淺談現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

劉 彬

（哈爾濱科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150300）

前言

由于科技水平的不斷提升和迅猛發(fā)展，使得現(xiàn)代化的技術(shù)開展在各個領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，教育領(lǐng)域也不例外。當(dāng)在高數(shù)教學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，不僅可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有效提升，使得學(xué)生能夠?qū)⒆⒁饬械浇虒W(xué)內(nèi)容之上。還可以使高等數(shù)學(xué)中的抽象知識更加具象，使得教學(xué)難度系數(shù)明顯降低，從而使學(xué)生能夠?qū)ο嚓P(guān)知識有效掌握。為了使上述目標(biāo)能夠得到有效實現(xiàn)，教師需要使現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用有效性顯著提升。

1.現(xiàn)代教育技術(shù)背景下的高等數(shù)學(xué)教學(xué)

1.1 現(xiàn)代教育技術(shù)是教育改革的制高點(diǎn)

教育技術(shù)是“對學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)資源進(jìn)行設(shè)計、開發(fā)與使用、管理與評價的理論與實踐”[1]。而教育技術(shù)的主要研究對象則是學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)資源，研究的領(lǐng)域是理論與實踐。在該理論體系中其涉及到教學(xué)、學(xué)習(xí)、傳播、電子、美學(xué)與哲學(xué)等相關(guān)理論內(nèi)容。

現(xiàn)在教育技術(shù)是以計算機(jī)為核心的信息技術(shù)在教育、教學(xué)領(lǐng)域中的實際應(yīng)用。基于現(xiàn)代信息社會發(fā)展的特征表象，其標(biāo)志就是在教育與教學(xué)中，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在現(xiàn)代教育技術(shù)實施期間，其為學(xué)習(xí)者提供一種有利于觀察、思考和比較的信息化環(huán)境，以創(chuàng)新意識、教學(xué)試驗等方式來開創(chuàng)新型的教學(xué)模式。毋庸置疑，現(xiàn)代教育技術(shù)是教育改革與發(fā)展的制高點(diǎn)與突破口，更是教育走向現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。

1.2 現(xiàn)代數(shù)學(xué)教學(xué)的重要標(biāo)志

早在1996年，業(yè)內(nèi)權(quán)威組織曾經(jīng)表明，現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育要想適應(yīng)未來社會的發(fā)展，必須要圍繞四種基本學(xué)習(xí)能力來進(jìn)行重新設(shè)計與組織，分別為學(xué)會認(rèn)知、學(xué)會做事、學(xué)會共同生活與學(xué)會生存[2]。這些能力是個人為了完善其自身個性所需要的重要能力，也是社會中各個專業(yè)的成員發(fā)揮首創(chuàng)精神與自主性的改革與創(chuàng)造的保障。

2.高等數(shù)學(xué)中應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢

2.1 使內(nèi)容更生動，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

高等數(shù)學(xué)的抽象性相對較強(qiáng)，使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對吃力，以此來對高等數(shù)學(xué)缺乏學(xué)習(xí)興趣。因此，如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣成為教師的研究重點(diǎn)。對傳統(tǒng)教學(xué)來講，教學(xué)課堂中教師占據(jù)絕對核心，學(xué)生通過教師提供的知識來完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)，由于學(xué)生處于被動的狀態(tài)中，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣都相對較低，以此來使課堂教學(xué)效果相對較差。當(dāng)對現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)有效運(yùn)用時，可以利用圖片或視頻的方式來對內(nèi)容有效呈現(xiàn)，使學(xué)生感官得到有效刺激的同時，還使學(xué)生的積極性被充分調(diào)動，從而使學(xué)生能夠更加積極的投入到高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之中。

2.2 優(yōu)化課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

在高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，要對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力全面培養(yǎng)。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師對數(shù)學(xué)推理重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，但是對“問題解決”的教學(xué)缺乏重視。另外，在以往的教學(xué)中，學(xué)生容易忽視直觀、忽視應(yīng)用，造成學(xué)生在進(jìn)行問題分析過程中出現(xiàn)過度強(qiáng)調(diào)邏輯推理和演繹證明，最終造成學(xué)生產(chǎn)生了“只見樹木，不見森林”的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)將現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)運(yùn)用其中時，在多媒體設(shè)備的輔助下，使得相關(guān)知識的發(fā)現(xiàn)過程能夠被有效重現(xiàn)，學(xué)生可以在已有知識的基礎(chǔ)上來進(jìn)行猜想和總結(jié)，并對定理有效發(fā)現(xiàn)，這不僅使學(xué)生的視野得到有效開闊，還可以使學(xué)生的靈感被有效激發(fā)，進(jìn)而使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到明顯加強(qiáng)[3]。

2.3 利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，提升教學(xué)效率

傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，相關(guān)知識的傳播以教師講解和板書為主，教師在概念、定理、例題方面所消耗的時間相對較多，這樣使得相關(guān)例題的分析時間被明顯縮減。當(dāng)對多媒體技術(shù)全面應(yīng)用時，教師可以對課件進(jìn)行制作，并在課堂中通過投影就能夠有效展現(xiàn)，以此來節(jié)省一定的時間。此時可以給予學(xué)生一定的獨(dú)立思考時間，也可以和學(xué)生一同探討問題，使學(xué)生能夠獲得相關(guān)解題的思路，從而使課堂教學(xué)效率得到顯著提升。除此之外，教師可以將趣味知識、數(shù)學(xué)家的趣事等穿插其中，使教學(xué)內(nèi)容的豐富性明顯加強(qiáng)，從而使學(xué)生獲得有效的思考空間，進(jìn)而使學(xué)生的知識視野被全面擴(kuò)大。

2.4 利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，提升教師教學(xué)水平

隨著當(dāng)今現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使現(xiàn)代教學(xué)與計算機(jī)技術(shù)融合已經(jīng)成為當(dāng)代知識經(jīng)濟(jì)中必然的發(fā)展趨勢。不僅如此，當(dāng)代教學(xué)知識以及教學(xué)專家、智能化CAI系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)等多種教學(xué)軟件也到了極大進(jìn)步，促使人們可以利用多種不同的方式獲取目標(biāo)知識，提升工作效率，因此也就相應(yīng)需要教師能夠跟進(jìn)時代發(fā)展步伐，深刻了解和掌握當(dāng)代教育技術(shù)的應(yīng)用，強(qiáng)化對教學(xué)技術(shù)的學(xué)習(xí)，以此提升自身，及時在實際教學(xué)中引入新方法和新技術(shù)，不斷改進(jìn)教學(xué)方式，最終達(dá)到提升教學(xué)水平的目的。

3.現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在高等數(shù)學(xué)中的應(yīng)用措施

3.1 利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)完成教學(xué)設(shè)計

對傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)課堂來講，教師占據(jù)主體領(lǐng)導(dǎo)地位，學(xué)生處于機(jī)械性聽講的狀態(tài)，這樣使得課堂教學(xué)效果處于偏低水平。為了使這種現(xiàn)象得到改善，要對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有效激發(fā)，并對學(xué)生的潛力充分開發(fā)，使學(xué)生由被動接受知識向主動獲取知識有效轉(zhuǎn)變，以此來成為課堂學(xué)習(xí)的主體。因此，在實際教學(xué)過程中，教師要對良好的學(xué)習(xí)探究環(huán)境有效營造，使學(xué)生能夠在數(shù)學(xué)概念以及延伸知識等方面主要參與其中，從而使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力全面提升。

在實踐教學(xué)的過程中，教師要對教材內(nèi)容全面掌握，并對教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)有效梳理。同時在學(xué)生學(xué)習(xí)情況的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)來完成教學(xué)設(shè)計工作。教師要在相關(guān)知識、概念等內(nèi)容講解和課件放映之間構(gòu)建關(guān)聯(lián)性，使教學(xué)中的提問、思考、探究等環(huán)節(jié)能夠有效完成串聯(lián)，從而使教學(xué)的有效性顯著提升[4]。例如：在對《二重積分》相關(guān)知識全面講解時，教師先將二重積分的定義向?qū)W生闡述，之后向?qū)W生拋出問題，即求解曲頂柱體的體積。教師要給予學(xué)生充足的思考時間，使學(xué)生能夠進(jìn)行獨(dú)立的思考鍛煉。然后教師將求解步驟劃分成分割、近似求和以及取極限三步，并將解題步驟制作成動畫來呈現(xiàn)，從而使學(xué)生能夠?qū)υ摲矫鎯?nèi)容深刻掌握，進(jìn)而使教學(xué)設(shè)計的科學(xué)合理性得到確保。

3.2 利用信息技術(shù)來搜索相關(guān)教學(xué)資料

在傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師對教材過度依賴，并將教學(xué)的重點(diǎn)放在教材之上。雖然高等數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容都是由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜易屑?xì)挑選的，但包含的內(nèi)容相對寬泛，為了使教學(xué)的針對性顯著加強(qiáng)，要將現(xiàn)代化信息技術(shù)引入其中。教師利用信息技術(shù)可以對教學(xué)資料有效搜索，來資料進(jìn)行有效的篩選，使得資料能夠和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)情況相一致，以此來使針對性教學(xué)順利開展。不僅使教學(xué)內(nèi)容得到一定程度降低，還可以和學(xué)生的學(xué)習(xí)實際狀況有效貼近，進(jìn)而使良好的學(xué)習(xí)效果得以實現(xiàn)[5]。

例如：在對《空間直角坐標(biāo)集和坐標(biāo)》相關(guān)內(nèi)容全面講解之間，教師先通過小測試來了解學(xué)生的基礎(chǔ)水平。并在此基礎(chǔ)上，教師對適宜學(xué)生的資料或習(xí)題有效挑選，既可以使學(xué)生的能力得到鍛煉，又不會讓學(xué)生產(chǎn)生排斥心理。同時，讓學(xué)生思考自己家和學(xué)校兩者之間的空間位置，并對平面直角坐標(biāo)系全面構(gòu)建。之后將該內(nèi)容當(dāng)做切入點(diǎn)，來向空間直角坐標(biāo)全面過渡，使學(xué)生的接受度顯著提升，進(jìn)而使知識得到有效傳遞。

3.3 應(yīng)用多媒體技術(shù)來提高課堂效率

當(dāng)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)工程中應(yīng)用多媒體技術(shù)時，不僅可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被有效激發(fā)，使學(xué)生的參與意識得到加強(qiáng)，以此來使教學(xué)過程得到優(yōu)化。而且可以有限時間內(nèi)來使課堂信息容量得到增大，使得學(xué)生能對學(xué)科前沿知識全面掌握，以此使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)得到有效豐富。在科技高速發(fā)展的當(dāng)下，計算機(jī)在教育領(lǐng)域中有效應(yīng)用成為教育現(xiàn)代化的主要標(biāo)志和體現(xiàn)，多媒體教學(xué)指的是利用計算機(jī)技術(shù)來對相關(guān)信息全面加工，使得全新的教學(xué)形式得以形成。通過多媒體課件的運(yùn)用，使良好的教學(xué)氛圍被有效構(gòu)建。同時動靜結(jié)合的教學(xué)圖像，使得內(nèi)容的呈現(xiàn)更加的直觀，以此來使最佳教學(xué)效果得以實現(xiàn)[6]。除此之外，多媒體技術(shù)能夠?qū)χ攸c(diǎn)和難點(diǎn)有效突出，這樣使常規(guī)問題得到妥善的解決。

例如：在講解《定積分》概念時，通過動畫的方式來對曲邊梯形的面積來有效展示，使曲邊梯形的面積可以劃分成若干小矩形面積構(gòu)成形成，以此來使學(xué)生對定積分概念產(chǎn)生深刻印象。另外，在對《空間解析幾何》內(nèi)容全面學(xué)習(xí)時，能夠利用多媒體技術(shù)來對二次曲面圖形有效制作，并向制作完成后的畫面呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生能夠?qū)ο嚓P(guān)內(nèi)容產(chǎn)生大致了解。與此同時，還要對二次曲面來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、變形，使學(xué)生能夠從多個角度來觀察二次曲面。當(dāng)知識呈現(xiàn)更加直觀，使客觀事物和學(xué)生之間的距離得到縮短，從而使學(xué)生對內(nèi)容進(jìn)行全面理解和掌握。

3.4 利用現(xiàn)代教育技術(shù)完成知識重現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生求知欲

3.5 可設(shè)立現(xiàn)代課堂的教學(xué)系統(tǒng)模型支持高等數(shù)學(xué)教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)系統(tǒng)是由教師、學(xué)生和教材要求所構(gòu)成，而在現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境下，還需要增加“教學(xué)媒體”這一關(guān)鍵要素，構(gòu)建如圖1所示的課堂教學(xué)系統(tǒng)模型。

圖1：現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境下的課堂教學(xué)系統(tǒng)模型

該模型是一種以思維立體為基礎(chǔ)的場景形式，其包含三個空間維度與一個特定的時間維度。其中課件系統(tǒng)是指課件和支持課件運(yùn)行的軟件與硬件環(huán)境，各個要素都具備各自的功能強(qiáng)項。在課件系統(tǒng)的支持下，其可參與到教學(xué)過程中的控制上，提供大量適合的信息資源，提供更加方面的信息獲取與處理以及表述的手段，具備教師的部分教學(xué)功能，也具備一定的獨(dú)立性。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師作為課堂的組織者與指導(dǎo)者以及學(xué)生知識體系與思想建構(gòu)的促進(jìn)者與幫助者，需要教師將各個要素進(jìn)行相互作用和依存，充分利用教師與文字教材和課件系統(tǒng)突出的特點(diǎn)來取長補(bǔ)短，相互配合，整體協(xié)調(diào)之后實現(xiàn)最優(yōu)化的教學(xué)過程。

以定積分的概念為課件開發(fā)制作的案例，在處理后做出以下設(shè)計。

（1）前期準(zhǔn)備。先對教學(xué)內(nèi)容和與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)素材進(jìn)行整理與收集，其中將預(yù)備知識、定積分引例、定積分的定義與幾何意義等分別設(shè)置超鏈接挑戰(zhàn)到相對應(yīng)的章節(jié)內(nèi)容界面。

（2）參考其他教學(xué)課件的背景，使用Photoshop軟件中的基本圖形工具、直線工具和文字工具以及圖層樣式、濾鏡、自由變換等功能,創(chuàng)作了一個以藍(lán)色為基調(diào),印有高等數(shù)學(xué)標(biāo)記和各種數(shù)學(xué)符號的畫面作為背景,然后根據(jù)各部分具體內(nèi)容的差異作出相應(yīng)的調(diào)整修改。

（3）確定具體內(nèi)容。背景圖片確定后,就可以直接添加具體內(nèi)容。我們通過課件制作工具（如方正奧思）中以文字或文本對象加入或用PhotoShop編輯背景圖片時直接添加。由于方正奧思對課件每頁添加的對象個數(shù)有一定的限制（版本原因）,采用第二種方法來輸入較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和符號。將輸入的文字內(nèi)容調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢煤笾苯颖４鏋楸尘皥D片。

（4）建構(gòu)課件基本結(jié)構(gòu)。在這一階段,主要在方正奧思中完成以下幾個部分的內(nèi)容：利用超級鏈接功能直接調(diào)用前面制作的背景和動畫素材,根據(jù)總體設(shè)計時的構(gòu)想將整個課件形成一個整體,從而使內(nèi)容形成一定的邏輯結(jié)構(gòu)。對片頭和動態(tài)演示的動畫設(shè)置一定的時序?qū)傩?以配合使用者的實際操作實現(xiàn)特定的交互效果。如：點(diǎn)擊“動畫演示”文字按鈕,一個動畫演示窗口由小到大出現(xiàn),待窗口畫面穩(wěn)定后開始動態(tài)演示,演示過程中或演示結(jié)束后隨時雙擊演示窗口即可使該演示窗口退出。

結(jié)束語

通過本文的論述可知，在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中引入現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)具有十分重要的意義，不僅可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提升，使得良好的課堂氛圍有效形成。還可以使高等數(shù)學(xué)知識由抽象向直觀轉(zhuǎn)化，使學(xué)生能夠?qū)ο嚓P(guān)知識有效掌握，以此來使相關(guān)教學(xué)質(zhì)量和效果都得到全面提升。為了達(dá)到這樣的效果，就要對現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用不斷深入研究，以此來使相關(guān)應(yīng)用策略得到全面實施，使得現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的作用得到充分體現(xiàn)，從而為知識的有效傳遞提供保證。相關(guān)研究人員可以將本文當(dāng)做基礎(chǔ)，來從不同的角度或方向來進(jìn)行深入探索，使得相關(guān)研究成果更加明顯和精準(zhǔn)，進(jìn)而為高等數(shù)學(xué)教育的健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)保障。