多媒體在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中的應(yīng)用探析

彭臨平

[摘 要]大學(xué)數(shù)學(xué)建模課程涉及高等數(shù)學(xué)的眾多分支，多媒體參與教學(xué)有信息量大、使抽象的事物具體化和形象化等諸多優(yōu)勢，能有效地解決課時少、內(nèi)容多的矛盾，給數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)帶來了許多方便。但如何正確地使用這一教學(xué)手段，也是有許多方面需要注意的。

[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué)建模；多媒體教學(xué)；傳統(tǒng)教學(xué)；遠(yuǎn)程教學(xué)

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0144-02

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出，國家要提供更加豐富的優(yōu)質(zhì)教育，提升整體的教育質(zhì)量，基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，多媒體作為現(xiàn)代化教育的一種新型形式，正以其特有的優(yōu)勢豐富著課堂教學(xué)的內(nèi)容和形式。[1]

大學(xué)數(shù)學(xué)建模課程強(qiáng)調(diào)如何把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，進(jìn)而利用數(shù)學(xué)方法及其有關(guān)的工具解決這些問題。數(shù)學(xué)建?；顒訛閷W(xué)生構(gòu)建了一個由數(shù)學(xué)知識通向?qū)嶋H問題的橋梁，是學(xué)生的數(shù)學(xué)知識和應(yīng)用能力共同提高的最佳結(jié)合方式。因此，在大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)數(shù)學(xué)建模教育和活動，讓學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)建模思想，認(rèn)真體驗和感知建模過程，以此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高其素質(zhì)和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)化和深入。本文以大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)為范例，對多媒體教學(xué)的優(yōu)勢和不足進(jìn)行深入地剖析，并對優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合做了一些探討。

一、多媒體在大學(xué)數(shù)學(xué)建模教學(xué)中的優(yōu)越性

（一）多媒體教學(xué)增加了課堂的信息量，開闊了學(xué)生的視野

大學(xué)數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)時數(shù)非常有限，而教學(xué)內(nèi)容又非常之多，它涵蓋了高等數(shù)學(xué)的眾多分支。傳統(tǒng)教學(xué)中的黑板、粉筆加教案的教學(xué)方法已經(jīng)不能很好地完成該課程的教學(xué)過程和教學(xué)任務(wù)。此時多媒體的參與會凸顯出其巨大無比的優(yōu)勢，它可以提高信息量，在短時間內(nèi)高效地完成較多的教學(xué)內(nèi)容。如在研究生物圈的穩(wěn)定問題時，可以在課件中加入下列表格來展示20世紀(jì)20年代中期，意大利生物學(xué)家DAncona研究海洋魚類各個種群大小變動時遇到的一組使他困惑很久的數(shù)據(jù)，即第一次世界大戰(zhàn)期間在一些港口捕獲的魚中某些非食用大魚如鯊魚、鰩魚等占的百分比變化情況。也正是這組數(shù)據(jù)促使他請教意大利數(shù)學(xué)家Volterra， 以致建立了后來的Volterra模型及Volterra原理，從而圓滿地解答了DAncona的疑問，并得出一些非常有用的結(jié)論給人們以警示：使用殺蟲劑可以使那些作為其他昆蟲食物的昆蟲數(shù)量增加，因此殺蟲劑不能濫用。諸如此類的背景材料、軼聞趣事、相關(guān)的研究問題及成果借助于多媒體恰到好處地傳授給學(xué)生，能開闊學(xué)生的視野，學(xué)生也由此感受到了數(shù)學(xué)的趣味性、實用性和重要性。

（二）多媒體教學(xué)使抽象內(nèi)容得以具體形象化，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)中會涉及眾多抽象內(nèi)容。對于這些內(nèi)容，如何讓學(xué)生在短時間內(nèi)很好地掌握，有關(guān)的教學(xué)設(shè)計就變得非常重要。在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中結(jié)合講授內(nèi)容適當(dāng)?shù)剡\用一些多媒體教學(xué)手段，創(chuàng)造一些意境，使靜態(tài)、枯燥、抽象的數(shù)學(xué)知識動態(tài)化、形象化、具體化，這樣可以激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。[2] [3]如一些模型的計算結(jié)果僅有數(shù)據(jù)和式子，學(xué)生不容易想象，此時課堂上若能利用多媒體教學(xué)，以圖形演示和展示，使得靜態(tài)的、抽象的結(jié)論動態(tài)化、具體化、形象化，則通常會產(chǎn)生良好的效果。它在幫助學(xué)生理解結(jié)論的同時，也激發(fā)了學(xué)生求知的興趣和探索的欲望。興趣是動力之源，有了興趣，積極性和主動性就會被調(diào)動起來，學(xué)生會變被動學(xué)習(xí)為主動參與，其效率就會大為改善，數(shù)學(xué)修養(yǎng)和素質(zhì)自然而然得以培養(yǎng)并提高。

（三）多媒體教學(xué)省去了傳統(tǒng)教學(xué)中一些機(jī)械性、重復(fù)性的環(huán)節(jié)，提高了課堂效率

利用多媒體教學(xué)可以解放出大量的板書、繪圖時間，使得教學(xué)更具有針對性，更能因材施教。[4]如在介紹利用Leslie矩陣的方法來描述人口變化規(guī)律時，如果每次都將龐大的矩陣重復(fù)抄寫一遍，勢必會浪費許多寶貴的時間，但不寫出來又覺得講解起來不方便，解釋不清楚，給學(xué)生的印象不深，重點不夠突出。針對這種情況，教師可以事先在課下做好課件，上課需要時直接拿出來用，一些抄寫等機(jī)械性的環(huán)節(jié)就省去了，教師可以利用節(jié)約出來的時間講解關(guān)鍵點和重要內(nèi)容，突出教學(xué)重點和難點，從而提高課堂效率。

（四）多媒體技術(shù)有助于數(shù)學(xué)建模課程的遠(yuǎn)程教學(xué)，實現(xiàn)資源共享

遠(yuǎn)程教育有同步式講授和異步式講授等模式。[5]同步式是指分布在不同地點的教師和學(xué)生同時登錄到教學(xué)平臺上，進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)活動；在異步式講授模式中，學(xué)習(xí)者可以自由地選擇學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)活動不受時空的限制。遠(yuǎn)程教學(xué)的開放性和跨時空性的特點決定了教學(xué)交互活動的形式要以非實時異步形式為主。事實上，不管是同步式講授模式還是異步式講授模式，遠(yuǎn)程教育都面臨著師生間的交流缺少親切感的問題。為克服此缺陷，在數(shù)學(xué)建模課程的遠(yuǎn)程教學(xué)中，應(yīng)鼓勵教師將授課內(nèi)容用PPT的形式表現(xiàn)出來，通過畫面外的聲音講解，結(jié)合授課重點進(jìn)行實時的黑板演示畫面的切換，以提供更好的授課資源，達(dá)到更好的教學(xué)效果和更高的教學(xué)效率。接受遠(yuǎn)程教育的學(xué)員可以隨時下載課件及相關(guān)資源對學(xué)過的知識進(jìn)行更好地鞏固復(fù)習(xí)。

二、在數(shù)學(xué)建模教學(xué)活動中正確運用多媒體的幾點建議

（一）多媒體教學(xué)要避免追求形式

多媒體教學(xué)作為一種新型的教學(xué)形式，其主要特點在于圖文并茂、信息量大、表現(xiàn)靈活，這勢必給學(xué)生帶來全新的感覺，使學(xué)生的注意力和興趣點充分集中在課件上。因此，教師在使用多媒體課件時，不可單純地追求課件漂亮的外觀和動感的表現(xiàn)形式。如果對準(zhǔn)備材料的選擇缺乏必要的分析和篩選，容易分散學(xué)生的注意力，忽略教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有的重點和難點。

（二）多媒體教學(xué)要合理安排教學(xué)內(nèi)容

課時少而教學(xué)內(nèi)容多一直是數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革中需要解決的一對矛盾。多媒體教學(xué)極大地節(jié)省了課堂上板書的時間，但應(yīng)該注意的是它隨之也縮減了學(xué)生理解思考和接受新知識的過程，如果使用不當(dāng)就會造成單方面灌輸知識的局面。因此，多媒體參與教學(xué)實質(zhì)上對授課教師關(guān)于授課內(nèi)容的安排提出了更高的要求，切忌借多媒體教學(xué)之便過多過量地灌輸，而應(yīng)利用節(jié)省的時間對知識點進(jìn)行充分細(xì)致的講解，突出課堂的重點。

（三）多媒體教學(xué)要與板書相結(jié)合

在教學(xué)過程中，不能因為多媒體有許多優(yōu)勢，就過分地依賴。這一點對數(shù)學(xué)建模課程尤為重要，一定要適用有度。數(shù)學(xué)是一個集高度抽象、嚴(yán)謹(jǐn)于一體的學(xué)科，知識體系環(huán)環(huán)相扣。尤其在一些重要定理的證明、關(guān)鍵式子的推導(dǎo)、典型例題的演示時，筆者認(rèn)為最好是用傳統(tǒng)的板書講解，這樣教學(xué)效果會更好。因為教師的板書過程給學(xué)生提供了一個思考理解的機(jī)會，這樣學(xué)生才能與教師同步，共同由淺入深，達(dá)到好的教學(xué)效果。而此時若用多媒體進(jìn)行教學(xué)，效果就要差一些，因為多媒體課件是事先做好的，在課堂上運用時節(jié)奏通常會較快，學(xué)生可能還沒有反應(yīng)過來，已經(jīng)翻到下一頁了。原有的公式內(nèi)容消失了，如果學(xué)生沒有掌握的話，就難以理解后面的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)效果就會大打折扣。

（四）多媒體教學(xué)要加強(qiáng)教師的導(dǎo)向作用

多媒體教學(xué)畢竟是一種輔助性的教學(xué)手段，在課堂上使用它，授課教師的主導(dǎo)作用只能被更好地加強(qiáng)，而不能被削弱，因此要做到適時、適度地運用。在課堂上要避免“教師圍著電腦轉(zhuǎn)，學(xué)生瞪著眼睛看”的現(xiàn)象，更要消除在課堂教學(xué)中教師只是充當(dāng)了放映員角色的尷尬局面。[6]

三、結(jié)束語

多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)各有特色，各有不足。多媒體輔助教學(xué)可以節(jié)約時間，增加課堂的信息量，同時使靜態(tài)、枯燥、抽象的數(shù)學(xué)問題動態(tài)化、形象化、具體化，從而激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，但使用不當(dāng)可能會削弱師生互動的過程。而傳統(tǒng)教學(xué)正好克服了此缺陷，加強(qiáng)了師生間的課堂互動，便于學(xué)生理解接受新內(nèi)容，但純粹的傳統(tǒng)教學(xué)很難滿足大學(xué)數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)要求。

在教學(xué)中，對于一些相關(guān)背景材料的介紹、數(shù)學(xué)概念定理的敘述、繁瑣式子的表述、空間圖形的展現(xiàn)及知識的復(fù)習(xí)回顧等內(nèi)容，通常適宜通過多媒體來展現(xiàn)。而對于重要定理的證明、典型公式的推導(dǎo)等，傳統(tǒng)的板書方式又會有獨特的教學(xué)效果。因此，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，靈活地選取相應(yīng)的教學(xué)手段，將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)手段有機(jī)地融合于數(shù)學(xué)建模課程的教學(xué)中， 以取得最佳的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 侯敏.關(guān)于多媒體教學(xué)的幾點體會[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報，2009（4）：143-144.

[2] 高振環(huán)，吳立新，趙彥坤.多媒體在學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展中的作用分析[J].教育實踐與研究，2004（12）：34-36.

[3] 朱維鈞，羅娟.多媒體在數(shù)學(xué)建模教學(xué)中的應(yīng)用[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010（2）：126-128.

[4] 何春.多媒體與大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)[J].高等數(shù)學(xué)研究，2013（1）：96-98.

[5] 郭喬剛.多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)平臺的研究[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究，2005（1）：31-33.

[6] 吳仁芳，沈文選.多媒體輔助數(shù)學(xué)教學(xué)——關(guān)于教師角色的探析[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2005（1）：86-88.

[責(zé)任編輯：陳 明]