應用型工科院校數學學科信息化應用的制約因素及對策

[摘要]本文探討了應用型工科院校數學學科信息化應用在課堂教學和教學研究發展過程的制約因素，并提出了對策：更新教學思想；課件制作應注重實效性與多樣性；多媒體與傳統媒體應有機結合、優勢互補；完善教學網站，提供良好的自主學習環境。

[關鍵詞]信息化 多媒體課件 課堂教學 制約因素

隨著教育信息化實踐和理論的深化發展，人們關注的重點已經開始從軟、硬件建設轉向資源建設和新的學習模式與教學模式的探索。多媒體網絡技術以其文、圖、聲、像、影合一和交互性等特點，使教學變得直觀、形象，改變了舊的教與學之間的聯系方式。學生可以根據自己的需求和學習狀況，自主地選擇學習內容和控制教學進程，這體現了學生的主體地位。同時，傳統的“以教師為中心”的教學模式受到挑戰，人們越來越多地從學生自主學習的角度來思考教師角色、學習模式、評價模式、教學管理模式等一系列問題。多年的教學實踐表明，多媒體輔助工科院校數學課程教學確實能解決一些在傳統教學模式下難以解決的問題。然而，在體現現代教育技術優勢的同時，當前的多媒體輔助教學在實踐中也暴露出一些問題，影響到一些工科院校數學學科信息化的廣泛應用。

一、應用型工科院校數學學科信息化應用的制約因素

(一)信息化在課堂教學發展中的制約因素

1.原有教學模式根深蒂固，教學觀念需要改變。在信息技術與課程整合中，教師的素質有待提高，而教師的教學觀念也亟待轉變。從傳統的教學觀念轉變為現代教育觀念，是課堂教學設計與實施的關鍵，課堂教學中應以學生為主體，教師為主導，學生是課堂的主要活動者，而教師是參與者，扮演的角色主要是教學資源的選擇者、開發者，教學過程的設計者，學習群體的組織者、幫助者，學習者個人的咨詢者，學習群體智力交流活動的指導者和協調者。

2.課堂節奏不易把握，容易使學生疲勞。盡管多媒體為數學課程的教學手段的改革帶來了生機和活力，可以提高講課的效率，但其弊端也日益凸顯出來。在傳統教學下，隨著教師的板書，學生的思維有一個逐漸展開的過程，教學雙方在思維上基本上是同步的。黑板的優勢在于教師可以根據師生討論的進程在黑板上完成問題的分析過程，由于學生思維的多樣性，教師還可以隨時補充修改相關的內容，從而從容應對教學中的不確定性。同時，教師的板書也給學生留下思考問題的時間和空間，給學生留下回味反思和反問的時間和機會。但是用多媒體課件來上課，內容常常是一起跳出很多知識，很多情況下，學生沒有時間來思考知識的來源，忽略定理和命題的理論依據與邏輯推導，還會造成學生不能完全消化知識，機械地抄筆記，長此以往，勢必會造成學生的被動接受，不利于學生獨立思考能力的培養。從另一個角度來看，由于課堂節奏過快，教師(尤其是缺乏教學經驗的青年教師)往往會加大教學容量，而信息量過大，則會導致刺激過多、強度過大，容易引起學生疲勞。

3.過分注重課件的外在形式，分散了學生的注意力。多媒體技術具有強大的交互式特點，能充分展示出一個圖文并茂、有聲有色、生動逼真的教學情景，為教師的教學提供形象的表達工具，能有效地激發學習興趣。在數學教學中，若適時恰當地選用多媒體來輔助教學，以逼真、生動的畫面，動聽、悅耳的音響改變教學情景，可使抽象的教學具體化、清晰化，使學生的思維活躍，并興趣盎然地參與教學活動，從而有助于學生發揮學習的主動性，提高課堂教學質量。但是過于“花哨”，或附加信息和無關信息過多，片面追求課件的外部包裝，將使學生的注意力受到干擾，不能專心思考，反而降低了課堂教學效果。

4.對解題思路的分析缺乏靈活性。教師在使用多媒體進行數學教學時經常會出現這樣的情況：課前精心準備好課件，上課時按照課件的既定程序進行，教師只需按動鼠標或操縱遙控器，課件便按順序播放。當學生想出解決問題的新方法而課件中卻未出現時，教師難以根據學生的反應及時調整教學過程，由此使整個教學過程缺乏活力和靈活性，而且損害了學生在求知過程中的創造性發揮，這與目前提倡的培養學生創新精神的要求顯然是背道而馳的。

5.缺乏教與學的互動。數學課堂教學應是師生之間進行的雙向交流活動。現代教育思想強調以學生為中心，要求學生由外部刺激的被動接受者轉化為信息加工的主體及知識學習的主動建構者，從而能主動參與課堂教學。然而，由于主客觀條件的限制，在目前的多媒體輔助教學中，大多數課件只是單向演示型，教師只能按照事先設計好的數據、過程向學生做出展示，而學生也只能被動地接受課件的演示結果，由于缺少學生的參與和信息的及時反饋，因而難以滿足師生互動或人機互動的教學要求。

6.忽視了與學生的情感交流。在課堂教學中，情感交流是非常重要的一個環節。傳統的板書教學會在教師和學生之間傳遞一種心靈的溝通，一種微妙的感覺，一種彼此互相協作的情感，這種心靈上碰撞出的火花所產生的教育價值是任何計算機技術都無法替代的。數學教學的目標之一是情感目標——促進學生在情感、態度、價值觀等方面的發展。在傳統教學中，學生常常被教師淵博的知識、富于情感的語言、嫻熟的教學技巧所吸引，課堂能形成良好的教學氛圍。而在數學多媒體教學過程中，很多教師不自覺地成了放映員，學生成了觀眾，沒有情感的大屏幕反而成了教學的“主角”。教師更多的是關注多媒體的下一步操作，在不知不覺中忽視了與學生的情感交流。教師在學生心目中只是一個多媒體系統的操作者，人性化的師生人際情感交流被“冷冰冰”的人機交往所取代，導致教學氣氛沉悶，從而使學生的個性受到了壓抑。不少教師擔心多媒體網絡教育會削弱師生之間的直接交流，重視了學生的智商而忽視了情商。多媒體教學雖然使得課堂節奏加快，內容豐富，但是同時這種快速的、冷漠的、靜態的交流會使得情感交流缺失，阻礙了對學生健康心理的培育。

7.專業性難以表現。多媒體課件的制作需要融入多種手段和軟件，因此多媒體網絡教學開發周期長，需要投入大量的時間與精力。目前工作在教學第一線的教師一方面在擴招形勢下，教學任務加重，另一方面在專業學術研究上的壓力也在日益加大，因此，多媒體網絡課件往往是通用式，在課堂教學的例題選擇方面往往不能例舉與學生所學專業有關的實際問題，在加強學生應用數學知識來解決專業實際問題，從而激發學生對數學課程學習的積極性方面有所欠缺，不利于學生體會到數學不僅是基礎理論，更是解決實際問題的重要工具。

(二)信息化在教學研究發展中的制約因素

1.終身學習的理念需要加強。信息技術與數學教學的融合不僅需要教師由過去的主導者轉換為組織者、指導者，還需要教師具有不斷攝取信息的技能，是一名終身學習者，否則只能是紙上談兵。面對信息社會對教育的挑戰，要求教師的知識結構也要進行調整，即在學習已有的教育學、心理學和學科專業知識的同時，還必須學習和掌握信息技術的硬件、軟件知識以及開發應用等方面的基本理論和方法，不斷更新充電，不斷自我完善。教師只有在熟練進行信息技術操作的前提下，才能使信息技術更好地為數學教學服務，才能正確合理地選擇教學策略，從而有效地組織教學，提高學習效率。

2.教學平臺的建立需要完善。在信息化學習環境中，人們的學習方式發生了重要變化。學習者的學習不是只依賴于教師的講授和課本的學習，而是利用信息化平臺和數字化資源、教師與教師、教師與學生、學生與學生之間開展協商討論、合作學習，并通過對資源的收集利用，以探究知識、發現知識、創造知識、展示知識的方式進行學習。因此教學平臺的建立，要對數學教學內容進行重組、制作，使信息技術和數學教學整合不僅只是向學生傳授知識，讓學生獲得知識，而且能夠使學生進行知識重構和創造。教學平臺的建立使人們可以隨時隨地通過互聯網進行學習，使學習空間變得無圍墻界限，學生可以根據學習目標，有意識地自我計劃、自我管理、自主努力、自主創新。由于受到網絡與多媒體各自的技術制約，多媒體網絡教學的軟件和硬件環境都有些不如意的地方，再加上資金投入等其他因素限定，因此制約了信息化教學平臺的發展。

3.開展教學研究的方式需要改變。教研工作是教育教學的核心部分，它的有效實施可以起到提高學科教學質量、指導教學實踐、提升辦學品位、促進教師發展和學校發展的重要作用。傳統意義上教研活動往往采用學科組、教研室等縱向管理的方式開展教學研究。但也受到了時間、地點、資金等多項限定，缺乏對先進理念的理解和把握，沒有得到更多更高層次的專業引領和協助參與，囿于重復實踐的同一水平層面且容易產生“近親繁殖”的現象。網絡具有開放性、共享性和互動性等特點，實踐證明它使得教研可能突破時空限制，使得教師更加廣泛地參與進來，有利于促進教研工作的大眾化普及，促使教師人人參與教研的局面，從而做到有效地推進教研工作，構建良性的學校教研文化。然而，現有教育教學研究觀念的陳舊、教研手段的相對滯后，相當數量的教師游離于信息化建設之外；現代信息技術手段的學習和應用、信息資源的開發和建設、具有信息化特征的教學模式的構建，已成為廣大教師的普遍要求。社會發展和時代要求教育教學工作，包括教研工作應主動適應信息化時代的發展，主動尋求自身的變革方式，主動融合到信息化之中，這是不容置疑的。

二、對策

(一)更新教學思想

在數學教學過程中，適當采用信息技術，把現代教育技術和傳統教育模式的優點結合起來，充分利用計算機和網絡的優勢，為學校教育環境拓展了空間，為教和學提供了廣闊的舞臺。學生在課程學習中，通過對信息的查找、收集、整理、創造等過程，分析問題和解決問題的能力得到了提高，教學效果會更好，教學質量會更高，對創新人才的培養也會更有好處。現代化的教學思想要求使用多媒體輔助教學要有利于學生對數學本質的理解；有利于學生的主動參與，實現課堂高效的師生交流；有利于揭示數學內容的本質，從而幫助學生理解數學概念，探索數學結論，利用現代技術手段去處理繁雜的計算和解決實際問題，以獲得更多的時間和精力去探索發現數學規律，有利于培養學生的創新精神和實踐能力。利用信息技術優化數學教學，探索和實踐適應時代發展的新型教育模式是一個循序漸進的過程。

(二)課件制作應注重實效性與多樣性

信息技術應用于數學教學，必須從實際出發，注重實效。盡管多媒體課件還不完善，還有很多不足需進一步改進，但它給數學教育的啟示是十分清晰的：必須從提高學生素質教育的高度改變觀念，必須針對學生的狀態，改革現有的教學方法。信息技術為學習者提供一個有利于觀察、思考、比較的信息化教學環境，開發有助于創造教學的軟件資源，培養具有創新意識的現代化教師隊伍，開展教學試驗，探索并構建教育的新模式，讓學生通過觀察、歸納、總結、猜想、發現，由直觀具體到抽象一般，從感性到理性，強調知識結構的建立、推廣、發展的過程，數學概念、定理、公式推出的過程，解題思路探索的過程，解題方法和規律的概括、發展的過程，在改變教法的同時，還要進行學法指導，在實踐中培養能力，讓學生自主學習。課堂教學的例題應該選擇增加與學生所學專業有關的工程實際問題，用數學的方法分析相應的實際問題，這樣不僅將數學知識與專業知識相結合，同時也加強了學生對專業的理解和認識到數學的重要性，從而激發學生對數學課程學習的積極性，增強數學教學的實用性，提高學生的學習興趣。

(三)多媒體與傳統媒體應有機結合、優勢互補

在應用多媒體技術進行數學教學時，必須明確多媒體只是一種教學手段，它在整個教學過程中起著“輔助”作用。對于教學文字信息量大的問題和需要補充背景知識的問題，可以借助于多媒體課件輔助教學；可以利用多媒體課件將教學內容中的重點問題以突出的方式展現在課堂教學中。應用多媒體對于重要的定理、概念、關鍵詞，幾何圖形中關鍵的點或線段，容易出現錯誤的地方，或配以不同的字型，或配以醒目的顏色，或配以與眾不同的藝術字，或以惟妙惟肖的動畫、逼真生動的音響來凸顯；還可以利用多媒體技術有效地突破教學中的難點，誘導學生思維，培養學生豐富的想象力、深入的探究力、不懈的創造力，提高學生素質；開發的智能性課件，能根據不同的課堂、不同基礎的學生靈活地組織教學活動，增加師生交互活動，加強師生的情感交流。而對于一些定理和命題的證明過程，多媒體的教學效果往往不及與教師恰當分析同步的板書效果好，最好用傳統的板書形式授課，使學生對知識體系有一個完整和清晰的認識，加深印象，也給學生留下思考問題的時間和空間，給學生留下回味反思和發問的時間和機會；對于一些嚴格的解題格式也應該用板書，這樣可以給學生充分思考和記憶的時間。因此，多媒體與傳統媒體的關系應是相輔相成、優勢互補、相得益彰。

(四)完善教學網站，提供良好的自主學習環境

只有變傳統的知識導向型教學為策略導向型教學，將策略培訓融于課堂教學，同時與自主學習實踐互為補充，互相統一，才能相得益彰，最終提高數學的應用能力和自主學習能力。多媒體與網絡的出現為學生提供了良好的自主學習環境。充分發揮教學網站作用，將課堂教學的電子教案、典型習題解答、單元自測練習、知識難點解析，以及往年試卷、教學大綱等教學資源共享；建立教師輔導、教師答疑制度為學生自主學習提供方便；對于學生在數學論壇、教師留言板中提出的問題，教師給予及時、正確地解決，引導學生深入鉆研知識，不僅對學生學習積極性和教學效果有著重要影響，而且可加強教師的責任意識，密切師生關系；在網上開設數學實驗室，引導更多學生自主投入數學試驗，讓學生在自己挑選、構建起的數學環境中進行摸索、探究，調動學生的積極性，刺激他們的創新意識，同時也能讓他們體驗到從事一項創造性研究中的快樂與艱辛，磨練他們的品性和毅力，實現數學學科教育的功能。

綜上所述，傳統手段下的教學模式和現代教育技術手段下的教學模式都有各自的優點和缺點，應將兩者有機地結合起來，取長補短，相互促進，綜合利用網絡、多媒體等各種資源改革教學手段和方法，積極探索信息技術條件下具有時代特色的數學教育教學模式。

(責編 黎原)