核心素養(yǎng)引領(lǐng)下的高等數(shù)學(xué)信息化教材開發(fā)研究

馮靜

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)? 高等數(shù)學(xué)? 信息化教材? 計(jì)算機(jī)應(yīng)用

課 題：本文系2018年度山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院人文社科類立項(xiàng)課題《基于學(xué)生核心素養(yǎng)提升的高等數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)與信息化教材開發(fā)研究》（編號：2018RW02，主持人：孫少平）的階段性研究成果。

隨著社會現(xiàn)代化程度的提高，人們使用信息化技術(shù)的領(lǐng)域也是越來越普及，幼兒都可以熟練使用手機(jī)和電腦，辦公自動(dòng)化、多媒體、網(wǎng)絡(luò)大大提高了人們辦事的效率，方便了人與人間的交流與溝通?，F(xiàn)代學(xué)生生活在信息化社會，他們習(xí)慣通過手機(jī)交流、看書、娛樂、獲取世界的最新信息。如果教師還是停留在“一書、一粉筆、一黑板”的狀態(tài)，就脫離了學(xué)生的實(shí)際，對學(xué)生沒有吸引力。國家對改善教育條件、豐富教育資源、優(yōu)化師生上課環(huán)境給予了大力支持。學(xué)生要適應(yīng)將來生活環(huán)境和獲得長遠(yuǎn)發(fā)展的能力，很大的影響因素是學(xué)校的教育，準(zhǔn)確地說是學(xué)科教育。作為教師，應(yīng)該從學(xué)科教育入手，結(jié)合現(xiàn)代學(xué)生的生活背景與專業(yè)實(shí)際開發(fā)信息化教材。信息化教材是現(xiàn)代社會的必然產(chǎn)物，它利用很多計(jì)算機(jī)軟件，包含很多信息化手段，與信息化社會遙相輝映。學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生對軟件很熟悉，主要是學(xué)習(xí)編程，他們的專業(yè)課需要較強(qiáng)的邏輯性，學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)課程不僅可以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，還可以培養(yǎng)邏輯性與條理性，使學(xué)生接受信息化教材更快一些。

“現(xiàn)代教育技術(shù)+現(xiàn)代教育理念=信息化教材”，信息化教材不僅包括課本，還包括微視頻、ppt、flash動(dòng)畫、音頻以及一切與之相關(guān)聯(lián)的能為學(xué)生所用的信息資源。所以信息化教材打破傳統(tǒng)的教材模式，最大限度的結(jié)合現(xiàn)代教育技術(shù)，把靜態(tài)的課本變成生動(dòng)、形象、信息最大化的現(xiàn)代教材。開發(fā)信息化教材，設(shè)置情境，吸引眼球;制作動(dòng)畫、視頻，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力與洞察力;錄制微課，激發(fā)學(xué)生自學(xué)能力;創(chuàng)新實(shí)踐模塊，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力;增加數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)文化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與想象力。

信息化教材影響學(xué)生的“學(xué)”。信息化教材有課本，有音視頻、動(dòng)畫、微課，不僅包含學(xué)生必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，還擴(kuò)充了創(chuàng)新實(shí)踐模塊，讓學(xué)生把學(xué)到的數(shù)學(xué)知識結(jié)合專業(yè)課應(yīng)用到生活中，建立數(shù)學(xué)模型，為生活、生產(chǎn)服務(wù)。增加了數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)文化，增加了學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的認(rèn)識面，既能讓學(xué)生了解高等數(shù)學(xué)的歷史，又能讓枯燥的數(shù)學(xué)生動(dòng)起來，使學(xué)生漸漸地對高等數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣。

信息化教材也影響教師的“教”。教師擺脫“一張嘴、一課本、一黑板”的教學(xué)模式，借助多媒體播放自己錄好的視頻、動(dòng)畫，也可以播放網(wǎng)絡(luò)上的精品課程，使課堂生動(dòng)活潑。在同樣的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生獲得最大的信息量，不僅包括知識，還包括今后生活與學(xué)習(xí)所必需的核心素養(yǎng)，所以開發(fā)信息化教材對學(xué)生來說很有必要，具體方法如下。

一、開發(fā)高等數(shù)學(xué)信息化教材——設(shè)置情境，吸引眼球

高職學(xué)生普遍基礎(chǔ)差、上課不專心、自律意識不強(qiáng)。給高職學(xué)生上高數(shù)課，對高數(shù)教師來說也是很頭疼的事。想要讓高等數(shù)學(xué)不再是師生互相“折磨”的工具，就要把高數(shù)課變得“有意思”。高等數(shù)學(xué)是把從實(shí)際生活遇到的問題抽象出來的數(shù)學(xué)模型形成定理，主要是計(jì)算，所以高等數(shù)學(xué)不像其他學(xué)科那樣有實(shí)際意義。學(xué)生本身面對一些數(shù)字、符號，就覺得枯燥乏味，如果教師按部就班，對著課本在黑板上一步一步演算，學(xué)生就會對高等數(shù)學(xué)望而生畏，甚至厭倦。所以在開發(fā)教材時(shí)，教師要善于創(chuàng)設(shè)情境，每一節(jié)課都可以聯(lián)系生活中的事件做引例，抓住學(xué)生眼球，讓學(xué)生主動(dòng)求知。如在講定積分的時(shí)候，教師可以通過多媒體展示一些湖泊、稻田的圖像，提問“計(jì)算像湖泊這樣的不規(guī)則圖形的面積，請學(xué)生思考一下，在現(xiàn)實(shí)中有沒有辦法解決？”湖泊、稻田在日常生活中學(xué)生經(jīng)常遇到，當(dāng)提出計(jì)算面積的問題時(shí)，學(xué)生會積極主動(dòng)地思考。但是，學(xué)生之前只學(xué)過像長方形、圓的常規(guī)圖形的面積計(jì)算方法，被問到自己不懂的地方學(xué)生會很著急。這時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將不規(guī)則圖形放到平面直角坐標(biāo)系中，并告訴學(xué)生這就是今天要研究的曲面梯形的面積，什么是曲邊梯形呢？這就很自然地引出了當(dāng)天的課題，原本一節(jié)很枯燥的課，如果通過一個(gè)情境引出課題的話，學(xué)生會特別愛聽。

二、開發(fā)高等數(shù)學(xué)信息化教材——制作動(dòng)畫、視頻，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力與洞察力

在課堂上，由于時(shí)間、硬件設(shè)施等限制，教師在講某個(gè)知識點(diǎn)的時(shí)候，往往通過描述來講解，教師講得口干舌燥，學(xué)生卻游離在課堂之外。教師為了盡快引入知識點(diǎn)，描述完問題之后，顧不上學(xué)生是否在積極思考，就告知答案引出新知，這種教育方式很普遍，但效果最差。上帝在創(chuàng)造人類的時(shí)候，給了人們一雙明亮的眼睛，目的是讓人們通過眼睛觀察自己身處的世界，不管是好的還是壞的，我們可以摒棄浮躁，了解世界的本質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力的方法很多，身為教師，可以通過教學(xué)來達(dá)到目的。學(xué)習(xí)初等數(shù)學(xué)的時(shí)候，學(xué)生學(xué)習(xí)了規(guī)則圖形的一些面積公式，比如圓、長方形、三角形的面積，但是對于曲邊梯形的面積，學(xué)生不知道怎么下手。教師可以通過古代劉輝的割圓術(shù)加以引導(dǎo)，通過播放割圓術(shù)的Flash視頻，啟迪學(xué)生求解不規(guī)則圖形的面積。學(xué)生觀看后會受到一定的啟發(fā)，想到通過分割不規(guī)則圖形，把其中的每一個(gè)小部分近似成規(guī)則圖形，再把每一部分的面積加起來，就把不規(guī)則圖形的大概面積求出來了，分割的份數(shù)越多，面積就越接近真實(shí)值，最后教師與學(xué)生共同總結(jié)出求曲面梯形的面積有“分割、近似、求和、取極限”四步。觀察可以讓學(xué)生受到啟發(fā)，獲得必要的方法。所以在教材的編寫上，要注意相關(guān)聯(lián)問題的動(dòng)畫制作，教師講解較難以理解的知識點(diǎn)時(shí)，可以讓學(xué)生通過觀察簡單的問題獲得啟發(fā)。

三、開發(fā)高等數(shù)學(xué)信息化教材——錄制微課，激發(fā)學(xué)生自學(xué)能力

傳統(tǒng)課堂課時(shí)一般是每節(jié)課45分鐘，教師講45分鐘，學(xué)生聽45分鐘。但是人的精力集中的時(shí)間是有限的，前20分鐘還可以跟著教師的思路走，后面的時(shí)間很多學(xué)生的思緒已經(jīng)飛到教室外面去了。尤其現(xiàn)在學(xué)生生活在快節(jié)奏的信息社會，習(xí)慣快速瀏覽信息、接受信息。所以如果把整塊的課本知識拆分，分成幾個(gè)時(shí)間段來學(xué)習(xí)，效率會更高一點(diǎn)?，F(xiàn)在比較普遍的一種教學(xué)方式就是微課，10分鐘一個(gè)知識點(diǎn)，隨時(shí)都可以學(xué)習(xí)。開發(fā)高等數(shù)學(xué)信息化教材，首先就是要錄制微課，把重要的知識點(diǎn)錄制成微視頻，學(xué)生可以在茶余飯后，利用零零散散的時(shí)間隨時(shí)學(xué)習(xí)，學(xué)生非常適應(yīng)這種學(xué)習(xí)方式，他們會自覺地打開視頻，學(xué)習(xí)每一個(gè)知識點(diǎn)。現(xiàn)在高職院校每年都會開展微課比賽、信息化教學(xué)大賽，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟。為了使教學(xué)資源更完整，還要做一些習(xí)題資源，可以穿插在微課里，看完一個(gè)知識點(diǎn)講解以后，出現(xiàn)一兩個(gè)題目，學(xué)生做對了會有獎(jiǎng)勵(lì)加分，這樣學(xué)生就像玩游戲一樣，通過一關(guān)就有獎(jiǎng)勵(lì)，很有成就感，在輕松愉快的環(huán)境下就學(xué)會了知識點(diǎn)。微課不僅可以用在課前預(yù)習(xí)，如果課上聽不懂，課后還可以復(fù)習(xí)鞏固。學(xué)生有了自學(xué)的途徑，學(xué)習(xí)更加主動(dòng)，為今后適應(yīng)未知世界打好了基礎(chǔ)。

四、開發(fā)高等數(shù)學(xué)信息化教材——?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐模塊，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力

高職學(xué)生具有動(dòng)手能力強(qiáng)的特點(diǎn)，他們對應(yīng)用比較感興趣。有時(shí)候?qū)W生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的熱情不太高，是因?yàn)閷W(xué)生覺得學(xué)習(xí)高數(shù)之后，除了計(jì)算，沒什么地方可以用的上。鑒于此，開發(fā)信息化教材時(shí)可以增加創(chuàng)新實(shí)踐模塊。對于數(shù)學(xué)來說，最好的練兵場就是數(shù)學(xué)建模。平時(shí)上課的時(shí)候，教師要注意在任何環(huán)節(jié)上，考慮對學(xué)生建模思想的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識。為了培養(yǎng)學(xué)生的這種意識，在相應(yīng)章節(jié)應(yīng)該設(shè)置一些建模問題，比如講到導(dǎo)數(shù)時(shí)可引入瞬時(shí)速度、極值、最值問題以及經(jīng)濟(jì)上的邊際問題等變化率問題，數(shù)學(xué)模型建好以后，學(xué)生解決問題就要用到計(jì)算機(jī)。學(xué)院計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生對計(jì)算機(jī)比較熟悉，可以用計(jì)算機(jī)處理比較繁瑣的數(shù)據(jù)，利用軟件編程來完成大量的計(jì)算和數(shù)據(jù)擬合并形成圖像。所以，數(shù)學(xué)建模是把數(shù)學(xué)和專業(yè)聯(lián)系起來的橋梁，充分體現(xiàn)數(shù)學(xué)無處不在，數(shù)學(xué)是專業(yè)課的工具。

五、開發(fā)高等數(shù)學(xué)信息化教材——增加數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)文化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力與想象力

對于數(shù)學(xué)，很多人的印象里都是計(jì)算和證明，其實(shí)數(shù)學(xué)也可以像歷史一樣精彩，像詩詞一樣優(yōu)美，知道的越多，學(xué)生越喜歡高等數(shù)學(xué)，就不會再因?yàn)槔浔臄?shù)字和符號，對數(shù)學(xué)產(chǎn)生厭惡情緒，疏遠(yuǎn)了高等數(shù)學(xué)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

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（作者單位：山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）