網絡環境下培養理工類學生創新能力的研究

金惠蘭

摘要 本文首先介紹了網絡環境下學習高等數學的思路與方法，其次闡述了利用網絡多媒體的靈活表現、雙向互動等功能，將傳統的教學環節與現代多媒體網絡技術進行有機的結合的幾種方法，最后論述了網絡自主學習有利于培養理工類學生的創新能力的觀點。

關鍵詞 網絡環境 自主學習 創新能力

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

0 引言

高等數學是理工類專業最重要的基礎課程，它的學習效果直接影響學生后繼專業課程的學習，影響著學生日后運用數學知識、數學思想方法分析和解決實際問題的意識與能力。在網絡技術迅猛發展的今天，學生的學習生活方式和教師傳統的教學理念與教學模式正快速地發生變化。隨著教學環境、教學設備的根本性變化，不僅要求教師實現數學教育教學手段的信息化，更需要采取積極有效的對策和措施，利用網絡和多媒體技術進行高等數學課程的改革與創新，為培養適應信息化趨勢的創新人才服務。

1 網絡環境下學習高等數學的思路與方法

結合傳統有效的各教學環節將整個學習系統分為五個部分：課堂學習、課外輔導、在線測試、網上互動、課外閱讀。其結構如圖1所示。

2 高等數學課堂教學應與網絡自主學習有機結合起來

在傳統課堂教學，教師主要承擔的是傳授知識的職責，課堂教學基本上是以教師的知識傳授為主。由于時間和功能等方面的有限性，學生不可能通過課堂學習就獲得有關的所有知識，因此要求我們要充分利用網絡等信息技術。目前很多基于網絡環境的教學大多都僅僅停留在教學內容的網頁呈現上，缺乏對自主學習活動的引導和組織，究其原因，主要是缺乏信息化的教學設計①。筆者認為應把課堂教學與網絡自主學習有機結合起來。主要方法有以下幾點。

2.1 合理利用各種軟件，精心制作CAI課件

網絡和多媒體技術在課堂上的應用，離不開課件。將那些抽象不易用語言文字表達清楚而用多媒體輔助較易達到理想教學效果的內容配以相應的圖解、動畫及適當的超鏈接制作成課件，使得課堂講授形象、生動，有利于學生對學習內容的理解和加深印象。計算機的優勢在于對圖形、文字的處理與傳輸和數值計算，而高等數學的特點是抽象的思維和論證。因此課件中的圖形制作對教學效果舉足輕重②。我們對各種應用軟件進行比較，選擇了用PowerPoint來制作電子教案，用MatLab來制作函數的精確圖形。PowerPoint簡單易學，界面豐富，具有通用性；而MatLab則有強大的圖形處理功能，可以通過編程，繪制出精確的二維三維圖形，并能隨意地旋轉、放大與縮小，進行色彩描繪、透明設置和即時交互等。

2.2 將數學建模思想融入到高等數學課堂教學中

社會對數學的需求并不只是需要數學家和專門從事數學研究的人才，而更大量需要的是在各部門中從事實際工作的人，善于運用數學知識及數學的思維方法來解決他們每天面臨的大量的實際問題，取得經濟效益和社會效益。理工類學生畢業后作為工程人員，主要用數學原理和方法解決實際問題。數學建模為數學與外部世界的聯系打開了一個通道，提供了一種有效的方式，對提高學生的數學素質起了顯著的效果，提高了學生學習數學的積極性和主動性，是對數學教學體系和內容改革的一個成功的嘗試。學生在利用網絡搜集資料、建立模型、利用數學軟件（MatLab等）得出答案的過程中，不僅能提高自己動手操作能力，而且創新能力也得到同步提高。

2.3 利用網絡資源整合數學課程和理工類專業課程

長期以來學生學習的數學課程和專業課程處于分離狀態。數學課程由數學專業出身的教師任教，他們有著豐富的數學研究經歷和扎實的數學功底，但受自身知識結構的限制，從事理工類專業的數學教學時，往往不能用理工類專業的理論、方法或事實，作為數學教育教學的背景或實例。結果學生很難將所學數學應用于解決專業問題，甚至不知所措③。利用網絡等現代信息技術，將理工類專業所在學科的科學知識、理論問題、實踐問題、熱點問題等等，創造性地結合（鏈接各專業中典型的數學問題等），作為組織數學課程背景，提供教學情境，選擇數學例題和習題，幫助學生進行數學意義構建的原始素材。

2.4 充分發揮網絡的互動作用，營造學習形式的交互性和多樣性

根據建構主義學習理論的觀點，學習過程中的交流是必需的。傳統的教學中，我們也在強調交互的必要性，但這種交互是極其有限的。網絡環境能夠使自主學習過程中必需的互動和交流變得更為便捷。可以滿足一對一、一對多、多對一、多對多等不同的網絡交流和交互形式的需要。另外網絡環境為交互行為營造了更加良好的人際氛圍，能讓志趣相投的學習者結成特定的社區，社區內成員間相互支持，共同學習。同時，由于學習者原有認知結構的特征、學習風格和學習條件各有不同，因而具有學習類型多樣性的特點④。具體利用在線答疑、數學論壇、微博、電子郵件等進行相互交流與探討，形成良好的師生互動，生生互動，建立學習的共同體。學生在通過與他人協商完成對學習材料的深度加工，從而有利于培養學生發現問題、解決問題的能力，有利于提高自主學習能力。

3 網絡自主學習有利于培養創新能力

網絡自主學習進一步提高了學生學習的自主性和應用網絡技術的技能，掌握如何利用網絡技術，去獲取信息、分析信息，得出結論的一般方法。 可見網絡技術進入課堂，充分調動了學生的主體性，促進學生主動思考、主動探索，聯想思維獲得發展，學生在學習過程中，真正成為信息加工的主體。同時，也使他們的情感和精神面貌發生變化，這也正是我們作為教師最為期盼的，是傳統教學手段難以實現的。隨著科技的迅猛發展，網絡多媒體的利用日趨頻繁。網絡環境的個性化自主性學習方式，從調動學生的內在需求出發，激發起學生的認知興趣，滿足不同學生認知風格的需要，促進學生智力與思維的發展，同時使學生在獲取知識、培養創新能力方面得到同步提高，幫助學習者向更高的層次邁進。

4 結束語

在信息技術迅速發展的數字化校園環境下，培養理工類大學生創新思維和創新能力應該通過大學資源規劃，利用網絡平臺構建有利于大學生創新思維和創新能力培養的知識庫與自主學習模式；構建有利于大學生創新思維和創新能力培養的創新技法，積極發揮網絡環境在創新能力培養中的作用。構建網絡自主學習系統是一個艱巨的工程，需要不斷地加強和完善。

資助項目：天津農學院教育教學改革項目“網絡環境下培養理工類學生創新能力的實踐與研究”（C—10—20）

注釋

① 王海燕，李芒.信息化環境中高校學生自主學習的教學設計[J].現代教育技術，2004（1）：34—37.

② 馬戈，杜躍鵬.現代教育技術環境下高等數學教學改革的實踐與思考[J].高等數學研究，2004（5）：11—13.

③ 傅敏.基于現代信息技術的理科數學課程改革與創新[J].高等理科教育，2004（2）：30—33.

④ 吳言忠.網絡環境下自主學習教學模式的管理策略研究[J].成人教育，2008（1）：20—21.