开发高等数学立体化教学软件的实践与探索

石业娇

(大连海洋大学职业技术学院 辽宁瓦房店 116300)

0 引言

随着信息时代的到来，计算机的应用已经涉及各个领域，也给传统教学带来新的挑战和新的发展机遇。可以说，多媒体技术使数学课堂教学向前迈出了革命性的一大步。但现有多媒体教学软件基本上是将教案搬到屏幕上，不符合学生的认识规律和思维过程，不易于师生互动;多媒体建设交互性、互动性不强，无法满足学生自主学习的需要。在课堂上如何利用多媒体技术辅助教学，提高课堂教学效果，充分发挥多媒体教学的优势，突破传统教学模式，使高等数学教学更生动直观，是多媒体技术辅助教学亟待解决的实际问题。

1 高等数学课程立体化教学软件设计思想

1)课程方案。包括高等数学学习导言、教学提示、学习提示等。

2)学习指导以章为单位设置。包括学习要求，重点知识学习导航图，重点、难点剖析，典型例题解析，在线测试(实现计算机自动阅卷)、达标测试(实现计算机自动阅卷)等。

3)电子课件。填补现有电子教案将教案搬到屏幕上的不足，运用动画技术使教学课件的设置符合学生的认识规律和思维过程，易于师生互动。

4)教学素材资料库。搜集整理大量教学资源和备课元素供教师修改选用，充分展现教师个性化授课特点。包括各专业应用数学案例、数学实验、数学建模、常用数学公式、基本初等函数图像(flash动画)、常用曲线与方程、数学简史与数学家小传等。

5)试题库系统。教师只需根据考试要求直接选择考点和题型，通过智能组卷按钮，几秒钟即可生成试卷和相应答卷，通过试题管理页面实现对试题库的添加、修改和删除，且采用多种生成试卷的方法从试题库中抽取试题生成试卷，生成试卷的效率较高。同时试卷的生成方案通过试卷类型控制，用户自己可以按要求在系统中添加试卷类型，系统的所有输出均采用Word文件，便于用户存档和编辑。

2 高等数学立体化软件创新和探索

1)教学性。从链接目录很容易进入每个章节，每个章节有明确的学习目标，教学基本要求的陈述定位准确;在教材的基础上，重新设计教学过程、制作大量的教学动画，以直观的方式揭示数学的思想本质，加深学生对数学基本概念、原理和方法的理解;教学过程设计更适合教师进行课堂教学，补充类型丰富的教学例题供教师选用，增加课堂练习环节，按动态仿真教学方式设计大量的多媒体教学动画，提高教学效率、突破教学难点，改变单一的课堂教学模式，使抽象的数学教学过程变得生动活泼。立体化教学软件的引入，提供了图文声像并茂、色彩鲜明的教学情境与氛围。还可根据不同的教学内容与环节，适时方便地添加或引入课外知识，开拓学生的知识面。如讲授导数、牛顿、莱布尼兹公式等内容时，通过课件中的超级链接，播放柯西、牛顿、莱布尼兹等数学大师们的图片与生平，介绍微积分的发现过程等背景知识，不仅使学生受到数学史的教育，还有助于消除学生对于高等数学学习的畏难情绪，使教法现代化、课堂信息化、图像直观化，能激发学生的学习兴趣。再如，在教学空间解析几何这一部分内容时，多媒体课件就发挥了传统板书教学方式无法比拟的优势，直观形象的空间立体图形如果用手画既费时，又画不好，而利用课件就可轻松解决这一问题，使得原本难以捉摸的空间关系变得具体形象，符合学生学习的认知规律，便于其掌握。再如在讲授二重积分章节求曲顶柱体的体积时，可以借助于课件将曲顶柱体从“分割到求和”的过程一步步地细腻、直观、形象地展现出来，使学生得以更好地理解“微元法”的思想，从而收到良好的教学效果。

2)技术性。课件制作恰当地运用了多媒体效果，画面清晰，动画连续，色彩逼真，文字醒目，课件在调试、运行过程中无故障，界面友好，操作简单、灵活，课件更新方便，利于交流、提高，弥补现有电子教案将教案搬到屏幕上的不足。具体地说，重要的概念、定理一般运用逐字显示的动画效果，配以声音，提醒学生注意记录。一般结论或题目采用一段同时展开方式，但教师在授课时要留时间供学生思考。计算和推理过程按思维块逐步放映，边讲解边出现相应内容，相当于板书的效果，重要的概念和结论要设计例子加深理解和印象。PowerPoint开发平台功能强大，可将传统黑板加粉笔的教学模式的优点发挥出来。例如描绘函数f(x)=2x3－3x2［1］，设置过程:单击出现，“解(1)定义域为”;再次单击出现“(－∞，+∞)”，单击出现“奇偶性及周期性:”，再次单击出现，“无奇偶性及周期性.”，单击出现“(2)f'(x)=”，再次单击出现，“f'(x)=6x2－6x”，单击出现分解因式的结果“f'(x)=6x(x－1)”……，列表讨论时，也要运用动画技术，按思维过程做到按思维块逐步放映，边讲解边出现相应内容，相当于板书的效果，同时便于提问学生，让学生参与计算过程，最后描绘图像时首先显示制作的坐标纸图片，然后将曲线上极值对应的点、拐点、与坐标轴的交点、其他补充点，采用缩放效果从左到右，单击一次出现一个点，然后根据列表讨论结果，用凹的或凸的光滑曲线连接，完全模拟教师用粉笔在黑板上的操作过程。

3)艺术性。界面内容既美观大方又生动形象，拓展学生的想象空间，充分发挥教师的主导作用。立体化教学软件既能让教师根据需要自由选择相应的教学进程，又能不受软件的制约，针对不同教学进程，灵活掌握课堂的实际进程，做到因材施教。

4)创新性与实用性。立体化教学软件设计中提供先前学习的复习材料(预备知识)、目的要求、重点难点、复习指导及课堂练习，使用的策略既与课程内容有关，又能有效引起和维持学习者的注意和兴趣;课件在课堂教学中要具有较大的启发性，提供支持自主学习、协作学习等多种学习策略的活动，课件的使用突破教学重点和难点，资源丰富，表现形式多样(文本、图片、视频、音频)，拓展了学生的思路，激发学生的想象与创造。运用试听多种媒体进行教学，信息容量大，情景交融，能极大地激发学生学习兴趣，科学合理利用学生的多种感官接受知识信息［2］。交互性强，学生既可用来课前预习，又可以课后复习以及考核检查。通过创设与教学内容相适应的情景，激发学生情感体验，促进心理机能全面和谐发展，符合职业学校学生的认知特点，易于推广。

3 结束语

不管是多现代化的教学工具，都只是手段，不是教学目的［3］。作为教师应该对适合计算机教学的内容加以精选，必须根据教学内容有针对性使用，也不必一堂课一直使用计算机。使用多媒体时，要有一个明确目标，那就是活化教材，再现真实情境，引导学生进行研究性学习。运用多媒体技术时，以学生为中心的课堂教学原则不能变。这就要求教师在制作和使用多媒体课件时，应当以促进学生动脑、动口、动手为着眼点，计算机不能与学生进行情感的交流［4］。总之，要做到合理、高效运用多媒体技术，就要正确地处理好多媒体教学的利与弊，这样才能使教学效果达到最优化。

［1］ 刘连福，许文林.高等数学［M］.北京:中国农业出版社，2010(1):57-61.

［2］ 曹勃.基于高职数学教育情景因素的教学策略探究［J］.宁波职业技术学院学报，2005(3):26-29.

［3］ 孙晔波.高职数学课堂上进行有效教学的尝试［J］.南昌教育学院学报，2010(1):10-11.

［4］ 雷正光.职业技术教育现代教学特点研究［J］.中国职业技术教育，2003(1):31-32.