基于“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高等數(shù)學(xué)教學(xué)探索研究

摘要：本文對目前高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中出現(xiàn)的問題進行深入分析，闡述了高等數(shù)學(xué)教學(xué)中運用信息技術(shù)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的必要性，并基于“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高等數(shù)學(xué)教學(xué)進行了探索研究。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);核心素養(yǎng);高等數(shù)學(xué)

1緒論

信息技術(shù)具有強大的教育教學(xué)功能，教育工作者要充分利用信息技術(shù)，要以信息化手段帶動教學(xué)模式和教學(xué)評價方式的改革和創(chuàng)新，基于信息化技術(shù)，帶動教學(xué)從內(nèi)容、模式到評價的全面變革。在這種背景下，如何充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)共建共享優(yōu)質(zhì)教育資源的目的，提升高職學(xué)生的核心素養(yǎng)與能力，已經(jīng)成為教育工作者關(guān)注的焦點。

核心素養(yǎng)明確了高職學(xué)生應(yīng)該具備的素養(yǎng)和能力，是高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的重要指導(dǎo)思想，如何在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中利用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是當(dāng)前高職數(shù)學(xué)教師研究的內(nèi)容，也是高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)探索的方向。

2高職院校中高等數(shù)學(xué)教學(xué)存在的問題分析

高等數(shù)學(xué)是高職院校學(xué)生必學(xué)的一門公共基礎(chǔ)課程，它是培養(yǎng)學(xué)生核心素質(zhì)必不可少的組成部分，但是在目前的高職院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在一些問題。

2.1教學(xué)內(nèi)容體系陳舊

當(dāng)前高職院校的高等數(shù)學(xué)的教材，教學(xué)內(nèi)容體系仍然陳舊，結(jié)構(gòu)未做大的調(diào)整，缺乏與相關(guān)專業(yè)課的滲透。高職數(shù)學(xué)教師一般是在基礎(chǔ)教學(xué)部，基本不懂專業(yè)知識，與各專業(yè)的溝通、與專業(yè)的聯(lián)系也不夠，與人才培養(yǎng)目標的結(jié)合不夠，因此不能結(jié)合學(xué)生的專業(yè)進行相對應(yīng)的教學(xué)，特別是教學(xué)內(nèi)容的選取，因缺乏與專業(yè)課程的溝通，難以發(fā)揮基礎(chǔ)課程服務(wù)于專業(yè)課程的特性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動力不夠等現(xiàn)象，難以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.2課程的教學(xué)方法和手段單一

目前大部分高職院校數(shù)學(xué)教師依舊使用教師為主、學(xué)生為輔的教學(xué)模式，從根本上講仍使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教學(xué)手段單一，一些高職院校的高等數(shù)學(xué)教學(xué)雖有一定的改革，在教學(xué)過程中僅僅通過信息技術(shù)獲取信息或呈現(xiàn)信息，很多信息不能有效地轉(zhuǎn)變成學(xué)生內(nèi)在的知識。這種教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生只能被動地接受知識，缺乏互動性和參與性，不能有效地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，嚴重影響高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.3學(xué)生的學(xué)習(xí)動力不夠

高職院校學(xué)生對所學(xué)數(shù)學(xué)知識掌握的情況相對較差，學(xué)習(xí)的適應(yīng)性較弱，綜合運用的能力較差，進入高職院校后，高等數(shù)學(xué)教學(xué)中仍然以教師為中心講授知識，學(xué)生被動學(xué)習(xí)知識，學(xué)生普遍感覺高等數(shù)學(xué)的理論知識深奧、難懂、難學(xué)，當(dāng)要用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識去解決專業(yè)或生活中的實際問題時，不知如何從實際問題中抽象出數(shù)學(xué)問題，并且分析問題以及解決問題的能力不高。在借助信息技術(shù)手段對數(shù)學(xué)進行探索性學(xué)習(xí)時，學(xué)生表現(xiàn)出的能力相當(dāng)薄弱，所以在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中有畏難情緒，學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣不高，學(xué)習(xí)難以堅持下來，學(xué)習(xí)的精神也難以發(fā)揮出來。

3高等數(shù)學(xué)教學(xué)中運用信息技術(shù)提升學(xué)生核心素養(yǎng)的必要性

（1）開展基于“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究是培養(yǎng)高職學(xué)生運用數(shù)學(xué)的意識和提高學(xué)生運用數(shù)學(xué)的能力的有效途徑。信息技術(shù)的教學(xué)手段，特別是數(shù)學(xué)軟件的運用能夠讓高職學(xué)生著重掌握數(shù)學(xué)的基本概念和基本方法，從而讓學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)的作用，掌握用數(shù)學(xué)軟件解決專業(yè)問題、現(xiàn)實問題的手段。經(jīng)過適當(dāng)?shù)挠?xùn)練，能讓學(xué)生形成用數(shù)學(xué)分析問題的意識，提高學(xué)生通過數(shù)學(xué)解決問題的能力，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。

（2）開展基于“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究是提升高職學(xué)生核心素養(yǎng)的新探索。通過信息技術(shù)手段提供豐富多樣的教學(xué)資源，可以突破課堂的時間和空間的限制，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上更加全面地為學(xué)生提供諸如數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)歷史、數(shù)學(xué)家及其精神、數(shù)學(xué)應(yīng)用、數(shù)學(xué)美等數(shù)學(xué)文化知識，深度挖掘數(shù)學(xué)課堂的思政育人功效，為提升學(xué)生數(shù)學(xué)文化和核心素養(yǎng)提供有效途徑。

（3）開展基于“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高等數(shù)學(xué)教學(xué)研究是對現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)課程體系的進一步完善和優(yōu)化。當(dāng)前高等數(shù)學(xué)課程正面臨著諸如課程學(xué)時較少，課程標準不統(tǒng)一，生源類型多樣等諸多現(xiàn)實困難，信息技術(shù)的發(fā)展為解決這些矛盾提供了有效的手段，信息技術(shù)在課程教學(xué)中的融合滲透必將進一步完善現(xiàn)有的高等數(shù)學(xué)課程體系，優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，豐富課程內(nèi)涵，為促進課程改革和人才培養(yǎng)質(zhì)量提供支撐。

4基于“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高等數(shù)學(xué)教學(xué)探索研究

有效地實現(xiàn)信息技術(shù)和高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)的深度融合。改變營造一種新型的教學(xué)環(huán)境，采用先進的教學(xué)手段，完善高職數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)模式和方法，提高數(shù)學(xué)教師的教育教學(xué)能力。利用信息技術(shù)培養(yǎng)核心素養(yǎng)，充分調(diào)動高職學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的動力，鼓勵學(xué)生對問題從多個的角度、不同的方面去觀察思考、分析總結(jié)，從而把學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性較充分地調(diào)動出來，提高學(xué)生數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和教師數(shù)學(xué)教學(xué)的效果。

4.1教學(xué)內(nèi)容體系的優(yōu)化

要激發(fā)高職學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣，就必須在課堂教學(xué)中突出數(shù)學(xué)知識在專業(yè)上的作用，讓學(xué)生知道數(shù)學(xué)是學(xué)好專業(yè)課的前提和基礎(chǔ)。高等數(shù)學(xué)教師應(yīng)加強和專業(yè)教師的溝通交流，真正找到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的結(jié)合點，結(jié)合專業(yè)特點以及學(xué)生的具體情況選定教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)地對教學(xué)內(nèi)容進行必要的更新和優(yōu)化，并通過視頻、動畫等方式在教學(xué)中直觀地呈現(xiàn)出來。

比如，我院經(jīng)貿(mào)學(xué)院會計專業(yè)的高等數(shù)學(xué)課程，在理論應(yīng)用和實踐拓展方面要多選擇經(jīng)濟方面的案例。例如將我院學(xué)生在創(chuàng)業(yè)街面包店創(chuàng)業(yè)的視頻呈現(xiàn)給學(xué)生，將學(xué)生置于問題情境中，根據(jù)平時銷售的數(shù)據(jù)分析如何給一款肉松面包定價，才能獲得最大的日利潤，引導(dǎo)學(xué)生將實際創(chuàng)業(yè)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，讓學(xué)生用所學(xué)數(shù)學(xué)知識去分析和解決實際專業(yè)問題，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的實用性，這樣學(xué)生在走向社會才能融合不同的學(xué)科知識和技能解決真實且復(fù)雜的問題。

同時，通過信息技術(shù)手段，豐富教學(xué)平臺中的教學(xué)資源庫，挖掘數(shù)學(xué)發(fā)展史、數(shù)學(xué)文化等內(nèi)容，通過講述中國古代數(shù)學(xué)家勤奮刻苦、現(xiàn)代數(shù)學(xué)家求真創(chuàng)新的故事，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，有利于加強學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、刻苦鉆研、嚴謹認真、勇于探索、不斷創(chuàng)新的精神，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。

4.2課程教學(xué)模式的創(chuàng)新

在高等數(shù)學(xué)課程與信息技術(shù)相融合后，學(xué)生根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上提供的視頻、微課等在課前進行自主預(yù)習(xí)并獨立完成測試題，小組成員也可根據(jù)小組協(xié)同任務(wù)進行分析、討論和解決問題，這將充分調(diào)動學(xué)生的積極性和參與度.培養(yǎng)他們相互激發(fā)、團結(jié)協(xié)作的合作精神。在課堂的教學(xué)中，將翻轉(zhuǎn)課堂和傳統(tǒng)的教學(xué)模式進行結(jié)合，積極轉(zhuǎn)變課程教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

在課程教學(xué)中，將數(shù)學(xué)建模與高職數(shù)學(xué)教學(xué)進行有機整合。由于數(shù)學(xué)類課程抽象性、邏輯性強的固有特點，學(xué)生往往對知識理解不透徹，應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力薄弱等問題。我們擬通過將數(shù)學(xué)軟件與高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)進行有機整合解決上述矛盾。將數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗相融合，借助多種信息化手段，形成新的教學(xué)模式，學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題中內(nèi)化知識，提升素養(yǎng)。

例如，在理論應(yīng)用環(huán)節(jié)中，觀看一段公路鐵路雙運輸模式的視頻，國內(nèi)常見的雙運輸模式中如何設(shè)置公路和鐵路運輸節(jié)點是節(jié)省運輸成本的關(guān)鍵點，創(chuàng)設(shè)問題情境，給出求運費最少經(jīng)典案例，設(shè)問：要使貨物從供貨點運到工廠的總運輸費用最少，公路和鐵路交接處的中轉(zhuǎn)站點該如何選取？根據(jù)動畫演示引導(dǎo)學(xué)生分析問題，建立總運費數(shù)學(xué)模型。模型求解先由學(xué)生手工推算，求解過程發(fā)現(xiàn)，模型中函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)計算復(fù)雜，為此引入MATLAB軟件求解二階導(dǎo)數(shù)，前后對比讓學(xué)生感受到MATLAB軟件能化繁為簡，突破教學(xué)難點。根據(jù)唯一極值即為最值的原理得到最小值點，即求出總運費最少點。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納用導(dǎo)數(shù)解決經(jīng)濟最優(yōu)化問題數(shù)學(xué)建模的思路和求解方法。

在實踐拓展環(huán)節(jié)中，觀看我院大學(xué)生在校園創(chuàng)業(yè)街面包店創(chuàng)業(yè)的視頻案例，創(chuàng)設(shè)實際的案例問題情境，針對某款肉松面包如何合理定價的問題，采用任務(wù)驅(qū)動法創(chuàng)設(shè)兩個協(xié)同任務(wù)，發(fā)布協(xié)同任務(wù)一：如何建立肉松面包利潤的數(shù)學(xué)模型？啟發(fā)小組學(xué)生整理并處理數(shù)據(jù)（見圖1），分析問題，用設(shè)問的方式引導(dǎo)學(xué)生建立面包利潤的數(shù)學(xué)模型并上傳至平臺，挑選兩小組成員上臺講解分享，教師針對學(xué)生的共性問題點評補充，并詳細講解面包利潤模型;接著發(fā)布協(xié)同任務(wù)二：如何求解利潤模型？學(xué)生借助MATLAB軟件繪圖功能，并畫出成本與利潤圖（見圖2），學(xué)生可直觀地觀察面包利潤隨銷售量的變化情況，得到此款肉松面包獲得最大日利潤時面包的價格。

4.3教學(xué)評價方式的改革

教學(xué)評價的改革和高等數(shù)學(xué)課程改革是同步的，要想使發(fā)展高職學(xué)生核心素養(yǎng)的目標真正實現(xiàn)，關(guān)鍵在于探究如何改革高等數(shù)學(xué)現(xiàn)有的評價方式。針對目前高職院校招生方式的多樣性，可以使用分層教學(xué)和注重過程性的考核方式。對于傳統(tǒng)的知識型高等數(shù)學(xué)的考試，筆試考試是一種簡單高效的考查方式，對于以提升學(xué)生核心素養(yǎng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)來說，單純的筆試考試有一定的局限性，融合筆試考試和計算機的考試將會是考查形式的一種趨勢.基于信息技術(shù)的評價為收集和分析學(xué)生的表現(xiàn)提供了便捷，信息技術(shù)能對學(xué)生的活動過程和成效進行及時多方互動和評價，信息技術(shù)能更好地探究過程和評價過程。比如在教學(xué)平臺中，老師和學(xué)生能共同看到學(xué)生的活動過程，同學(xué)之間可以互動評價自己和其他同學(xué)的學(xué)習(xí)過程，這個過程為評價提供了具體且真實的依據(jù)。融入信息技術(shù)開展評價是評價方式改革發(fā)展的動力，這樣評價改革能更好地支持高等數(shù)學(xué)課程改革。

5結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展和進步，教育信息化為優(yōu)質(zhì)教育提供了豐富的教育資源，信息技術(shù)為培養(yǎng)高職學(xué)生的核心素養(yǎng)提供了新的手段，探索以“信息技術(shù)+核心素養(yǎng)”的高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容體系，實踐新型教育教學(xué)模式和探索科學(xué)的教學(xué)評價方式，將充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識解決專業(yè)問題的核心能力，培養(yǎng)具有社會責(zé)任感、嚴謹細致和創(chuàng)新精神的核心素養(yǎng)的新型技術(shù)創(chuàng)新型人才。

作者簡介：謝小韋（1981— ），女，江蘇如皋人，南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)建模。