DBL視域下應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程的建設(shè)與思考

1、DBL視域下應(yīng)用型本科院校數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程的建設(shè)與思考摘要：“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)為提高課堂教學(xué)質(zhì)量提出了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，也為現(xiàn)今高校數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程的建 設(shè)指明了方向。為深刻落實(shí)高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的要求，該文嘗試將設(shè)計型學(xué)習(xí)（DBL）理念引入應(yīng)用型本 科院校數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程，首先分析了 DBL的概念及特點(diǎn)，接著討論了數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程與DBL的契合性，最后對數(shù)學(xué) 創(chuàng)新課程的建設(shè)與實(shí)施提出了一些行之有效的途徑和策略。關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程設(shè)計型學(xué)習(xí)兩性一度創(chuàng)新能力數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)Construction and Thinking of Mathematics Innovation Curriculumin App

2、lication Oriented Universities from thePerspective of DBLAbstract： Theutwo features and one challengeof the standard of golden curriculum has brought new opportunities and challenges to improve the quality of teaching, and it also pointed out the direction for the construction of innovative mathemat

3、ics curriculum in colleges and universities. In order to deeply implement the requirements of high-level, innovation and challenge, this paper attempts to introduce the concept of design-based learning (DBL) into the application-oriented college mathematics innovation curriculum. Firstly, it analyze

4、s the concept and characteristics of DBL, then discusses the fit of mathematical innovation curriculum and DBL. Finally, it puts forward some effective ways and strategies for the construction and implementation of mathematical innovation curriculum.Key Words： Mathematics innovation curriculum; Desi

5、gn-based learning; Two features and one challenge; Innovation ability; Mathematics core literacy“金課建設(shè)”計劃，即一流課程建設(shè)“雙萬計劃”，著重強(qiáng)調(diào)了課程教學(xué)應(yīng)具有“高階性” “創(chuàng)新性” “挑戰(zhàn)度”（兩性一度）特點(diǎn)，為教師提出了新的任 務(wù)和挑戰(zhàn)。新時代背景下，為全面提升學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力、問 題解決能力以及動手設(shè)計能力,數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程應(yīng)運(yùn)而 生。眾所周知，現(xiàn)今高校課程整體延續(xù)傳統(tǒng)講授式教 學(xué)（Lecture-Based Learning，LBL）模式，LBL雖然具 有講授知識效率高等優(yōu)勢1，但是其以授

6、課教師為主 體，學(xué)生為客體的本質(zhì)特點(diǎn)導(dǎo)致如下問題：（1）教師在 有限課堂時間內(nèi)只能教授給學(xué)生某一知識（或問題） 的一個（或若干）理解思路和解決方案，這與數(shù)學(xué)知識 （或問題）具有理解思路和解決方案多樣性的特點(diǎn)形 成了天然矛盾，長此以往學(xué)生將產(chǎn)生思維固化,甚至嚴(yán) 重的思維定勢，極大地抑制了大學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力和 高階思維能力的提高，進(jìn)而影響數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展；（2）整個教學(xué)過程中，往往缺失實(shí)踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生動 手能力薄弱。這與“金課建設(shè)”標(biāo)準(zhǔn)相違背，因此探索 適合時代發(fā)展的數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程教學(xué)模式和實(shí)踐策略 迫在眉睫。設(shè)計型學(xué)習(xí)（Design-Based Learning，DBL）是 一種新的基于項目的

7、學(xué)習(xí)范式，將問題轉(zhuǎn)化為一個 “從未見過的挑戰(zhàn)”，并以解決實(shí)際問題（挑戰(zhàn)性問 題）為導(dǎo)向，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，在“探索”與“設(shè) 計”的循環(huán)中實(shí)現(xiàn)知識與技能的螺旋式上升和提 高。該模式已成功應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，包括編程4、 STEM教育5等,并逐漸與雨課堂6等智慧教學(xué)工具深 度融合。數(shù)學(xué)教學(xué)與DBL的結(jié)合在國內(nèi)研究較少，其 中2018年方君7和杜正明8將DBL成功應(yīng)用于初中數(shù) 學(xué)教學(xué)，并以平行四邊形的教學(xué)為例闡述了 DBL教學(xué) 過程和優(yōu)勢。目前，DBL在國內(nèi)大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng) 用相對較少。該文基于“兩性一度”的金課標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)用型本科 院校河南工學(xué)院自建數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程建設(shè)為例,嘗試將 DBL理念引入數(shù)學(xué)創(chuàng)

8、新課程的教學(xué)中，通過解析DBL 的概念和特點(diǎn)，討論數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程與DBL的內(nèi)在契合 性，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上建構(gòu)了基于DBL的數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程 教學(xué)模式,并對數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程的建設(shè)與實(shí)施提供了一 些行之有效的途徑和策略。以期幫助學(xué)生開闊思路， 探索知識（或問題）的更多理解思路和解決方案，提升 學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力、高階思維能力和實(shí)踐能力，從而 促進(jìn)學(xué)生包括數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué) 運(yùn)算、直觀想象、數(shù)據(jù)處理等方面的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素 養(yǎng)發(fā)展。1 DBL概念及特點(diǎn)DBL概念DBL,又稱為基于設(shè)計的學(xué)習(xí)（Learning by Design, LBD）。它是以設(shè)計為核心的學(xué)習(xí)，隨著時代背景和應(yīng) 用環(huán)境的不同，DB

9、L呈現(xiàn)出動態(tài)發(fā)展的特點(diǎn)2-8。該文 認(rèn)為：DBL是以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、問題解決能力等 為目的，學(xué)生以小組合作形式，借助挑戰(zhàn)性問題或項 目，通過理解、探究、設(shè)計、分享、測試等環(huán)節(jié)，在“探 索”與“設(shè)計”的循環(huán)中不斷完善自己的作品，進(jìn)而習(xí) 得所需的知識與技能。作為一個典型的可操作的DBL 模型，“逆向思維學(xué)習(xí)過程模型”是由加州理工大學(xué) Doreen Nelson教授創(chuàng)建的，并被成功應(yīng)用于K-12教 育（見圖1）。DBL特點(diǎn)DBL本質(zhì)上貫徹了做中學(xué)理論和建構(gòu)主義理論2。 它是以設(shè)計產(chǎn)品為導(dǎo)向的，基于產(chǎn)品的設(shè)計和基于過 程的設(shè)計是其核心特征。與LBL等教學(xué)中“基于劇本 的探究”這類假探究完全不同，DB

10、L要求學(xué)生以小組 合作形式，在自主探究、實(shí)踐和創(chuàng)造中學(xué)習(xí)，所習(xí)得的 知識可以作用在產(chǎn)品的設(shè)計中,設(shè)計的產(chǎn)品又可以反 過來幫助學(xué)生鞏固和學(xué)習(xí)所需的知識和技能，在不斷 設(shè)計和完善產(chǎn)品的過程中一步一步實(shí)現(xiàn)知識的自主 建構(gòu)。2數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程與DBL的契合性2.1目的的契合性數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程是以全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力、問題 解決能力以及動手設(shè)計能力為目的的課程。從DBL的 概念和特點(diǎn)可知，學(xué)生在整個設(shè)計的學(xué)習(xí)過程中，需要 自主思考并尋找解決問題的方案和方法，可最大程度 地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，并最終通過自己動 手操作實(shí)踐，以產(chǎn)品的形式呈現(xiàn)出來，整個DBL學(xué)習(xí)過 程深刻滲透了數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程的教學(xué)目標(biāo)。2.2教

11、學(xué)對象的契合性數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程是學(xué)校自主創(chuàng)建的課程，在應(yīng)用型 本科的建校理念下，數(shù)學(xué)課程必須為學(xué)校大局的發(fā)展 和規(guī)劃服務(wù)。首先，學(xué)校的學(xué)生有自己的特點(diǎn)，如動手 能力強(qiáng)、思維活躍、喜歡實(shí)踐教學(xué)、喜歡解決實(shí)際問 題、對新事物尤其感興趣，因此在踐行DBL、設(shè)計產(chǎn)品 的時候，必須兼顧這些特點(diǎn)，摸準(zhǔn)學(xué)生的愛好和興趣，圖1逆向思維學(xué)習(xí)過程模型回圖1逆向思維學(xué)習(xí)過程模型回2.3教學(xué)內(nèi)容的契合性教學(xué)內(nèi)容以數(shù)學(xué)建模為抓手，每一個專題都是一 個知識模塊，并給出具體的挑戰(zhàn)性項目，為基于項目的 教學(xué)，整個知識體系和框架完全以解決問題為中心， 往往沒有標(biāo)準(zhǔn)或最優(yōu)答案，學(xué)生需要根據(jù)自己的假設(shè) 搜集數(shù)據(jù)或制品，結(jié)合自己的認(rèn)知或

12、查閱資料,充分調(diào) 動自己的主觀能動性，進(jìn)而給出問題的一個或幾個解 決方案，在不斷設(shè)計、評價、學(xué)習(xí)、修正中完成相關(guān)產(chǎn) 品和知識的建構(gòu)。3基于DBL的數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程教學(xué)模式及實(shí)施策略 3.1基于DBL的數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程教學(xué)模式根據(jù)圖1所示逆向思維學(xué)習(xí)過程模型，結(jié)合數(shù)學(xué)創(chuàng) 新課程與DBL的契合性因素，建立如下“基于DBL的 數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程教學(xué)模式”。第一步，確定教學(xué)內(nèi)容和項 目問題（挑戰(zhàn)性問題），學(xué)生分組討論、實(shí)踐并設(shè)計產(chǎn) 品。第二步，建立評估標(biāo)準(zhǔn)，各小組分別進(jìn)行展示、分 享、評價，發(fā)現(xiàn)問題。第三步，教授傳統(tǒng)指導(dǎo)性課程。 第四步，學(xué)生按小組重新進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計和建模，整 合評估。3.2基于DBL的數(shù)學(xué)創(chuàng)新課程

13、實(shí)施策略首先,優(yōu)化課程內(nèi)容，豐富挑戰(zhàn)性問題。課程內(nèi)容 中挑戰(zhàn)性問題是高階性的重要體現(xiàn)，挑戰(zhàn)性問題的設(shè) 計更是學(xué)生實(shí)施產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵。挑戰(zhàn)性問題的設(shè) 計可適當(dāng)綜合時政、校園、網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)以及與該專業(yè)發(fā) 展前景等相關(guān)的熱點(diǎn)話題,如中美貿(mào)易戰(zhàn)、電信詐騙、 新冠疫情等，一方面把握好挑戰(zhàn)性問題實(shí)施的難易程 度,一方面加強(qiáng)與所學(xué)知識的涵蓋面和契合性，以更好 地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和參與熱情。其次，注重學(xué)科交叉，融入STEM教學(xué)。應(yīng)用型 本科院校學(xué)生的一個辦學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才， 在實(shí)施過程中應(yīng)充分結(jié)合應(yīng)用型本科院校的特點(diǎn)， 注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科和其他 學(xué)科的工具，如何在校園里實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)知識在相關(guān)

14、專業(yè)的實(shí)踐應(yīng)用尤其重要。STEM是科學(xué)(Science)、 技術(shù)(Technology),工程(Engineering )和數(shù)學(xué) (Mathematics)4門學(xué)科的簡稱。STEM教育并不是4門 學(xué)科的簡單疊加，而是強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交叉融合，目的 是將4門學(xué)科內(nèi)容深度融合成有機(jī)整體，以更好地培 養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，同時還注重跨學(xué)科、 趣味性、體驗性、情境性、協(xié)作性、設(shè)計性、藝術(shù)性、實(shí) 證性等。最后，注重人才均衡，優(yōu)化小組配置。小組人員 配置應(yīng)注重各方面人才均衡，包括記錄、設(shè)計、編程、 動手等人才，好的小組配置不僅可以實(shí)現(xiàn)項目的快速 完成，還可以在小組成員間實(shí)現(xiàn)技能的相互學(xué)習(xí)和傳 遞，達(dá)到良隹合作與發(fā)展。4結(jié)語基于金課的兩性一度標(biāo)準(zhǔn)，