信息技术与高等数学教学有效融合的实践研究

李金珠

摘 要： 随着计算机及网络技术的飞速发展，现代化的信息技术在学校教学中发挥着越来越重要的作用，特别是在理科课堂中，课程中数学软件实验、平面图形、立体图形的展示对学生掌握知识有很大帮助，所以将信息技术与高等数学进行有效融合将是未来数学教学改革的一个重要方面。现在国内各大高校的专家和学者都在对如何将信息技术与高等数学融合的问题进行探讨和研究，本文通过阐述现代教育技术在高等数学教学中的意义，指出如何在高等数学课堂中实施探究式教学、任务驱动教学及网络环境下实现师生互动等方面的实践，探索信息技术与高等数学融合的途径。

关键词： 信息技术 高等数学 融合 实践

引言

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，以计算机和网络技术为核心的信息技术已成为拓展人类能力的创造性工具。它不仅大大改变了人们的思维方式，还改变了学生的学习方法，促使学校教育向网络化、虚拟化的方向发展，对学校的教学提出了前所未有的挑战，同时也为课程改革提供了有力的支持。鉴于我校是一所文科院校，而且三分之二的学生是来自各个省市的高中文科生，他们中的部分学生理科基础相对薄弱。大学高等数学课程具有内容抽象、课时少、难度大等特点，学生不仅要掌握学习要点，还要将理论结合实际，解决专业其他课程的问题（比如国际贸易、经济管理专业、会计等专业）。那么，任课教师仅仅靠“粉笔+黑板+讲解”的传统教学模式是远远不够的，因此充分利用计算机多媒体和网络平台的优势，探索将信息技术与高等数学课程有效进行融合的教学模式势在必行。

1.信息技术与高等数学有效融合的背景和意义

1.1信息技术对社会经济发展的影响

信息技术从广义而言是指能充分利用与扩展人类信息器官功能的各种方法、工具与技能的总和。它强调的是从哲学上阐述信息技术与人的本质关系。而从狭义来说，信息技术是指利用计算机、网络、广播电视等各种硬件设备及软件工具与科学方法，对文图声像各种信息进行获取、加工、存储、传输与使用的技术之和。它强调的是信息技术的现代化与高科技含量，如遥感技术、通信技术、计算机技术、光盘技术、各种显示终端技术等。

信息技术包括信息技术的生产和应用两个方面。信息技术的生产主要体现在信息技术产业，包括计算机软硬件、电信设备、微电子生产等；信息技术的应用则体现在信息技术的扩散上，包括信息服务、管理信息系统等。在信息技术系统中，微电子技术、通信技术、计算机技术和网络技术可称为信息技术的核心。它们的发展进程体现了信息技术的发展过程。

信息技术代表着当今先进生产力的发展方向，信息技术的广泛应用使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥，使人们能更高效地进行资源优化配置，从而提高社会劳动生产率和社会运行效率。随着信息化在全球的快速进展，世界对信息的需求快速增长，信息产品和信息服务对于各个国家、地区、企业、单位、家庭、个人都不可缺少。信息技术已成为支撑当今经济活动和社会生活的基石。多媒体信息与网络平台为各种思想文化的传播，提供了更便捷的渠道，大量信息通过媒体、网络渗入到社会各个角落，成为当今文化传播的重要手段。

1.2信息技术对学校教育的影响

信息技术给学校教育注入了新的生机和活力，对教育产生了深刻的影响同时也提出了更高的要求。信息技术的发展使教育方式发生重大变化，多媒体、交互式、图形显示及音频、视频等功能将创造全新的学习环境，为教师和学生提供最丰富的教学资源。通过网络学生在家里可接受远程教育，通过班级QQ群进行讨论，请教师解答疑难问题。据报道，这种教育模式比传统教育方式可减少40%的时间和30%的费用，学习速度提高30%～50%，并且多学了约30%的课程，信息技术为当代教育提供了许多便捷的途径，但与此同时，我们不应完全否定传统课堂教学的长处，学校任课教师应充分发挥其特有的人文和情感氛围，注重教学的优化设计，寻求课堂教学的最佳结合点，这意味着学校的教育体制、课程设置和教学方法等需要进行全面改革。

1.3信息技术对高等数学教学影响

以我校为例，传统的数学课堂是老师拿只粉笔在黑板上一遍又一遍地演示讲解内容，适时利用直尺、圆规等简单教具辅助作图；学生课后利用所学定理、定义、公式进行演算解答课后作业，如果临时有问题只能遗留到下一次课或自习时间再请教老师。但现在不同了，学校已经将网络全方位覆盖，信息技术为教师的高等数学课堂提供了图文并茂、人机交互、信息反馈等教学环境，能将原来难以解决的教学设计变成现实。例如，由于现实生活中，学生很少接触骑马时用的马鞍，在数学课堂教学中如果单纯向学生讲解马鞍面的概念就会显得苍白，任课教师就可以利用几何画板、MATLAB、Mathematic等数学软件制作课件，通过软件将立体动画的马鞍面展示给学生，使得学生充分理解马鞍面的形成过程。学生除了在课堂上向老师提问外，学生也可以利用现代化的通信设备向老师请教问题，老师也可以线上线下多种渠道给学生做出解答和指导。这样不仅大大强化了教学效果，还激发了学生的学习情趣，更培养了学生的数学素质，可谓是一举多得。

2.信息技术与高等数学课程的融合实践探索

2.1多媒体教学提高了学生对高等数学课程的学习兴趣

多媒体信息技术以图文并茂、声像并举、能动会变、形象直观的特点为学生创设各种情境，可激起学生各种感官的参与，激发学生强烈的学习欲望，激发学习动机和兴趣。例如在讲授导数的定义时，可以利用求已知函数在某函数在定点处的切线斜率，利用探究式教学法和任务驱动教学法，根据所设问题抓住学生的兴趣点，环环紧扣地进行严谨逻辑推理得出所要讲授的内容，然后推广到一般情况下如何求曲线y=f（x）上一点P（x0，y0）的切线方程，这正是著名数学家莱布尼兹使用的推导方法。通过已学内容循序渐进地学习新的知识，学生更容易接受、记忆犹新，通过多媒体课件阐述了导数的定义、导数的几何意义，向学生介绍数学家莱布尼兹的生平逸事等，把数字化信息技术和教学的特点结合起来，使教学的表现形式更形象化、多样化、视觉化，使教学收到事半功倍的效果。

2.2“微课”合理设计强化了学生对高等数学课程的学习效果

“微课”是当前教育领域最时髦的话题之一，也是信息改变教学的一种有效方式。它不仅改变了教师传统的课堂教学方式，而且改变了学生的学习方式。

传统的高等数学课堂中，教学内容相对难学，学生对感性材料掌握有限，理性思维相对滞后，传统数学课堂是以“粉笔+黑板+讲解”的授课模式下实施的，课堂中仅以语言、文字、数字、图表、公式、定理、法则等符号体系搭建起来的知识场景枯燥，易使学生在学习时产生疲劳厌倦。传统教学模式在教学方法上过于注重讲授式、接受式、填空式的教学，注重概念讲述，定理证明，解题步骤的烦琐等，而且课堂黑板由于面积有限，很多重要的讲解和推理过程都不能很好地保留下来，学生在课下解题需要时不可查询，而“微课”能够以音频或视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点（重点、难点、疑点）或教学环节而开展的精彩教与学活动全过程，因此“微课”是课堂教学的有效补充形式。此外，课前任课教师可以将制作好的“微课”上传到班里指定网站，内容包括课前预习、新知导入、重点难点、巩固练习、章节复习、扩展总结等板块，供学生课下自主学习之用。同时，“微课”还能促进学生的合作学习、指导学生实验等，大大强化了学生对高等数学课程的学习效果。

2.3网络平台实现了师生之间便捷、有效、和谐的沟通

人与人之间的交往离不开沟通，教师作为学生成长的“重要的引路人”，有效沟通对教学效果和班级管理显得尤为重要。在我校网络全面覆盖，师生利用无线网络和现代化的通讯设备进行沟通已经相当普遍，手机上有QQ、微信等功能，班级建立QQ群、微信聊天群等进行沟通，班级的各种通知、布置的作业、标准作业展、高等数学课程中的课件、名人逸事等都可以上传到空间或朋友圈中，供大家查阅。在学生有情感困惑且不愿与老师面对面交流时，师生之间完全可利用QQ或微信等媒介敞开心扉，畅所欲言，帮助学生解答情感问题或帮助学生出谋划策解决学生的生活中苦难和苦楚。任课老师还可以线上线下对学生进行答疑，学生有问题时可以在课堂上问老师，老师不在身边时，可以给老师的QQ或微信留言，待老师有时间时给予回复。网络给我们带来了便捷、有效的交流渠道，教师能及时与学生做到和谐沟通，掌握学生的动态，进行班级管理等方面展现了重要作用。

3.信息技术与高等数学课程融合的总结和思考

3.1教师教学理念需要更新

在第十二届全国人民代表大会第三次会议中国家总理李克强提出制定“互联网+”行动计划。全国人大代表、腾讯董事会主席兼CEO马化腾解释说，“互联网+”战略就是利用互联网的平台，利用信息通信技术，把互联网和包括传统行业在内的各行各业结合起来，在新的领域创造一种新的生态。教师作为学生学习内容的培养者和学生人生的引路人必须做到与时俱进，根据社会的发展趋势，更新教学理念，提高自身素质。教师在教学工作中充分利用信息技术和互联网立足课堂、革新教学方式，强化教学效果，坚持科学育人，扎实有序地开展数学教学研修工作，为促进学生的全面发展，全面提高个人素养，努力服务于教研教学工作而努力。

3.2专业课程设置需要完善

大学中每一个专业的课程设置是专业人才培养方案中的核心部分，它体现了人才培养方案实施过程。一般情况下，每年新生在入学前各个专业的人才培养方案已经制定，但因社会需求关系，招生情况也会随之发生变化，进而课程安排也需随之调整。比如2013级我校小学数学教育专业只有一个行政班，随着社会上中小学培训机构的增加和对数学教师的需求，2014级我校小学数学教育专业就扩大了班级总数和班额；专业课程也会根据合作单位或实习实训单位的要求增加了实训课程：《数学课件制作》、《小学数学思维方法》、《MathType6.8的使用》等课程，使学生在校期间了解用人单位的要求和自身需要达到的能力。通过完善专业人才培养方案课程设置，使之充分体现课程安排的科学性、准确性和可行性。

3.3多媒体与黑板有机结合

多媒体教学现已成为教师不可缺少的教学方法，特别是对年轻教师来说，传统的黑板板书教学被他们忽视或弱化，尤其在说课、公开课等比赛型教学中，大有“开讲不用多媒体，板书再好也枉然”之势。但是我们必须用辩证的思维看问题，在高等数学课堂中学科的特点决定了多媒体教学不能完全取代黑板。因为讲授的题目、数学家简介、动态图形的形成过程都可以用屏幕显示，但是定理、公式等重要内容的演绎推理过程需要老师利用黑板展示给学生。数学是一门逻辑性较强的学科，板书内容前后联系紧密，能够给学生思考的时间和空间，对老师所讲授的内容理解得更充分、更深刻。因此，教师应该将多媒体教学与传统板书教学有机结合起来，利用多媒体辅助教学，同时发扬传统板书教学的长处，做好优势互补，提高数学课堂教学质量。

结语

信息技术与高等数学教学有效融合是高等数学教学改革的首要任务。现代信息技术作为新的教学手段与传统授课模式有机结合，相互补充，相得益彰。教师应该多读书、多学习、多尝试，更新教学理念，掌握现代化的信息技术，提高自身能力，强化教学效果，从而将教学模式逐步加以改进和完善，在教学改革和课程改革中发挥重要作用。

此文是河北省高等教育学会2015年度，高等教育科学研究课题研究成果，课题编号：GJXH2015--195。