信息技術(shù)支持下的高職高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)研究

金惠紅　王桂云

[摘 要]信息技術(shù)的普及正在改變著我們的學(xué)習(xí)環(huán)境，信息技術(shù)支持下的高職高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)，主要是利用信息技術(shù)所提供的應(yīng)用為主、多重交互、合作學(xué)習(xí)、資源共享、化繁為簡(jiǎn)又不受時(shí)間空間限制等實(shí)踐環(huán)境。調(diào)研分析目前高職院校信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)借助數(shù)學(xué)軟件、慕課資源、計(jì)算機(jī)模擬情境、Web和Wap等高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)案例模式進(jìn)行剖析，并提出了利用信息技術(shù)進(jìn)行高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的若干策略。

[關(guān)鍵詞]信息技術(shù) 高職 高等數(shù)學(xué) 實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號(hào)] O13 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2015）10-0132-03

實(shí)踐性是高職院校的主要特點(diǎn)。實(shí)踐是高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的關(guān)鍵。信息技術(shù)的普及正在改變著我們的學(xué)習(xí)環(huán)境，信息技術(shù)支持下的高職高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)，主要是利用信息技術(shù)所提供的應(yīng)用為主、多重交互、合作學(xué)習(xí)、資源共享、化繁為簡(jiǎn)又不受時(shí)間空間限制等實(shí)踐環(huán)境，使學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力在融合過程中得到有效的鍛煉，這正是應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)所需要的。

一、信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

為了掌握信息技術(shù)支持下的高職高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀的第一手資料，筆者以浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院等浙江省30所高職院校的數(shù)學(xué)教師作為調(diào)查對(duì)象進(jìn)行了調(diào)研和訪談，分別從“數(shù)學(xué)課堂中學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)”、“學(xué)生所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐的聯(lián)系”、“數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽”、“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“數(shù)學(xué)社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)”等角度，了解教師對(duì)信息技術(shù)支持下的高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)的認(rèn)識(shí)與實(shí)施情況。同時(shí)，為了了解學(xué)生的真實(shí)情況，筆者也對(duì)我校部分學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，問卷從“你對(duì)當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教學(xué)不滿意的方面”、“你認(rèn)為將信息技術(shù)運(yùn)用于高等數(shù)學(xué)教學(xué)的好處”、“影響你對(duì)高等數(shù)學(xué)實(shí)踐感興趣的原因”和“你認(rèn)為培養(yǎng)數(shù)學(xué)實(shí)踐能力最好的方式”等方面設(shè)計(jì)問題。

（一）教師的認(rèn)識(shí)與實(shí)施情況

1.缺乏信息技術(shù)的意識(shí)和信息環(huán)境適應(yīng)能力

當(dāng)前，許多數(shù)學(xué)課堂存在“沒有動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)”、 “只注重純理論的學(xué)習(xí)”、“所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)”等情況。一些教師仍然采用“教師講-示范例題-學(xué)生模仿練習(xí)”的這種“單向”信息傳遞模式，偏重于理論知識(shí)的傳授。

2.缺少理論指導(dǎo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

許多院校的教師認(rèn)為，將信息技術(shù)引入數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)在只是部分教師自發(fā)的行為，理論指導(dǎo)欠缺，數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)也沒有一個(gè)明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3.缺乏信息技術(shù)培訓(xùn)和相應(yīng)教學(xué)資源

許多學(xué)校教師缺乏培訓(xùn)機(jī)會(huì)，而且許多高職院校更加重視專業(yè)能力的培養(yǎng)與教學(xué)，寧可動(dòng)用幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)去購(gòu)買實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備和機(jī)床，卻很少關(guān)注數(shù)學(xué)教學(xué)用品與設(shè)備，多數(shù)學(xué)校數(shù)學(xué)實(shí)踐資源相對(duì)匱乏。

4.教學(xué)課時(shí)被刪減和教學(xué)內(nèi)容不斷壓縮

許多院校在不斷推進(jìn)的高職教學(xué)改革中，對(duì)數(shù)學(xué)課時(shí)不斷地刪減，數(shù)學(xué)課時(shí)越來越少，一些學(xué)校的數(shù)學(xué)課程全部為理論課，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)建模等實(shí)踐課僅是參加“全國(guó)大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽”的學(xué)生輔導(dǎo)課程，學(xué)生參與率也達(dá)不到5%。

（二）學(xué)生的看法和建議

31%的學(xué)生對(duì)目前的高等數(shù)學(xué)教學(xué)感到不滿意，最不滿意的一項(xiàng)是“缺乏對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)踐的關(guān)注，所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)”。幾乎全部受調(diào)查的學(xué)生（占97.6%）希望教師在課上采用信息技術(shù)手段教學(xué)。37%的同學(xué)認(rèn)為“信息技術(shù)能解決人工計(jì)算起來相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題”，30%的同學(xué)認(rèn)為信息技術(shù)“有利于數(shù)學(xué)訓(xùn)練和實(shí)踐”。學(xué)生認(rèn)為自己對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)踐的興趣影響最大的是“來自數(shù)學(xué)老師的因素”。許多學(xué)生建議培養(yǎng)數(shù)學(xué)實(shí)踐能力最好的方式是“在教材中增加有關(guān)數(shù)學(xué)實(shí)踐新領(lǐng)域的知識(shí)和實(shí)例”。87%的學(xué)生愿意參與豐富多彩的教學(xué)活動(dòng)，84%的學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)實(shí)踐很感興趣，希望在數(shù)學(xué)課堂中多動(dòng)手多開展數(shù)學(xué)實(shí)踐。為了學(xué)好數(shù)學(xué)，79%的學(xué)生愿意在網(wǎng)上查閱資料，92%的同學(xué)對(duì)慕課、翻轉(zhuǎn)課堂感興趣。調(diào)查結(jié)果充分表明，多數(shù)學(xué)生非常期待信息技術(shù)能夠提高自己學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性。

二、信息技術(shù)支持下的高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)案例模式

模式1——借助數(shù)學(xué)軟件之實(shí)踐教學(xué)

常用的數(shù)學(xué)軟件有：MATLAB、Mathematica、Maple、SAGE等，借助于數(shù)學(xué)軟件求解實(shí)際問題，實(shí)施算法的路徑和程序，取代了手工實(shí)施算法，使復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算問題變得非常容易，也使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)計(jì)算手段的信息技術(shù)化有更深刻的理解。例如物流管理專業(yè)的高等數(shù)學(xué)課中就可借助軟件引入諸如物資調(diào)運(yùn)方案、生產(chǎn)決策問題、配料問題、勞動(dòng)力調(diào)度問題、經(jīng)濟(jì)批量生產(chǎn)問題、建筑材料下料問題等等。

模式2——借助慕課資源優(yōu)勢(shì)之實(shí)踐教學(xué)

“慕課”的興起，為高職數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)改革提供了新案例模式。其一，在課堂上引入“慕課”或其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)課程，讓學(xué)生看著視頻學(xué)習(xí)，然后安排輔導(dǎo)教師提出實(shí)踐問題，進(jìn)行指導(dǎo)。其二，可以采用“慕課”思維，進(jìn)行多個(gè)學(xué)校聯(lián)合授課，形成 “校際教學(xué)共同體”，實(shí)現(xiàn)高職數(shù)學(xué)優(yōu)質(zhì)教育資源的共享。一個(gè)學(xué)校的教師在進(jìn)行授課，其他學(xué)校的學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行同步學(xué)習(xí)，然后給學(xué)生留有一定時(shí)間的實(shí)踐思考，由本校的教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行釋疑。其三，采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，學(xué)生課外通過看視頻完成基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，來到課堂上進(jìn)行實(shí)踐、討論、應(yīng)用。

模式3——借助計(jì)算機(jī)模擬情境之實(shí)踐教學(xué)

把計(jì)算機(jī)模擬情境的方法引入高等數(shù)學(xué)實(shí)踐教學(xué)，使很多難以想象的空間形體和關(guān)系變得鮮明、形象，對(duì)解決高等數(shù)學(xué)所涉及應(yīng)用領(lǐng)域中的一些實(shí)際問題很有幫助。例如，各種數(shù)學(xué)方程確定的曲線、曲面和結(jié)構(gòu)都是抽象的，可以采用3DMAX生成各種數(shù)學(xué)方程虛擬圖像，動(dòng)態(tài)模擬空間曲線曲面的生成過程，形象生動(dòng)地表現(xiàn)各種空間關(guān)系。

模式4——借助Web和Wap之實(shí)踐教學(xué)

現(xiàn)在許多高職院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)都需要分層分類進(jìn)行。像我校面對(duì)的學(xué)生生源就有理科生、文科生和三校生等不同層次的生源，課程按大專業(yè)又可分為土木工程類、船舶工程類、機(jī)電類、信息類、經(jīng)濟(jì)類等不同類型。不同層次生源和不同類型的學(xué)生教學(xué)要求不同、教材不同，所以需要根據(jù)要求準(zhǔn)備不同類型的教案、講義、課件、輔導(dǎo)資料等。紙質(zhì)資料收集困難，復(fù)制與傳播費(fèi)用較高，而將信息技術(shù)引入數(shù)學(xué)教學(xué)和實(shí)踐中，通過Web和Wap網(wǎng)絡(luò)，建立教學(xué)網(wǎng)站等，將各種電子資料放置在網(wǎng)站中，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)按照各自類別自由調(diào)閱，自主地學(xué)習(xí)和實(shí)踐，教師可利用在線答疑、實(shí)踐應(yīng)用策略等對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。

2.培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)轉(zhuǎn)化能力。轉(zhuǎn)變培養(yǎng)觀念，加大學(xué)生的知識(shí)轉(zhuǎn)化能力、專業(yè)設(shè)計(jì)能力、職業(yè)行為能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)以及工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)的力度。

3.進(jìn)一步開發(fā)實(shí)習(xí)實(shí)踐資源。加大對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必要的投入，逐步健全實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)必備的教學(xué)設(shè)備與設(shè)施，以滿足教學(xué)模式改革的需要。一方面，積極尋找并開發(fā)實(shí)習(xí)、實(shí)踐的校內(nèi)外資源，努力探索校內(nèi)實(shí)習(xí)、實(shí)踐的新形式；另一方面，學(xué)校也要面向社會(huì)，積極尋求產(chǎn)學(xué)研一體化的合作模式，為學(xué)生開辟更多、更實(shí)用的實(shí)習(xí)、實(shí)踐資源。

（三）以素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)

1.科學(xué)的素質(zhì)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用型人才不僅要有較高的專業(yè)素養(yǎng)，還要有一定的非專業(yè)素養(yǎng)，具備包括思想道德素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)、文化素質(zhì)、身心素質(zhì)在內(nèi)的較高綜合素質(zhì)，具有創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)精神、敬業(yè)精神以及較強(qiáng)的應(yīng)變和適應(yīng)能力。

2.完善素質(zhì)拓展體系。構(gòu)建項(xiàng)目化管理、學(xué)分制認(rèn)證、規(guī)范化運(yùn)作的教育體系。素質(zhì)拓展的內(nèi)涵不僅包括有利于提高學(xué)生專業(yè)技能、技術(shù)創(chuàng)新的專業(yè)素養(yǎng)的拓展，還應(yīng)包括社會(huì)綜合能力的擴(kuò)充訓(xùn)練、精神氣質(zhì)的陶冶和身心品質(zhì)的全面提升。

3.促進(jìn)“第一與第二課堂”的有機(jī)融合。校內(nèi)素質(zhì)拓展訓(xùn)練可以與科研工作相結(jié)合，可以通過學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)與實(shí)施，提高學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和初步的科研能力；可以通過參與數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽等綜合性競(jìng)賽，通過各類專業(yè)證書教育、各類專項(xiàng)培訓(xùn)，提高學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力和技術(shù)開發(fā)能力；可以與學(xué)生社團(tuán)工作相結(jié)合，通過組織學(xué)生參加各類科技、文化活動(dòng)，提高學(xué)生的社會(huì)交往能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等（見表3）。

四、保障土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才規(guī)格質(zhì)量的措施

（一）加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)

建立“雙師型”教師隊(duì)伍是保障土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。為此，一是要有計(jì)劃地安排教師到施工企業(yè)、科研院所參加實(shí)踐鍛煉；二是加強(qiáng)校企合作，鼓勵(lì)教師積極申報(bào)科研項(xiàng)目或參與企業(yè)的項(xiàng)目開發(fā)；三是積極引進(jìn)學(xué)術(shù)帶頭人以及高水平專業(yè)技術(shù)和管理人員充實(shí)教師隊(duì)伍；四是加強(qiáng)骨干教師、學(xué)科帶頭人以及青年教師的培養(yǎng)；五是鼓勵(lì)教師運(yùn)用高新科技，開發(fā)或應(yīng)用多媒體CAI（Computer Aided Instruction）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率；六是改進(jìn)現(xiàn)行的教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制（主要采取以教師課堂教學(xué)質(zhì)量乃至科研能力為主的評(píng)估方式），強(qiáng)化鼓勵(lì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及其改革創(chuàng)新的積極性。

（二）深化產(chǎn)學(xué)研有機(jī)結(jié)合

開展“產(chǎn)學(xué)研”有機(jī)結(jié)合是培養(yǎng)土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才的有效途徑。一是為學(xué)生提供穩(wěn)定的校外實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐基地鋪平了道路；二是為深化應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案和實(shí)踐教學(xué)奠定了基礎(chǔ)；三是為“雙師型”教師的培養(yǎng)和教師科研能力的提高創(chuàng)造了條件；四是為提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力和鍛煉學(xué)生實(shí)際工作能力提供了方便。

五、結(jié)束語(yǔ)

開展土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)格的研究，對(duì)促進(jìn)我國(guó)應(yīng)用型本科教育的發(fā)展，樹立高等教育創(chuàng)新教育理念，構(gòu)建創(chuàng)新教育模式，培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型創(chuàng)新人才具有重要意義。土木工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)工作也是一項(xiàng)開拓性和探索性工作，迫切需要不同層次的高等學(xué)校結(jié)合自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，真正做到因材施教，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)規(guī)格與培養(yǎng)方式的多樣化，更好地適應(yīng)社會(huì)對(duì)土木工程專業(yè)人才發(fā)展的需要。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 宋思遠(yuǎn).應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建[J].徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（1）：11-13.

[2] 錢國(guó)英，王剛，徐立清.本科應(yīng)用型人才的特點(diǎn)及其培養(yǎng)體系的構(gòu)建[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2005（9）：54-56.

[3] 范健文，吳彤峰.應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)策略研究[J].高教論壇，2004（5）：68-70.

[4] 翟愛良，聶淑華.土木工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)與教考分離[J].山東農(nóng)業(yè)教育，2007（4）.

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]