高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺設(shè)計(jì)的研究

霍俊爽，朱翠娟， 潘淑霞，邰志艷，王柳行.吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林 303 .北華大學(xué)汽車與建筑工程學(xué)院，吉林吉林 303

高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺設(shè)計(jì)的研究

霍俊爽1，朱翠娟2， 潘淑霞1，邰志艷1，王柳行11.吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，吉林吉林 132013 2.北華大學(xué)汽車與建筑工程學(xué)院，吉林吉林 132013

本文主要研究了高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)，對高等數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)融合進(jìn)行了深入分析，該平臺的設(shè)計(jì)主要為提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量提供一個(gè)信息化的平臺。該高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)完全基于學(xué)生的學(xué)習(xí)交流以及教師的教研和科研工作的需求，這樣設(shè)計(jì)的立體化教學(xué)平臺能使高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量跨越式的提高。

高等數(shù)學(xué)；立體化；教學(xué)平臺；設(shè)計(jì)研究

隨著信息化的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。尤其是在當(dāng)前國家大力提倡通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，希望通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展改善人們生活的方方面面。傳統(tǒng)教學(xué)模式由于受時(shí)間和空間的限制，其與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合都不完美。而本文主要針對高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，提出了以網(wǎng)站為核心的立體化教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)。該高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)對高等數(shù)學(xué)教育與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合給出了新思路。

近幾年來，雖然高校在信息化建設(shè)中取得了一些成就，但是高等數(shù)學(xué)的立體化教學(xué)平臺在高校的應(yīng)用還不是很普及。所以急需高等數(shù)學(xué)教育工作者與信息化建設(shè)工作者共同努力協(xié)作，設(shè)計(jì)和建設(shè)出更完美的高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺，為高校教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)交流提供一種新的方式和方法，為提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量提供一種新平臺。

立體化教學(xué)平臺還可以解決學(xué)生提前預(yù)習(xí)或自學(xué)的問題，學(xué)生還能及時(shí)的把學(xué)習(xí)過程中的問題及時(shí)的通過該平臺反饋給老師，使老師能隨時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，可以及時(shí)的跨時(shí)空對學(xué)生個(gè)人有針對性的輔導(dǎo)，更能及時(shí)的針對班級整體學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，重點(diǎn)講解重點(diǎn)和難點(diǎn)。更能使學(xué)生了解到高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的前沿發(fā)展?fàn)顩r，使學(xué)生不再與前沿脫節(jié)。立體化教學(xué)平臺更能改善過去教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的單一性問題，能借助音頻視頻等更豐富的教學(xué)資源講解知識點(diǎn)，同時(shí)為學(xué)生間、學(xué)生與老師間、學(xué)生與專家間提供一個(gè)可交流的平臺。

1 平臺的設(shè)計(jì)

在高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺[1]設(shè)計(jì)中，我們共設(shè)計(jì)了三個(gè)子系統(tǒng)，分別為瀏覽用戶，注冊會員用戶和后臺管理員子系統(tǒng)。其中注冊會員用戶和后臺管理員可以在網(wǎng)站發(fā)布最新的關(guān)于高等數(shù)學(xué)的相關(guān)信息，注冊會員用戶發(fā)的信息需要經(jīng)過后臺管理員的驗(yàn)證才可在該平臺發(fā)布，普通用戶不能發(fā)布高等數(shù)學(xué)的相關(guān)信息，但可以瀏覽該平臺發(fā)布的信息，并且可以通過該平臺學(xué)習(xí)相應(yīng)章節(jié)的文檔或音頻視頻等教學(xué)資源。而注冊會員用戶，不僅可以通過該平臺瀏覽信息和該平臺教學(xué)資源的學(xué)習(xí)，還能進(jìn)一步使用輔導(dǎo)答疑模塊、在線交流模塊、在線作業(yè)與測試模塊等等。后臺管理員主要負(fù)責(zé)高等數(shù)學(xué)信息資源的驗(yàn)證，高等數(shù)學(xué)題庫的建設(shè)和管理和軟件的升級等管理。

1.1 瀏覽用戶子系統(tǒng)

高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺設(shè)計(jì)的瀏覽用戶子系統(tǒng)主要為普通瀏覽用戶提供服務(wù)。未經(jīng)注冊的普通瀏覽用戶可以通過瀏覽該平臺獲得該平臺上發(fā)布的最新的高等數(shù)學(xué)信息，同時(shí)也可以使用該平臺上的文檔，觀看該平臺上的高等數(shù)學(xué)教學(xué)音頻和視頻，不具有其他權(quán)限。

圖1 瀏覽用戶子系統(tǒng)

1.2 注冊會員用戶管理子系統(tǒng)

高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺設(shè)計(jì)的注冊會員用戶管理子系統(tǒng)，主要是普通瀏覽用戶進(jìn)入該平臺后可以注冊為會員，然后可用會員的身份使用該平臺，注冊會員用戶的權(quán)限不但包括普通用戶的模塊，還包括輔導(dǎo)答疑模塊，交流社區(qū)模塊，在線作業(yè)與測試模塊、數(shù)值計(jì)算中心模塊的使用，還可以通過在線交流模塊發(fā)布高等數(shù)學(xué)教學(xué)資源，若通過后臺管理員的驗(yàn)證還可以公開在該平臺，成為所有用戶學(xué)習(xí)的資料[2]。注冊會員用戶可以通過該平臺與任課教師進(jìn)行超時(shí)空的交流，可以通過該平臺把自己對知識的觀點(diǎn)及時(shí)反映給任課教師，與任課教師進(jìn)行共同探討，與其他注冊用戶共同交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)等。其中作業(yè)與測試模塊，可以讓學(xué)生及時(shí)了解教師布置的作業(yè)和實(shí)現(xiàn)自主測試，及時(shí)檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果，并能及時(shí)把測驗(yàn)結(jié)果反饋給任課老師，讓任課老師充分的掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，針對學(xué)生掌握情況的不同而采取不同的措施。其中數(shù)值計(jì)算中心模塊可以實(shí)現(xiàn)接收注冊會員用戶的數(shù)值計(jì)算任務(wù)，當(dāng)注冊會員用戶在數(shù)值計(jì)算過程中遇到了疑難問題時(shí)，可通過該模塊得到相應(yīng)老師的數(shù)值計(jì)算知識的支持，使疑難問題及時(shí)解決，使數(shù)值計(jì)算的需求者受益于該模塊。

圖2 注冊會員用戶子系統(tǒng)

1.3 后臺管理員子系統(tǒng)

高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺設(shè)計(jì)的后臺管理員子系統(tǒng)，主要是為后臺管理員對高等數(shù)學(xué)信息資源的驗(yàn)證，高等數(shù)學(xué)題庫的建設(shè)與管理和軟件升級更新等而設(shè)計(jì)的[3]。后臺管理員可以對注冊用戶在交流社區(qū)模塊中分享的質(zhì)地優(yōu)良的高等數(shù)學(xué)教學(xué)資源進(jìn)行整合處理，并以平臺的身份公開發(fā)布。后臺管理員也可以對平臺進(jìn)行升級更新。

該高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)，不但能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能促進(jìn)高等數(shù)學(xué)教師教學(xué)觀念的更新，能充分調(diào)動各種教學(xué)資源為提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量服務(wù)[4]。

2 討論

總之，該高等數(shù)學(xué)立體化教學(xué)平臺的設(shè)計(jì)能高效的滿足教學(xué)過程中的師生需求，為高等數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)融合給出了新思路。平臺若實(shí)現(xiàn)投入使用對高等數(shù)學(xué)的教學(xué)將帶來一次深刻的變革[5]。

圖3 后臺管理員子系統(tǒng)

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當(dāng)電路起振以后，產(chǎn)生正弦波信號。如不能起振，無正弦波信號則說明負(fù)反饋太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整電阻的阻值。如波形失真嚴(yán)重，需適當(dāng)改變電容值。改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或R，即可改變振蕩頻率。

3.3 五次諧波產(chǎn)生電路

通過濾波的方式來得到正弦波五次諧波分量，利用LM324放大器輸出的波來作為相應(yīng)的輸入，經(jīng)過相應(yīng)的濾波器得到五次諧波的正弦分量，通過RC濾波電路將其中的五次諧波濾出來，其五次諧波設(shè)計(jì)電路如圖3所示。

圖3 五次諧波波產(chǎn)生電路

4 實(shí)物焊接與調(diào)試

設(shè)計(jì)完成以后進(jìn)行焊接和調(diào)試，通過參數(shù)計(jì)算，選擇合適的電阻電容。設(shè)計(jì)完成以后通過示波器觀察信號波形，得到方波、三角波、正弦波和五次諧波。

5 結(jié)論

在調(diào)試過程中，方波由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器所產(chǎn)生，它的輸出電壓幅值為1V，頻率為40kHz，符合設(shè)計(jì)的要求。產(chǎn)生方波以后，經(jīng)過由電阻、電容以及LM324運(yùn)放組成的積分電路分頻產(chǎn)生了幅值為4V，頻率為10kHz的三角波，符合設(shè)計(jì)要求。方波經(jīng)過RC橋式正弦波振蕩電路產(chǎn)生了幅值為3V，頻率還是為40kHz的正弦波，符合設(shè)計(jì)要求。方波信號經(jīng)過RC組成的低通濾波電路產(chǎn)生幅值為4V，頻率為247kHz的五次諧波，三角波、正弦波和五次諧波輸出波形無明顯失真（使用示波器測量時(shí)）。經(jīng)過分析誤差不大于10%，通帶內(nèi)輸出電壓幅度峰峰值誤差不大于5%，脈沖波占空比可調(diào)整，基本符合設(shè)計(jì)的要求。

參考文獻(xiàn)

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TP3

A

1674-6708（2015）150-0165-02

吉林省教育廳十二五規(guī)劃科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(2015393)， 吉林省高等教育教學(xué)研究課題“統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)改革與創(chuàng)新能力培養(yǎng)”

霍俊爽，碩士，講師，研究方向:應(yīng)用數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué).

王柳行，教授，碩導(dǎo)，吉林醫(yī)藥學(xué)院教務(wù)處處長，研究方向：社會醫(yī)學(xué)、教育管理