大学数学与现代化信息技术融合的探究

朱 立

（上海立信会计金融学院，上海 200000）

0 引言

高校数学课程的教学一直以来都面临着一个较大的问题：学生因为对所学知识难以理解，认为数学知识没有实用价值，从而导致对于数学课程的兴趣较低，不喜欢上，甚至不愿意上数学课，最终出现大量的缺勤，并导致挂科。事实上，导致该问题的根本原因往往不是学生或者教师在学习或者教学上的不努力，而是因为高校的数学课程本身所具有的较高难度，以及很高的抽象性。这导致很多学生无法真正理解自己所学的知识，也弄不明白自己所学知识的作用，从而导致学习兴趣降低，错误地认为数学课是一门枯燥、乏味，在实际生活中无用的课程。然而，随着时代的发展，信息技术越发的成熟，如今，高校开始将现代化的信息技术融入高校的数学课程的教学中，通过利用这种新型的教学模式，可以有效的改变学生对于高校数学课程的错误观念。通过综合应用各种课程网站、网络学习平台，以及数学软件等技术，可以有效地降低数学课程的抽象性，从而减少理解上的难度。通过利用现代化的网络通信技术，还可以将数学知识的实际应用直观地展现给学生，从而改善学生的学习体验，增强学生学习的兴趣和动力，提高教学质量。以下，笔者会针对教师课前的备课，授课以及课后的反思等各个不同环节，提出对现有传统教育模式的具体改进方案，并且还会对信息技术融入传统教学的可行性条件做出探讨分析。

1 课前备课

在教师备课的阶段，相较于传统的教学模式，融合现代化信息技术，可以极大地扩宽教师备课所需要的素材库，大大提升教师的备课效率。此外，教师还可以通过信息技术预先了解学生的学情，调整自己的课程内容，做到因材施教。具体来说，在传统的教学模式下，因为受到空间与时间上的限制，导致教师在上课前，无法对学生的学习情况做出了解。而现在，凭借发达的通信技术，想要在课前了解学生的学习情况就变得容易很多。这对于教师有针对性的调整课程内容是很重要的。比如在新生的第一节高数课之前，笔者都会先通过雨课堂或者学习通等网络学习平台，发布一些相关的问卷调查，询问学生是否在高中就已经接触过微积分，对于导数、积分等运算是否已经学过等等。通过学生的反馈，可以清楚地知道：学生对这门课所需要的预备知识的掌握情况，对于这门课程感兴趣的程度，以及学生想从这门课程的学习中收获什么等等。在了解了以上这些内容之后，教师就可以调整上课内容使其更有针对性。除此问卷调查之外，对于一些基础较为薄弱的同学，还可在课前给他们发布一些必要的预备知识，让他们事先预习准备。而对于特别优秀的学生，可以在课前给他们发布一些合适的延展内容，让他们进行拓展学习，拓宽自己的视野。除了能够预先探知学生的学习情况之外，网络学习平台更重要的一个作用是可以大大提升教师备课内容的深度与广度，拓宽教师备课需要的素材库。在传统的教学模式下，教师备课往往是单打独斗，或者课题组集体备课。这就意味着教师只能利用自己找到的或身边同事找到的例题和案例，这样的备课资源是非常有限的。但如果利用现有的网络学习平台，比如学习通、数苑等，就可以做到汇聚全国所有数学教师的备课资源，来供所有教师一起使用。因为，我们可以将所有教师找到的例题，优秀案例，放置在一个平台上，汇编成一个巨大的题库、素材库。当教师需要备课时，可以从题库中寻找合适的题目或者素材。而且，随着越来越多的教师使用这个题库，这个题库中的资源也可以不断得到扩张，并且随时得到检查与更新。通过这样的方式来寻找案例，编写教案，可以极大地提高教师的备课效率。当然，除了从题库中选题这种方式外，教师还可以通过网络获得许多学科的前沿咨询，了解当下最前沿的科研进展。在这些科研进展中，往往会包含许多高校教学可用的素材案例。如果可以将这些前沿的素材案例讲授给学生，就可以拓宽学生的视野，启发学生创新的思想。

2 授课中

相比传统的教学模式，将现代信息技术融入授课过程中能得到的最大优势是使课堂不再受到时间与地点上的限制。现如今，通过利用各种网络教学平台，教师和学生可以在任何时间、任何地点进行教学与学习。这一点在如今这个疫情时代体现得尤为重要。如果仅利用传统的面授教学模式，那么在疫情严重的地区，教师是无法开展教学工作的。但现在，通过网络授课的技术，教师得以在疫情期间依旧正常有序地进行教学工作。此外，利用网络授课的技术，还能在很大程度上改善教学资源整合分配的问题。众所周知，教育资源分配不均一直都是我国面临的重大问题。在传统的教育模式下，如果一个孩子成长在教育资源稀缺的地区，那么他往往只能接受最为基础的教育。对于一些前沿的课程或是一些名师的精品课程，他们很可能接触不到。然而，如果利用现代的网络授课技术，那么即使是在教师资源相对稀缺的地区，学生也可以通过慕课等网络课程平台，获取到许多国家级的优秀教师带来的精品课程，这可以为一些相对落后地区的教育情况带来很大的改善。

除了上述这些优点之外，针对大学数学课程，将现代信息技术融入课程教学中可以有效地解决课程内容过于抽象的问题。比如，在传统教学模式中，当想讲授函数图像的问题时，教师只能自己手画一些简单的二维平面图形。而现在，通过利用Matlab，Mathematics等大型的数学计算软件，教师可以精确的画出几乎所有的函数图像，并且能从各个角度，直观地展示给学生看。事实上，不仅仅是图像，利用现代的动画引擎Manim，配合Python编程，甚至可以制作出精彩的数学动画，让各种数学函数做到视觉意义上的动起来。通过这样将抽象的知识点转化成生动具体的图像，动画和实际案例展示给学生，可以让学生对所学的知识获得更加直观的感受与理解。这样可以增加课程的趣味性，同时增加学生学习的兴趣。

3 课后的反思

传统教学模式下，教师想要课后进行教学反思，复盘一天的教学内容，往往只能依靠自己上课时的记忆，回看自己的教案等方式来回顾课程中有哪些地方需要修改。如果学生想要复习课堂上的内容，也只能依靠上课的笔记来回顾。这样的回顾方式对时间有比较苛刻的要求。因为如果距离上课时间太长，那么回顾复习的时候，很有可能会忘记上课时的一些细节和重点，从而造成疏漏。

可是，如果利用现代化的信息技术，就能很好地改善这一问题。现如今，教师完全可以通过录像的方式将一节课的内容完整地记录下来。这样，在进行教学反思的时候，教师就可以通过反复地观看上课录像，来发现自己的不足，进而做出调整。不仅如此，教师还可以通过互相观看同事的上课录像，来进行相互的学习与探讨，取长补短，从而提高教学水平。对于学生也是一样，因为有了完整的课程记录，所以，学生复习的时候就可以更加全面，细致，不会再遗漏重点内容。此外，学生上课时，也不再需要花费大量的精力来记笔记，而是可以把所有的精力都用于理解和思考教师所讲授的内容。这样做可以提升学生课堂上的学习效率。另外，课后的答疑作为课后反思的重要环节，也因为加入了现代化的信息技术得到了改善。首先，通过利用网络通信技术，可以将答疑时间进行延长。在以前，学生往往只能在固定的时间里找教师进行面授答疑，一旦教师下班离开，或是有事外出，答疑就无法进行。现如今，随着网络通信技术的发展，学生可以在任何时间、任何地点，向教师请教问题。像这样利用碎片化的时间进行答疑和补充教学，能够极大地提高课堂的教学效率。其次，除了答疑时间得到了延长之外，网络通信技术的使用也使答疑对象得到了扩充。当学生遇到问题时，不仅可以向任课教师请教，更可以向各个领域的专家请教。事实上，伴随着越来越多的前沿课程进入了高校课堂，很多时候，对于一些特别前沿的数学难题，任课教师也很可能无法给出完美的答案。当遇到这类问题时，就需要学生利用网络来进行答疑。通过利用各种学术交流网站，学生可以向各个领域的专家，教授请教问题，以此来获得自己需要的答案。这种通过网络搜索进行答疑的方式，不仅能让学生获得课堂上学不到的知识，还能培养学生对问题进行研究与探索的能力。

4 达成新型教育模式的条件

除了针对以上这几个环节进行的分析之外，笔者还对现代化的信息技术融入传统教育模式的可行性条件做了思考分析。笔者发现：虽然将现代化的信息技术融入传统教育模式中能够对现代教育做出很多改善，但要达成这一结果是需要教师为之付出巨大努力的。近年来，很多高校已经开始重视现代化教学设施的建设，投入了许多人力、物力来促进教学与现代化信息技术的融合。然而，有部分一线的教师却没有认识到这一点。比如，有些高校教师仍然只愿意通过最传统的黑板加粉笔的方式来呈现自己的课程内容。在课余时间里，他们往往只愿意研究自己专业课的内容，也不愿意学习一些现代化的信息技术。这样的教学方式对于信息化资源的建设无疑是一种浪费。为了改变这种现状，达成信息技术与教学的结合，教师首先应该在心态上有一种转变。应该认识到：在如今这个信息时代，教师仅仅掌握一门课程的专业知识是远远不够的，充分地利用现有的信息技术资源也是教师的一种责任。因为只有利用好这类信息技术，才能最大限度地提升自身的教学质量。当教师能够接受这样的一种教育理念之后，为了能切实地掌握现代化的信息技术，我们需要不断地学习与研究。比如，为了熟练掌握Matlab、Mathematics等大型数学软件的使用，教师首先需要学习一些相关的编程知识，此外，教师还需要付出很多的时间去学习研究这些数学软件本身的操作环境。显然，要想掌握这些内容，对于非计算数学专业的教师来说是不容易的。除了学习应用大型数学软件之外，对于大型题库的使用，教师也需要花费不少的精力。虽然利用大型题库可以帮助教师获取海量的教学案例、教学素材，但这也意味着，教师需要花费更多的时间去筛选，审核自己挑选的例题。因为只有通过这样地精挑细选，才能确保这些选出的例题能够最大限度地帮助学生理解教师想表达的意思，从而起到最好的教学效果。当然，除了教师个人的努力与付出之外，学校也应该给予教师相应的鼓励与支持。除了提供完整的设备之外，学校应该更多的组织相关方面的培训，帮助更多的教师获得信息技术这方面的技能，同时也能促进教师之间关于新型教学模式的探讨和研究。

5 结语

随着时代的发展，将现代化的信息技术融入教育中是一种必然的趋势。为了达成这一目标，学校和教师都应为此付出努力。对于传统的教学模式，应该取其精华，去其糟粕，并且以此为基础，积极地将现代化的信息技术应用于我教学中，以此来改善传统的教学方法，努力提高大学生对于数学学习的兴趣和对于数学知识的理解能力和应用能力，同时也提高教师自身的综合素养以及教学水平。笔者相信，只要朝着这个方向不断努力，高校是可以通过这种新型的教育模式，提高教学质量，为社会培养出符合时代要求的人才。