淺談信息化技術在高等數學教學中的應用

摘要：信息化技術融入教學是以后教學活動的趨勢，提高信息化技術應用能力和教學水平，促進信息技術在教學實踐中廣泛應用具有重要意義。本文以一階導數的應用為例，來說明如何在教學實踐中將高等數學與信息化手段相融合。

關鍵詞：一階導數;信息化;單調性

一、引言

當前，國家正推進職業教育改革的落地，明確了國家相關教育改革的一系列標準，與相關職業標準規范進一步對接，并結合本校實情，充分參照完善的專業人才培養方案、課程標準，而將高等數學在實際教學中融入信息化手段，具有著很多現實意義，有利于提升職業教育的教學成效，促進教師教學水平的提高，激發出各高校學生學習專業課程的興趣，真正實現了教育教學的信息化發展。信息化與教學相融合是以后教育的趨勢，在實際的教學過程中確實可以攻克教學上的難點，化難為簡，提高教學效率。

二、高等數學在職業院校的現狀

（一）課時較少

在各高職院校的教學體系當中，高等數學一直是理科相關專業的必修公共基礎課程，許多專業課程也會圍繞著高等數學的知識來實施，因此該門課程可以說是許多專業中必不可少的，其專業領域知識豐富，應用范圍較廣。但通過實際情況的了解發現，高職院校中高等教學的專職教師數量不多，且同時理科專業學生課程學習量較大，各項學科的課程安排較多，導致高等數學內容多，課程安排少，許多學生在高數課堂中開展學習也是十分形式化、表面化，由于時間不足加上重視程度不夠，一般很難做到深入理解高數知識，對知識和技能的掌握也自然不充分，這對于學生日后工作來說不能滿足用人單位對人才素養的要求。

（二）教學形式單一

從當前高等數學課程實施的教學形式情況來看，大多數的高職院校在開展實踐教學時，都是采用灌輸式的教學手段，這種教學方式社會較為落后的。具體表現為，教師填鴨、灌輸給學生知識，學生只能夠通過教師、教材以及課堂來汲取知識點和有關信息，這種教學形式基本上無利于學生的職業能力提升，也無法培養學生的創新思維。由于各個學校情況各異，學校的硬件軟件發展不平衡，對于信息化的應用更是流于形式和表面，沒有讓高等數學與信息化技術真正融化，沒有讓信息技術植根與高等數學的教學實踐，所以日常教學死板，學生普遍有厭學情緒和為難情況。

（三）實訓流于形式

高等數學是應用面非常廣的一門課程，對于學生知識掌握程度及實踐技能，要求較高。從當前高等數學的實訓實踐來看，多采用的模式是課堂上教師進行授課，學生了解基本理論知識，隨后要求學生在課下自發組織開展實踐性練習活動。這種模式的缺點十分明顯，大部分學生自發組織的實踐活動內容都流于形式，只是按照相關實驗要求和固定步驟來進行操作，完成實任務，缺乏合適的綜合實訓練習，致使最終培養的人才難以滿足用人單位的需求。

（四）評價機制不健全

當前，高職院校的高等數學課程教學還存在著評價機制不健全情況，其高等數學基礎課程的評價手段還是對相關題庫中的題目開展考查并生成評價結果，其評價缺乏了客觀性與全面性，沒有針對學生的學習情況和能力提升制定評價標準，這會導致許多高數教師不太重視培養學生的素質和能力，在實踐指導中以提升學生答題技能為目標，導致高等數學教學的價值降低，與此同時，高職院校的許多學生學習高數也是以通過考試為目標，沒有將高等數學知識轉化為綜合的職業能力，后續也難以達到用人單位的實際要求。

三、信息化技術在教學中的應用實踐

（一）信息化技術支撐

完善的教學平臺是推動教育教學信息化發展的必要條件，因此，教學的課堂中也迅速引進了信息化技術，越來越多的學校管理者要求教師不斷學習新的知識和技能，來適應信息時代所需要的知識、能力和素養，以適應新的變化和挑戰。以前我們以為信息化就是做做課件，甚至以為信息化就是計算機老師的事情，但這種想法是不正確的，信息化的實現應當要求每一位教師參與，成為共同努力的一種教育發展方向，結合信息技術的優勢，讓其切實服務于實際教學，促進教學資源的網絡化，加強資源利用，讓學生的學習更為自主，推動活動的協助進行，有效模擬教學情景，實現媒體的數字化運用。引入信息化技術后，我們有完善的教學平臺云班課，該教學平臺，承載教學資源發布，組織教學活動，成績分析等。在教學中為了形象直觀化，將數學APP引入課堂如：Calc Business APP、Symbolab APP、圖形計算 APP等進行結果驗證、圖形計算、數學實驗等。我們還借助數學軟件如Desmos、Matlab、幾何畫板等，進行直觀繪圖、繪圖解析、動畫設計、繪圖實驗等。微課、小視頻等以簡短的形式，幫助學生學習基礎知識及一般應用。學生利用多媒體手段制作可以設計、制作實驗視頻;為了看清楚變化過程，可以錄制慢視頻。學生可以直播投屏、動圖展示、PPT演示，放大解題過程，使學生直觀形象了解知識點。利用投票星這一網絡投票系統，組織學生開展互評活動，進行成績分析。借助評分系統實現老師考核、小組互評、平臺系統主客觀考核為一體，考核結果同時作為分析教學效果的依據。依據圖表統計數據，評選最佳小組和星主。

（二）信息化教學設計

1.規劃階段。這一階段主要由教師主導規劃完成，教師通過教學平臺，發布微課、任務書。學生接收教師發放的任務，知曉學習目標，在線觀看微課，學習相關基礎知識，預約微格教室進行探究練習，完成小組實驗設計。教師分析平臺數據，根據情況調整策略。

2.診斷階段。這一階段主要由教師和小組相互配合完成，教師分析平臺數據，查閱各小組實驗設計思路，對實驗的目的性、可行性、實驗方法、技術路線做指導。小組在老師的指導下，調整實驗方案。

3.論證階段。小組在微格教室演示實驗，并記錄實驗數據、錄制實驗視頻。教師根據學生表述及相關數據、視頻等信息，對實驗合理性做出評價。

4.實施階段。教師創設情境，引出所要學習的內容，并介紹各小組實驗特點。小組演示實驗，并分享設計思路。教師接著發布提升問題，鞏固提升學生所學的內容。教師最后發布頭腦風暴，小組通過查找材料或向教師尋求幫助等方式，完成用頭腦風暴的任務。

5.評價階段。根據平臺數據，分析統計教學目標的達成度。利用圖表統計與投票星線上評分結合，進行生生互評、師生評分、組間互評等進行實時評價。

6.提升階段。教師組織學生預約微格教室，強化專業技能。教師在平臺發布學習鏈接，讓學生了所學知識最新進展。

四、如何在數學教學中更好地應用信息技術

（一）在課堂中使用計算機演示，提高數學思維能力

隨著技術的發展，越來越多的高校就信息技術應用開始投入資金和資源，尤其是重視技術硬件設施的建設，提升現代教育水平，計算機技術還在不斷發展中，教學的相關軟件也在不斷更新，數學CAL正在逐漸推動開展，這些都給高等數學的教學以及相應教師的觀念造成重大沖擊。但需要認識到的是，高等數學課程融入計算機技術需要循序漸進，比如說在高等數學教學過程中運用PowerPoint、Authorware等軟件具有著較大潛力，不過要想切實將這種潛力變成優勢來提升高等數學教學水平，還需要教師不斷深化研究，對軟件的應用進行再開發，即基于這些軟件，教師對相關菜單技術、按鈕技術等于高等數學的教學充分結合，尤其是解意教學和概念教學，進一步完善高數教學流程，提升教學效果。

筆者曾經運用PowerPoint軟件、Authorware軟件以及幾何畫板工具，基于高等數學教學內容設計了相關課件，以一種新的方式來呈現積分、二重積分的相關概念信息，與傳統教學之間有著很大不同，對于學生創新思維的啟發很有幫助，也能夠讓學生更快領悟數學概念和思想，掌握相關數學方法，進一步探索和學習。

（二）在學生的協作學習當中引入現代教育信息技術

相關資料表明，協作學習是一種高效的教學手段，與單純的課堂教授和個別化學習相比效果更佳，協作學習能夠讓學習者從他人那里獲得更多學習觀點和建議，實現信息的共享，發揮出集體智慧的作用，從而進一步提升各學習者的學習效果，增強學生學習高數的信心，為他們進入社會工作打好基礎。

（三）利用計算機復習、作業

將計算機技術運用與課后的作業和復習當中，比如說設計一些輔導性的學習軟件，讓學生課后對課堂上學習的知識進行鞏固，也能夠有效提升學生完成作業的效率與準確度。在軟件當中設計一些圖片、視頻或是文字學習的課件，讓學生能夠隨時隨地觀看，加強高數的概念性學習。輔導軟件還具有反饋、交互以及便捷等優點。

五、多媒體信息技術在高等數學教學中的應用優化

客觀維度上，所有事物都具有優點與缺點，而高等數學教學中應用多媒體技術也同樣具有兩面性，為此，還應當基于教學實際情況對其應用加以完善，針對性提出多媒體技術應用在高數教學中的優化手段，以下為幾種可參考的方向。1、提升師資素養

在教學改革推進下，素質教育也變得更為重要，而素質培養與相關教師的教學息息相關，因此，在利用多媒體信息技術時，也應當重視教師綜合素質的建設。多媒體信息技術對于大部分教師來說是一種教育創新下的產物，將其運用到高數教學時，必然會導致教學理念的創新、教學方法的革新，因此，教師素養水平也應當提升。高數教師需要加強本專業知識的學習，還需不斷關注教育科技相關的發展，擴充新理念，增加知識儲備，提升創新創造水平，主動參與教師相關的培訓活動，不斷累積教學經驗，在教育崗位上實現自身價值。除此之外，高等院校的領導層應當充分認識多媒體信息技術的價值以及其在教育領域中應用的重要意義，對院校現有的教學資源進行整合，對信息化教學的基礎設施加強建設，進一步打造出良好的教育環境，對于多媒體信息技術應用的要求要明晰，組織開展教師的培訓工作，比如說可以邀請信息化教學的相關專家到校指導，讓教師都能廣泛參與，積極學習先進的教育思想，提升技術素養和教學水平，將多媒體信息技術應用的成功案例進行分享，進一步增強教師教學的實踐能力。

（二）增強師生互動

促進教學中的師生互動是能夠提升教學水平的有效手段，師生互動能夠讓教師與學生之間建立起友好的情感關系，以此為基礎，有利于激發出學生對該門課程的學習興趣，以興趣來推動學生學習，會獲得良好效果。在高數教學中應用多媒體信息技術的過程中，教師將會在課堂中處于主導地位，而學生則是處于主體地位，教學中會將多媒體作為載體，讓知識的傳遞更為高效，教師需要明確新技術應用的定位，理解其價值所在，將學生的課堂主體性發揮出來，教學中善用誘導手段，讓學生在引導下自行探究學習，提升學生學習的主動性，讓學生樂于學習高數。比如說在高數教學開展之前，教師可以基于教學內容編制一個多媒體課件，然后將該課件分享給全體學生，便于學生進行預習，為后續教學實施做鋪墊。在采用多媒體信息技術之后，高數教學也能夠構建起線上線下一體化教學服務的模式，打破傳統教學的時間和空間限制，增強對學生學習行為狀態的全面、深入了解，提高組織教學的水平。像是教師可以開通微信群、QQ群等學習交流群，讓學生在群組中積極討論、自由發言、提供建議，教師在教學實施時廣泛采納，優化教學結構。

（三）優化課程設置

在應用多媒體信息手段之后，高數教學也具有了更多優勢，體現出現代化的特點，對于知識信息的處理也更加高效，促進教學的形象化與生活化轉變，讓學生能夠充分理解所學知識。但還需注意的一點是，傳統教學的一些手段也并非完全無用，傳統教學長期執行，一些方法也給學生留下了難忘的記憶，因此，在實施教學時，教師可依舊利用板書教學方式來進行例題解答、定理證明等，讓學生能夠習慣于吸收知識，理解抽象數學理論，這些教學手段可與多媒體信息技術結合使用，發揮出更佳的效果。在實踐教學時，教師還要對高等數學教材深入解讀，提取出重難點內容，將這部分內容利用傳統板書來呈現，讓學生直觀理解，再進行細致化降解，讓學生先掌握基本概念。以此為基礎，高數教師再利用網絡收集一些相關教學素材，可以選擇與學生生活貼近的案例素材，運用多媒體信息技術來創設問題情景，將收集到的素材以視頻、動畫或是圖片的形式呈現出來，組織學生開展學習并積極探討，讓整體教學氛圍輕松化、活躍化，有利于培養學生的合作能力、實踐能力、思維能力等。

六、結束語

在現代化的教學課堂中，運用電腦、手機以及平板等變得越來越普遍。這些硬件設施的作用是可以進行資料的查詢，也方便學習時互相溝通，其還能夠作為終端設備，安裝相應的學習平臺、軟件等，基于軟件和平臺來發布學習任務、接收學習任務以及分析完成任務，整個過程中也會獲得評價結果。電腦、手機以及平板都將會作為學生的學習終端，也是實現信息化學習的關鍵，為教師開設信息化教學的環境奠定良好基礎。多媒體信息技術還具有這遠程互動系統以及錄播系統，兩項系統的應用關鍵為聯系，能夠幫助本校的教師、學生與其他學校教師、教學專家之間構建出聯系，將優質的教學資源共享，提升教學水平。教學中具備了移動平臺，可以增加教學互動，讓學生在該平臺上積極發布意見，對教學進行打分或點贊，學生也可以進行自評或是與其他之間互評，教師也能通過平臺來獲取實時信息以及過程數據，從而對過程進行評價。以上信息化手段中的硬件和軟件，但老師們會發現，只基于相關硬件和軟件也難以真正實現信息化教學，還應當搭配相應的數字化教學資源，這樣能發揮出技術優勢。在設計信息化教學時，促進資源使用尤為關鍵，這種資源一般是以視頻、微課以及動畫等形式呈現。其中，教師最早運用的就是視頻資源與動畫資源。

高數課程教學中常常會出現復雜化、抽象化的知識，導致學生學習時感受到晦澀難懂，這類知識采用傳統教學方式也很難講清，因此教師就可以基于課程內容，充分利用視頻、動畫等形式呈現高數知識難點，在這種狀態下，學生的學習效率會進一步提升，也能夠提高學習的積極性。

作者單位：趙士元" " 朔州師范高等專科學校

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