信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育的融合
時間:2022-07-14 03:20:23
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數(shù)學(xué)是認(rèn)知世界的一種方式,從應(yīng)用層面分析,自畢達(dá)哥拉斯發(fā)明數(shù)的應(yīng)用理論以來,為人類生活提供了重要的發(fā)展契機(jī);并借助數(shù)走向了基于數(shù)學(xué)學(xué)科的技術(shù)文明之路。信息技術(shù)即是以此為基構(gòu)建了將全球聯(lián)合于一張信息網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字圖譜。因此,探討信息技術(shù)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用與融合,能夠進(jìn)一步讓數(shù)學(xué)學(xué)科的成果轉(zhuǎn)用到其自身學(xué)科發(fā)展之中。
一、從技術(shù)工具角度進(jìn)行融合
目前高等數(shù)學(xué)教育中,在教育改革后實(shí)現(xiàn)了對信息技術(shù)的普遍應(yīng)用。但在改革深化的現(xiàn)階段,有必要提高對信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育的融合,提升教育效果。從技術(shù)工具的角度進(jìn)行融合,需要了解信息技術(shù)背后所承載的互聯(lián)網(wǎng)+思維,即“融合”思維;它的本質(zhì)在于將這種融合思維更好的對接到高等數(shù)學(xué)教育之中。具體可以從借助PC端、移動終端兩個路徑實(shí)踐融合。從PC端的路徑融合,主要基于計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用;比如當(dāng)前已經(jīng)得到普遍應(yīng)用的PPT軟件、多媒體、微視頻等;主要是將各種設(shè)備與計算機(jī)進(jìn)行連接,如打印機(jī)、掃描儀、DV機(jī)、多媒體熒幕或顯示屏、手機(jī)等。選取這種融合的方式,目的是在高等數(shù)學(xué)教育中全面實(shí)現(xiàn)“教學(xué)自動化”,將傳統(tǒng)教育轉(zhuǎn)渡到全面信息化角度,并將電子版本與紙質(zhì)版本進(jìn)行融合;比如通過掃描儀即可解決數(shù)據(jù)或課程部分錄入的問題,節(jié)省時間;再如與DV機(jī)的連接,就可以把現(xiàn)實(shí)中的課堂教學(xué)進(jìn)行記錄,并使其能夠成為公開課程的應(yīng)用材料。以上屬于針對PC端的硬件融合;而在軟件融合層面,主要是將基于計算機(jī)的各種可應(yīng)用軟件進(jìn)行利用;比如在當(dāng)前要實(shí)踐遠(yuǎn)程教學(xué),就可以選取諸如YY之類的操作平臺,直接登錄頁面-注冊-進(jìn)入教學(xué)聊天室,即可以進(jìn)行視頻或非音頻教學(xué),既簡便,又能夠克服地域限制,重點(diǎn)是可以將課堂教學(xué)延伸到課堂之外的任何地域。從移動終端路徑融合,主要是基于智能手機(jī)客戶端。在這個方面的運(yùn)用多由于現(xiàn)代智能手機(jī)的發(fā)展與PC端實(shí)現(xiàn)了無縫對接;而且學(xué)生應(yīng)用智能手機(jī)的頻率高,幾乎每人一臺;從硬件資源配置的角度講,基礎(chǔ)牢固。在這個方面,高等數(shù)學(xué)教育中通常用來進(jìn)行班級微信群的建立或QQ群的建立,從而開展關(guān)于高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)的課后討論,或者教師-學(xué)生、學(xué)生-學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)交流;從現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)教育中引入的生理-心理輔導(dǎo)課程觀察,通過這個平臺,可以采用群內(nèi)@的形式,進(jìn)行個體對個體、個體對團(tuán)體的交流,尤其有利于教學(xué)中關(guān)于課后問題的一些探討。它更便捷的解決了當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教學(xué)局限于課堂時間的問題,將教學(xué)中的問題與討論,或任務(wù)問詢等擴(kuò)展到了任意時間、地點(diǎn)。有學(xué)者將其形容為“有網(wǎng)絡(luò)的地方,就是高等數(shù)學(xué)教學(xué)”,可見其影響之大,功能與價值之高;重點(diǎn)是透過這個終端,使高等數(shù)學(xué)教育中的探索教學(xué)方法獲得了較好的運(yùn)用。目前,從技術(shù)角度進(jìn)行融合,需要將PC端與移動終端進(jìn)行密切融合,從而提高兩者之間的交互;建立起一個高等數(shù)學(xué)教育的新模式。比如以電子郵件為例,學(xué)生在計算機(jī)上完成作業(yè)之后,即可以發(fā)送給教師,方便教師在計算機(jī)、智能手機(jī)端實(shí)現(xiàn)郵件收發(fā);而且這種交互的方式,能夠解決一直以來電子郵件必須由電腦完成的單一路徑,尤其是在缺乏電信網(wǎng)絡(luò)的情況下,即可以透過手機(jī)與電腦的聯(lián)接來完成文件的傳輸收發(fā)。最重要的是這種模式能夠更好的將直播、視頻轉(zhuǎn)播聯(lián)系起來,進(jìn)一步促進(jìn)我國高等數(shù)學(xué)教育中的公開課程教學(xué)水平,以技術(shù)工具推動發(fā)達(dá)地區(qū)與不發(fā)達(dá)地區(qū)的教育資源配置,并提高資源利用率,解決教育資源分布不均的問題。
二、從教育角度進(jìn)行融合
高等數(shù)學(xué)教育因其難度大,教學(xué)只面向?qū)W生群體;但是由于我國有各種成人教育,以及考取證書等路徑,為社會廣大人群提供繼續(xù)受教育與學(xué)習(xí)的途徑。因此,從現(xiàn)代教育的角度分析,高等數(shù)學(xué)教育與信息技術(shù)的融合,需要選取教育角度本身所附有的社會功能;建議在上述技術(shù)角度融合的基礎(chǔ)上,選取公開課程教育路徑,推進(jìn)高等數(shù)學(xué)教育中的學(xué)院式培養(yǎng)與社會化培養(yǎng)并行發(fā)展。一般情況簡便的方式即是將高等院校的高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)進(jìn)行DV機(jī)、或攝影機(jī)、或智能手機(jī)錄入,然后通過與PC端的計算機(jī)進(jìn)行連接,到網(wǎng)絡(luò)平臺上,供搜索與參觀;另一種方法是通過計算機(jī)刻印DVD光盤,進(jìn)行非盈利售賣分享到社會,或配置交流到其它院?;蚱h(yuǎn)地域。從教育角度進(jìn)行融合的另一個內(nèi)涵,在于使高等數(shù)學(xué)教育本身能夠引入這種以互聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)為依托的信息技術(shù)所承載的新思維。這種新思維即是上文提到的互聯(lián)網(wǎng)+思維的另一個面向,即“系統(tǒng)思維”;并將其引渡到現(xiàn)代高等數(shù)學(xué)教育之中。具體操作中,要求在信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育融合的新模式下,重新思考現(xiàn)代教育理念提倡的復(fù)合型人才、素質(zhì)人才培養(yǎng)目標(biāo)。從復(fù)合型人才培養(yǎng)的路徑分析,主要是在高等數(shù)學(xué)教育中引入信息技術(shù),并在融合的基礎(chǔ)上將這種技術(shù)應(yīng)用與操作當(dāng)作學(xué)科教育的一個重要部分,提高學(xué)生在知識、技能方面的全面訓(xùn)練。從素質(zhì)人才的角度分析,重點(diǎn)在于利用信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育的融合,將能力訓(xùn)導(dǎo)與技術(shù)工具應(yīng)用相結(jié)合。比如以微課堂為例,這種融合信息技術(shù)與教學(xué)的模式,即指在通過課前導(dǎo)引,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、激發(fā)學(xué)生的興趣,以及將課堂教學(xué)順利的轉(zhuǎn)渡到討論環(huán)節(jié)等。再如以情景教學(xué)為例,應(yīng)用多媒體之便,能夠?yàn)閷W(xué)生營造高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)的背景,將教學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活中的建筑物、日常生活中的原理應(yīng)用等進(jìn)行更好的對接,設(shè)置背景后即可以令學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中增加體驗(yàn),加深對數(shù)學(xué)-生活之間的關(guān)系理解,更好的將理論學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合;同時,這種方法也能夠增加學(xué)生的感受性,培養(yǎng)其感性能力,彌補(bǔ)其單一的理性邏輯中存在的不足;并提高其對人文、生活的感知,更好的去運(yùn)用數(shù)學(xué)知識創(chuàng)造出新的事物。
三、從教學(xué)角度提高融合水平
以CAI輔助教學(xué)系統(tǒng)為例,自1959年發(fā)明以來就在美國高等數(shù)學(xué)教育及其它學(xué)科教育中獲得了成功應(yīng)用,并提升了教學(xué)效果。其中包括視聽教育、教育傳播學(xué)理論,以及系統(tǒng)科學(xué)、學(xué)習(xí)理論等。經(jīng)過行為主義學(xué)習(xí)理論-認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論-建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論三次大演進(jìn)之后,突顯出基于課堂教學(xué)CAI新模式的重要性。從設(shè)計思想方面觀察,CAI軟件的設(shè)計思想旨在突出啟發(fā)性、針對性,形成以學(xué)生為主體的高等數(shù)學(xué)教學(xué)新模式。比如,在高等數(shù)學(xué)教育與信息技術(shù)融合層面,透過這種CAI軟件系統(tǒng),可以激發(fā)學(xué)生的自主性,并從中進(jìn)行一些自主探索、在不同的情況下體驗(yàn)與內(nèi)外知識并向外升發(fā)。同時,學(xué)生可以借助該系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)關(guān)于自身學(xué)習(xí)行為的反饋信息收集,并通過這種方式實(shí)現(xiàn)自我評估,并將其與現(xiàn)在高等數(shù)學(xué)教育中的結(jié)果評估進(jìn)行對接,增加過程評估方式等。以高等數(shù)學(xué)教育中的概念教學(xué)為例,在實(shí)踐教學(xué)中,需要按照該系統(tǒng)模式、理念,從七個要素進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,分別是情景導(dǎo)入-呈現(xiàn)例子-提出假設(shè)-檢驗(yàn)-概括-形成概念-應(yīng)用-反思概念化過程。從課件制作層面分析,要求先對課件類型進(jìn)行劃分;按照演示型-網(wǎng)絡(luò)型-信息資源型三大類型,分別對應(yīng)設(shè)置其功能。比如在演示型課件中,要求體現(xiàn)個性化,具體如實(shí)現(xiàn)講授、演示、示范、創(chuàng)設(shè)情景等;再如在網(wǎng)絡(luò)型課件中,應(yīng)該從求大、全、深三個基本特征,將關(guān)于資源的共享性、豐富性進(jìn)行表達(dá);而信息資源型的課件則主要針對學(xué)生為主體的新型教學(xué)思路,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)、自測、自練、自思等自主意識與自主學(xué)習(xí)習(xí)慣;并從中實(shí)現(xiàn)探索式學(xué)習(xí)思維與路徑的選擇,完成自我評估。而且在這種良性循環(huán)互動中達(dá)到了學(xué)生在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力方面的提升。具體制作流程為前期準(zhǔn)備-創(chuàng)作背景圖片與動畫-添加具體內(nèi)容-構(gòu)建課件基本結(jié)構(gòu)-優(yōu)化。為了更好的理解CAI系統(tǒng),可以將其分拆成當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教育方面的信息技術(shù)應(yīng)用;如對PPT、PS之類平臺工具的應(yīng)用之類。從現(xiàn)在信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育的融合程度與教學(xué)水平觀察,建議先利用微課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、多媒體課堂等新的教學(xué)模式,讓數(shù)學(xué)教師熟練這種信息化模式;逐步在一般課件制作、視頻擷取、FLASH動畫制作、PPT頁面制作、PS應(yīng)用各個方面實(shí)踐中對信息技術(shù)工具全面應(yīng)用。同時,在實(shí)踐基礎(chǔ)上將教學(xué)導(dǎo)入到專門化(CAI系統(tǒng)之類)的教學(xué)系統(tǒng)之中,使教學(xué)實(shí)現(xiàn)體系化運(yùn)作。另外,高等數(shù)學(xué)教育與信息技術(shù)融合實(shí)踐需要匹配設(shè)置一些保障措施,提高其融合水平。比如在教育制度、教學(xué)評估機(jī)制,以及在關(guān)于教師的人力資源管理層面,均需進(jìn)行相應(yīng)的配套設(shè)置;并使其納入到信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育融合后的教學(xué)新體系之內(nèi)。通過上文分析可以認(rèn)識到信息技術(shù)與高等數(shù)學(xué)教育的融合,既能夠?qū)⒓夹g(shù)文明引渡到其發(fā)源地,也可以更好的促進(jìn)數(shù)學(xué)教育教學(xué)的效果提升。按照上文初步論述,建議在實(shí)踐高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,抓住技術(shù)工具背后的工具理性,并將其與教育教學(xué)中的內(nèi)容資源進(jìn)行深度融合,從而在教學(xué)設(shè)計中提高其科學(xué)性;利用課件制作節(jié)省課堂教學(xué)時間,并在此基礎(chǔ)上,在利用技術(shù)之便的同時,進(jìn)一步打破傳統(tǒng)教學(xué)中因時間與地域造成的諸多束縛,將課堂教學(xué)延伸到課外,提高高等數(shù)學(xué)教育效果。希望以后能夠從數(shù)學(xué)學(xué)科的角度更為細(xì)致的探討該主題,加深對它的理解。
作者:張野 單位:公安消防部隊高等??茖W(xué)校訓(xùn)練部文化教研室
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