信息技術支持下的高職高等數學實踐教學研究

金惠紅　王桂云

[摘 要]信息技術的普及正在改變著我們的學習環境，信息技術支持下的高職高等數學實踐教學，主要是利用信息技術所提供的應用為主、多重交互、合作學習、資源共享、化繁為簡又不受時間空間限制等實踐環境。調研分析目前高職院校信息技術與高等數學實踐教學現狀，對借助數學軟件、慕課資源、計算機模擬情境、Web和Wap等高等數學實踐教學案例模式進行剖析，并提出了利用信息技術進行高等數學實踐教學的若干策略。

[關鍵詞]信息技術 高職 高等數學 實踐教學

[中圖分類號] O13 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）10-0132-03

實踐性是高職院校的主要特點。實踐是高等數學學習過程中的重要環節，是提高學生數學應用能力的關鍵。信息技術的普及正在改變著我們的學習環境，信息技術支持下的高職高等數學實踐教學，主要是利用信息技術所提供的應用為主、多重交互、合作學習、資源共享、化繁為簡又不受時間空間限制等實踐環境，使學生的數學創新思維與實踐能力在融合過程中得到有效的鍛煉，這正是應用型創新人才培養所需要的。

一、信息技術與高等數學實踐教學現狀

為了掌握信息技術支持下的高職高等數學實踐教學現狀的第一手資料，筆者以浙江建設職業技術學院、嘉興職業技術學院等浙江省30所高職院校的數學教師作為調查對象進行了調研和訪談，分別從“數學課堂中學生動手實踐的機會”、“學生所學知識與實踐的聯系”、“數學建模競賽”、“數學實驗”和“數學社會實踐活動”等角度，了解教師對信息技術支持下的高等數學實踐教學的認識與實施情況。同時，為了了解學生的真實情況，筆者也對我校部分學生進行了問卷調查，問卷從“你對當前高等數學教學不滿意的方面”、“你認為將信息技術運用于高等數學教學的好處”、“影響你對高等數學實踐感興趣的原因”和“你認為培養數學實踐能力最好的方式”等方面設計問題。

（一）教師的認識與實施情況

1.缺乏信息技術的意識和信息環境適應能力

當前，許多數學課堂存在“沒有動手實踐的機會”、 “只注重純理論的學習”、“所學知識與實際應用脫節”等情況。一些教師仍然采用“教師講-示范例題-學生模仿練習”的這種“單向”信息傳遞模式，偏重于理論知識的傳授。

2.缺少理論指導和評價標準

許多院校的教師認為，將信息技術引入數學實踐教學現在只是部分教師自發的行為，理論指導欠缺，數學實踐教學也沒有一個明確的評價標準。

3.缺乏信息技術培訓和相應教學資源

許多學校教師缺乏培訓機會，而且許多高職院校更加重視專業能力的培養與教學，寧可動用幾十萬甚至上百萬去購買實驗儀器、設備和機床，卻很少關注數學教學用品與設備，多數學校數學實踐資源相對匱乏。

4.教學課時被刪減和教學內容不斷壓縮

許多院校在不斷推進的高職教學改革中，對數學課時不斷地刪減，數學課時越來越少，一些學校的數學課程全部為理論課，數學實驗與數學建模等實踐課僅是參加“全國大學生數學建模競賽”的學生輔導課程，學生參與率也達不到5%。

（二）學生的看法和建議

31%的學生對目前的高等數學教學感到不滿意，最不滿意的一項是“缺乏對數學實踐的關注，所學數學知識與實際應用脫節”。幾乎全部受調查的學生（占97.6%）希望教師在課上采用信息技術手段教學。37%的同學認為“信息技術能解決人工計算起來相當復雜的數學問題”，30%的同學認為信息技術“有利于數學訓練和實踐”。學生認為自己對數學實踐的興趣影響最大的是“來自數學老師的因素”。許多學生建議培養數學實踐能力最好的方式是“在教材中增加有關數學實踐新領域的知識和實例”。87%的學生愿意參與豐富多彩的教學活動，84%的學生對數學實踐很感興趣，希望在數學課堂中多動手多開展數學實踐。為了學好數學，79%的學生愿意在網上查閱資料，92%的同學對慕課、翻轉課堂感興趣。調查結果充分表明，多數學生非常期待信息技術能夠提高自己學習數學的積極性。

二、信息技術支持下的高等數學實踐教學案例模式

模式1——借助數學軟件之實踐教學

常用的數學軟件有：MATLAB、Mathematica、Maple、SAGE等，借助于數學軟件求解實際問題，實施算法的路徑和程序，取代了手工實施算法，使復雜的數學計算問題變得非常容易，也使學生對數學計算手段的信息技術化有更深刻的理解。例如物流管理專業的高等數學課中就可借助軟件引入諸如物資調運方案、生產決策問題、配料問題、勞動力調度問題、經濟批量生產問題、建筑材料下料問題等等。

模式2——借助慕課資源優勢之實踐教學

“慕課”的興起，為高職數學實踐教學改革提供了新案例模式。其一，在課堂上引入“慕課”或其他相關網絡課程，讓學生看著視頻學習，然后安排輔導教師提出實踐問題，進行指導。其二，可以采用“慕課”思維，進行多個學校聯合授課，形成 “校際教學共同體”，實現高職數學優質教育資源的共享。一個學校的教師在進行授課，其他學校的學生可通過網絡進行同步學習，然后給學生留有一定時間的實踐思考，由本校的教師對學生進行釋疑。其三，采用翻轉課堂的形式，學生課外通過看視頻完成基礎知識的學習，來到課堂上進行實踐、討論、應用。

模式3——借助計算機模擬情境之實踐教學

把計算機模擬情境的方法引入高等數學實踐教學，使很多難以想象的空間形體和關系變得鮮明、形象，對解決高等數學所涉及應用領域中的一些實際問題很有幫助。例如，各種數學方程確定的曲線、曲面和結構都是抽象的，可以采用3DMAX生成各種數學方程虛擬圖像，動態模擬空間曲線曲面的生成過程，形象生動地表現各種空間關系。

模式4——借助Web和Wap之實踐教學

現在許多高職院校的高等數學教學都需要分層分類進行。像我校面對的學生生源就有理科生、文科生和三校生等不同層次的生源，課程按大專業又可分為土木工程類、船舶工程類、機電類、信息類、經濟類等不同類型。不同層次生源和不同類型的學生教學要求不同、教材不同，所以需要根據要求準備不同類型的教案、講義、課件、輔導資料等。紙質資料收集困難，復制與傳播費用較高，而將信息技術引入數學教學和實踐中，通過Web和Wap網絡，建立教學網站等，將各種電子資料放置在網站中，學生通過網絡按照各自類別自由調閱，自主地學習和實踐，教師可利用在線答疑、實踐應用策略等對學生進行輔導。

2.培養學生的知識轉化能力。轉變培養觀念，加大學生的知識轉化能力、專業設計能力、職業行為能力、團隊合作能力。切實加強學生認識實習、課程設計、生產實習和畢業設計以及工程實踐環節的培養的力度。

3.進一步開發實習實踐資源。加大對實踐教學環節必要的投入，逐步健全實踐教學環節必備的教學設備與設施，以滿足教學模式改革的需要。一方面，積極尋找并開發實習、實踐的校內外資源，努力探索校內實習、實踐的新形式；另一方面，學校也要面向社會，積極尋求產學研一體化的合作模式，為學生開辟更多、更實用的實習、實踐資源。

（三）以素質培養為目標

1.科學的素質結構。應用型人才不僅要有較高的專業素養，還要有一定的非專業素養，具備包括思想道德素質、業務素質、文化素質、身心素質在內的較高綜合素質，具有創新精神、團隊精神、敬業精神以及較強的應變和適應能力。

2.完善素質拓展體系。構建項目化管理、學分制認證、規范化運作的教育體系。素質拓展的內涵不僅包括有利于提高學生專業技能、技術創新的專業素養的拓展，還應包括社會綜合能力的擴充訓練、精神氣質的陶冶和身心品質的全面提升。

3.促進“第一與第二課堂”的有機融合。校內素質拓展訓練可以與科研工作相結合，可以通過學生參與教師的科研項目構思、設計與實施，提高學生的知識運用能力和初步的科研能力；可以通過參與數學建模競賽、結構設計競賽等綜合性競賽，通過各類專業證書教育、各類專項培訓，提高學生的專業應用能力和技術開發能力；可以與學生社團工作相結合，通過組織學生參加各類科技、文化活動，提高學生的社會交往能力、團結協作精神等（見表3）。

四、保障土木工程專業應用型人才規格質量的措施

（一）加強“雙師型”教師隊伍建設

建立“雙師型”教師隊伍是保障土木工程專業應用型人才培養的關鍵。為此，一是要有計劃地安排教師到施工企業、科研院所參加實踐鍛煉；二是加強校企合作，鼓勵教師積極申報科研項目或參與企業的項目開發；三是積極引進學術帶頭人以及高水平專業技術和管理人員充實教師隊伍；四是加強骨干教師、學科帶頭人以及青年教師的培養；五是鼓勵教師運用高新科技，開發或應用多媒體CAI（Computer Aided Instruction）計算機輔助教學，提高教學質量和教學效率；六是改進現行的教學評價機制（主要采取以教師課堂教學質量乃至科研能力為主的評估方式），強化鼓勵實踐教學環節及其改革創新的積極性。

（二）深化產學研有機結合

開展“產學研”有機結合是培養土木工程專業應用型人才的有效途徑。一是為學生提供穩定的校外實訓、實踐基地鋪平了道路；二是為深化應用型人才培養方案和實踐教學奠定了基礎；三是為“雙師型”教師的培養和教師科研能力的提高創造了條件；四是為提升學生的學習能力，培養學生科研創新能力和鍛煉學生實際工作能力提供了方便。

五、結束語

開展土木工程專業應用型人才培養規格的研究，對促進我國應用型本科教育的發展，樹立高等教育創新教育理念，構建創新教育模式，培養高級應用型創新人才具有重要意義。土木工程專業應用型人才培養工作也是一項開拓性和探索性工作，迫切需要不同層次的高等學校結合自身的特點和優勢，真正做到因材施教，實現培養規格與培養方式的多樣化，更好地適應社會對土木工程專業人才發展的需要。

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[責任編輯：鐘 嵐]