關(guān)于計(jì)算機(jī)對(duì)高校數(shù)學(xué)教育的影響研究

步玉恩

摘 要：信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)已經(jīng)對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了諸多方面的影響，具體包括計(jì)算機(jī)對(duì)教師教學(xué)觀念的影響、計(jì)算機(jī)對(duì)教學(xué)方式的影響，以及計(jì)算機(jī)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的影響等。本文主要分析了計(jì)算機(jī)對(duì)高校數(shù)學(xué)教育的影響，希望能夠?yàn)榻逃I(lǐng)域相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī) 高校數(shù)學(xué)教育 影響 研究

中圖分類號(hào)：G750 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（a）-0144-02

自從第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，在短短的幾十年時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)技術(shù)如雨后春筍般快速發(fā)展。如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)各行業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了社會(huì)的生產(chǎn)效率，從某種意義上而言，推動(dòng)了整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。計(jì)算機(jī)正處于向第五代電子計(jì)算機(jī)——智能計(jì)算機(jī)過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，智能計(jì)算機(jī)可以從一定程度上模仿人的思維功能，可以直接使用自然語(yǔ)言完成圖形識(shí)別、聲音識(shí)別的過(guò)程，智能計(jì)算機(jī)的功能越來(lái)越豐富，從而有效拓展了其應(yīng)用的范圍。計(jì)算機(jī)技術(shù)的本質(zhì)是數(shù)學(xué)技術(shù)，作為一名數(shù)學(xué)教師，在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)方面具有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此，數(shù)學(xué)教師應(yīng)該首先從思想意識(shí)層面認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教育的重要性，并積極完善與計(jì)算機(jī)相關(guān)的知識(shí)儲(chǔ)備，廣泛收集與計(jì)算機(jī)相關(guān)的前沿內(nèi)容，密切關(guān)注計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用。在當(dāng)今的年代，能否高效運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)象征了高校教學(xué)手段是否現(xiàn)代化，本文將從以下幾個(gè)方面分析計(jì)算機(jī)對(duì)高校數(shù)學(xué)教育的影響，主要包括對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的影響、對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)觀念的影響以及對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的影響。

1 計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的影響

第一，增加了算法化思想內(nèi)容?？v觀數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)展史，數(shù)學(xué)本身包含演繹體系和算法體系兩大類，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的數(shù)值計(jì)算是算法設(shè)計(jì)，所采用的算法為數(shù)值型算法。算法化思想是解決數(shù)學(xué)教育中一系列問(wèn)題的基礎(chǔ)性思想，在問(wèn)題解決過(guò)程中，能夠使問(wèn)題由難變易，為學(xué)生提供了有力的依據(jù)。計(jì)算機(jī)在高校數(shù)學(xué)教育中的應(yīng)用，如果增加算法思想，有助于學(xué)生形成更加清晰的邏輯思維，增強(qiáng)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的自信心，養(yǎng)成有條不紊的心理品質(zhì)。相關(guān)的算法思想包括數(shù)據(jù)擬合方程、代數(shù)插值方法、數(shù)值積分方法等。

第二，增加了數(shù)學(xué)應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容。從總體上來(lái)看，數(shù)學(xué)是一門(mén)基于現(xiàn)實(shí)而又應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的學(xué)科，在高校數(shù)學(xué)教育中，要注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí)，養(yǎng)成用數(shù)學(xué)解決實(shí)際問(wèn)題的好習(xí)慣，這也是與高校數(shù)學(xué)教學(xué)大綱相符合的。利用計(jì)算機(jī)使得數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用變得更加簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)讓數(shù)學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際之間產(chǎn)生更緊密的聯(lián)系。相反，如果沒(méi)有計(jì)算機(jī)，龐大的數(shù)學(xué)計(jì)算量會(huì)讓我們望洋興嘆。因此，要增加與數(shù)學(xué)應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容，包括增加數(shù)學(xué)建模選修課、增加數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課等。讓數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用生活實(shí)際產(chǎn)生更密切的關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)學(xué)生使用數(shù)學(xué)知識(shí)解決生活實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力。同時(shí)，也要有意識(shí)地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

第三，合理安排數(shù)學(xué)思維能力訓(xùn)練。數(shù)學(xué)邏輯思維的形成并非一蹴而就的，而是需要一定的訓(xùn)練才能形成。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，讓數(shù)學(xué)思維能力的訓(xùn)練變得更加有層次性，即便是復(fù)雜的問(wèn)題，也可以通過(guò)循序漸進(jìn)、逐步分解的方式來(lái)完成。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，社會(huì)更需要的是創(chuàng)新型人才，因此，要求學(xué)生除了具備邏輯推理能力、空間想象能力外，還要合理地運(yùn)用思維能力來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。而數(shù)學(xué)思維能力的形成是依據(jù)數(shù)學(xué)的思想和方法，數(shù)學(xué)教師要注重引入生活實(shí)際問(wèn)題，從問(wèn)題入手，再依據(jù)一定的數(shù)學(xué)模型，最后得出結(jié)論。在分析的過(guò)程中，計(jì)算、推理、歸納、總結(jié)等邏輯思維能力得到訓(xùn)練。

2 計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)思想的影響

受計(jì)算機(jī)的沖擊，數(shù)學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)觀念也發(fā)生一定的變化。即便是傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué)，也會(huì)獲得事半功倍的教學(xué)效果。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是符合時(shí)代發(fā)展方向的，實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)教學(xué)的信息化、高效化，本文主要從以下4個(gè)方面探討計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要性。

第一，CAI提高了數(shù)學(xué)教師教學(xué)創(chuàng)造性，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)融入到整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)計(jì)劃中，利用CAI軟件為教師教學(xué)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)都帶來(lái)了方便。通常情況下，CAI軟件是由數(shù)學(xué)教師設(shè)計(jì)而成，在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)學(xué)教師巧妙地把多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)教學(xué)方法以及最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)融入進(jìn)去，使三者之間有機(jī)結(jié)合，相得益彰。從數(shù)學(xué)教師所設(shè)計(jì)的“微世界”中，學(xué)生的智慧得到有效的啟迪。同時(shí)，也豐富了教師的教學(xué)思路。另外，在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)下，學(xué)生與計(jì)算機(jī)之間的溝通信息能夠及時(shí)反饋給教師，包括學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題、今后數(shù)學(xué)的改進(jìn)方向等。教師根據(jù)這些反饋來(lái)的信息，調(diào)整下一步教學(xué)策略，真正意義上地實(shí)現(xiàn)了師生之間的有效互動(dòng)。需要強(qiáng)調(diào)的是，在CAI教學(xué)模式下，數(shù)學(xué)教師不僅僅是知識(shí)的傳授者，數(shù)學(xué)教師的主導(dǎo)作用更體現(xiàn)于將學(xué)生們帶入學(xué)習(xí)的角色，充分彰顯學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位。同時(shí)，數(shù)學(xué)教師利用CAI軟件，能夠及時(shí)掌握學(xué)生的思想活動(dòng)狀態(tài)，設(shè)計(jì)出優(yōu)美的教學(xué)情景，營(yíng)造很好的教學(xué)氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，根據(jù)學(xué)生的需要，來(lái)為學(xué)生提供指導(dǎo)和咨詢。由此可見(jiàn)，借助CAI軟件，教師在整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)中更好的發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

第二，CAI促進(jìn)了學(xué)習(xí)理論的發(fā)展。近幾年來(lái)，一些學(xué)習(xí)理論例如教育信息理論、教育心理學(xué)、人工智能等，已經(jīng)逐漸應(yīng)用于CAI領(lǐng)域，人們已經(jīng)對(duì)通過(guò)計(jì)算機(jī)獲取知識(shí)產(chǎn)生了越來(lái)越多的依賴。數(shù)學(xué)教育中的CAI軟件的應(yīng)用，在潛移默化之中提高了學(xué)生的非智力水平，如控制情緒的能力。在數(shù)學(xué)課堂上，借助現(xiàn)代多媒體設(shè)備、PPT、優(yōu)美圖片、微視頻等，為學(xué)生帶來(lái)了生動(dòng)有趣的畫(huà)面，動(dòng)靜結(jié)合的圖像展示過(guò)程為學(xué)生插上了想象的翅膀，學(xué)生提高了學(xué)習(xí)的興趣，集中了聽(tīng)課的注意力。CAI促進(jìn)了學(xué)習(xí)理論的發(fā)展，促進(jìn)教師計(jì)算機(jī)和學(xué)生之間的互動(dòng)，促進(jìn)了現(xiàn)代教育思想的產(chǎn)生。

第三，對(duì)教師教學(xué)觀念的影響。如果一名數(shù)學(xué)教師只會(huì)死套公式的學(xué)問(wèn)，那么他就注定會(huì)被淘汰。相反，如果數(shù)學(xué)教師掌握了數(shù)學(xué)思想，并培養(yǎng)學(xué)生們形成數(shù)學(xué)思維能力，那么他就不會(huì)被機(jī)器所取代。數(shù)學(xué)教師首先要具備與時(shí)俱進(jìn)的思想，具備現(xiàn)代化的教學(xué)觀念，以滿足迅速發(fā)展的數(shù)學(xué)教育的需求。故而，在素質(zhì)教育的今天，數(shù)學(xué)教師要摒棄傳統(tǒng)的應(yīng)試教育思想，嘗試讓學(xué)生充分體驗(yàn)數(shù)學(xué)，培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)探究能力及使用數(shù)學(xué)思維去探索解決問(wèn)題的能力。作為數(shù)學(xué)教師，也要轉(zhuǎn)變教學(xué)的思路，不僅僅局限于教課，還要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想，形成數(shù)學(xué)思維。

第四，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的多樣化。如今，網(wǎng)絡(luò)教育迅猛發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式越來(lái)越豐富。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)書(shū)本或他人授課的方式，已經(jīng)部分被人機(jī)學(xué)習(xí)方式所代替，網(wǎng)絡(luò)教育打破了時(shí)間和空間的局限，讓學(xué)生有了更充分選擇的權(quán)利。究其原因，網(wǎng)絡(luò)教育使得某一個(gè)人的智慧被多數(shù)人所共享，同時(shí)，全社會(huì)的智慧又可以為某一個(gè)人所用。網(wǎng)絡(luò)教育實(shí)現(xiàn)了教育信息的共享，包括教育資源的共享、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共享，以及課件共享等。不同地域的師生們，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)進(jìn)行交流和對(duì)話，出現(xiàn)了協(xié)作學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)、個(gè)別學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的新興模式。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，降低對(duì)運(yùn)算技巧的要求。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)學(xué)軟件在教育領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用，如今十分流行的數(shù)學(xué)軟件包括matlab、Mathematica、Maple等，都涵蓋了數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容。在這種背景下，有人提議數(shù)學(xué)運(yùn)算技巧已經(jīng)沒(méi)有從前那么重要了，完全沒(méi)有必要在數(shù)學(xué)運(yùn)算技巧講解方面下很大的精力和時(shí)間。也有的人認(rèn)為，即便是數(shù)學(xué)軟件的功能十分強(qiáng)大，但也不能忽視數(shù)學(xué)運(yùn)算技巧在數(shù)學(xué)教育中的重要性，不能一味地關(guān)注數(shù)學(xué)軟件，忽視了運(yùn)算技巧。事實(shí)上，在科技快速發(fā)展的當(dāng)下，我們即便沒(méi)有掌握十分復(fù)雜的運(yùn)算技巧，但也可以照樣理解數(shù)學(xué)的重要概念以及使用一些相關(guān)的數(shù)學(xué)技術(shù)完成任務(wù)。比如說(shuō)，一些人并不能使用無(wú)窮序列精確地算出三角函數(shù)值的后幾位，甚至一些人根本不了解如何使用這種方法計(jì)算。但是，卻可以另外一種方式，通過(guò)查表來(lái)找出所需的三角函數(shù)值，他們也十分了解這些數(shù)字的意義。數(shù)學(xué)的發(fā)展在于摒棄繁瑣，在于更加方便易行。如果使用計(jì)算機(jī)來(lái)推動(dòng)數(shù)學(xué)的發(fā)展，將會(huì)使數(shù)學(xué)概念更易于理解和接受。

3 計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的影響

現(xiàn)代多媒體技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展，使得數(shù)學(xué)教學(xué)模式也越來(lái)越豐富。本文提出了以下幾種新興的數(shù)學(xué)教學(xué)模式：第一，個(gè)別化自主教學(xué)模式。在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室中，通過(guò)人機(jī)交互，以講解多媒體教學(xué)課件的方式進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。第二，多媒體組合課堂教學(xué)模式。將一些教學(xué)媒體與多媒體計(jì)算機(jī)相結(jié)合，同步實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)過(guò)程，能夠起到提高教學(xué)效果的目的。第三，智能化多媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通訊數(shù)學(xué)教學(xué)模式。這種教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)了把數(shù)學(xué)教學(xué)引進(jìn)家庭，通過(guò)信息高速公路完成教學(xué)。

需要指出的是，上述只是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教育影響的幾個(gè)方面，伴隨數(shù)學(xué)理論的變革與發(fā)展，還需要相關(guān)專家學(xué)者在今后的分析與研究中，從更多的層面展開(kāi)深入的探討。另外，我們需要認(rèn)識(shí)到，計(jì)算機(jī)技術(shù)在未來(lái)將繼續(xù)推動(dòng)著數(shù)學(xué)教育的改革，并且發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要分析了計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的影響，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)思想的影響以及計(jì)算機(jī)促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革。在今后的分析與研究中，還需要相關(guān)專家學(xué)者們從更多的層面展開(kāi)深入的分析與研究。

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