對數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與多媒體課件結(jié)合的探討

張 健，焦 揚(yáng)

(1.長春金融高等?？茖W(xué)校 基礎(chǔ)部，長春 130022;2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院，哈爾濱 150030)

理工類本科生需要學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)類課程一般包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)等。隨著教學(xué)改革的深入，各高等院校相繼開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)類課程，引導(dǎo)學(xué)生通過使用相關(guān)的數(shù)學(xué)軟件，如Mathematica、Matlab、SAS、Lingo等來解決實(shí)際問題。同時(shí)，伴隨著數(shù)學(xué)類精品課的建設(shè)，很多高等院校也建立了與之配套的多媒體授課系統(tǒng)或教學(xué)軟件。以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)為例，近年來，該校的四門主要數(shù)學(xué)公共課(高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)及經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué))均已建設(shè)為省級或校級精品課，并且均已建設(shè)了與課程緊密相關(guān)的教學(xué)演示PPT文稿、多媒體自學(xué)系統(tǒng)，開設(shè)了配套的數(shù)學(xué)試驗(yàn)課程。

1 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課與多媒體課件的不足

數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課與多媒體課件，都是教育改革的產(chǎn)物，其目的都是培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動手能力，以及利用數(shù)學(xué)手段解決實(shí)際問題的能力，從而更好的實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育。但是，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課與多媒體課件本身又存在著一些不足:

(1)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課與理論課聯(lián)系不夠緊密。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課一般為上機(jī)實(shí)驗(yàn)，具體形式為“教師講-學(xué)生練”的傳統(tǒng)授課方式，課程內(nèi)容設(shè)置上與數(shù)學(xué)軟件結(jié)合緊密，但是與理論課內(nèi)容的聯(lián)系是比較松散的，學(xué)生容易將數(shù)學(xué)軟件看作是“萬能的”，而忽略了“人”本體對于“軟件”這個(gè)客體的控制和使用。一旦遇到實(shí)際問題，學(xué)生首先想到的是“軟件能幫我做什么”，而不是“我如何利用學(xué)過的知識解決問題”。

(2)多媒體授課與黑板式授課的矛盾。數(shù)學(xué)類公共課與其他課程，尤其是文科類課程有著很大區(qū)別，具體體現(xiàn)為數(shù)學(xué)類課程的邏輯推導(dǎo)內(nèi)容、計(jì)算性內(nèi)容較多。在建設(shè)多媒體課件后，教師容易過分依賴于多媒體課件，在授課方式上拋棄了傳統(tǒng)的黑板式教學(xué)，這在一定程度上增加了學(xué)生對邏輯性較強(qiáng)的內(nèi)容理解的難度。同時(shí)，如果過分的依賴黑板式教學(xué)，對于一些單純的、繁瑣的計(jì)算過程，例如線性代數(shù)中矩陣的基本運(yùn)算、經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)中單純型表的迭代過程，是時(shí)間的浪費(fèi)。如果將多媒體課件與黑板式教學(xué)相結(jié)合，或者采用以黑板教學(xué)為主，多媒體課件輔助教學(xué)的方式，則可以發(fā)揮二者的長處，達(dá)到取長補(bǔ)短的目的。

(3)多媒體課件與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)脫節(jié)。多媒體課件與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)都是以計(jì)算機(jī)為基本平臺的，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課的講授在課上進(jìn)行，同學(xué)們在下課后缺少必要的學(xué)習(xí)資料，如果購買相關(guān)的專業(yè)書籍，即無必要又容易造成浪費(fèi)。

如果將多媒體課件與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，隨教材配發(fā)相應(yīng)的多媒體課件光盤，一方面滿足了學(xué)生自學(xué)的需要，一方面也可以使學(xué)生更容易理解“數(shù)學(xué)課”與“數(shù)學(xué)軟件”的聯(lián)系，利用計(jì)算機(jī)平臺，既可以學(xué)習(xí)本課程的知識，又可以學(xué)習(xí)、練習(xí)相關(guān)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不失為一舉兩得的好方法。

下面以Authorware軟件為例，具體介紹在數(shù)學(xué)多媒體軟件中加入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的方法。

2 多媒體課件與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)

(1)內(nèi)容設(shè)置。在內(nèi)容上，可以將一門完整的數(shù)學(xué)課按章、節(jié)分層，各子層中包含電子教案、疑難解析、典型例題、課后習(xí)題、課堂練習(xí)、動畫演示、實(shí)驗(yàn)演示幾個(gè)部分。其中電子教案部分是對本章節(jié)內(nèi)容的概括;疑難解析是對教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)的集中講授;典型例題是對不同類型的習(xí)題分類講解;課后習(xí)題是配套教材后的習(xí)題答案;以上四個(gè)部分是基本的教學(xué)內(nèi)容，互動成分較少，制作時(shí)可以將Word文稿轉(zhuǎn)換為PDF文稿，然后以圖片格式粘貼在Authorware中，同時(shí)設(shè)置背景為“透明”，采用這種方法主要是因?yàn)閿?shù)學(xué)類課件中一般包含大量的公式，而公式在Authorware中是默認(rèn)作為圖片格式的，這就造成了內(nèi)容輸入上的極大不便。采用PDF格式將文字、公式統(tǒng)一作為圖片輸入，具有方便、快捷、適合大量輸入的特點(diǎn)。

(2)課堂練習(xí)的交互部分。課堂練習(xí)以選擇題為主，學(xué)生可以在使用教學(xué)軟件時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)練習(xí)，并且可以得到對答案的講解。該過程利用Authorware的交互按鈕和群組按鈕實(shí)現(xiàn)，流程圖見圖1。

圖1 選擇題設(shè)計(jì)流程圖

(3)動畫演示部分。在流程圖中需要插入Flash動畫的部分點(diǎn)出手形圖標(biāo)，然后點(diǎn)選“插入”-“媒體”-“Flash Moive…”即可方便的插入動畫。同時(shí)可以插入等待圖標(biāo)，并通過語句CallSprite(@“name”，#play)和CallSprite(@“name”，#stop)來控制動畫的播放與暫停，如圖2。動畫部分主要是對課程中一些難以理解的內(nèi)容，如積分中值定理、線性規(guī)劃問題的圖解法等，制作了相關(guān)的Flash動畫，通過動畫演示，使得抽象的內(nèi)容更加直觀，更易理解。

圖2 動畫流程設(shè)置

(4)實(shí)驗(yàn)演示。實(shí)驗(yàn)演示部分主要分為以下四個(gè)內(nèi)容:

①實(shí)驗(yàn)的名稱、目的。該部分主要為PDF格式文本，給出實(shí)驗(yàn)的目的，說明要掌握的重點(diǎn)難點(diǎn)。

②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的介紹可以選擇以PDF文本的格式呈現(xiàn)，也可以選擇用PPT文稿的形式呈現(xiàn)。這里選擇PPT文稿要優(yōu)于選擇PDF文檔。主要是考慮到插入OLE對象更為簡單，同時(shí)也易于編輯修改。而PPT文檔對于超級鏈接的支持也變相使得Authorware中的超級鏈接設(shè)置更為簡單。在打開顯示圖標(biāo)后選擇“插入”-“OLE對象”，在“由文件創(chuàng)建”中指明路徑即可將已編輯好的PPT文稿插入。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)各門數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程都已經(jīng)建立了講解用PPT文稿，這可以直接插入。

③實(shí)驗(yàn)案例。實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)案例都是以數(shù)學(xué)軟件為基礎(chǔ)的，將實(shí)驗(yàn)課的案例，如Matlab的.m文件，Mathmatica的.nb文件等以超鏈接的方式與多媒體課件建立聯(lián)系，大大提高了課件的易用性。這里建立超鏈接的方法有兩種。

第一種，在PPT文稿中插入超鏈接。該方法只需在PPT演示文稿需要鏈接程序的字段上插入超鏈接，然后將該P(yáng)PT文稿嵌入多媒體課件即可，其優(yōu)點(diǎn)是操作方便，易于管理、修改，缺點(diǎn)是其超鏈接對相對路徑的支持較差，在程序打包之前需要對路徑進(jìn)行修改，除此以外，PPT文稿對沒有注冊過的應(yīng)用程序是不支持的，這也使得超鏈接的類型受到了一定程度的限制。

第二種，利用運(yùn)算圖標(biāo)和按鈕插入超鏈接。在Authoeware的交互圖標(biāo)下可設(shè)置一個(gè)下掛運(yùn)算圖標(biāo)的按鈕，使用者在點(diǎn)擊按鈕時(shí)，課件自動運(yùn)行相應(yīng)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)程序，該部分的結(jié)構(gòu)如圖3。其命令格式為JumpOutReturn(“程序路徑”，“文件路徑”)。該方式的優(yōu)點(diǎn)是對相對路徑的支持很好，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)程序可隨課件一起打包，而不需要進(jìn)行特殊處理。缺點(diǎn)是對相關(guān)數(shù)學(xué)軟件的安裝路徑，要求必須是“程序路徑”中指明的位置，否則程序會彈出尋找對話框，再次對安裝路徑進(jìn)行指明即可解決。

圖3 嵌入數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)程序的結(jié)構(gòu)圖

④實(shí)驗(yàn)習(xí)題。實(shí)驗(yàn)習(xí)題部分是學(xué)生動手進(jìn)行上機(jī)操作的環(huán)節(jié)，首先給出題目，然后在題目的后面給出解法程序的超鏈接，學(xué)生可以做到練習(xí)與校對同時(shí)進(jìn)行。為了讓學(xué)生更深刻的認(rèn)識數(shù)學(xué)軟件的作用，此環(huán)節(jié)可以引導(dǎo)學(xué)生對教材或多媒體課件中出現(xiàn)的例題、習(xí)題進(jìn)行求解，使學(xué)生真正的認(rèn)識到在使用軟件過程中，“人”的主導(dǎo)作用和“軟件”強(qiáng)大的輔助功能。

3 結(jié)語

按照以上方法制作的多媒體課件，包含了對理論課內(nèi)容的講解、練習(xí)，同時(shí)也包含了對實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的介紹、舉例、練習(xí)，打包后隨教材一同提供給學(xué)生，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，做到預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、答疑、上機(jī)練習(xí)一張光盤全部完成，不失為計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的值得推廣的方法。

［1］李雅瑞.在高等數(shù)學(xué)課件設(shè)計(jì)中注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［J］.大學(xué)數(shù)學(xué)，2004(6):9-11.

［2］馬國俊.Authorware多媒體課件制作方法［J］.河北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(8):43-44.

［3］吳海軍.基于Authorware的高等數(shù)學(xué)課件的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.福建電腦，2005(9):121-122.

［4］郭媛香.Authorware交互功能的運(yùn)用［J］.晉中學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(6):94-97.