浅谈现代教学技术在高等数学教学中的应用

刘 彬

（哈尔滨科学技术职业学院 黑龙江 哈尔滨 150300）

前言

由于科技水平的不断提升和迅猛发展，使得现代化的技术开展在各个领域中被广泛应用，教育领域也不例外。当在高数教学中应用现代教学技术，不仅可以使学生的学习兴趣有效提升，使得学生能够将注意力集中到教学内容之上。还可以使高等数学中的抽象知识更加具象，使得教学难度系数明显降低，从而使学生能够对相关知识有效掌握。为了使上述目标能够得到有效实现，教师需要使现代教学技术的应用有效性显著提升。

1.现代教育技术背景下的高等数学教学

1.1 现代教育技术是教育改革的制高点

教育技术是“对学习过程与学习资源进行设计、开发与使用、管理与评价的理论与实践”[1]。而教育技术的主要研究对象则是学习过程与学习资源，研究的领域是理论与实践。在该理论体系中其涉及到教学、学习、传播、电子、美学与哲学等相关理论内容。

现在教育技术是以计算机为核心的信息技术在教育、教学领域中的实际应用。基于现代信息社会发展的特征表象，其标志就是在教育与教学中，实现网络技术与多媒体技术的广泛应用。在现代教育技术实施期间，其为学习者提供一种有利于观察、思考和比较的信息化环境，以创新意识、教学试验等方式来开创新型的教学模式。毋庸置疑，现代教育技术是教育改革与发展的制高点与突破口，更是教育走向现代化的必经之路。

1.2 现代数学教学的重要标志

早在1996年，业内权威组织曾经表明，现代数学教育要想适应未来社会的发展，必须要围绕四种基本学习能力来进行重新设计与组织，分别为学会认知、学会做事、学会共同生活与学会生存[2]。这些能力是个人为了完善其自身个性所需要的重要能力，也是社会中各个专业的成员发挥首创精神与自主性的改革与创造的保障。

2.高等数学中应用现代教学技术的优势

2.1 使内容更生动，激发学生学习兴趣

高等数学的抽象性相对较强，使得学生学习起来相对吃力，以此来对高等数学缺乏学习兴趣。因此，如何提升学生的学习兴趣成为教师的研究重点。对传统教学来讲，教学课堂中教师占据绝对核心，学生通过教师提供的知识来完成相应的学习，由于学生处于被动的状态中，使得学生学习的积极性和兴趣都相对较低，以此来使课堂教学效果相对较差。当对现代教学技术有效运用时，可以利用图片或视频的方式来对内容有效呈现，使学生感官得到有效刺激的同时，还使学生的积极性被充分调动，从而使学生能够更加积极的投入到高等数学学习之中。

2.2 优化课程教学，培养学生创新思维

在高等数学教学过程中，要对学生发现问题、解决问题的能力全面培养。在传统教学模式中，教师对数学推理重点强调，但是对“问题解决”的教学缺乏重视。另外，在以往的教学中，学生容易忽视直观、忽视应用，造成学生在进行问题分析过程中出现过度强调逻辑推理和演绎证明，最终造成学生产生了“只见树木，不见森林”的学习效果。当将现代教学技术运用其中时，在多媒体设备的辅助下，使得相关知识的发现过程能够被有效重现，学生可以在已有知识的基础上来进行猜想和总结，并对定理有效发现，这不仅使学生的视野得到有效开阔，还可以使学生的灵感被有效激发，进而使学生的创新能力得到明显加强[3]。

2.3 利用现代教学技术，提升教学效率

传统高等数学教学过程中，相关知识的传播以教师讲解和板书为主，教师在概念、定理、例题方面所消耗的时间相对较多，这样使得相关例题的分析时间被明显缩减。当对多媒体技术全面应用时，教师可以对课件进行制作，并在课堂中通过投影就能够有效展现，以此来节省一定的时间。此时可以给予学生一定的独立思考时间，也可以和学生一同探讨问题，使学生能够获得相关解题的思路，从而使课堂教学效率得到显著提升。除此之外，教师可以将趣味知识、数学家的趣事等穿插其中，使教学内容的丰富性明显加强，从而使学生获得有效的思考空间，进而使学生的知识视野被全面扩大。

2.4 利用现代教学技术，提升教师教学水平

随着当今现代科学技术的不断发展，促使现代教学与计算机技术融合已经成为当代知识经济中必然的发展趋势。不仅如此，当代教学知识以及教学专家、智能化CAI系统、多媒体教学系统等多种教学软件也到了极大进步，促使人们可以利用多种不同的方式获取目标知识，提升工作效率，因此也就相应需要教师能够跟进时代发展步伐，深刻了解和掌握当代教育技术的应用，强化对教学技术的学习，以此提升自身，及时在实际教学中引入新方法和新技术，不断改进教学方式，最终达到提升教学水平的目的。

3.现代教学技术在高等数学中的应用措施

3.1 利用现代教学技术完成教学设计

对传统高等数学教学课堂来讲，教师占据主体领导地位，学生处于机械性听讲的状态，这样使得课堂教学效果处于偏低水平。为了使这种现象得到改善，要对学生的学习兴趣有效激发，并对学生的潜力充分开发，使学生由被动接受知识向主动获取知识有效转变，以此来成为课堂学习的主体。因此，在实际教学过程中，教师要对良好的学习探究环境有效营造，使学生能够在数学概念以及延伸知识等方面主要参与其中，从而使学生发现问题、解决问题的能力全面提升。

在实践教学的过程中，教师要对教材内容全面掌握，并对教学中的难点和重点有效梳理。同时在学生学习情况的基础上，利用现代教学技术来完成教学设计工作。教师要在相关知识、概念等内容讲解和课件放映之间构建关联性，使教学中的提问、思考、探究等环节能够有效完成串联，从而使教学的有效性显著提升[4]。例如：在对《二重积分》相关知识全面讲解时，教师先将二重积分的定义向学生阐述，之后向学生抛出问题，即求解曲顶柱体的体积。教师要给予学生充足的思考时间，使学生能够进行独立的思考锻炼。然后教师将求解步骤划分成分割、近似求和以及取极限三步，并将解题步骤制作成动画来呈现，从而使学生能够对该方面内容深刻掌握，进而使教学设计的科学合理性得到确保。

3.2 利用信息技术来搜索相关教学资料

在传统高等数学教学过程中，教师对教材过度依赖，并将教学的重点放在教材之上。虽然高等数学教材的内容都是由相关领域专家仔细挑选的，但包含的内容相对宽泛，为了使教学的针对性显著加强，要将现代化信息技术引入其中。教师利用信息技术可以对教学资料有效搜索，来资料进行有效的筛选，使得资料能够和学习的基础情况相一致，以此来使针对性教学顺利开展。不仅使教学内容得到一定程度降低，还可以和学生的学习实际状况有效贴近，进而使良好的学习效果得以实现[5]。

例如：在对《空间直角坐标集和坐标》相关内容全面讲解之间，教师先通过小测试来了解学生的基础水平。并在此基础上，教师对适宜学生的资料或习题有效挑选，既可以使学生的能力得到锻炼，又不会让学生产生排斥心理。同时，让学生思考自己家和学校两者之间的空间位置，并对平面直角坐标系全面构建。之后将该内容当做切入点，来向空间直角坐标全面过渡，使学生的接受度显著提升，进而使知识得到有效传递。

3.3 应用多媒体技术来提高课堂效率

当在高等数学教学工程中应用多媒体技术时，不仅可以使学生的学习兴趣被有效激发，使学生的参与意识得到加强，以此来使教学过程得到优化。而且可以有限时间内来使课堂信息容量得到增大，使得学生能对学科前沿知识全面掌握，以此使学生的知识结构得到有效丰富。在科技高速发展的当下，计算机在教育领域中有效应用成为教育现代化的主要标志和体现，多媒体教学指的是利用计算机技术来对相关信息全面加工，使得全新的教学形式得以形成。通过多媒体课件的运用，使良好的教学氛围被有效构建。同时动静结合的教学图像，使得内容的呈现更加的直观，以此来使最佳教学效果得以实现[6]。除此之外，多媒体技术能够对重点和难点有效突出，这样使常规问题得到妥善的解决。

例如：在讲解《定积分》概念时，通过动画的方式来对曲边梯形的面积来有效展示，使曲边梯形的面积可以划分成若干小矩形面积构成形成，以此来使学生对定积分概念产生深刻印象。另外，在对《空间解析几何》内容全面学习时，能够利用多媒体技术来对二次曲面图形有效制作，并向制作完成后的画面呈现给学生，使学生能够对相关内容产生大致了解。与此同时，还要对二次曲面来进行旋转、变形，使学生能够从多个角度来观察二次曲面。当知识呈现更加直观，使客观事物和学生之间的距离得到缩短，从而使学生对内容进行全面理解和掌握。

3.4 利用现代教育技术完成知识重现，激发学生求知欲

3.5 可设立现代课堂的教学系统模型支持高等数学教学

传统的教学系统是由教师、学生和教材要求所构成，而在现代教学环境下，还需要增加“教学媒体”这一关键要素，构建如图1所示的课堂教学系统模型。

图1：现代教学环境下的课堂教学系统模型

该模型是一种以思维立体为基础的场景形式，其包含三个空间维度与一个特定的时间维度。其中课件系统是指课件和支持课件运行的软件与硬件环境，各个要素都具备各自的功能强项。在课件系统的支持下，其可参与到教学过程中的控制上，提供大量适合的信息资源，提供更加方面的信息获取与处理以及表述的手段，具备教师的部分教学功能，也具备一定的独立性。在高等数学教学中，教师作为课堂的组织者与指导者以及学生知识体系与思想建构的促进者与帮助者，需要教师将各个要素进行相互作用和依存，充分利用教师与文字教材和课件系统突出的特点来取长补短，相互配合，整体协调之后实现最优化的教学过程。

以定积分的概念为课件开发制作的案例，在处理后做出以下设计。

（1）前期准备。先对教学内容和与教学内容相关素材进行整理与收集，其中将预备知识、定积分引例、定积分的定义与几何意义等分别设置超链接挑战到相对应的章节内容界面。

（2）参考其他教学课件的背景，使用Photoshop软件中的基本图形工具、直线工具和文字工具以及图层样式、滤镜、自由变换等功能,创作了一个以蓝色为基调,印有高等数学标记和各种数学符号的画面作为背景,然后根据各部分具体内容的差异作出相应的调整修改。

（3）确定具体内容。背景图片确定后,就可以直接添加具体内容。我们通过课件制作工具（如方正奥思）中以文字或文本对象加入或用PhotoShop编辑背景图片时直接添加。由于方正奥思对课件每页添加的对象个数有一定的限制（版本原因）,采用第二种方法来输入较为复杂的数学公式和符号。将输入的文字内容调整到适当的位置后直接保存为背景图片。

（4）建构课件基本结构。在这一阶段,主要在方正奥思中完成以下几个部分的内容：利用超级链接功能直接调用前面制作的背景和动画素材,根据总体设计时的构想将整个课件形成一个整体,从而使内容形成一定的逻辑结构。对片头和动态演示的动画设置一定的时序属性,以配合使用者的实际操作实现特定的交互效果。如：点击“动画演示”文字按钮,一个动画演示窗口由小到大出现,待窗口画面稳定后开始动态演示,演示过程中或演示结束后随时双击演示窗口即可使该演示窗口退出。

结束语

通过本文的论述可知，在高等数学教学中引入现代教学技术具有十分重要的意义，不仅可以使学生的学习兴趣得到提升，使得良好的课堂氛围有效形成。还可以使高等数学知识由抽象向直观转化，使学生能够对相关知识有效掌握，以此来使相关教学质量和效果都得到全面提升。为了达到这样的效果，就要对现代教学技术在高等数学教学中的运用不断深入研究，以此来使相关应用策略得到全面实施，使得现代教学技术的作用得到充分体现，从而为知识的有效传递提供保证。相关研究人员可以将本文当做基础，来从不同的角度或方向来进行深入探索，使得相关研究成果更加明显和精准，进而为高等数学教育的健康发展奠定基础保障。