高職數學課程的信息化教學設計研究

張麗

摘要：該文對線性規劃的應用一課進行信息化教學設計探索和研究，主要從總體設計、教學過程、教學效果三方面給出優化設計方案，促進高職數學信息化教學的發展。

關鍵詞：信息化；教學設計；線性規劃的應用

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2019）06-0106-02

Research on Informatization Teaching Design of Higher Vocational Mathematics Course—Take Linear Programming as an Example in the Field of Specialty

ZHANG Li

（Hubei Communications Technical College， Wuhan 430079， China）

Abstract： The application of the linear programming lesson of information teaching design exploration and research， mainly from the design of the overall design， teaching process， teaching effect three aspects are optimized， promote the modernization and informationization of Higher Vocational Mathematics teaching.

Key words： promotion of information technology； instructional design； applications of linear programming

該文以線性規劃的應用一課為例，并結合專業中的實際案例展開，分三個方面：總體設計、教學過程、教學效果進行信息化教學設計研究。

1 線性規劃的應用單元的總體設計

1.1 文化背景

線性規劃主要用于研究有限資源的最佳分配問題，尤其在經濟決策、交通運輸、工程管理等方面應用廣泛，成為現代科學管理的重要工具之一[1]。

1.2 教學分析

《管理數學》這門課是我校物流與運輸管理學院的公共必修課，課程所用教材為高等職業教育規劃教材《應用數學》[2]，該單元選自第3部分線性規劃。結合專業人才培養要求，參考管理專業規劃教材[3-4]，將內容進行整合，確定為4個教學單元：線性規劃問題的概念、數學模型、求解方法、以及線性規劃的應用。該次課是第4單元：線性規劃的應用，主要以線性規劃在專業中的應用為例。所需學時為2學時。

1.3 學情分析

該次課我將與物流專業一年級學生在數學理實一體化實驗室完成自主探究學習。學生通過前幾單元的學習，已掌握解決簡單線性規劃問題的方法體系，接觸了常用的數學軟件（如Matlab、Lingo）；在專業課程中，已初步學習Excel軟件的基本操作，具備了一定的動手實踐能力，為順利完成該次課任務奠定了基礎。

1.4 教學目標

鑒于以上分析，確定了該單元的知識目標為會建立并利用Lingo軟件求解線性規劃類問題的數學模型；技能目標為掌握建立線性規劃類問題的數學模型方法，掌握利用Lingo軟件求解數學規劃模型的方法；素質目標為能利用線性規劃知識解決實際問題，培養學生運用數學的能力。依照教學目標，確定教學重點是建立線性規劃類問題的數學模型，教學難點是模型的建立與軟件求解。

1.5 教學策略

遵循職業院校學生的認知規律，體現數學服務于專業的教育功能，我將教學內容與專業知識、信息技術進行融合，采用任務驅動教學法、情景教學法，以物流專業案例為載體進行任務導學。

在教學過程中，把多種信息資源、教學手段融入教學各環節，充分調動學生的學習興趣，開展從課前預習、課上導學到課后拓展的教學活動。

2 線性規劃的應用單元的教學過程

利用信息化教學手段，將傳統的課堂教學延展為課前預習，課上導學和課后拓展三個模塊。

課前預習模塊，教師利用班級QQ群發布預習任務，學生接收任務，上網查閱網絡資源，收集有關線性規劃的實際問題，并發送至班級QQ群，相互討論，教師點評，為新課的學習做好知識準備。

課上導學模塊，基于知識的組織過程和學生的認知規律，設計了案例導入、模型建立、軟件求解、應用推廣、考核評價5個教學環節。

環節一：案例導入

以學生專業發展為切入點，用直觀生動的視頻動畫引出專業案例，創設教學情境。視頻中策劃員要在有限的資源下完成運輸任務：某快遞公司擬用貨車托運甲、乙、丙三種產品，甲種產品每件體積為3[m3]，重量為1噸，運出后，可獲利潤20萬元；乙種產品每件體積為5[m3]，重量為3噸，運出后，可獲利潤40萬元；丙種產品每件體積為4[m3]，重量為2噸，運出后，可獲利潤30萬元。貨車的容積為40[m3]，最多載重20噸，如何裝貨可獲得最大利潤？策劃員由于沒有規劃，導致了虧損。學生觀看視頻，由此激發了學習興趣，帶著任務進入學習情境，使學習過程更加直觀化、形象化。

環節二： 模型建立

基于學生的認知水平，將實際問題轉為數學問題有一定難度，因此我設計了運輸管理分析系統，如圖1所示：

引導學生對數學信息進行二次整理，并對數量關系進行逐層分析。如果輸入錯誤，系統報錯，學生查找任務關鍵字，再次輸入直到全部答對，輕松地完成實際問題‘數學化。

針對建模薄弱環節，教師進行精講點撥，將建模方法提煉為5步：列表格、提數據、選變量、定目標、限約束，并結合動畫分解展示5步流程，如圖2所示：

使學生深刻認識模型思想、掌握教學內容，輕松地實現數學問題‘模型化。體現“做中學、做中教”，有效地突破教學重點和難點。

環節三：軟件求解

模型已經建立了，那么如何能快速求解模型呢？利用單純形法計算量大、耗時長，進而引出高效的軟件求解法。首先教師演示并詳細講解Lingo、Excel兩種軟件操作過程，如圖3、圖4所示：

其中Excel軟件為管理專業必備軟件，更激起學生的學習熱情。學生仿照練習，由于掌握程度的差異，我利用桌面錄制軟件將操作流程錄制成微視頻，上傳服務器平臺，學生可以反復查看視頻、對照查找問題，便于及時掌握，實現一對一手把手指導，從而有效地化解教學難點。

環節四：應用推廣

為達到鞏固新知的目的，給出專業案例2，學生分小組練習，在此過程中輔導學生發現問題，解決問題。15分鐘后各小組展示成果，互相交流學習，共同評價，共同進步。由學生代表演示正確示范。教師再給出兩種軟件操作的微視頻。該環節旨在鍛煉學生的科學思維能力，進一步熟練地掌握軟件操作技巧。

環節五：考核評價

將教學考核評價量化，采取三方共同測評，包括教師對每小組的任務執行情況及成果匯報予以評分，小組長對小組成員評分以及自評分，分別給予不同權重的綜合評定，進行教學成果地及時反饋。

課后拓展模塊，學生可登錄學習平臺，完成教師指定題庫的試題測試。

3 線性規劃的應用單元的教學效果

運用情境視頻，提高學習興趣；以任務為主線，巧設疑問，引領學生在建模與解模過程中，重視數學思想方法的提煉，結合動畫、軟件、微視頻，實現復雜問題簡單化，數學問題生動化。相比于傳統教學，利用信息化教學使學生易學、教師好講，有效達成教學目標，突破教學重難點。

4 總結

該次課以數模思想貫穿于教學，促學生建模、解模到用模，強化應用意識。圍繞學生專業發展確定教學目標，精選教學案例，凸顯數學教育的職業特點。在模型求解中，除了給出數學軟件求解模型，還結合管理專業發展需求，利用Excel電子表格軟件求解規劃問題，并運用信息技術將軟件操作流程錄制成微視頻，對管理專業學生來說，此方法明顯優于傳統的代數算法，更受青睞，使數學教學不拘泥于數學教材。

參考文獻：

[1] 羅星海， 劉艷. 應用數學[M]. 上海： 同濟大學出版社， 2016.

[2] 胡大京. 應用高等數學（下冊）[M]. 北京： 人民交通出版社， 2013.

[3] 丁天明. 運輸管理實務[M]. 北京： 北京郵電大學出版社， 2013.

[4] 楊尚群， 曹淑艷. Excel實用教材[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2006.

【通聯編輯：謝媛媛】