開發(fā)高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)軟件的實(shí)踐與探索

石業(yè)嬌

(大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧瓦房店 116300)

0 引言

隨著信息時代的到來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)涉及各個領(lǐng)域，也給傳統(tǒng)教學(xué)帶來新的挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇。可以說，多媒體技術(shù)使數(shù)學(xué)課堂教學(xué)向前邁出了革命性的一大步。但現(xiàn)有多媒體教學(xué)軟件基本上是將教案搬到屏幕上，不符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律和思維過程，不易于師生互動;多媒體建設(shè)交互性、互動性不強(qiáng)，無法滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。在課堂上如何利用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，提高課堂教學(xué)效果，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，使高等數(shù)學(xué)教學(xué)更生動直觀，是多媒體技術(shù)輔助教學(xué)亟待解決的實(shí)際問題。

1 高等數(shù)學(xué)課程立體化教學(xué)軟件設(shè)計(jì)思想

1)課程方案。包括高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)導(dǎo)言、教學(xué)提示、學(xué)習(xí)提示等。

2)學(xué)習(xí)指導(dǎo)以章為單位設(shè)置。包括學(xué)習(xí)要求，重點(diǎn)知識學(xué)習(xí)導(dǎo)航圖，重點(diǎn)、難點(diǎn)剖析，典型例題解析，在線測試(實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動閱卷)、達(dá)標(biāo)測試(實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動閱卷)等。

3)電子課件。填補(bǔ)現(xiàn)有電子教案將教案搬到屏幕上的不足，運(yùn)用動畫技術(shù)使教學(xué)課件的設(shè)置符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律和思維過程，易于師生互動。

4)教學(xué)素材資料庫。搜集整理大量教學(xué)資源和備課元素供教師修改選用，充分展現(xiàn)教師個性化授課特點(diǎn)。包括各專業(yè)應(yīng)用數(shù)學(xué)案例、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)建模、常用數(shù)學(xué)公式、基本初等函數(shù)圖像(flash動畫)、常用曲線與方程、數(shù)學(xué)簡史與數(shù)學(xué)家小傳等。

5)試題庫系統(tǒng)。教師只需根據(jù)考試要求直接選擇考點(diǎn)和題型，通過智能組卷按鈕，幾秒鐘即可生成試卷和相應(yīng)答卷，通過試題管理頁面實(shí)現(xiàn)對試題庫的添加、修改和刪除，且采用多種生成試卷的方法從試題庫中抽取試題生成試卷，生成試卷的效率較高。同時試卷的生成方案通過試卷類型控制，用戶自己可以按要求在系統(tǒng)中添加試卷類型，系統(tǒng)的所有輸出均采用Word文件，便于用戶存檔和編輯。

2 高等數(shù)學(xué)立體化軟件創(chuàng)新和探索

1)教學(xué)性。從鏈接目錄很容易進(jìn)入每個章節(jié)，每個章節(jié)有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，教學(xué)基本要求的陳述定位準(zhǔn)確;在教材的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)教學(xué)過程、制作大量的教學(xué)動畫，以直觀的方式揭示數(shù)學(xué)的思想本質(zhì)，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)基本概念、原理和方法的理解;教學(xué)過程設(shè)計(jì)更適合教師進(jìn)行課堂教學(xué)，補(bǔ)充類型豐富的教學(xué)例題供教師選用，增加課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，按動態(tài)仿真教學(xué)方式設(shè)計(jì)大量的多媒體教學(xué)動畫，提高教學(xué)效率、突破教學(xué)難點(diǎn)，改變單一的課堂教學(xué)模式，使抽象的數(shù)學(xué)教學(xué)過程變得生動活潑。立體化教學(xué)軟件的引入，提供了圖文聲像并茂、色彩鮮明的教學(xué)情境與氛圍。還可根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容與環(huán)節(jié)，適時方便地添加或引入課外知識，開拓學(xué)生的知識面。如講授導(dǎo)數(shù)、牛頓、萊布尼茲公式等內(nèi)容時，通過課件中的超級鏈接，播放柯西、牛頓、萊布尼茲等數(shù)學(xué)大師們的圖片與生平，介紹微積分的發(fā)現(xiàn)過程等背景知識，不僅使學(xué)生受到數(shù)學(xué)史的教育，還有助于消除學(xué)生對于高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的畏難情緒，使教法現(xiàn)代化、課堂信息化、圖像直觀化，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再如，在教學(xué)空間解析幾何這一部分內(nèi)容時，多媒體課件就發(fā)揮了傳統(tǒng)板書教學(xué)方式無法比擬的優(yōu)勢，直觀形象的空間立體圖形如果用手畫既費(fèi)時，又畫不好，而利用課件就可輕松解決這一問題，使得原本難以捉摸的空間關(guān)系變得具體形象，符合學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，便于其掌握。再如在講授二重積分章節(jié)求曲頂柱體的體積時，可以借助于課件將曲頂柱體從“分割到求和”的過程一步步地細(xì)膩、直觀、形象地展現(xiàn)出來，使學(xué)生得以更好地理解“微元法”的思想，從而收到良好的教學(xué)效果。

2)技術(shù)性。課件制作恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用了多媒體效果，畫面清晰，動畫連續(xù)，色彩逼真，文字醒目，課件在調(diào)試、運(yùn)行過程中無故障，界面友好，操作簡單、靈活，課件更新方便，利于交流、提高，彌補(bǔ)現(xiàn)有電子教案將教案搬到屏幕上的不足。具體地說，重要的概念、定理一般運(yùn)用逐字顯示的動畫效果，配以聲音，提醒學(xué)生注意記錄。一般結(jié)論或題目采用一段同時展開方式，但教師在授課時要留時間供學(xué)生思考。計(jì)算和推理過程按思維塊逐步放映，邊講解邊出現(xiàn)相應(yīng)內(nèi)容，相當(dāng)于板書的效果，重要的概念和結(jié)論要設(shè)計(jì)例子加深理解和印象。PowerPoint開發(fā)平臺功能強(qiáng)大，可將傳統(tǒng)黑板加粉筆的教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來。例如描繪函數(shù)f(x)=2x3－3x2［1］，設(shè)置過程:單擊出現(xiàn)，“解(1)定義域?yàn)椤?再次單擊出現(xiàn)“(－∞，+∞)”，單擊出現(xiàn)“奇偶性及周期性:”，再次單擊出現(xiàn)，“無奇偶性及周期性.”，單擊出現(xiàn)“(2)f'(x)=”，再次單擊出現(xiàn)，“f'(x)=6x2－6x”，單擊出現(xiàn)分解因式的結(jié)果“f'(x)=6x(x－1)”……，列表討論時，也要運(yùn)用動畫技術(shù)，按思維過程做到按思維塊逐步放映，邊講解邊出現(xiàn)相應(yīng)內(nèi)容，相當(dāng)于板書的效果，同時便于提問學(xué)生，讓學(xué)生參與計(jì)算過程，最后描繪圖像時首先顯示制作的坐標(biāo)紙圖片，然后將曲線上極值對應(yīng)的點(diǎn)、拐點(diǎn)、與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、其他補(bǔ)充點(diǎn)，采用縮放效果從左到右，單擊一次出現(xiàn)一個點(diǎn)，然后根據(jù)列表討論結(jié)果，用凹的或凸的光滑曲線連接，完全模擬教師用粉筆在黑板上的操作過程。

3)藝術(shù)性。界面內(nèi)容既美觀大方又生動形象，拓展學(xué)生的想象空間，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。立體化教學(xué)軟件既能讓教師根據(jù)需要自由選擇相應(yīng)的教學(xué)進(jìn)程，又能不受軟件的制約，針對不同教學(xué)進(jìn)程，靈活掌握課堂的實(shí)際進(jìn)程，做到因材施教。

4)創(chuàng)新性與實(shí)用性。立體化教學(xué)軟件設(shè)計(jì)中提供先前學(xué)習(xí)的復(fù)習(xí)材料(預(yù)備知識)、目的要求、重點(diǎn)難點(diǎn)、復(fù)習(xí)指導(dǎo)及課堂練習(xí)，使用的策略既與課程內(nèi)容有關(guān)，又能有效引起和維持學(xué)習(xí)者的注意和興趣;課件在課堂教學(xué)中要具有較大的啟發(fā)性，提供支持自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)策略的活動，課件的使用突破教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，資源豐富，表現(xiàn)形式多樣(文本、圖片、視頻、音頻)，拓展了學(xué)生的思路，激發(fā)學(xué)生的想象與創(chuàng)造。運(yùn)用試聽多種媒體進(jìn)行教學(xué)，信息容量大，情景交融，能極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，科學(xué)合理利用學(xué)生的多種感官接受知識信息［2］。交互性強(qiáng)，學(xué)生既可用來課前預(yù)習(xí)，又可以課后復(fù)習(xí)以及考核檢查。通過創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的情景，激發(fā)學(xué)生情感體驗(yàn)，促進(jìn)心理機(jī)能全面和諧發(fā)展，符合職業(yè)學(xué)校學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，易于推廣。

3 結(jié)束語

不管是多現(xiàn)代化的教學(xué)工具，都只是手段，不是教學(xué)目的［3］。作為教師應(yīng)該對適合計(jì)算機(jī)教學(xué)的內(nèi)容加以精選，必須根據(jù)教學(xué)內(nèi)容有針對性使用，也不必一堂課一直使用計(jì)算機(jī)。使用多媒體時，要有一個明確目標(biāo)，那就是活化教材，再現(xiàn)真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。運(yùn)用多媒體技術(shù)時，以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)原則不能變。這就要求教師在制作和使用多媒體課件時，應(yīng)當(dāng)以促進(jìn)學(xué)生動腦、動口、動手為著眼點(diǎn)，計(jì)算機(jī)不能與學(xué)生進(jìn)行情感的交流［4］。總之，要做到合理、高效運(yùn)用多媒體技術(shù)，就要正確地處理好多媒體教學(xué)的利與弊，這樣才能使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。

［1］ 劉連福，許文林.高等數(shù)學(xué)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2010(1):57-61.

［2］ 曹勃.基于高職數(shù)學(xué)教育情景因素的教學(xué)策略探究［J］.寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005(3):26-29.

［3］ 孫曄波.高職數(shù)學(xué)課堂上進(jìn)行有效教學(xué)的嘗試［J］.南昌教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(1):10-11.

［4］ 雷正光.職業(yè)技術(shù)教育現(xiàn)代教學(xué)特點(diǎn)研究［J］.中國職業(yè)技術(shù)教育，2003(1):31-32.