
同时，教育大数据中信息的传递具有双向性。过去传统的学校教育是把知识与信息单方向传输给学生，对于学生的具体情况，以及知识的接收程度很难准确把握。而现在，对于电子书籍的阅读情况， 学生的在线学习习惯，甚至在线学习过程中的小动作都能通过电子信息技术进行上传，出版社、学校等知识的提供者及时得到反馈，便于内容的修改， 教育形式的升级。相较于传统的知识升级更具客观性和有效性。
（三） 教育大数据带来教育个性化
个体的差异化教育已经在各国教育行业形成了共识，甚至成为了教育的终极目标和人类追求的教育理想形态。然而，目前的高校教育充斥着“水课”， 对于学生知识能力的培养尚无法做到令人满意，个性化教育更是无从谈起。教育大数据的提出为教育个性化带来了一丝曙光。当下的高校教育仍然呈现出一幅“流水线”的面貌，学生在同样的课堂里，学习着同样的内容，最终的考试试题也是一样的，这样的情况远远无法达到教育个性化的要求。
为学生定制学习内容在教育大数据的背景下得到了实现的可能，高宏指出：“互联网 +”的最明显特征是学习者可以在网络学习中根据自己的时间、兴趣和偏好进行个性化学习。在线学习平台可以自动记录学习者的学习行为，然后通过分析数据评价学习者的学习行为。在线平台通过以上数据可以更高效地完成传统课堂教学中教师的指导，从粗放型教育管理模式转向科学型、精细型、个性化的管理模式 [8]。通过教育数据的收集和反馈后得到的正确评估，为学生定制适合自己的课程内容，自行调整学习进度。同时实时采集反馈评估，教学也从静态向动态转变，对于学生的发展有着巨大的提升。为打造高校“金课”保驾护航。
四 高校高等数学课程教学现状
高等数学课程作为高校一门基础课，与其他学科联系紧密，由于其对专业知识与创新能力有重要作用，有助于培养学生数学能力、创新能力、应用意识与探索精神，促进学生的个性发展和可持续发展的能力 [9]，所以作为文、理、工、农、医、三产各学科等的专业的共同基础课，以期通过数学教学， 全面提高学生素质 [10]。李明哲、王爱云等指出高等数学具有三个方面的作用。
(1)作为定量分析和专业课不可或缺的知识工具。
(2)培养学生思维能力的知识载体。
(3)提高科学审美意识的重要途径 [11,12]。徐利治教授也提到数学教育的二重功能：文化教育功能 + 技术教育功能 [13]。高等数学的重要性便不言而喻。
但是高等数学由于知识点众多，且其严谨性和逻辑性强等特点，不免让很多学生望而却步；教师为了赶教学进度而忽视对学生思维能力的训练，学生处于被动的地位 [14]；且高等数学的课程不分专业，统一目标，这不免加重了的学生的负担，重理论，与现实脱节，影响与专业课结合的深度以及对人才培养的重点和能力 [15,16]；由于教师观念落后，不能有效利用信息技术手段，而使得课堂缺乏生动性和灵活性，进而使学生对课程产生懈怠，影响教学效果 [17]。
可以说目前高等数学课程面临的问题有以下三个方面。
(1)教学内容不具有前沿性，不能联系实际。
(2)教学关系侧重教师讲，忽视学生的主体地位。
(3)教学工具不能更新换代，不能有效借助信息技术进行。高等数学教育陷入了“难教、难学、难运用” 的困境 , 深化高等院校大学数学教学改革成为摆在教育者面前的重要课题 [18]。
五 打造高校高等数学“金课”的策略
由教育部高等教育司司长吴岩的报告已经知道： 高校需要打造的是具有高阶性、创新性、挑战度的“金课”[4]。本文结合目前高等数学课程在教学内容、教学关系和教学平台三个方面的问题来阐述打造高校
图 1 打造高校“金课”目标及实施要求
（一） 教学内容：新 + 广 + 深
从我们需要打造的“金课”的目标出发，摒弃课堂水分，为大学生量身打造课堂内容。课堂的内容不仅要让学生接触时代前沿的学术成果和科学技 术，与时代接轨，还要增加学生知识的广度和深度， 来扩宽学生的眼界，提升思想境界，培养学生的高阶思维和解决问题的能力，使之培养成为被社会和国家需要的优秀人才。这就需要教师转变教材就是 “圣书”思想，要以更加多元眼光和思维在这海量的资源中选择教学内容，而照本宣科的时代将彻底成 为过去式。
在高等数学中 , 导数和积分是两个重要的概念 , 并且被普遍应用在物理学、经济学等其他学科 , 因此在教学中可以突出这两个数学概念在实际问题中的意义 : 导数对应切线的斜率、速度、加速度等 , 表示应变量相对于自变量的变化速率 , 这样就可以让学生明白 , 当在处理实际问题时遇到要表示物理量变化快慢时就可以考虑使用导数。而定积分产生的关键是在很小的范围内以直代曲 , 取近似值来表示自变量在一定范围内积累的效果 , 同时还可以引出微元的概念。最优化问题是微积分最关心的问题之一，同样也是经济活动管理的核心，例如，在一定条件下使成本最低，利润最大，收入最多，费用最省等等。所以在进行微积分部分教学时，切实联系实际问题，既能扩宽学生的知识面，又能挖掘知识的本质深度，更好地培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。高等数学教学过程中融入数学建模思想 , 能够
提高学生综合素质 , 切实推动高等数学教育改革 [19]。高等数学中最值问题是导数应用过程中最值得研究的问题 , 而在这类问题中已经蕴含了最基本的数学建模思想 , 在解题过程中也会用到数学建模。同时在教学过程中需要引入更多例题 , 开阔学生视野 , 通过各种类型问题的分析。“双创”背景下，数学对于能够理性分析就业环境、辅助学生创业、推动企业转型升级方面的作用日益明显 [20]。这也同样是更加重视数学的应用性的表现。
（二） 教学关系：学习共同体
在大数据、云计算、“互联网 +”的时代背景下， 由于学习环境的逐步优化、学习资源的海量获取、学习方式的重构创新、未来教师的角色再造、未来学校的服务升级，需要构建师生一体关系，未来教师不仅是知识的传播者和学生的引导者 , 还是终身学习者、知识建构者、合作者和服务者 [21]。师生关系在不断发生着变化，学生在课堂的主体性也越来越得到重视，教师的主导作用也越发重要。在智能时代， 教师是服务者、引导者，为学生提供便捷、高质量、高效的服务；学生是知识的建构者，以本身为节点， 从四面八方接收传达知识，编织自己的知识网。同样， 教师和学生的角色是不可分离的，共同进行问题探讨，交流思想和情感，是你中有我，我中有你的学习共同体。“三人行，必有我师焉”同样的，课堂上也没有绝对的教师和学生，大家需要在这个当今大数据社会下不断学习，共同学习。
（三） 教学平台：线上 + 线下
从海量的知识资源中选择教学内容，以更加灵活的教学方式来促进师生形成学习共同的过程都离不开网络，也就是需要借助线上平台来完成。马艳云通过调查得出结论：在慕课平台上学习学生的高等数学成绩显著高于未在慕课平台学习学生的成绩； 且在同一传统课堂教学环境下，在慕课平台上学习的学生高等数学成绩仍显著高 [22]。
线下的课堂也不容小觑，通过课堂面对面的交流讨论，再借助线上的平台，将课堂分为课前阶段、课中阶段、课后阶段。课前阶段，教师利用线上平台对学生分配学习任务，是学生自主学习的阶段； 课中阶段，教师利用线上平台反馈信息了解学生的学习效果、学习中遇到的问题和困惑，有针对性地进行讲解以及组织学生进行讨论，引导学生积极思考，且注意讨论课题难度适当。教师最后要进行总结，同样可以引导学生进行总结，鼓励学生勇于表达， 培养逻辑思维能力；课后，教师通过线上平台发送作业，且线上平台根据学生的学习效果及学习兴趣， 针对个人的学习轨迹智能推送相关知识，打造个性学习。在整个课堂上，学生通过对知识的探索和内化不断提升自己 [23]。当然，多媒体技术手段丰富了我们的课堂，带来了更多的便利，但是依然不可替代教师“传道，授业，解惑”，关键还是需要教师吃透教材，以学生为中心 [24]。
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