教育信息化环境下高校高等数学教学发展研究

杨艳萍，闫灵芝

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475001）

0 引言

信息技术的发展和广泛应用，正改变着人类的生产方式、生活方式、交往方式、学习方式和教育方式。 信息技术的高速发展，促进了教育信息化的发展，信息技术在学科教育中发挥着其巨大的优势，给学生带来了全方位立体的学习体验[1,3]。 然而，信息技术的发展对于高等数学教学的影响相对较小，高等数学教学信息化的进程相对来说较慢。 在教育信息化的大环境下， 如何促进高等数学教育发展，推进高等数学教学信息化，值得深入探讨。

1 教育信息化环境下高等数学教学的现状

1.1 现状综述

高等数学教学的信息化发展对教师的知识能力和信息素养、学生的学习能力和信息素养、学校的信息化环境、教学资源的管理与分配等提出了一系列的要求。 现代教育技术包含两大模块：一是现代教育思想和理论； 二是现代信息技术和系统方法。 如何更有效地运用现代教育技术促进高等数学教育的发展，已成为高等数学教学信息化发展的一个关键性问题。

高等数学教学的信息化发展现状，通过中国知网的科研论文可窥一斑。 高等数学教学相关论文有2144 篇，其中含多媒体88 篇、信息技术11 篇、网络13 篇，占总数的5.2%，所占比例较小。 另外，吴梦秋等《高等数学多媒体教学的利与弊调查分析》一文通过调查问卷得出统计结果：在教学中，采用黑板书写的约为78%，采用多媒体的为6%，两者结合所占的比例约为16%。 这表明，在目前高等数学的教学实践中，信息技术的使用并不普遍。 李华在《高等教育信息化发展中的几个热点问题研究》 中提到：资源建设和教师队伍的信息化建设，是目前我国高校普遍面临的问题，这已成为高等教育信息化深入发展的瓶颈和障碍。 事实上，影响高等数学教学信息化发展的因素还有很多，例如，高等数学教学中需求的硬件和软件设施、学生信息素养、教师专业发展、评价监督机制等。

1.2 问题分析

教育信息化大环境下，高等数学教学必须将现代信息技术与高等数学课程加以整合，以信息技术更好地促进学生形成数学意识、 发展数学能力、掌握数学思想方法等。 可以说，高等数学教育信息化仍然任重道远。

1.2.1 高校中用于高等数学教学的硬件设施及相关技术较少

在高校的院系中，多媒体教室数量占总教室的比例各不相同，但是一般说来，在数学学院或数学系（部），由于资金的限制，相对来说比其他院系要少。 而且某些高职院校排课时，多媒体教室不安排给高等数学课程。 例如，某高职院校公共教室（非专业教室）中，多媒体教室占到教室总数的54.5%，但高等数学教师在五年内只有13 人次被安排在多媒体教室进行教学。

运用网络技术可以实现远程教育，高等数学教学在其中也占了一席之地。 国内外具有代表性的网络教学平台有清华网络教育平台、北大在线、新浪―双威远程教育平台、安博网络教育平台、网梯多媒体远程教育系统、WebCT、Blackboard、Virtual–U、Learning Space、Moodle 等。 但这些技术并没有普及开。 由于缺乏大众化的网络教学与学习环境，使网络高等数学教学发展受到限制。

另外，据某省高校中随机抽样调查结果，若不论及数学实验室的规模大小（少则几台，多则几百台）， 89.4%的高校都有自己的数学实验室，但是利用率却较低，70.6%的实验室在大学生数学建模竞赛时启用，23.5%的实验室一学期只对学生开放10次以内， 另外还有5.9%的实验室完全处于闲置状态。 究其原因，在于没有专业的硬件维护人员和软件技术人员，加上高等数学教师缺乏信息技术和教育理论学习，致使只有硬件技术没有对应的软件环境相匹配。

1.2.2 高等数学教学资源参差不齐、重复建设

在信息技术支持下，各种资源聚集于网络与现实之中。 例如，国家设置和建设了67 所高校网络学院，高等数学远程教学实验点具有丰富的教学和学习资源；某些资源库或者学习社区，如中国高等学校教育资源网、南京大学数字化资源库、学问社区等，是高等数学教育者和学习者交流资源的场所。此外，国家倡导精品课程建设以来，高等数学网络课程、精品课程、试题库、习题集等发展迅速，内容丰富。 但是，这些资源的质量参差不齐。 网络中某些社区对高等数学教育资源质量进行了一些讨论，通过学习者的评价，可见学习者对资源的质量参差不齐也有一定认识（如从某些资源的访问量、下载量可窥一斑）。

由于资源质量参差不齐、开放性受限，高等数学教育资源的重复建设现象也大量存在。 例如，国家级、省级或校级的高等数学精品课程网站，其中课件、教案、习题等样样俱全，但由于内容交叉、知识点结构近似、习题雷同等，造成了重复建设。 用google 搜索定积分概念的ppt，获得约281,000 个结果（当然里面肯定有“滥竽充数”的），笔者随意点到10 页，仍是相关页面，可见定积分概念的ppt 课件为数不少。 另外，学习者在不同的学习社区、资源库下载的某些高等数学资源，却是完全相同的。

1.2.3 大学生信息素养和学习能力差异较大

日益兴起的学习科学是高等数学教育信息化发展的一个新动力。 华东师大、东南大学等设立了学习科学研究点，随着信息技术的发展，不断更新研究成果，提出了一系列学习策略、学习模式、学习设计，在理论和实践上都取得了一定的成果。 同时，这些方式也对学生的信息素养、学习能力提出了一定的要求。 学生的信息素养、学习能力是高等数学教育信息化发展的重要因素之一。 需要指出，学生的信息技术能力还不是学生的学习能力。 例如，学生对网络技术熟悉，但不等于学生对网络学习熟悉。

高校学生的信息素养和学习能力差异较大，东西部地区差异尤其大。 东部地区经济条件较好，学生普遍接受过信息技术培训，而中西部地区由于经济发展较慢，多数学生未经过一定培训，因而大部分不适应信息技术下的教学或学习模式。 例如，某教师想利用QQ 群收发电子作业，意欲使大家能共享学习资源，已经设计好了一学期的作业计划，然而未曾想一个班65%的学生（因未达到预期效果，教师调研后得知此数据）都对QQ 群的功能较为陌生。 笔者通过调研得知，某高校教师有47%没有用过多媒体教学设备，80%以上的学生不知道自己学校的高等数学精品课程网站，对于网络上的数学资源，更是知之甚少。

1.2.4 高等数学教师队伍建设滞后

高等院校既是人才汇聚的之地，也是为社会主义事业培养各类人才的主阵地， 而人才培养的质量，归根结底取决于“人才汇聚”的质量，即师资队伍建设的状况。 因此，落实全国人才工作会议及《国家教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》精神，实施人才强校战略，师资队伍建设是重中之重[6]。 目前，高等数学教师队伍建设滞后，表现在以下几个方面。

（1）教师的信息素养普遍不高。 作者曾在一所211 工程院校听一位颇有建树的老教授讲解高等数学，用的是多媒体教学，但是通过实际观察，笔者发现，学生半数以上兴趣不大、学习懈怠。 问题在于老教授运用信息技术的能力未能与数学素养和教学经验相适应。 多数新教师虽然计算机知识较好，但因其教学经验缺乏，获取教学方面信息的素养较差；而有一定教龄的老教师在校期间学习的计算机知识已较落伍，若没有专业的培训，提高其信息素养并非易事。

（2）教师的教育理论基础薄弱。 现在的高等数学教师，有不少是数学专业的本科生或研究生，并不是教育或师范专业出身，故而缺乏教育理论基础。在有些省市，非数学教育专业毕业的高校教师要取得高校教师资格证，必须再学习心理学、教育学，并笔试与面试都合格，才能获得教师资格证。 例如，河南省近几年一直在坚持用这种方式促进高校教师的素质发展。 但是现在也有些地区的考试流于形式，以卷面考试为主，备课、说课、讲课的考核不是很到位。

（3）教师缺乏信息技术与课程整合的知识。 信息技术与课程整合是我国21 世纪基础教育教学改革的一个新途径，在高等数学教育中也取得一定进展。 例如，已有刘娟《高职院校数学与信息技术整合教学的再思考》[7]、周占杰《高等数学教学与信息技术整合》[8]、万淑香《高等数学与信息技术的整合》[9]等20 余篇文章公开发表， 这些研究对于推进高等数学的教学改革有一定的效果。何克抗教授认为：信息技术与学科课程的整合是通过将信息技术有效融合于各学科的教学过程， 来营造一种新型教学环境，实现一种以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式。 据笔者调研，在某高校数学教师中，22.2%的人对于高等数学运用多媒体教学持反对态度，72.2%觉得无所谓，5.6%赞成；教学方法仍以讲授式为主，所占比例超过80%。 可见，数学教师“自主、探究、合作”方面教育的知识缺乏，纵使略知一二，也多停留在理论层面，所作的实践研究较少。 （4）教师的教育研究知识和能力较弱。 由于高等数学教师教育研究方法的缺乏， 因而不能保障教育研究的效度与信度，不易形成良性循环。 在高等数学教育研究的论文中，思辨研究、理论研究、经验总结的论文占到90%以上的比例。 事实上，教育研究的方法有很多，可分为质的研究、量的研究，具体还有对照实验、访谈法、行动研究法等，但这些方法在高等数学教育研究中鲜有体现。

1.2.5 评价监督机制不够健全

高等数学教育向信息化方向发展，需要评价方式的改变，以往的有些评价方式已经不能满足其发展的需要。 学生学习评价的滞后是高等数学教育信息化发展的一个障碍。 对学生数学能力的评价单靠期末考试肯定是不合适的，以什么样的评价形式来考察学生的数学思维能力、数学实践能力、数学创新能力等，是亟待解决的问题。

而当下关于高等数学教学与学习的评价还没有形成一个适宜的机制。 例如，若不论规模大小，全国80%以上的高等院校都拥有了自己的数学实验室；2001 年参加数学建模比赛的院校只有529 所，到2010 年增至1 197 所院校的17 317 个代表队，这说明，高等数学教育的实践应用性越来越受到重视。 然而现在绝大多数学校考核学生学习高等数学课程的效果，还是以期末卷面成绩为依据，高等数学思想、应用的能力等方面并没有考察到。 在有些高校，对教师的评价能做到每年跟踪评价，通过学生评教、督导听课等途径进行评价、监督，而有些高校的教学缺乏评价、监督机制。

信息技术介入高等数学教育，给教学模式和学习方式带来了改变，也催生了更多的评价方法和模式。 例如，潘凤《论构建高职数学教学评价体系的立交桥》、诸秉政《高等数学探究式教学模式及其评价分析》、刘颖芬等《高等数学课程教学质量“双客体”评价体系的构建》， 这些文章都探索了高等数学教育的评价问题。 其表明高等数学教育者也一直在探索适宜的评价监督机制，只是目前还没有形成一个完整的监督机制。 需要指出的是，绝大多数评价的后续工作也欠缺。 例如，通过评价可以发现教学与学习存在的某些问题，而对于这些问题却没有制订方案进行改进，对方案的施行也缺乏有效监督。

2 对策及建议

通过以上对高等数学教育信息化发展的现状的分析，本文试提出一些相应的对策及建议。

2.1 为高等数学教育信息化发展提供平台

不具备信息化平台，谈高等数学教育信息化就无意义。 高等院校应该重视高等数学教育中硬件及软件设施的信息化发展，正视信息技术发展为高等数学教与学带来的机遇，为高等数学教师提供各种软硬件的信息技术支持，为其提供有力的精神和资金支持。 除此之外，高校之间进行联合，实现硬件资源共享，也是一个有力的解决方案。 这样既可以提高环境资源的利用率， 也可以加强彼此沟通学习、节省开支。 随着信息技术的发展，高校应不断发展新的数学教育信息化环境，形成教育者和学习者良性互动、不断更新的信息化教育平台。

2.2 加强优质资源的建设和共享

在信息技术的条件下实现优秀资源的开放性共享，能避免重复工作，加大信息资源的利用率，扩大个人拥有的资源量，使任务繁重的高等数学教师有更多的时间、利用更多的学习资源来从事信息技术与课程整合的实验研究，对学生也具有实际意义。教育资源共享的概念不能仅仅只局限于教育信息共享，还应包括全面的教学内容建设，从更高层面上来说，是电子化教学的整体解决方案。 因而建立资源共享机制是非常有益处的。 形成优秀资源共享机制，实现所有优质资源的共享，这个庞大的工程应当由国家牵头建设。 这对于高等数学教育的发展，可以起到事半功倍的效果。

2.3 培养学生的信息素质及学习能力

华东师范大学和东南大学都成立了学习科学研究中心，追踪信息技术的发展，探索了不少先进的教学、学习模式（例如网络教学、探究学习、协作学习等模式），并在实践中验证了其实施效果，为学生的学习带来了新的知识、能力及体验。 但这些模式对学生本身的素质提出了一定的要求，高等数学教师无论借鉴这些教学或学习模式，还是自己设计并在教学中运用信息技术，都应当在对学生的信息素质和学习能力做好调研的基础上进行，否则会事倍功半。 若学生信息素养、学习能力没有达到要求，高等数学教师应与讲授信息技术相关课程的教师（例如计算机课程教师、网络课程教师等）相结合，在教学过程中共同提高学生的信息素养和学习能力。 另外，在日常的教学中，数学教师应注意讲授一些与信息技术相联系的数学软件知识，给予学生独立学习的时间，循序渐进地增强学生的信息素养及学习能力。

2.4 促进高等数学教师的专业发展

学会学习是教师发展的关键条件，高等数学教师由于教学科研任务繁重，必须学会学习，才能利用有限的时间完成自己的工作，并实现其自身的专业发展。 高等数学教师应不断更新自己的教育观念，把提高自身素质融入日常生活中，增强自学意识和能力；重视自身的专业发展，加强自身的信息素养和学习能力，从书本教材、电子资源、网络资源中不断汲取新的知识；应不断学习、掌握先进的信息技术、媒体技术、网络技术及其应用方法，切合实际地在高等数学教育中应用这些技术，并进行有效的实践检验。

高等数学教师应加强教育设计方面的能力。 教育设计应以促进学习者的学习为根本目的，运用系统方法，将学习理论和教学理论等的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体设计，创设有效的教与学系统的“过程”或“程序”。 高等数学教师如果掌握了教育设计的方法和要领，在高等数学教育发展中合理运用各种信息资源，探索新的教学方法和模式，促进学习者的学习，对于高等数学教育的发展将是一次质的飞跃。

除了自身加强学习之外，高等数学教师也应参与定期的培训学习。 学校应有目的地组织高等数学教师进行职前学习和职后培训，这也是培养高等数学教师专业知识和能力的好方法。 例如，对于多媒体技术、网络技术等信息技术的学习，学校可以组织熟悉这些技术的院系教师对数学教师给予专门的指导、训练。 也可以在上级部门的组织下，学校之间联合对数学教师进行学习培训，这样既可节省开支，也能够提高高等数学教师的知识和能力。 每年定期的学习培训可以为高等数学教师建立一个良性循环的素质提升系统。 此外，高等数学教师可以通过协作，学习教育研究方法、教育学的理论知识、教育技术的相关知识，从而改进教学方法、提高教育科研水平。 有关组织和部门还可以通过各种信息化途径，构建地区性的、跨区性的学习共同体，分享好的教学实践经验。

2.5 不断探索适合高等数学教学信息化的评价体系

合适的评价体系需要不断发展完善，探索过程需要经过从理论到实践、从实践到理论的循环。 在评价中，应避免以往只重结果的评价，提倡介入发展性评价。 信息技术的发展，催生了多种信息化的评价模式，如绩效评价、档案袋评价、多元智能的数学学习评价等等。 这些评价模式或方法多数已经在中小学教育信息化中得以实践，高等数学教育信息化评价需要根据实际情况加以改革，再通过实践检验，完善其内涵。 另外，随着高等数学教育信息化和数学教师专业化的推进，以往教学的评价指标也要作相应改变，并不断在实践检验中完善。

高等院校的评价体系已经有了一定的发展，例如，辽宁省科研项目《高等学校教育教学质量内部评价体系的研究与实践》、江苏省科研项目《高等学校教育教学质量内部评价体系的研究与实践》、黄秋明等完成的《高等学校教学质量监控与评价体系》、郭扬等完成的《高职高专教育教学质量监控与教学评价体系的研究与实践》等等。 这些研究对高等教育的质量评价与监控提出了一系列的方案，对建立适宜的高等数学教育信息化评价机制和体系具有一定的指导意义。 不过需要明确的是，高等数学教育目标和要求也是有别于其他课程的，所以应根据其自身的特点细化各项指标， 建立合适的评价机制，建立发展性的评价体系。 而要形成适宜的评价机制，需要教育部门的重视、支持和监督，需要一线教师进行艰苦的实践。

3 结语

在教育信息化的大环境下，高等数学教育必须顺应时代发展要求，高等数学教师应当更有效地利用信息技术构建的教与学的平台，推进高等数学教育发展。 需要说明的是，高等数学教育的信息化发展不是简单地将信息技术应用于高等数学教学或学习的过程，而是在一定的理论基础上，将信息技术融合到高等数学中，以信息技术促进高等数学教育的全方位发展，以产生更好的教育效果。 这对传统的教学是一个挑战，需要教育及相关部门的重视和支持，更需要教师作许多艰苦的工作，无疑，这个过程将是一个长期的复杂的过程。

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