胡林
(江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇淮安 223003)
現(xiàn)代科技的發(fā)展改變了人們的生活方式,人們?cè)谏睢?學(xué)習(xí)和工作中已經(jīng)無(wú)法離開(kāi)對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用。然而,在教學(xué)活動(dòng)中對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用手段和措施,一直是近些年教育界研究的重點(diǎn)課題,仍然值得我們更為深入地探索。如何在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)對(duì)信息技術(shù)的有效應(yīng)用,以提高教學(xué)質(zhì)量,值得深思。
在全新教育模式之下,教學(xué)空間不再簡(jiǎn)單的局限于講臺(tái)與黑板,要通過(guò)對(duì)多媒體平臺(tái)與工具的應(yīng)用,從視、聽(tīng)、觸等多個(gè)維度開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。不單教師授課、指導(dǎo)以及輔助過(guò)程要利用多媒體,學(xué)生所開(kāi)展的學(xué)習(xí)與探索過(guò)程也可以借助于多媒體實(shí)現(xiàn)[1]。此外,對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化利用,使其成為了師生間和生生間相互傳遞信息的工具,教師指導(dǎo)和學(xué)生反饋都應(yīng)以此為基礎(chǔ)開(kāi)展。
素質(zhì)教育更為重視對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的培養(yǎng),不再簡(jiǎn)單的強(qiáng)調(diào)記憶,而處于此種以“學(xué)”為基礎(chǔ)的教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中,必須要選擇和應(yīng)用大量有關(guān)教和學(xué)的資源。通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用,可以為學(xué)生供給更為多樣的學(xué)習(xí)資源,如校園網(wǎng)、多媒體軟件等。此外,Internet 自身便屬于一個(gè)龐大的教育資源庫(kù)。
通過(guò)信息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多種教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建,如多媒體教室、電子閱覽室、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)以及校園網(wǎng)等。在課堂教學(xué)過(guò)程中,教師可以綜合利用多媒體技術(shù)、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)造與展示多種趨近于現(xiàn)實(shí)的教學(xué)情境,使抽象的高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)生活之間建立起良好的聯(lián)系,充分激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)和探索欲。
所謂合作學(xué)習(xí),是在兩個(gè)或者兩個(gè)以上學(xué)習(xí)主體的參與下,相互促進(jìn),共同提高學(xué)習(xí)成效的學(xué)習(xí)模式。合作學(xué)習(xí)可以有效促進(jìn)學(xué)生自信心的發(fā)展,特別是能讓學(xué)習(xí)成績(jī)相對(duì)較差的學(xué)生在同學(xué)的幫助之下,感受成功的體驗(yàn),重獲希望。合作學(xué)習(xí)有效消除了傳統(tǒng)應(yīng)試教育模式下競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制所導(dǎo)致人與人間的冷漠和淡薄,促進(jìn)更為和諧化、平等化生生關(guān)系、師生關(guān)系的確立[2]。由此可知,合作學(xué)習(xí)主要是以“學(xué)”為中心的一種教學(xué)模式,這也是現(xiàn)代教育發(fā)展的必然需求。通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)所供給的多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,能夠有效促進(jìn)合作學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展,使學(xué)生獲得更為優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。
將信息技術(shù)應(yīng)用到高等數(shù)學(xué)教學(xué),能為教師教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展形成良好的助力,實(shí)現(xiàn)了對(duì)教學(xué)手段的創(chuàng)新。不過(guò),在高等數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用仍存在較多問(wèn)題,影響了二者之間的有效融合,具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,很多高校教師已經(jīng)意識(shí)到將其融入教學(xué)活動(dòng)的優(yōu)質(zhì)輔助作用,但實(shí)際應(yīng)用大都出于教師的個(gè)人習(xí)慣,并未形成一套系統(tǒng)而科學(xué)的理論指導(dǎo),導(dǎo)致部分教師對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用較為混亂。
因?yàn)槔碚撝笇?dǎo)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的欠缺,部分教師在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用,經(jīng)常不自覺(jué)的過(guò)度融入傳統(tǒng)教學(xué)方法,結(jié)果只是利用信息技術(shù)手段對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法和內(nèi)容進(jìn)行展現(xiàn),并未給教學(xué)活動(dòng)帶來(lái)實(shí)效性的幫助。
由于對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用,使高等數(shù)學(xué)教學(xué)方式發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變,即便是以往應(yīng)用傳統(tǒng)教育手段能夠熟練傳授知識(shí)內(nèi)容的教師,在教學(xué)實(shí)踐中也會(huì)面臨許多挑戰(zhàn):(1)教師主觀上是否接納信息技術(shù)。不同教師在年齡、學(xué)歷等方面具有一定差異,對(duì)于部分年齡較大的教師,他們很難較快的接受新事物,對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用,在不同教師群體中會(huì)出現(xiàn)不同響應(yīng)。(2)是否可以熟練應(yīng)用信息技術(shù)。雖然很多教師對(duì)信息技術(shù)的重要性形成了較強(qiáng)的認(rèn)識(shí),但由于工作環(huán)境、個(gè)人經(jīng)歷、興趣愛(ài)好以及對(duì)信息技術(shù)了解等方面的不同,導(dǎo)致其對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用的熟練程度有所不同[3]。(3)是否可以應(yīng)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的良好駕馭。雖然制作了集體教案,但在個(gè)案教學(xué)中,不同教師對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用效果不同。
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)人數(shù)學(xué)教學(xué)資源庫(kù)的建立,結(jié)合數(shù)學(xué)教學(xué)軟件促進(jìn)教學(xué)情境的優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如,應(yīng)用3D 技術(shù)制作教學(xué)課件,可將聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)以及視頻等融于一體。又如,應(yīng)用幾何畫(huà)板制作在課堂教學(xué)中用于解決某個(gè)問(wèn)題的軟件。通過(guò)多媒體技術(shù)輔助教學(xué)過(guò)程,能夠?qū)崿F(xiàn)在探究式教學(xué)中對(duì)信息技術(shù)的有效利用,繼而提升教學(xué)效率。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中較為常用的軟件包括MathCAD、Mathematic 以及幾何畫(huà)板等。
高等數(shù)學(xué)屬于一門(mén)具有較強(qiáng)理論性、 抽象性以及邏輯性的學(xué)科,倘若脫離教學(xué)實(shí)際,便很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)多媒體技術(shù)的應(yīng)用為高等數(shù)學(xué)教學(xué)供給了全新的教學(xué)手段,同時(shí)也給學(xué)生提供出新的學(xué)習(xí)方法。為節(jié)約教學(xué)時(shí)間,可以利用計(jì)算機(jī)的科學(xué)計(jì)算功能,在短時(shí)間之內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)大量數(shù)據(jù)的收集與處理,構(gòu)建數(shù)學(xué)公式與數(shù)學(xué)理論。數(shù)學(xué)教師可以利用多媒體技術(shù)構(gòu)建教學(xué)情境,模擬現(xiàn)實(shí)世界、表示數(shù)量關(guān)系、論證公式定理、展現(xiàn)空間圖形等。比如,對(duì)多元函數(shù)性質(zhì)進(jìn)行講解時(shí),可以應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件對(duì)連續(xù)、極限等各種類型的問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì); 對(duì)概率與統(tǒng)計(jì)部分,可以利用計(jì)算機(jī)軟件形成大量模擬結(jié)果,以幫助學(xué)生對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行更為清晰的觀察。再如,對(duì)于函數(shù)的極限一課,可以利用幾何畫(huà)板設(shè)計(jì)相關(guān)動(dòng)畫(huà)內(nèi)容,展現(xiàn)自變量變化、函數(shù)值變化規(guī)律,使學(xué)生通過(guò)多媒體觀察函數(shù)圖像,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的分析、討論與驗(yàn)證[4]。在新授課中,教師需要合理選擇與安排多媒體教學(xué)資源,準(zhǔn)確攻克教學(xué)重難點(diǎn),使學(xué)生在優(yōu)質(zhì)的教學(xué)情境中實(shí)現(xiàn)與教師、同學(xué)之間的討論,發(fā)現(xiàn)與理解知識(shí),促進(jìn)其知識(shí)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)活動(dòng)中對(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)法的應(yīng)用能為學(xué)生營(yíng)造出更為“快樂(lè)”的學(xué)習(xí)心理情境,對(duì)于外部學(xué)習(xí)氛圍的優(yōu)化大有裨益,能夠使學(xué)生充分明確其發(fā)展目標(biāo)。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,教師可以通過(guò)以下4個(gè)方面實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的高效構(gòu)建。
3.2.1 創(chuàng)建情境設(shè)計(jì)任務(wù)
任務(wù)屬于知識(shí)和技能的主要載體,因此對(duì)任務(wù)的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分貼合教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)參考學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求、個(gè)性特征以及學(xué)習(xí)重難點(diǎn),還要積極明確大學(xué)數(shù)學(xué)課程性質(zhì)以及與生活之間的密切聯(lián)系。創(chuàng)建情境的主要目的在于對(duì)學(xué)生所學(xué)習(xí)知識(shí)和技能加以有效組織,繼而形成更具趣味性的任務(wù),通過(guò)興趣與任務(wù)的雙重刺激激發(fā)學(xué)生主動(dòng)投入學(xué)習(xí)活動(dòng)的意愿,深化學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和識(shí)記效果,使學(xué)習(xí)過(guò)程更具積極性與主動(dòng)性。
3.2.2 教師指導(dǎo)分析任務(wù)
這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,教師的行為要和學(xué)生的行為之間形成有效組合,教師應(yīng)該對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo),采取問(wèn)答、討論等多種方式組織教學(xué)。通過(guò)多媒體課件演示對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行輔助,并向?qū)W生傳達(dá)完成任務(wù)過(guò)程所需思路、方法以及操作步驟,以此充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與活動(dòng)的主動(dòng)性[5]。在遇到一些復(fù)雜度較高的任務(wù)時(shí),可以將任務(wù)化整為零,劃分成多個(gè)“階段性任務(wù)”或“分任務(wù)”。經(jīng)過(guò)細(xì)化處理,幫助學(xué)生順利地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
3.2.3 自主探究與協(xié)作
在實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的細(xì)化以后,教師可以要求學(xué)生對(duì)教材當(dāng)中的具體內(nèi)容進(jìn)行閱讀,亦或是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等工具查找課外相關(guān)資料,明確解決各個(gè) “分任務(wù)”所需方法。在這一過(guò)程中,教師應(yīng)該充分關(guān)注對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)的培養(yǎng),并以小組協(xié)作的方式促進(jìn)任務(wù)更好的完成。在小組劃分上,應(yīng)該本著“組間同質(zhì),組內(nèi)異質(zhì)”的原則進(jìn)行劃分。此外,在學(xué)生完成每一項(xiàng)任務(wù)之后,教師需要及時(shí)地與大家進(jìn)行交流,充分利用反饋與評(píng)價(jià)的方式促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的內(nèi)化與能力的提升。
結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的資源共享優(yōu)勢(shì),對(duì)課后學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)關(guān)注對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。在傳統(tǒng)教育模式下,高等數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程受教學(xué)形式與方法的限制,很難促進(jìn)教材和學(xué)生之間的有效交互,更多時(shí)候是向?qū)W生單向地提供知識(shí)內(nèi)容。而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下,以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu),可以為學(xué)生供給更為優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)。通過(guò)教學(xué)資源共享,使學(xué)生隨時(shí)隨地利用手中的移動(dòng)終端展開(kāi)學(xué)習(xí)活動(dòng),使其對(duì)高等數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)不再受時(shí)間與空間的限制。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不但使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)更加便利,在合作性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)等方面同樣具有較強(qiáng)的輔助功能[6]。比如,三重積分計(jì)算一課教學(xué)活動(dòng)結(jié)束之后,教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)課后學(xué)習(xí)任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)多種不同積分區(qū)域進(jìn)行研究與討論。結(jié)合任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué),使學(xué)生在參與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)與探索,以促進(jìn)其邏輯思維能力和運(yùn)算能力的發(fā)展。利用計(jì)算機(jī)技術(shù),能使學(xué)生在短時(shí)間之內(nèi)獲得經(jīng)驗(yàn),通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)輸出方式的變化獲得不同結(jié)果。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下,學(xué)生從以往對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的被動(dòng)接受,轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索,實(shí)現(xiàn)了高數(shù)教學(xué)與信息技術(shù)的有效融合。
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),能夠有效突破專業(yè)上的限制,為學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求提供幫助。高等數(shù)學(xué)屬于高校工、農(nóng)、理、醫(yī)等多種專業(yè)普遍開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)課程,但由于高等數(shù)學(xué)內(nèi)容寬泛,學(xué)生很難接觸到高等數(shù)學(xué)的所有內(nèi)容。對(duì)信息技術(shù)和高等數(shù)學(xué)課程之間的融合,首先需要考慮學(xué)生的專業(yè)需求,同時(shí)分析數(shù)學(xué)學(xué)科自身的特征。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為廣大師生提供了良好的選擇空間,教師可以針對(duì)相應(yīng)專業(yè)設(shè)計(jì)具體的教學(xué)任務(wù),將教學(xué)內(nèi)容分成基礎(chǔ)型、拓展型以及提高型。要允許學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理選擇,結(jié)合自身需求決定學(xué)或者不學(xué)、先學(xué)或者后學(xué)、多學(xué)或者少學(xué)[7]。
利用教學(xué)管理平臺(tái),還能有效豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)文化知識(shí)儲(chǔ)備。教師除了通過(guò)教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生提供必備的知識(shí)內(nèi)容之外,還可以為學(xué)生介紹與知識(shí)相關(guān)的歷史背景、趣聞?shì)W事,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。我們?nèi)缃袼?jiàn)到的高等數(shù)學(xué),是經(jīng)過(guò)一代又一代數(shù)學(xué)家長(zhǎng)期努力逐漸總結(jié)而來(lái),是先輩為我們留下的寶貴財(cái)富。對(duì)教學(xué)內(nèi)容與歷史背景相融合,為學(xué)生介紹數(shù)學(xué)家們的生平事跡。比如,在講解導(dǎo)數(shù)微積分內(nèi)容時(shí),可以為學(xué)生介紹微積分的創(chuàng)始人萊布尼茲和牛頓,總結(jié)由于對(duì)微積分創(chuàng)始人的爭(zhēng)論而影響數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),讓學(xué)生明白學(xué)術(shù)研究需要溝通與協(xié)作的道理。再如,為拓展學(xué)生的數(shù)學(xué)文化知識(shí)儲(chǔ)備,在講解“一筆畫(huà)”問(wèn)題時(shí),可以做以下教學(xué)設(shè)計(jì):在課前預(yù)習(xí)任務(wù)中,要求學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等方式查找關(guān)于哥尼斯堡七橋的故事,并提出問(wèn)題:是否可以由起點(diǎn)出發(fā),在不重復(fù)的情況下將橋走完,繼而回到出發(fā)點(diǎn)? 是否可以找到原因并對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行改善? 在課堂上,引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)表自己的意見(jiàn),個(gè)別學(xué)生甚至將問(wèn)題制作成動(dòng)畫(huà),利用多媒體向大家展示。教師在對(duì)學(xué)生作業(yè)加以評(píng)價(jià)之后得出結(jié)論:七橋問(wèn)題就是是否可以利用一筆不重復(fù)畫(huà)出經(jīng)過(guò)7個(gè)點(diǎn)的圖形,也是我們所說(shuō)的一筆畫(huà)問(wèn)題,為學(xué)生講解七橋問(wèn)題創(chuàng)設(shè)出一種新型教學(xué)分支,即圖論。而圖論理論同樣被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)科學(xué)研究領(lǐng)域[8]。利用生活化實(shí)例,將問(wèn)題數(shù)學(xué)化為理論,與高等數(shù)學(xué)知識(shí)形成有機(jī)聯(lián)系,讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)形成更為強(qiáng)烈的親切感。除此之外,利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),可以為學(xué)生提供各類數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)網(wǎng)站,拓展學(xué)生的知識(shí)獲取途徑。然而,這要求學(xué)生具備對(duì)信息獲取、分析以及綜合處理的能力,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源促進(jìn)自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。因此,在日常教學(xué)中,教師要充分關(guān)注學(xué)生對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng),使學(xué)生具備通過(guò)信息技術(shù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的能力。
對(duì)于高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中信息技術(shù)的應(yīng)用,還可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)所具備的評(píng)價(jià)功能對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行有效評(píng)價(jià)與總結(jié)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)能夠提供出具有良好交互性的評(píng)價(jià)功能,有利于數(shù)學(xué)教師全面了解學(xué)生近期的學(xué)習(xí)水平和思想動(dòng)態(tài)[9]。
綜上所述,在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)信息技術(shù)的有效利用,能為教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展提供良好的輔助手段,對(duì)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的提升具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。作為一名高校數(shù)學(xué)教師,應(yīng)該在日常教學(xué)中積極探索,對(duì)國(guó)內(nèi)外其他教育工作者的先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)加以借鑒,繼而與自身所處教學(xué)實(shí)際相結(jié)合,創(chuàng)建出一套更加符合學(xué)生學(xué)情的高等數(shù)學(xué)教學(xué)體系,為國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展注入新的活力。