現(xiàn)代信息技術在高等數(shù)學教學中的應用論析

顧元康

摘要：在教學領域，現(xiàn)代信息技術得到青睞，而以邏輯性、理論性都很強的高等數(shù)學，在教學中應用現(xiàn)代信息技術是不可或缺的，近年來，為了更好地應用現(xiàn)代信息技術到高等數(shù)學教學中，相關的理論研究、探索實驗日益劇增，其前景廣闊。

關鍵詞：現(xiàn)代信息技術 高等數(shù)學 教學

進入21世紀以來，以計算機技術、網(wǎng)絡通迅技術為主的現(xiàn)代信息技術在人們的生活、工作、學習中得到了越來越廣泛的推廣和應用，利用現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)信息化教育，推進教育信息化成為當前世界各國教育改革的重要課題。在當今社會信息化程度越來越高的今天，如何促進現(xiàn)代信息技術在高等數(shù)學教育教學中的有效應用，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術在高等數(shù)學教育和教學中的作用，本文旨在如何利用現(xiàn)代信息技術應用到高等數(shù)學教育進行討論和分析。

一、現(xiàn)代信息技術與教學的概念

現(xiàn)代信息技術是以微電子學為基礎，利用計算機技術、電信技術的結合，形成的一種對聲音、圖像、文字、數(shù)字等各種傳感信號的信息進行獲取、加工、處理、儲存、傳播和使用的一種手段，其核心是信息學?，F(xiàn)代信息技術主要包括ERP、GPS、RFID等。

現(xiàn)代教育技術是把現(xiàn)代教育理論應用于教育和教學實踐的現(xiàn)代教育手段、方法的體系。包括現(xiàn)代教育媒體、媒傳教學法、教學設計等三個部分。 區(qū)別于傳統(tǒng)教育技術，現(xiàn)代教育技術是利用現(xiàn)代自然科學、工程技術、現(xiàn)代社會科學的理論開發(fā)和研究與教育教學相關的，以提高教育教學質(zhì)量、教育教學成果為目的的技術，涵蓋了教育思想、教育教學方式方法、教育教學手段、教育教學形式、教育教學環(huán)境的管理和安排、教育教學的創(chuàng)新與改革等方面的內(nèi)容。

二、目前高等數(shù)學教育現(xiàn)狀分析

為了培養(yǎng)和造就現(xiàn)階段知識經(jīng)濟社會所需要的高素素質(zhì)人才，綜合考慮高等數(shù)學在新世紀知識人才體系中占有的十分重要位置，如何推進高等數(shù)學教育教學就顯得具有非常重要的意義。然而在實際高等數(shù)學的教學中，尚存在較多的問題，目前的高等數(shù)學教學模式還停留在傳統(tǒng)的粉筆加黑板的地步，課堂上書寫、畫圖占據(jù)大量的教學時間，真正有效的教學時間不足，甚至很多地方在高等數(shù)學教學中，還是停留在填鴨式的階段，這使得學生很難以全面掌握知識。

三、對現(xiàn)代信息技術在高等數(shù)學教學中的應用的討論和研究

1.現(xiàn)代信息技術在高等數(shù)學教學中應用的趨勢

現(xiàn)代信息技術已經(jīng)逐步滲入到高等數(shù)學的教學中，它的滲入不僅影響著數(shù)學的形式、內(nèi)容與方法，還影響著高等數(shù)學課程的建設和實施。對高等數(shù)學教育來講，現(xiàn)代教育信息技術的應用是充滿生機和極富發(fā)展前景的探素活動，它的宗旨是促進高校數(shù)學教育的現(xiàn)代化，使學生的高等數(shù)學學習更加豐富，學生可以利用現(xiàn)代教育技術進行自主、有效的學習。如Power Point軟件的應用，可以通過豐富的音頻、視頻形式向學生展示高等數(shù)學的教學內(nèi)容。隨著現(xiàn)代信息技術的推廣和應用，高等數(shù)學教學中應用現(xiàn)代信息技術是目前以及今后的發(fā)展趨勢。

2.如何在高等數(shù)學教學中應用現(xiàn)代信息技術

2.1在課堂中利用計算機演示。近年來，各高校投入了大量財力用于在現(xiàn)代教育信息技術硬件設施的建設上，計算機功能在逐步發(fā)展，相應的教學軟件數(shù)量也在不斷增加，和其他學科的教學一樣，高等數(shù)學在教學過程中，也開始應用計算機和各種教學軟件。例如Power Point、Authorware、Excel 等軟件在實際高等數(shù)學教學中的應用。[1]

2.2加大高校對現(xiàn)代信息技術硬件設施的投入力度。現(xiàn)代信息技術的一個特點是更新速度快，因此，大多數(shù)高校在相關硬件設施建設完畢后，很快便發(fā)現(xiàn)已經(jīng)投入的硬件設施不足以滿足當前的教學應用，所以，要想更好地應用現(xiàn)代信息技術開展高等數(shù)學教學活動中，繼續(xù)加大硬件設施的投入是十分必要的。

2.3加強理論課題研究。在高等數(shù)學教學研究上，通過鼓勵相關的理論研究，增加高等數(shù)學教學的理論方法，有助于拓寬教學中應用現(xiàn)代信息技術的思路，從而提高教學質(zhì)量。

3.以Excel 在高等數(shù)學教學的應用為例進行分析

隨著現(xiàn)代信息技術的不斷發(fā)展，高等數(shù)學教學中不斷應用到現(xiàn)代信息技術，由此開發(fā)的軟件也日漸完善，如經(jīng)常提到的Power point、Mat lab、Excel等，各種不同軟件因其自身功能的側重點應用到不同的教學部分，其中Excel是創(chuàng)建和維護電子表格的應用軟件，對于Excel，制作者不需要掌握高深的編程技術，學習和應用起來十分方便。它內(nèi)置了數(shù)學、統(tǒng)計、財務等多種函數(shù)，具有強大的數(shù)據(jù)計算、分析和統(tǒng)計的功能，還具有強大的制表及繪圖功能，能夠通過二維和三維圖表等多種形式。[2] 下面就以Excel軟件簡述其在高等數(shù)學教學中的應用。

題：數(shù)列極限定義：設{xn}為一數(shù)列，其中a是常數(shù)， 對任意給定的正數(shù)ε（不論它多么?。?，總存在正整數(shù)N，使得當n>N時，總有|xn-a|<ε成立。

說明：1.“任意正數(shù)ε”刻畫了數(shù)列中項xn與常數(shù)a的接近程度；2.“存在正整數(shù)N，使得當n>N時”表示n是充分大的。 那么如何理解“當n充分大時，xn與常數(shù)a無限接近”呢？

Excel中的最小元素是單元格，各個單元格間有密切的聯(lián)系，當其中一個單元格內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，連鎖反應就會影響到與其相關聯(lián)的其它單元格內(nèi)的數(shù)據(jù)。我們在Excel中設計了表1、表2、表3和表4四張表，列出該數(shù)列某些項及對應的xn值，通過對數(shù)據(jù)的觀察，發(fā)現(xiàn)隨著項數(shù)的不斷增大，xn也接近常數(shù)a=1。 表2列出每h=10項對應的xn及|xn-a|的值，此表中第4行定量地反映了xn與常數(shù)a=1的接近程度；表3中設置了兩個參數(shù)ε和N，完成一個動態(tài)的交互。當輸入一個認為足夠小的正數(shù)ε時，系統(tǒng)返回一個N值，當調(diào)整ε的值時，N將隨之改變，如表4?？梢砸龑W生觀察第N項之后的每項，其與常數(shù)a=1的差都小于預先給定的ε，而第N項之前的每項，與常數(shù)a=1的差不一定都小于ε。表3和表4充分體現(xiàn)了數(shù)列極限的定義，刻畫了N與ε的關系，只有n充分大后對應的項xn與常數(shù)a才無限接近，并不是數(shù)列中任意的項與常數(shù)a都滿足一定的接近程度。 表1：數(shù)列xn=（n+1）/n的值 ；表2：數(shù)列xn=（n+1）/n與常數(shù)a=1的接近程度 ；表3：n充分大時數(shù)列xn=（n+1）/n與常數(shù)a=1無限接近 ；表4：調(diào)整ε后數(shù)列xn=（n+1）/n與常數(shù)a=1的接近程度 。通過以上應用Excel對數(shù)量關系的直觀展示和操作，學生對數(shù)列極限有了本質(zhì)的理解。因為數(shù)列是一種特殊的函數(shù)，所以我們利用Excel的二維圖表功能，可將數(shù)列的變化趨勢十分直觀地反映出來。

應用Excel的計算、繪圖功能，將數(shù)列極限的內(nèi)涵直觀地表現(xiàn)出來，到達了數(shù)形結合，能夠使學生更好地理解和掌握極限概念。 這只是Excel在高等數(shù)學教學中的一個應用，除此之外，其他的軟件也有不同的用途。由此可見，在高等數(shù)學教學中，現(xiàn)代信息技術的應用性強，并有待進一步開發(fā)。

現(xiàn)代信息技術的應用是高校數(shù)學必不可少的教學手段，也是未來的發(fā)展趨勢。通過合理地應用現(xiàn)代信息技術，能為高等數(shù)學教學方法提供廣闊的余地，為培養(yǎng)學生的高等數(shù)學能力提供有利的條件和廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻：

[1] 曾國斌.高等數(shù)學教學“信息技術化”的模式探究[J].太原城市職業(yè)技術學院學報. 2014（05）

[2] 方其桂.多媒體CAI課件制作實例教程[M].第3版.北京：清華大學出版社，2008.10：81