西安航空职业技术学院

高职数学数字化教材开发与应用研究

汇报人
宋文雅
汇报时间
2025.5.29
目录
项目概述
背景意义、总体目标与立项依据
研究思路与方法
研究思路方法与逻辑框架
研究内容体系
内容、策略、资源、评价四个方面开展研究
项目管理
项目分工与预算及预期成效
总结与致谢
创新点总结与致谢

高职数学教学面临的挑战与机遇

🔍 高职数学教学痛点

  • 数学知识体系及教学与专业产业领域脱节
  • 思政育人资源及体系不健全、不完善
  • 数字环境下解决学情分析中数学重点、难点的途径和方法较少
  • 数字赋能高职数学课堂教学的现实途径和资源较少

📜 国家政策与要求

  • 落实国家教育数字化战略行动,形成高职数学教育的新赛道与新优势
  • 强调公共基础课程教学内容要体现思想性、科学性、基础性、职业性、时代性要求
  • 公共基础课服务专业及人才培养,坚持学科知识体系与专业场景对接,与思政育人融合,切实推动“三教改革”

项目预期改进效果

学习兴趣提升
通过可视化、交互式学习显著提升学生学习积极性
应用能力增强
基于真实职业场景的数学应用能力培养
数字素养提升
师生共同提升数字化教学与学习能力
教学模式创新
形成可复制推广的数字化教学解决方案

数智赋能:构建高职数学教学新生态

最终目标: 构建"三维一体"数字化教材建设体系,打造数智赋能新形态教材。 形成高职公共基础课数字教材建设及数字化应用的模式与现实路径。

📚 教材内容新生态

  • 创建"场景驱动-平台支撑-评价引领"开发范式
  • 实现与"三教"改革精准对接

🎯 教学场景新形态

  • 构建"产业链需求-教育链供给"双向机制
  • 融入智能制造、数字经济案例

📱 教学资源新模态

  • 集成智能诊断与虚拟仿真平台
  • 实现"教-学-评-改"数字闭环
13 教学模块
253 数字资源
3 支撑平台
46 教学单元

项目研究思路、逻辑框架及方法

教材内容设计理念:学科知识与职业场景融合 • 数字技术与教学方法融合 • 线上资源与线下活动融合

📋 研究框架

  • 内容体系重构:"三维进阶"设计理念
  • 教学策略建设:"双主线、双驱动、三目标"
  • 技术融合应用:AI赋能与三大平台建设
  • 效果评价研究:科学评估与实证分析

🔬 研究方法

  • 文献研究法:梳理理论基础与前沿进展
  • 设计型研究 (DBR):迭代优化教材设计,确保实效性与可持续性
  • 定性研究法:(案例研究与深度访谈)挖掘用户真实需求与感受
  • 实证研究法:(问卷调查、对比实验与学习行为数据分析)评估应用效果与学习模式

📊 研究方法体系

研究方法体系图
研究内容详细图

数字化教材内容体系与结构设计研究

🎯 设计理念核心

"三维进阶"是本项目的核心创新点,通过知识维度、能力维度、素养维度的有机融合, 构建从基础到高阶、从理论到实践、从知识到素养的进阶式学习路径。

📚 知识习得层

理论精讲-虚拟仿真-即时评测

  • 13个核心模块,46个教学单元
  • 253个配套数字资源点
  • 覆盖微积分、线性代数、概率统计
  • 支持个性化学习路径定制

🔧 场景应用层

数学建模-数据分析-算法逻辑

  • 13章产教融合项目案例
  • 对接航空制造等专业场景
  • 真实工作任务驱动
  • 培养解决实际问题能力

🌟 素养提升层

建模思维-算法实现-决策支持

  • Python工具链实战应用
  • 45段可运行代码示例
  • 培养计算思维能力
  • 提升数字化素养水平

数字化教材教学策略及模式研究

🔄双主线融合

  • 数学知识体系为内容主线
  • 信息技术为方法主线
  • 基于行动导向的情境任务驱动

双驱动对接

  • 产教融合驱动:构建产业案例库
  • 科教融汇驱动:数学建模与专业对接
  • 培养创新及应用能力

🎓 认知目标

实现数学概念可视化理解

💡 能力目标

培养数学建模、应用及创新能力

🚀 素养目标

提升学生数字素养与自主学习能力

💫 创新亮点: 构建"沉浸式"学习环境,将抽象的数学概念形象化、枯燥的数学公式生动化,真正实现"做中学、学中做"的教学理念

数字资源建设融合应用的研究

建设思路:"协同共建、严控质量、动态更新、突出应用"
0 产业融合案例
0 交互式实验
0 微课视频
0 思政教学案例

📚 数字化教材

《高职应用数学》初步完成,集成理论精讲、虚拟仿真、即时评测等功能模块。

特色:深度融合"三维进阶"设计理念。

🔬 虚拟实验库

交互式可视化高等数学虚拟实验库已建成并投入使用。

功能:3D可视化实验,破解抽象认知难题。

🤖 智能题库

基于DeepSeek API的交互式智能题库原型已开发完成。

亮点:AI个性化推荐与智能答疑支持。

🌟 思政案例库

专业应用数学思政案例库,涵盖数学文化、科学精神等维度。

规模:132个典型思政教学案例。

核心优势:基于初版教材和四大资源库,可访问体验。

数字化教材学习效果评价体系构建与实证研究

依据布鲁姆教育目标分类学,围绕"知识-技能-思维-价值观"构建多维度评价框架

📝 评价维度

  • 知识掌握度、技能应用能力、数学思维能力、创新能力、学习态度、数字素养
  • 坚持过程性与终结性结合,注重增值性评价

📈 评价方法与数据采集

  • 过程性评价: 运用学习分析技术,依托数字化平台自动记录的学习行为数据,对学情进行动态监测与分析
  • 准实验研究: 设置实验班与对照班进行干预对比
  • 数据分析: 运用统计分析、对比分析等方法,对采集数据进行科学处理与解读

🔄 评价结果应用与反馈

  • 学情反馈: 为教师提供精准学情诊断报告,辅助优化教学策略
  • 个性化建议: 为学生提供个性化学习路径推荐与针对性辅导
  • 教材优化: 驱动数字化教材内容、功能及资源持续迭代升级
  • 质量改进: 促进"教-学-评-改"数字闭环的形成与完善
创新点:基于数据驱动的多元化评价体系,实现教学质量持续改进

项目分工预算及预期成果

🏗️ 项目组织与分工

  • 项目主持人:宋文雅 (总体负责、方案设计、协调推进) 负责项目整体规划与质量把控
  • 项目参与人:
  • 郑雅茹(内容开发、资源建设)
  • 王可涵(技术实现、平台维护)
  • 韦华(教学实验、数据分析)

💰 经费管理

  • 总预算:2万元
  • 资料费:0.1万元(5%)
  • 差旅费:0.8万元(40%)
  • 印刷费:0.9万元(45%)
  • 其他费用:0.2万元(10%)

管理原则:严格按照学校科研经费管理办法,确保专款专用

🎯 预期成果清单

  • 研究报告 1份 | 学术论文 1篇 | 数字化教材 1部 | 支撑平台 3个 | 教学案例集 1套

📅 项目实施进度

项目进度时序图

项目五大创新点与特色亮点

理念引领:"三维进阶"为核心,构建五个维度的创新体系

🌟 创新点一:理念创新

"三维进阶"教学设计理念

  • 知识习得-场景应用-素养提升
  • 三个维度的进阶式学习模式

💡 创新点二:内容创新

产教深度融合的案例体系

  • 157个真实产业案例
  • 对接航空制造等特色专业
  • 突出职业教育特色

🔧 创新点三:技术创新

AI+虚拟仿真技术融合

  • DeepSeek API智能答疑
  • 3D可视化数学实验
  • 个性化学习路径推荐

📚 创新点四:资源创新

立体化数字资源矩阵

  • 教材-平台-资源一体化
  • 动态更新机制(年更新率≥15%)
  • 多模态资源呈现

🎓 创新点五:育人创新

三维度思政育人体系

  • 数学文化传承
  • 科学精神培育
  • 职业素养养成

西安航空职业技术学院

感谢聆听

Thank You For Your Attention
封面