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信息技术与高等数学教育的融合

数学是认知世界的一种方式,从应用层面分析,自毕达哥拉斯发明数的应用理论以来,为人类生活提供了重要的发展契机;并借助数走向了基于数学学科的技术文明之路。信息技术即是以此为基构建了将全球联合于一张信息网络的数字图谱。因此,探讨信息技术在高等数学教学中的应用与融合,能够进一步让数学学科的成果转用到其自身学科发展之中。

一、从技术工具角度进行融合

目前高等数学教育中,在教育改革后实现了对信息技术的普遍应用。但在改革深化的现阶段,有必要提高对信息技术与高等数学教育的融合,提升教育效果。从技术工具的角度进行融合,需要了解信息技术背后所承载的互联网+思维,即“融合”思维;它的本质在于将这种融合思维更好的对接到高等数学教育之中。具体可以从借助PC端、移动终端两个路径实践融合。从PC端的路径融合,主要基于计算机技术的应用;比如当前已经得到普遍应用的PPT软件、多媒体、微视频等;主要是将各种设备与计算机进行连接,如打印机、扫描仪、DV机、多媒体荧幕或显示屏、手机等。选取这种融合的方式,目的是在高等数学教育中全面实现“教学自动化”,将传统教育转渡到全面信息化角度,并将电子版本与纸质版本进行融合;比如通过扫描仪即可解决数据或课程部分录入的问题,节省时间;再如与DV机的连接,就可以把现实中的课堂教学进行记录,并使其能够成为公开课程的应用材料。以上属于针对PC端的硬件融合;而在软件融合层面,主要是将基于计算机的各种可应用软件进行利用;比如在当前要实践远程教学,就可以选取诸如YY之类的操作平台,直接登录页面-注册-进入教学聊天室,即可以进行视频或非音频教学,既简便,又能够克服地域限制,重点是可以将课堂教学延伸到课堂之外的任何地域。从移动终端路径融合,主要是基于智能手机客户端。在这个方面的运用多由于现代智能手机的发展与PC端实现了无缝对接;而且学生应用智能手机的频率高,几乎每人一台;从硬件资源配置的角度讲,基础牢固。在这个方面,高等数学教育中通常用来进行班级微信群的建立或QQ群的建立,从而开展关于高等数学教育教学的课后讨论,或者教师-学生、学生-学生之间实现交流;从现代高等数学教育中引入的生理-心理辅导课程观察,通过这个平台,可以采用群内@的形式,进行个体对个体、个体对团体的交流,尤其有利于教学中关于课后问题的一些探讨。它更便捷的解决了当前高等数学教学局限于课堂时间的问题,将教学中的问题与讨论,或任务问询等扩展到了任意时间、地点。有学者将其形容为“有网络的地方,就是高等数学教学”,可见其影响之大,功能与价值之高;重点是透过这个终端,使高等数学教育中的探索教学方法获得了较好的运用。目前,从技术角度进行融合,需要将PC端与移动终端进行密切融合,从而提高两者之间的交互;建立起一个高等数学教育的新模式。比如以电子邮件为例,学生在计算机上完成作业之后,即可以发送给教师,方便教师在计算机、智能手机端实现邮件收发;而且这种交互的方式,能够解决一直以来电子邮件必须由电脑完成的单一路径,尤其是在缺乏电信网络的情况下,即可以透过手机与电脑的联接来完成文件的传输收发。最重要的是这种模式能够更好的将直播、视频转播联系起来,进一步促进我国高等数学教育中的公开课程教学水平,以技术工具推动发达地区与不发达地区的教育资源配置,并提高资源利用率,解决教育资源分布不均的问题。

二、从教育角度进行融合

高等数学教育因其难度大,教学只面向学生群体;但是由于我国有各种成人教育,以及考取证书等路径,为社会广大人群提供继续受教育与学习的途径。因此,从现代教育的角度分析,高等数学教育与信息技术的融合,需要选取教育角度本身所附有的社会功能;建议在上述技术角度融合的基础上,选取公开课程教育路径,推进高等数学教育中的学院式培养与社会化培养并行发展。一般情况简便的方式即是将高等院校的高等数学教育教学进行DV机、或摄影机、或智能手机录入,然后通过与PC端的计算机进行连接,发布到网络平台上,供搜索与参观;另一种方法是通过计算机刻印DVD光盘,进行非盈利售卖分享到社会,或配置交流到其它院校或偏远地域。从教育角度进行融合的另一个内涵,在于使高等数学教育本身能够引入这种以互联网、计算机为依托的信息技术所承载的新思维。这种新思维即是上文提到的互联网+思维的另一个面向,即“系统思维”;并将其引渡到现代高等数学教育之中。具体操作中,要求在信息技术与高等数学教育融合的新模式下,重新思考现代教育理念提倡的复合型人才、素质人才培养目标。从复合型人才培养的路径分析,主要是在高等数学教育中引入信息技术,并在融合的基础上将这种技术应用与操作当作学科教育的一个重要部分,提高学生在知识、技能方面的全面训练。从素质人才的角度分析,重点在于利用信息技术与高等数学教育的融合,将能力训导与技术工具应用相结合。比如以微课堂为例,这种融合信息技术与教学的模式,即指在通过课前导引,培养学生的观察能力、激发学生的兴趣,以及将课堂教学顺利的转渡到讨论环节等。再如以情景教学为例,应用多媒体之便,能够为学生营造高等数学教育教学的背景,将教学与现实生活中的建筑物、日常生活中的原理应用等进行更好的对接,设置背景后即可以令学生在实际学习中增加体验,加深对数学-生活之间的关系理解,更好的将理论学习与生活实践、生产实践进行结合;同时,这种方法也能够增加学生的感受性,培养其感性能力,弥补其单一的理性逻辑中存在的不足;并提高其对人文、生活的感知,更好的去运用数学知识创造出新的事物。

三、从教学角度提高融合水平

以CAI辅助教学系统为例,自1959年发明以来就在美国高等数学教育及其它学科教育中获得了成功应用,并提升了教学效果。其中包括视听教育、教育传播学理论,以及系统科学、学习理论等。经过行为主义学习理论-认知主义学习理论-建构主义学习理论、教学理论三次大演进之后,突显出基于课堂教学CAI新模式的重要性。从设计思想方面观察,CAI软件的设计思想旨在突出启发性、针对性,形成以学生为主体的高等数学教学新模式。比如,在高等数学教育与信息技术融合层面,透过这种CAI软件系统,可以激发学生的自主性,并从中进行一些自主探索、在不同的情况下体验与内外知识并向外升发。同时,学生可以借助该系统而实现关于自身学习行为的反馈信息收集,并通过这种方式实现自我评估,并将其与现在高等数学教育中的结果评估进行对接,增加过程评估方式等。以高等数学教育中的概念教学为例,在实践教学中,需要按照该系统模式、理念,从七个要素进行教学设计,分别是情景导入-呈现例子-提出假设-检验-概括-形成概念-应用-反思概念化过程。从课件制作层面分析,要求先对课件类型进行划分;按照演示型-网络型-信息资源型三大类型,分别对应设置其功能。比如在演示型课件中,要求体现个性化,具体如实现讲授、演示、示范、创设情景等;再如在网络型课件中,应该从求大、全、深三个基本特征,将关于资源的共享性、丰富性进行表达;而信息资源型的课件则主要针对学生为主体的新型教学思路,培养学生的自学、自测、自练、自思等自主意识与自主学习习惯;并从中实现探索式学习思维与路径的选择,完成自我评估。而且在这种良性循环互动中达到了学生在高等数学学习能力方面的提升。具体制作流程为前期准备-创作背景图片与动画-添加具体内容-构建课件基本结构-优化。为了更好的理解CAI系统,可以将其分拆成当前高等数学教育方面的信息技术应用;如对PPT、PS之类平台工具的应用之类。从现在信息技术与高等数学教育的融合程度与教学水平观察,建议先利用微课堂、翻转课堂、多媒体课堂等新的教学模式,让数学教师熟练这种信息化模式;逐步在一般课件制作、视频撷取、FLASH动画制作、PPT页面制作、PS应用各个方面实践中对信息技术工具全面应用。同时,在实践基础上将教学导入到专门化(CAI系统之类)的教学系统之中,使教学实现体系化运作。另外,高等数学教育与信息技术融合实践需要匹配设置一些保障措施,提高其融合水平。比如在教育制度、教学评估机制,以及在关于教师的人力资源管理层面,均需进行相应的配套设置;并使其纳入到信息技术与高等数学教育融合后的教学新体系之内。通过上文分析可以认识到信息技术与高等数学教育的融合,既能够将技术文明引渡到其发源地,也可以更好的促进数学教育教学的效果提升。按照上文初步论述,建议在实践高等数学教学过程中,抓住技术工具背后的工具理性,并将其与教育教学中的内容资源进行深度融合,从而在教学设计中提高其科学性;利用课件制作节省课堂教学时间,并在此基础上,在利用技术之便的同时,进一步打破传统教学中因时间与地域造成的诸多束缚,将课堂教学延伸到课外,提高高等数学教育效果。希望以后能够从数学学科的角度更为细致的探讨该主题,加深对它的理解。

作者:张野 单位:公安消防部队高等专科学校训练部文化教研室

参考文献:

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[4]张敬,田巍,芦雪娟等.在高等数学课程教学中培养学生数学素质的探索[J].教育探索,2013,(11):40-41

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