基于現(xiàn)代信息技術(shù)的大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式研究與實(shí)踐

【摘 要】現(xiàn)代信息技術(shù)是信息時(shí)代有效的教育工具。本文首先闡述了現(xiàn)代信息技術(shù)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的意義，然后分析了當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題，最后，從加強(qiáng)師資培訓(xùn)、整合“雙型”教師、運(yùn)用不同媒體技術(shù)、軟件、數(shù)學(xué)建模和微課程輔助教學(xué)等方面探討了基于現(xiàn)代信息技術(shù)的大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式的研究與實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)數(shù)學(xué);現(xiàn)代信息技術(shù);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)： G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）08-0062-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.08.025

【Abstract】Modern information technology is an effective educational tool in the information age. This paper first expounds the significance of modern information technology in College Mathematics teaching， then analyses the existing problems in College Mathematics teaching. Finally， it discusses the research of college mathematics classroom teaching mode based on modern information technology from the aspects of strengthening teacher training， integrating “double-type” teachers， using different media technology， software， mathematical modeling and micro-course assistant teaching. Research and practice.

【Key words】University mathematics; Modern information technology; Teaching reform

0 引言

大學(xué)數(shù)學(xué)課程是高等院校理工科和經(jīng)管專業(yè)開設(shè)的一門重要的公共必修基礎(chǔ)課程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)滲透到各科學(xué)領(lǐng)域，對(duì)教育教學(xué)產(chǎn)生了巨大的影響[1]。如何有效發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用，是當(dāng)前數(shù)學(xué)教學(xué)改革亟待解決的重要問(wèn)題。因此，分析大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中所存在的問(wèn)題，探索基于現(xiàn)代信息技術(shù)的課堂教學(xué)模式具有重要意義。

首先，現(xiàn)代信息技術(shù)為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)建立了一個(gè)互動(dòng)、開放、動(dòng)態(tài)的教學(xué)環(huán)境，能夠?qū)⒍嗝襟w和網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合。教學(xué)環(huán)境不僅限于學(xué)校建筑、教室、圖書館、實(shí)驗(yàn)室、演講廳、咨詢室等，還延伸到咖啡館、午餐室、草坪、校園角落。教學(xué)環(huán)境由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)。

其次，現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合了各種形式的信息，如文本、聲音、圖形、視頻、動(dòng)畫等，不僅為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提供了理想平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的多樣化，豐富了教學(xué)內(nèi)容，使得沉悶的數(shù)學(xué)課堂變得生動(dòng)形象起來(lái)，而且有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取和保持，實(shí)現(xiàn)了“人—機(jī)”之間的交互學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)效率。

最后，現(xiàn)代信息技術(shù)可以將一些數(shù)學(xué)軟件、案例、背景知識(shí)等融入到課堂教學(xué)，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，還可以讓學(xué)生體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 目前大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

筆者課題團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐以及對(duì)鄭州市龍子湖高校園區(qū)十幾所普通高等院校進(jìn)行調(diào)研走訪，發(fā)現(xiàn)目前在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)上普遍存在以下現(xiàn)象：

第一，授課方式單一，“滿堂言”現(xiàn)象普遍存在。目前大多數(shù)學(xué)教師仍采用“滿堂灌”、“填鴨式”的方法施教，整個(gè)課堂上給學(xué)生灌輸了大量的數(shù)學(xué)公式、定理或證明。師生互動(dòng)較少，學(xué)生厭學(xué)，不及格率居高不下。

第二，現(xiàn)代化信息技術(shù)輔助教學(xué)手段不夠或效果不盡如人意。部分教師上課仍然是花費(fèi)了大量的時(shí)間進(jìn)行板書，課堂容量不足，不能很好地展現(xiàn)數(shù)學(xué)的形象性和趣味性。也有很多老師用PPT教學(xué)，要么課件做得過(guò)于粗糙，課件內(nèi)容呈現(xiàn)過(guò)快，學(xué)生跟不上教學(xué)節(jié)奏，要么是課件畫面設(shè)計(jì)過(guò)于精美，分散了學(xué)生的注意力，反而影響了教學(xué)效果。

第三，重理論輕應(yīng)用。目前大多老師在上課過(guò)程中非常重視概念的講解、定理的證明推導(dǎo)、算例的分析等，但是忽視了大學(xué)數(shù)學(xué)在實(shí)際生活中或其他課程中的應(yīng)用，學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力沒(méi)有得到很好的提高。

2 現(xiàn)代信息技術(shù)在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程

第一，加強(qiáng)教師現(xiàn)代信息技術(shù)的培訓(xùn)。

教師要想很好地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)提高教學(xué)效果，首要條件是通過(guò)不同途徑來(lái)加強(qiáng)現(xiàn)代信息技術(shù)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，熟練掌握各種先進(jìn)教學(xué)軟件。教師的軟件技術(shù)操作能力、熟練程度將影響到授課效果。一方面可以通過(guò)參加各種精品課程、微課程、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、雨課堂、對(duì)分課堂、超星學(xué)習(xí)通等培訓(xùn)班的集中學(xué)習(xí)培訓(xùn)，掌握現(xiàn)代信息技術(shù)與課堂教學(xué)相結(jié)合的理論知識(shí)。另一方面，教學(xué)團(tuán)隊(duì)可以通過(guò)定期召開“信息化課堂”工作坊來(lái)討論、總結(jié)現(xiàn)代信息技術(shù)在實(shí)際教學(xué)中所出現(xiàn)的問(wèn)題，不斷改進(jìn)教學(xué)方式，提高教學(xué)效果。

第二，“傳統(tǒng)”型教師與“現(xiàn)代”型教師互相整合。

并非所有大學(xué)數(shù)學(xué)老師都必須使用現(xiàn)代信息技術(shù)。每位教師的優(yōu)勢(shì)都不盡相同，尤其是一些年長(zhǎng)的“傳統(tǒng)”型教師擁有扎實(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)功底，豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，可將他們的課程錄制下來(lái)，上傳到教學(xué)網(wǎng)站上。而一些年輕的“現(xiàn)代”型教師可能具備更好的信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，關(guān)注學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，可利用他們熟練的軟件操作能力和多媒體制作能力。最好是將“傳統(tǒng)”型教師和“現(xiàn)代”型教師有機(jī)結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，最大限度地提高教學(xué)效果。

第三，靈活選擇和運(yùn)用不同的現(xiàn)代信息技術(shù)。

我們?cè)趯?shí)際教學(xué)過(guò)程中，選擇運(yùn)用何種信息技術(shù)、媒體軟件并非是一成不變的，而要通過(guò)不斷的比較、篩選來(lái)確定最佳的技術(shù)。譬如，要引入某一個(gè)概念或理論產(chǎn)生的背景時(shí)，可選用視頻的方式;要展現(xiàn)一個(gè)抽象、變化的過(guò)程時(shí)，可以選用PPT或運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件編程動(dòng)態(tài)展示;要進(jìn)行課前檢測(cè)和課堂提問(wèn)時(shí)，可以運(yùn)用雨課堂或超星學(xué)習(xí)通等教學(xué)工具;要進(jìn)行復(fù)習(xí)答疑時(shí)，可以通過(guò)課程微信群或QQ群進(jìn)行。

第四、運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件輔助教學(xué)。

大學(xué)數(shù)學(xué)中有很多復(fù)雜的計(jì)算和抽象的試驗(yàn)，如定積分、行列式、二項(xiàng)分布、區(qū)間估計(jì)、蒲豐投針試驗(yàn)等。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，這些繁瑣的計(jì)算和試驗(yàn)都可以通過(guò)各種各樣的數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行：EXCEL、Mathematica、Maple、MathCAD、LINDO、SAS、R語(yǔ)言、Python等來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，MATLAB還可以產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)、畫出二維正態(tài)分布密度函數(shù)的圖像等。Maple 軟件不僅可以展示曲線斜率的動(dòng)態(tài)畫面還可以見(jiàn)了課程的試題庫(kù);SAS在概率統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)處理上非常方便;LINDO在線性規(guī)劃問(wèn)題上模型輸入簡(jiǎn)練直觀、運(yùn)行速度快、計(jì)算能力強(qiáng)。

第五、以數(shù)學(xué)建模為平臺(tái)，突出數(shù)學(xué)的應(yīng)用性。

在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，要重視學(xué)生建模思想和建模意識(shí)的培養(yǎng)。以“高教社杯”全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、“深圳杯”全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽以及美國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽為平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與這些賽事，在平時(shí)的授課中可以穿插人口增長(zhǎng)、智能調(diào)度、環(huán)境污染、高溫作業(yè)、市場(chǎng)營(yíng)銷等問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

第六，運(yùn)用微課程輔助教學(xué)。

在教學(xué)過(guò)程中， 教師一方面可以運(yùn)用PPT美化大師、CamtasiaStudio、Focusky、格式工廠等軟件把大學(xué)數(shù)學(xué)中一些重要的、難度較大的以及典型題型自制成微課程，以供學(xué)生線下學(xué)習(xí)。另一方面，也可以從網(wǎng)易公開課、中國(guó)大學(xué)MOOC（慕課）網(wǎng)，愛(ài)課程、好大學(xué)在線、學(xué)堂在線等網(wǎng)站上搜索一些代表性的教程[2]，鏈接到教學(xué)網(wǎng)站上，以便學(xué)生在業(yè)余時(shí)間觀看。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代信息技術(shù)是信息時(shí)代有效的教育工具，是我國(guó)當(dāng)前大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的核心內(nèi)容。筆者通過(guò)多年的教學(xué)研究與實(shí)踐，從加強(qiáng)師資培訓(xùn)、雙型教師整合、運(yùn)用不同媒體技術(shù)、運(yùn)用軟件、數(shù)學(xué)建模和微課程輔助教學(xué)等方面探討了基于現(xiàn)代信息技術(shù)的大學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)模式。在今后的教學(xué)中，我們將會(huì)繼續(xù)探討、研究、實(shí)踐更多的現(xiàn)代化信息教學(xué)模式，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔣宗彩.基于多維互動(dòng)模式的大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐[J].科技展望，2016，26（21）：211-212.

[2]王欣.微課在《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》教學(xué)中的應(yīng)用[J].北京城市學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，（04）：70-72.