基于SPOC 理念的大学数学生态化教学模式构建研究

随着现代信息技术的迅速发展，线上线下混合式教学的兴起，信息技术的强力介入，使得长期处于稳定运行状态的大学数学课堂生态受到扰动，出现了课堂生态结构上的失衡和功能上的失调，课堂需要回到平衡稳定状态。SPOC 融入大学数学课程的混合教学模式有助于教师和学生将教学课堂和课堂延伸到课外，线上和线下相结合，实现传统教学和SPOC 教学的优势互补。

一、开展生态化数学教学的必要性

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020 年）》提出要以学生为主体，以教师为主导，充分发挥学生的主动性，把促进学生健康成长作为学校一切工作的出发点和落脚点。直到现在一直被贯彻实施，因此在教学中也要秉承这个理念。学生为主体意味着一切行动都要围绕着学生为中心展开，以学生的所需和接受度作为目标去落实，要让学生以开放的心态自主的投身到各项教学活动中，在生态课堂中，学生应当是自由的，能够充分表达自己的想法、自由的进行讨论，能够在课堂中拥有自己的“天地”，使潜能得到充分发挥，得到可持续发展。

生态课堂是运用生态学原理与方法研究课堂教学现象及其规律，它采用生态学的方法来剖析课堂教学的内外部系统，从而分析课堂教学生态功能并揭示生态教学基本规律，是课堂教学和生态学相互渗透的结果。 ¹¹ 随着线上线下混合式教学的发展，SPOC 理念也越来越多的被各高校教师所采用，但由于现代信息技术的介入，长期处于平稳运行状态的大学数学生态课堂受到了极大的扰动，出现了课堂生态结构上的失衡和功能上的失调，从生态学的角度去审视数学课堂中的各种失衡现象将大学数学课堂作为一个微观生态系统进行考察，可以更好地促进数学课堂的稳定性和寻找可持续发展的路径。同时，将生态课堂与数学学科相联系，有助于生态课堂理论的进一步深化和具体化，提高了研究的全面性和综合性，有利于更加清晰、科学、系统地认识数学课堂中的现象及规律。

二、当前大学数学课堂中的非生态问题

（一）师生地位失衡，缺乏互动

很多高校的数学课堂还是大课堂，大班教学，课堂上很难了解所有学生的掌握情况，基本是教师满堂灌，无暇顾及学生的听课状态。生态系统中生态位原理指出，每个物种在环境中都有它独特的时间、空间位置，以及与相关种群之间的功能地位。[2] 因此，在课堂中，不论教师还是学生都有属于自己的生态位，只有对生态位进行准确定位，才能确立良好和谐的师生关系，教与学才有保障。在传统教学中，教师处于绝对的领导地位，而学生被动的接受，这时，学生的生态位被教师剥夺，教师绝对权威，师生关系处于紧张状态。随着社会的不断发展，这种传统的教学不再适应社会的需要，教学改革不断进行，新型的教学模式不断更新，学生的生态位被日益重视，倡导“以学生为中心”，教师需要根据学生的个体差异进行教学，而不是单纯的灌输，学生的自由度增大，这可能就会导致教师和学生对自己的生态位找不到很好地定位，学生过于松散，教师也会因为不能过多干预学生而找不准自己的位置，教师和学生之间产生冲突。

（二）教学过程中结果与过程的失衡

大学数学教学中过于讲究知识点的逻辑体系，一些概念讲述脱离了知识产生的背景，抹杀了概念的探索过程与凝练。以教材的逻辑线索代替认知线索，忽略了学生自主学习、自主获取相关知识能力的培养[3]。在课堂中教师把学生从课堂中剥离出来，不关注学生的知识的发展过程，泯灭了学生的创造性，课堂也失去了活力，死气沉沉，这样一来学生很难对所学科目产生兴趣，甚至还会出现抗拒厌恶心理。比如，对于一些数学公式的学习，有的教师直接将公式告诉学生，要求学生记住，然后就进行公式的练习，这种行为显然不利于学生思维的构建和认知结构的形成。因此，教师应根据调整育人目标变化，以发生的视角促进生态课堂的生成。[4]

（三）评价单向与多元的割裂

在生态课堂理念下，生态评价具有评价主体多元化、评价内容多元化等特征，不仅包括教师对学生的评价，而且也包括学生对教师的评价，学生与学生之间的评价。现在大多关注教师对学生的评价，以此来对学生进行定位，由于教师和学生之间缺乏交流，所以教师和学生之间对于同一个问题可能存在认识冲突。因此，仅仅从教师的角度去评价一个学生是片面的，生生之间的评价给出了另一个角度，并且是合理的，但在实际的课堂中，教师认为这是不必要的，因此这个环节会被忽略。所以，评价单一是导致课堂失衡的重要原因。

（四）混合式教学深度融入课堂还有距离

SPOC 教学需要学生具备较强的自主学习能力和自我管理能力。部分学生可能缺乏学习主动性，不能充分利用线上资源进行学习，导致线上线下学习效果参差不齐。例如，在概率论与数理统计课程中，部分学生可能不会主动参与线上小组讨论和完成线上练习。在小组合作学习中，可能存在个别学生参与度不高，依赖小组其他成员的情况，影响小组合作的效果和公平性。除此之外，部分学生可能对线上学习平台的操作不够熟练，影响学习效率。一些复杂的虚拟实验或软件工具的使用，也可能给学生带来一定的技术挑战。教师需要花费大量时间和精力制作线上教学视频、整理资料、设计练习题和案例等教学资源，同时还要定期回复学生的线上问题，这增加了教师的工作负担。

三、开展生态化教学的实施路径

从生态学的角度审视数学课堂，为数学课堂的研究开阔了新的视角，注入了新的活力。增强对课堂中各要素之间联系的研究，有利于更加清晰、科学、系统的认识数学课堂的现象及规律，在 SPOC 理念下，对教学环境、教学资源、教学主体等多个方面进行有机整合，进而构建一个良性循环、可持续发展且能满足学生多样化需求的数学教学模式。具体实践路径如下。

（一）教学资源生态化

线上线下资源的融合。借助 SPOC 平台提供丰富的数字化数学教学资源，如教学视频、在线测试、虚拟实验室等。教师可录制针对特定数学知识点的短视频，方便学生随时按需学习，例如在讲解极限概念时，通过动画演示极限的动态变化过程，加深学生理解。同时，引入优质的外部线上数学资源，像知名大学的公开课、数学科普网站等拓展学生视野。除传统的教材、辅导书外，打造数学学习空间，如数学工作室或研讨室，配备数学模型、计算工具等，为学生提供实践和交流的场所。定期举办数学讲座、学术报告等活动，邀请专家学者分享数学领域的前沿成果和应用案例，增强学生对数学学科的整体认知。

资源的动态更新与共享。数学学科不断发展，教学资源也需与时俱进。教师根据数学领域的新进展、教育理念的更新以及学生的实际学习反馈，及时更新SPOC 平台上的教学内容。例如，随着人工智能中机器学习对数学基础需求的变化，适时添加相关的数学理论与算法内容。同时，鼓励教师之间、学校之间共享优质的数学教学资源。通过建立资源共享联盟，不同院校的教师可以交流教学经验、分享教学设计与课件等，促进数学教学资源在更大范围内的优化配置。

（二）教学过程生态化

个性化学习路径。SPOC 平台能够记录学生的学习数据，如学习时间、测试成绩、作业完成情况等。利用这些数据进行分析，为每个学生制定个性化的学习路径。例如，对于在函数部分掌握较好但数列部分薄弱的学生，系统自动推送更多关于数列的强化练习和针对性讲解视频，让学生可以按照自己的节奏和需求进行学习，避免“一刀切”的教学模式。

互动协作学习。改变传统的教师单向讲授模式，利用 SPOC 平台的讨论区、在线答疑等功能，加强师生之间的互动。学生在学习过程中遇到问题可以随时提问，教师及时解答并引导学生深入思考。例如在学习线性代数时，学生对矩阵变换的应用存在疑问，教师通过具体的工程实例为学生讲解其在图像处理中的应用，激发学生学习兴趣。组织学生开展小组合作学习项目，通过线上协作工具共同完成数学建模、课题研究等任务。在合作过程中，学生相互交流想法、分享思路，培养团队协作能力和数学思维。比如在数学建模竞赛准备阶段，学生分组进行问题分析、模型建立与求解，在交流碰撞中提升解决实际问题的能力。

（三）教学评价生态化

多元化评价指标。除了传统的考试成绩，建立多元化的评价指标体系。综合考量学生的线上学习参与度，如观看教学视频的时长、在讨论区的发言质量；线下作业完成情况，包括作业的准确率、解题思路的创新性；小组项目中的贡献度，如组织协调能力、对团队成果的推动作用等。例如，在评价学生对概率论课程的学习时，不仅看期末考试成绩，还参考其在平时线上案例讨论中的表现以及完成概率统计实际项目的能力。

动态评价过程。利用 SPOC 平台实时跟踪学生的学习过程，进行动态评价。教师可以根据学生在不同阶段的学习表现及时调整教学策略和对学生的指导方式。如果发现某个学生在一段时间内线上测试成绩持续下滑，教师可及时与其沟通，了解原因并提供针对性帮助，实现教学与评价的良性互动，促进学生数学学习的持续发展。

（四）教学主体生态化

在 SPOC 理念下，教师从传统的知识传授者转变为学习引导者和学习资源开发者。教师需要深入研究数学教学内容与 SPOC 平台的结合点，设计更符合学生学习规律的教学活动。例如，在设计线上教学环节时，思考如何通过巧妙的问题设置引导学生自主探索数学知识，同时不断提升自己的信息技术应用能力，更好地利用平台为学生服务。强调学生在数学学习中的主体地位，培养学生的自主学习能力。通过 SPOC 平台提供的丰富资源和自主学习环境，学生逐渐学会自我规划学习目标、选择学习内容和监控学习过程。比如学生根据自己的专业需求和未来发展规划，自主选择数学分析、数值计算等不同方向的拓展课程进行深入学习，实现个性化的发展。

参考文献

[1] 杜亚丽 . 关于生态与生态课堂的解读 [J]. 现代教育科学 ,2009,(02):15-17.

[1] 郭晓佳 . 教育生态学视角下的课堂教学设计思考 [J]. 现代教育科学 ,2013,(12):39-40.

[3] 陈成钢．新工科背景下大学数学教学改革的探索 [J]. 天津城建大学学报 ,2021,8(4):296-297

[4] 岳伟 , 刘贵华 . 走向生态课堂：论课堂的整体性变革 [J]. 教育研究 ,2014(8):33-37