網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下培養(yǎng)理工類學(xué)生創(chuàng)新能力的研究

金惠蘭

摘要 本文首先介紹了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的思路與方法，其次闡述了利用網(wǎng)絡(luò)多媒體的靈活表現(xiàn)、雙向互動(dòng)等功能，將傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)與現(xiàn)代多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合的幾種方法，最后論述了網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)理工類學(xué)生的創(chuàng)新能力的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 自主學(xué)習(xí) 創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

高等數(shù)學(xué)是理工類專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程，它的學(xué)習(xí)效果直接影響學(xué)生后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，影響著學(xué)生日后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)思想方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，學(xué)生的學(xué)習(xí)生活方式和教師傳統(tǒng)的教學(xué)理念與教學(xué)模式正快速地發(fā)生變化。隨著教學(xué)環(huán)境、教學(xué)設(shè)備的根本性變化，不僅要求教師實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)教育教學(xué)手段的信息化，更需要采取積極有效的對(duì)策和措施，利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)進(jìn)行高等數(shù)學(xué)課程的改革與創(chuàng)新，為培養(yǎng)適應(yīng)信息化趨勢(shì)的創(chuàng)新人才服務(wù)。

1 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的思路與方法

結(jié)合傳統(tǒng)有效的各教學(xué)環(huán)節(jié)將整個(gè)學(xué)習(xí)系統(tǒng)分為五個(gè)部分：課堂學(xué)習(xí)、課外輔導(dǎo)、在線測(cè)試、網(wǎng)上互動(dòng)、課外閱讀。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)，教師主要承擔(dān)的是傳授知識(shí)的職責(zé)，課堂教學(xué)基本上是以教師的知識(shí)傳授為主。由于時(shí)間和功能等方面的有限性，學(xué)生不可能通過(guò)課堂學(xué)習(xí)就獲得有關(guān)的所有知識(shí)，因此要求我們要充分利用網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)。目前很多基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教學(xué)大多都僅僅停留在教學(xué)內(nèi)容的網(wǎng)頁(yè)呈現(xiàn)上，缺乏對(duì)自主學(xué)習(xí)活動(dòng)的引導(dǎo)和組織，究其原因，主要是缺乏信息化的教學(xué)設(shè)計(jì)①。筆者認(rèn)為應(yīng)把課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。主要方法有以下幾點(diǎn)。

2.1 合理利用各種軟件，精心制作CAI課件

網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)在課堂上的應(yīng)用，離不開(kāi)課件。將那些抽象不易用語(yǔ)言文字表達(dá)清楚而用多媒體輔助較易達(dá)到理想教學(xué)效果的內(nèi)容配以相應(yīng)的圖解、動(dòng)畫(huà)及適當(dāng)?shù)某溄又谱鞒烧n件，使得課堂講授形象、生動(dòng)，有利于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和加深印象。計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)圖形、文字的處理與傳輸和數(shù)值計(jì)算，而高等數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是抽象的思維和論證。因此課件中的圖形制作對(duì)教學(xué)效果舉足輕重②。我們對(duì)各種應(yīng)用軟件進(jìn)行比較，選擇了用PowerPoint來(lái)制作電子教案，用MatLab來(lái)制作函數(shù)的精確圖形。PowerPoint簡(jiǎn)單易學(xué)，界面豐富，具有通用性；而MatLab則有強(qiáng)大的圖形處理功能，可以通過(guò)編程，繪制出精確的二維三維圖形，并能隨意地旋轉(zhuǎn)、放大與縮小，進(jìn)行色彩描繪、透明設(shè)置和即時(shí)交互等。

2.2 將數(shù)學(xué)建模思想融入到高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中

社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)的需求并不只是需要數(shù)學(xué)家和專門(mén)從事數(shù)學(xué)研究的人才，而更大量需要的是在各部門(mén)中從事實(shí)際工作的人，善于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)及數(shù)學(xué)的思維方法來(lái)解決他們每天面臨的大量的實(shí)際問(wèn)題，取得經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。理工類學(xué)生畢業(yè)后作為工程人員，主要用數(shù)學(xué)原理和方法解決實(shí)際問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模為數(shù)學(xué)與外部世界的聯(lián)系打開(kāi)了一個(gè)通道，提供了一種有效的方式，對(duì)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)起了顯著的效果，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動(dòng)性，是對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)體系和內(nèi)容改革的一個(gè)成功的嘗試。學(xué)生在利用網(wǎng)絡(luò)搜集資料、建立模型、利用數(shù)學(xué)軟件（MatLab等）得出答案的過(guò)程中，不僅能提高自己動(dòng)手操作能力，而且創(chuàng)新能力也得到同步提高。

2.3 利用網(wǎng)絡(luò)資源整合數(shù)學(xué)課程和理工類專業(yè)課程

長(zhǎng)期以來(lái)學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)課程和專業(yè)課程處于分離狀態(tài)。數(shù)學(xué)課程由數(shù)學(xué)專業(yè)出身的教師任教，他們有著豐富的數(shù)學(xué)研究經(jīng)歷和扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，但受自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的限制，從事理工類專業(yè)的數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，往往不能用理工類專業(yè)的理論、方法或事實(shí)，作為數(shù)學(xué)教育教學(xué)的背景或?qū)嵗?。結(jié)果學(xué)生很難將所學(xué)數(shù)學(xué)應(yīng)用于解決專業(yè)問(wèn)題，甚至不知所措③。利用網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息技術(shù)，將理工類專業(yè)所在學(xué)科的科學(xué)知識(shí)、理論問(wèn)題、實(shí)踐問(wèn)題、熱點(diǎn)問(wèn)題等等，創(chuàng)造性地結(jié)合（鏈接各專業(yè)中典型的數(shù)學(xué)問(wèn)題等），作為組織數(shù)學(xué)課程背景，提供教學(xué)情境，選擇數(shù)學(xué)例題和習(xí)題，幫助學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)意義構(gòu)建的原始素材。

2.4 充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的互動(dòng)作用，營(yíng)造學(xué)習(xí)形式的交互性和多樣性

根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)，學(xué)習(xí)過(guò)程中的交流是必需的。傳統(tǒng)的教學(xué)中，我們也在強(qiáng)調(diào)交互的必要性，但這種交互是極其有限的。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境能夠使自主學(xué)習(xí)過(guò)程中必需的互動(dòng)和交流變得更為便捷?？梢詽M足一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多等不同的網(wǎng)絡(luò)交流和交互形式的需要。另外網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為交互行為營(yíng)造了更加良好的人際氛圍，能讓志趣相投的學(xué)習(xí)者結(jié)成特定的社區(qū)，社區(qū)內(nèi)成員間相互支持，共同學(xué)習(xí)。同時(shí)，由于學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的特征、學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)條件各有不同，因而具有學(xué)習(xí)類型多樣性的特點(diǎn)④。具體利用在線答疑、數(shù)學(xué)論壇、微博、電子郵件等進(jìn)行相互交流與探討，形成良好的師生互動(dòng)，生生互動(dòng)，建立學(xué)習(xí)的共同體。學(xué)生在通過(guò)與他人協(xié)商完成對(duì)學(xué)習(xí)材料的深度加工，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，有利于提高自主學(xué)習(xí)能力。

3 網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力

網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)進(jìn)一步提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的技能，掌握如何利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，去獲取信息、分析信息，得出結(jié)論的一般方法。 可見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)入課堂，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主體性，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)探索，聯(lián)想思維獲得發(fā)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，真正成為信息加工的主體。同時(shí)，也使他們的情感和精神面貌發(fā)生變化，這也正是我們作為教師最為期盼的，是傳統(tǒng)教學(xué)手段難以實(shí)現(xiàn)的。隨著科技的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)多媒體的利用日趨頻繁。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的個(gè)性化自主性學(xué)習(xí)方式，從調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)在需求出發(fā)，激發(fā)起學(xué)生的認(rèn)知興趣，滿足不同學(xué)生認(rèn)知風(fēng)格的需要，促進(jìn)學(xué)生智力與思維的發(fā)展，同時(shí)使學(xué)生在獲取知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面得到同步提高，幫助學(xué)習(xí)者向更高的層次邁進(jìn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在信息技術(shù)迅速發(fā)展的數(shù)字化校園環(huán)境下，培養(yǎng)理工類大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力應(yīng)該通過(guò)大學(xué)資源規(guī)劃，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)建有利于大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的知識(shí)庫(kù)與自主學(xué)習(xí)模式；構(gòu)建有利于大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的創(chuàng)新技法，積極發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)艱巨的工程，需要不斷地加強(qiáng)和完善。

資助項(xiàng)目：天津農(nóng)學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下培養(yǎng)理工類學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐與研究”（C—10—20）

注釋

① 王海燕，李芒.信息化環(huán)境中高校學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2004（1）：34—37.

② 馬戈，杜躍鵬.現(xiàn)代教育技術(shù)環(huán)境下高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐與思考[J].高等數(shù)學(xué)研究，2004（5）：11—13.

③ 傅敏.基于現(xiàn)代信息技術(shù)的理科數(shù)學(xué)課程改革與創(chuàng)新[J].高等理科教育，2004（2）：30—33.

④ 吳言忠.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下自主學(xué)習(xí)教學(xué)模式的管理策略研究[J].成人教育，2008（1）：20—21.