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赵斌
[摘 要]现代教育信息技术与高校数学教育的整合势在必行。现代教育信息技术应用于高校数学教学实践的指导思想应当是系统的教学设计思想,它与高校数学教育的整合的主要目的是致力于改变学生的学习方式。 [关键词]现代教育信息技术;高校数学教育;整合
The Integration of Modern Educational Technology and Mathematics Teaching in Colleges Zhao Bin Abstract:It is inevitable that modern educational technology will be in conformity with mathematical education of university.The direction idea that modern educational technology should be applied to mathematical education practice is a systematic teaching design ideology.Its main purpose is to change the study method of the studens. Key Words: Modern educational technology; Mathematical education of university; Conformity
现代教育信息技术应用于高校数学教育的实践是一项充满生机和极富发展前景的探索活动,它的宗旨和任务就是促进高校数学教育的现代化,丰富学生的数学学习,促使学生利用现代教育信息技术进行主动、有效的数学学习。高校数学教育要积极应对现代教育信息技术对数学教学提出的挑战,树立现代教育技术与高校数学教育整合的观念,实现高校数学学习方式的改变。
一、高校数学教育应用现代教育信息技术的现状与分析
近年来,全国许多高校投入了大量资金用于现代教育信息技术硬件设施的建设上,但目前我国许多高校的数学教学基本上仍停留在“黑板+粉笔”的传统教学模式上,而对于与现代教育信息技术相匹配的新型教学模式的构建不甚重视甚至根本不去考虑。具体表现在:一些高校数学教师对于将现代教育技术与高校数学教育整合的意识淡薄,对于如何运用学校已有的现代教育信息技术资源去改变学生的学习方式还没有得到足够的重视,校领导对于高校数学教师能否用现代教育技术开展教学活动及是否使用了现代教育技术手段开展教学活动的情况不重视或不作要求。这样,我们就步入了这样一个“怪圈”:一方面叫喊投资于现代教育技术设施建设的经费短缺;另一方面花费了大量资金的计算机机房、多媒体计算机教室、电子网络教室、电子备课室、校园网等现代化教育教学设施和各种大量的教育技术资源却大量闲置,对高校数学教学的改革起不到多大的实质性作用,仅成为供计算机类课程和检查参观、炫耀的奢侈品。随着时间的推移,又将面临升级换代贬值的风险,这种情况将严重阻碍高校数学教育发展的步伐。
要走出这个“怪圈”,就必须更新数学教育观念,重视现代教育信息技术应用于高校数学教育模式的探索与建构。道理很明白,现代教育技术的硬件环境是死的,被动的,而高校数学教育模式中的交互作用过程和学生学习高等数学新知识的认识过程却是活的,能动的。因此,如何将现代教育技术用于高校数学教育是我们当前高校数学教育改革的重点所在。认识现代教育技术在数学教学中的作用,如何加强现代教育技术与高校数学教育的融合,如何运用现代教育技术改变学生的学习方式,这是我们当前高校数学教育现代化的重要内容之一。
二、现代教育信息技术对高校数学教育的影响
现代教育信息技术的发展已经深刻地改变了数学世界。现代教育技术所产生的数学内容,如数论中的数制的转换问题、离散数学中的逻辑问题、集合理论和逻辑运算等都是高校很多专业的学生学习的内容。我们可以让学生理解机器的计算方式,让学生懂得计算方式可按不同设备进行不同的设计,让高等数学的问题机器化,并且也可以将语言的问题符号化,用逻辑运算对其进行处理。高等数学的问题不仅限于连续的曲线及变化,而且还涉及到点的分布、问题的提出与判断,方程的解析与近似计算等离散问题。数学与信息技术的相互促进与紧密结合,形成了作为高新技术的核心和工具库的数学技术。信息技术使数学变得更加现实了;精深的高等数学概念、推导过程可以得到模拟;再难的计算、再复杂的方程,只要给出了相应的算法就能得到解决;复杂多变的几何关系,利用计算机动态的显示功能可以得到形象的表示。现代教育技术在高等数学领域的应用,必将导致高校数学教育的内容、教育模式和教学方法的深刻变革。
首先,现代教育信息技术的发展影响着高校数学课程的内容。例如,计算机语言的学习,高校的很多专业往往在计算机课中首先开设Basic语言,但同学们的学习兴趣都不浓,原因是只知其用于计算机的编程,而不知其来源何处,再加之有一些同学认为学了没啥用处。但是他们绝对没想到这也是一种数学,是一种逻辑推理的基础训练。因此我觉得如果先学离散数学中的逻辑问题,然后再学Basic语言,将现代教育技术融于高等数学中进行学习,既可训练逻辑思维也可进行上机实验,以提高学生在高等数学课上的动手动脑能力,从而达到素质教育的目的。又例如数制的学习也是非常必要的,数的定义是数学的一个基础,它适用于不同的对象和不同的条件,如机器识别二进制比较方便,人类则识别十进制比较方便。学生应该受这样的教育,以使他们对数的认识更具体,更深入,以便今后用数的变换发现新的机理,同时对现代教育技术的本质与产生有了质的认识。让学生在学习高等数学的同时,接受现代教育技术方面的知识。计算机的诞生使高等数学更加直接地应用于人们改造物质世界的活动中去。从波音747飞机的全数字化开发到指纹分析中的小波技术,高等数学的应用直接活跃于生产第一线,促进着技术和经济的发展,也改变着人们对高校数学及其教育的传统认识:今日的高校数学已不再是数学分析、高等代数、高等几何等传统分支的简单集合,今天的高校数学教育已不再是仅仅靠几个黑板、几支粉笔便可完成。
其次,现代教育信息技术的发展也将影响到学生的高等数学学习内容和学习方式。例如,对于常规的计算技能的训练,学生应当更加关注对算理的理解,更加强调对算法的设计,面对运算强度的重视可以适当降低,以便腾出时间来发展对数学过程、数学本质的理解力,把更多的时间放在实质性的数学思考上。
再次,信息技术对教师的教也将产生深刻的影响。现代教育信息技术为教师的教学创造出了图文并茂、丰富多彩、人机交互、及时反馈的教学环境,能使过去难以实现的教学设计变为现实。例如,在现代教育信息技术的帮助下,教师可以对高等数学中相对抽象的部分进行设计和操作,以便解决日常生活中复杂而真实的问题。现代教育技术让高校数学教师把主要的时间和精力用于思考和设计教学情境,为学生提供丰富的数学活动源泉。
三、现代教育信息技术与高校数学教育整合的途径与方法
现代教育信息技术应用于高校数学教学,首先应有先进的教学理念及系统的教学思想,把现代教育信息技术当作一个要素纳入到整体的高校数学教学系统中来考虑,彻底摒弃利用现代教育技术就是单纯考虑使用计算机等媒体的狭窄的观念;其次是周密地考虑高等数学教学中的各要素之间的关系,确定高等数学教学过程展开或运作的操作程序,使教学活动有章可循。为此要做到以下几点:
1.现代教育信息技术要致力于改变教师的教与学生的学。利用现代教育信息技术的化小为大、化大为小、化静为动、化动为静等优势,充分展现出高等数学的产生和发展变化过程,有效地揭示高等数学的实质,使往日呆板和僵硬的高等数学及抽象内容得到极大的改善,使学生的学习形式更有趣味、更加简便,也更为有效;利用现代教育技术可以将高等数学知识表现为文字的、图像的、数字的和声音等多种形式有机的合为一体的形式,丰富了课堂内容,提高了课堂的效率。例如,要反映出图形之间的关系,利用常规手段难以解决,而利用几何画板等软件制作的课件去演示图形之间的关系就非常方便;利用现代教育技术创造和展示各种趋于现实的学习情境,我们把抽象的高等数学用计算机进行模拟,形象的展示给学生,帮助学生在较短的时间内完成对艰深的数学定理的理解,帮助学生更好地从本质上理解定理的内在联系,对于这方面的实例可参考[1]。
2.利用现代教育信息技术进行协作学习。早在1920到1930年间,许多学者便提出协作学习的方式有助于学生之间的学习,近年来许多研究亦表明,以协作学习的方式学习更优于个别化学习和课堂讲授。协作学习的核心是让一群学习者“共同”去完成某项学习任务,它可以是问题解决,也可是专题研究,还可以是个案设计。由于大家共同完成学习任务,承担最后的结果,因此学习者对知识的建构就在与同伴间紧密的沟通、协调、合作下逐渐形成的。协作学习让学习者从其他同学那里得到不同的观点和意见,使他们分享的不仅是共享的软件,也是集体的智慧,所以在同学之间进行协作学习以提高学习成效,能够发展学生的自信心,尤其可以使学业上失败的学生在同伴帮助的过程中经历成功的体验,重塑自尊。协作学习还能培养学生协作技巧和沟通能力,为学生以后走上社会打下良好的基础。应用现代教育信息技术提供的各种网络环境可以有效地开展协作学习。
3.正确发挥现代教育信息技术辅助数学教学的优势。现代教育信息技术是以现代教育理论、学习理论为指导,以计算机为核心的信息技术。它并非是指单纯的物质技术,它更重要的是指设计和运用教育技术的现代思想观念或方法。离开了恰当的思想或方法,技术的运用不仅不能产生积极的意义,相反会带来比不用更为消极的后果。比如,如果我们仅仅把现代教育技术嫁接在传统的高校数学教育模式的基础上,那么这种现代教育信息技术的运用势必会对传统的高校数学教育模式起推波助澜的作用,这样,现代教育技术不仅不能发挥其促进高校数学教育现代化的作用,反而成为强化传统高校数学教育模式的手段,成为一种自欺欺人的教育现代化点缀。因此,必须确立现代教育技术的观念,特别是强调运用现代教育信息技术的方法。现代教育信息技术在高校数学教育领域的全面应用,必将导致高校数学教育的内容、手段、方法和模式的深刻变革,并最终导致高校数学教育观念、教育理论的根本变革。
现代教育信息技术是高校数学教学必不可少的教学手段,应当被负责的使用,使它为数学的学与教服务。现代教育信息技术的使用不是要替代传统的教学工作,而是要发挥信息技术的力量,做过去不能做或做得不太好的工作以更好地组织和管理教学资源,构建交互式、多样性的学习环境,更好地引导学生学习,加强对于数学的基本理解和直觉。
特别地,高校数学教师要从影响学生学习数学的因素出发去制作高等数学课件,在制作数学课件时应注意以下几点:(1)科学性与艺术性相结合。所谓的科学性是指制作的课件要以事实为依据,不能为了好看或更具吸引力而歪曲科学事实;所谓的艺术性是指所制作的课件要具有美学价值,能体现数学美,通过美去吸引学生,使学生乐学勤学,激发学生的数学兴趣;(2)数学课件的设计应从教育思想、教育理论和教育方法进行定位。不能为了突出现代教育技术在教学中的作用而滥制课件;(3)并不是每节数学课都得去制作和利用课件,只有当利用课件产生的教学效果优于传统教学手段产生的效果或者在传统办法不能很好解决问题时,才去制作和利用教学课件;(4)所制作的课件要具有较强的交互性、可控性,以适应变化多端的课堂。界面设计要合理,颜色选择要恰当,具有艺术美感。背景音乐的设计以不能分散学生的注意力为前提。
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