高职数学课程的信息化教学设计研究

张丽

摘要：该文对线性规划的应用一课进行信息化教学设计探索和研究，主要从总体设计、教学过程、教学效果三方面给出优化设计方案，促进高职数学信息化教学的发展。

关键词：信息化；教学设计；线性规划的应用

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）06-0106-02

Research on Informatization Teaching Design of Higher Vocational Mathematics Course—Take Linear Programming as an Example in the Field of Specialty

ZHANG Li

（Hubei Communications Technical College， Wuhan 430079， China）

Abstract： The application of the linear programming lesson of information teaching design exploration and research， mainly from the design of the overall design， teaching process， teaching effect three aspects are optimized， promote the modernization and informationization of Higher Vocational Mathematics teaching.

Key words： promotion of information technology； instructional design； applications of linear programming

該文以线性规划的应用一课为例，并结合专业中的实际案例展开，分三个方面：总体设计、教学过程、教学效果进行信息化教学设计研究。

1 线性规划的应用单元的总体设计

1.1 文化背景

线性规划主要用于研究有限资源的最佳分配问题，尤其在经济决策、交通运输、工程管理等方面应用广泛，成为现代科学管理的重要工具之一[1]。

1.2 教学分析

《管理数学》这门课是我校物流与运输管理学院的公共必修课，课程所用教材为高等职业教育规划教材《应用数学》[2]，该单元选自第3部分线性规划。结合专业人才培养要求，参考管理专业规划教材[3-4]，将内容进行整合，确定为4个教学单元：线性规划问题的概念、数学模型、求解方法、以及线性规划的应用。该次课是第4单元：线性规划的应用，主要以线性规划在专业中的应用为例。所需学时为2学时。

1.3 学情分析

该次课我将与物流专业一年级学生在数学理实一体化实验室完成自主探究学习。学生通过前几单元的学习，已掌握解决简单线性规划问题的方法体系，接触了常用的数学软件（如Matlab、Lingo）；在专业课程中，已初步学习Excel软件的基本操作，具备了一定的动手实践能力，为顺利完成该次课任务奠定了基础。

1.4 教学目标

鉴于以上分析，确定了该单元的知识目标为会建立并利用Lingo软件求解线性规划类问题的数学模型；技能目标为掌握建立线性规划类问题的数学模型方法，掌握利用Lingo软件求解数学规划模型的方法；素质目标为能利用线性规划知识解决实际问题，培养学生运用数学的能力。依照教学目标，确定教学重点是建立线性规划类问题的数学模型，教学难点是模型的建立与软件求解。

1.5 教学策略

遵循职业院校学生的认知规律，体现数学服务于专业的教育功能，我将教学内容与专业知识、信息技术进行融合，采用任务驱动教学法、情景教学法，以物流专业案例为载体进行任务导学。

在教学过程中，把多种信息资源、教学手段融入教学各环节，充分调动学生的学习兴趣，开展从课前预习、课上导学到课后拓展的教学活动。

2 线性规划的应用单元的教学过程

利用信息化教学手段，将传统的课堂教学延展为课前预习，课上导学和课后拓展三个模块。

课前预习模块，教师利用班级QQ群发布预习任务，学生接收任务，上网查阅网络资源，收集有关线性规划的实际问题，并发送至班级QQ群，相互讨论，教师点评，为新课的学习做好知识准备。

课上导学模块，基于知识的组织过程和学生的认知规律，设计了案例导入、模型建立、软件求解、应用推广、考核评价5个教学环节。

环节一：案例导入

以学生专业发展为切入点，用直观生动的视频动画引出专业案例，创设教学情境。视频中策划员要在有限的资源下完成运输任务：某快递公司拟用货车托运甲、乙、丙三种产品，甲种产品每件体积为3[m3]，重量为1吨，运出后，可获利润20万元；乙种产品每件体积为5[m3]，重量为3吨，运出后，可获利润40万元；丙种产品每件体积为4[m3]，重量为2吨，运出后，可获利润30万元。货车的容积为40[m3]，最多载重20吨，如何装货可获得最大利润？策划员由于没有规划，导致了亏损。学生观看视频，由此激发了学习兴趣，带着任务进入学习情境，使学习过程更加直观化、形象化。

环节二： 模型建立

基于学生的认知水平，将实际问题转为数学问题有一定难度，因此我设计了运输管理分析系统，如图1所示：

引导学生对数学信息进行二次整理，并对数量关系进行逐层分析。如果输入错误，系统报错，学生查找任务关键字，再次输入直到全部答对，轻松地完成实际问题‘数学化。

针对建模薄弱环节，教师进行精讲点拨，将建模方法提炼为5步：列表格、提数据、选变量、定目标、限约束，并结合动画分解展示5步流程，如图2所示：

使学生深刻认识模型思想、掌握教学内容，轻松地实现数学问题‘模型化。体现“做中学、做中教”，有效地突破教学重点和难点。

环节三：软件求解

模型已经建立了，那么如何能快速求解模型呢？利用单纯形法计算量大、耗时长，进而引出高效的软件求解法。首先教师演示并详细讲解Lingo、Excel两种软件操作过程，如图3、图4所示：

其中Excel软件为管理专业必备软件，更激起学生的学习热情。学生仿照练习，由于掌握程度的差异，我利用桌面录制软件将操作流程录制成微视频，上传服务器平台，学生可以反复查看视频、对照查找问题，便于及时掌握，实现一对一手把手指导，从而有效地化解教学难点。

环节四：应用推广

为达到巩固新知的目的，给出专业案例2，学生分小组练习，在此过程中辅导学生发现问题，解决问题。15分钟后各小组展示成果，互相交流学习，共同评价，共同进步。由学生代表演示正确示范。教师再给出两种软件操作的微视频。该环节旨在锻炼学生的科学思维能力，进一步熟练地掌握软件操作技巧。

环节五：考核评价

将教学考核评价量化，采取三方共同测评，包括教师对每小组的任务执行情况及成果汇报予以评分，小组长对小组成员评分以及自评分，分别给予不同权重的综合评定，进行教学成果地及时反馈。

课后拓展模块，学生可登录学习平台，完成教师指定题库的试题测试。

3 线性规划的应用单元的教学效果

运用情境视频，提高学习兴趣；以任务为主线，巧设疑问，引领学生在建模与解模过程中，重视数学思想方法的提炼，结合动画、软件、微视频，实现复杂问题简单化，数学问题生动化。相比于传统教学，利用信息化教学使学生易学、教师好讲，有效达成教学目标，突破教学重难点。

4 总结

该次课以数模思想贯穿于教学，促学生建模、解模到用模，强化应用意识。围绕学生专业发展确定教学目标，精选教学案例，凸显数学教育的职业特点。在模型求解中，除了给出数学软件求解模型，还结合管理专业发展需求，利用Excel电子表格软件求解规划问题，并运用信息技术将软件操作流程录制成微视频，对管理专业学生来说，此方法明显优于传统的代数算法，更受青睐，使数学教学不拘泥于数学教材。

参考文献：

[1] 罗星海， 刘艳. 应用数学[M]. 上海： 同济大学出版社， 2016.

[2] 胡大京. 应用高等数学（下册）[M]. 北京： 人民交通出版社， 2013.

[3] 丁天明. 运输管理实务[M]. 北京： 北京邮电大学出版社， 2013.

[4] 杨尚群， 曹淑艳. Excel实用教材[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2006.

【通聯编辑：谢媛媛】