【在线教育风采】梁恒:将传统数学教学注入慕课新鲜血液
【教师简介】
梁恒,男,清华大学数学系副教授。2004年在清华大学数学系获得博士学位。曾获清华大学优秀博士毕业生、清华大学优秀博士论文一等奖、北京高校优秀辅导员奖、清华大学教学成果一等奖。2007-2008学年度哈佛大学统计系访问学者。研究方向为科学计算,主持、参与多项国家自然科学基金项目。发表学术论文20余篇,其中SCI收录19篇。
自2013年开始负责清华大学学生数学建模的指导和组织,指导学生2013和2014连续两年获得“深圳杯”全国大学生数学建模挑战赛一等奖。
【课程简介】
随着现代科学技术的发展,概率论与统计学已经成为科学研究和工程技术不可或缺的工具。“概率论与数理统计”这门课程的基本内容和方法不仅提供了一些有效工具,更反映出独特的思维模式,很好地体现了数学理论和实际应用的联系。
本课程通过生动的应用实例导出基本理论,使学生了解从数学角度理解随机现象的观点,掌握分析和研究随机现象概率性质的基本数学方法,掌握认知数据背后统计规律的基本观念和方法。培养学生自主学习的能力,以抽象思维和逻辑推理为特征的理性思维能力,提升学生的科学素养和利用数学工具分析和解决实际问题的能力。
2013年的时候,梁恒就开始筹备“概率论与数理统计”慕课的制作,2015年正式上线学堂在线。“概率论与数理统计”做成慕课之后,给梁恒的混合教学提供了很好的素材。“我觉得有这样一门线上课,不仅能够让我们校内的同学受益,还能够在更广更大的范围内传播,使一些社会学习者和其他高校的学生也能享有这个资源。”
在慕课的筹备过程中,梁恒得到过很多的支持,比如学堂在线平台帮助制作、录制在线课程,教务处提供了课程运行的经费、助教的配备和教改项目的资助。但是制作过程中仍遇到一些困难。在梁恒的记忆中,由于慕课的课程制作跟线下上课是两种感觉,一开始录的素材都完全用不了。线下授课过程中会有一些重复、强调,但是如果把这些放在线上,就会感觉不够连贯。所以线上课程还是应该比较精炼,相对来说也更枯燥一些。”
除此之外,梁恒觉得慕课的上课形式使教师与同学的距离变远。“传统授课,能够根据同学的眼神、反应和互动,来判断同学懂不懂、是否能跟上思路,自己心里是有一定了解的。而线上授课是没有眼神交流的。”但从整体上来说,梁恒更支持“线下+慕课”的教学方式。“我觉得这种线上加线下的混合式教学还是优于纯线下教学的。对数学课而言,即使传统线下授课会有充分的资源,但是线上课程的补充也是有益的。”
结合慕课做有特色的数学课
第一点特色是教学模式的变化。按梁恒老师的话来说,就是把同学们从第三节课的疲惫状态中解放出来。“‘概率论与数理统计’是三学分的课,尤其当我9:50开始上课,到了中午12点的时候,同学们的精力已经很分散了,学生累了,老师也累了,所以我一直比较困惑,三学时的课程如何保证整体的效果?我开这门课有十多年了,一开始也没有什么好的办法,反正大家都是这么过来的。”
但是有了慕课之后,梁恒从中借鉴了一些教学方法,并应用到自己的课程中。线上的资源可以为线下课程做一些补充。“因为主要的概念在前两节课已经讲得比较充分,第三节课是一些例题和应用案例的扩充,所以我现在会提前15到20分钟下课,把这些时间交给线上慕课。”
对于数学课来说,同学们在慕课上还可以反复地观看题目的求解过程,直至完全理解。对于一些同学来说,解题过程在课上很难一步一步地都跟上,而且解题过程必须自己推导一遍才能够更有收获。“这样也比较符合教学规律,从教学内容、质量上来说,慕课都是可以保证的,线上线下的课程内容有很好的互补性。”梁恒如是说。
第二点特色是通过慕课的形式提升习题课的利用效率。“因为原来我们一学期会安排5至6次习题课,前几次课的学生比较多,到后来的几次人就越来越少。所以,对于习题课的模式,我一直想有所转变、有所尝试。”
习题课是数学传统教学中非常有效的组成部分,因此不能轻易的放弃。梁恒一直在尝试适当地缩减习题课的课时,选择更为少而精的内容在习题课上讲解,而更多的补充内容通过线上的习题讲解来实现。同时梁恒也会在线上设计两次考试。这样不仅学生可以自己自测,老师也能大概了解同学们阶段性的掌握情况,并及时地在课上进行调整。
第三点特色是以动画形式进行实例拓展。“拿‘验血问题’来说,就算上课讲得很慢,可能也有同学跟不上思路。但是把这个实例做成动画之后,问题就会变得特别直观。”
对于较复杂实例的直观呈现,也是慕课的一大优势,这是线下课程没有办法做到的。采用这种比较生动的方法,学生的兴趣也会增加,上课也不会那么枯燥。
提示理念 高效学习
梁恒教学的一个理念是:给同学提示,让学生主动学习。
梁恒特别提倡同学们主动学习。“一些学习困难的同学,不敢跟老师交流。所以我也会尽量地根据作业或者线上测试题的一些反馈情况,筛出一些学习有困难同学名单,然后让这些同学来到办公室,找出根源,鼓励他们主动学习。”
同时,慕课教学也会提高学生学习数学的效率。“线下授课的时候,如果老师一步一步地推导,每个细节都让同学们全部掌握,效率会非常低。线上授课正好可以弥补这一短板。”
“概率论与数理统计”这门慕课从2015年开始,现在已经开设了4年。梁恒说,通过混合教学,大部分同学对这种教学方式都能够认可,也取得了比较好的学习效果,至少效率和内容和以前比有了本质的提高。
梁恒也很鼓励将传统课堂与慕课结合。“因为我比较有经验的课程是工科本科生的数学公共课,它并不是纯数学的课程。在数学应用的层面上来说,线上课程和线下课程还是有很好的互补作用的。”
谈到之后的计划,梁恒老师表示,如果有精力,会做一些微课。“一个微课就是一个完整的案例,这样可以让同学们更好地做到理论联系实际,生动地学习和使用数学。”
供稿:在线办 编辑:宋亮 宁宁 审核:襄楠
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