对数学实验与多媒体课件结合的探讨

张 健，焦 扬

(1.长春金融高等专科学校 基础部，长春 130022;2.东北农业大学 理学院，哈尔滨 150030)

理工类本科生需要学习的数学类课程一般包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等。随着教学改革的深入，各高等院校相继开设了数学实验类课程，引导学生通过使用相关的数学软件，如Mathematica、Matlab、SAS、Lingo等来解决实际问题。同时，伴随着数学类精品课的建设，很多高等院校也建立了与之配套的多媒体授课系统或教学软件。以东北农业大学为例，近年来，该校的四门主要数学公共课(高等数学、线性代数、概率论与数理统计及经济数学)均已建设为省级或校级精品课，并且均已建设了与课程紧密相关的教学演示PPT文稿、多媒体自学系统，开设了配套的数学试验课程。

1 数学实验课与多媒体课件的不足

数学实验课与多媒体课件，都是教育改革的产物，其目的都是培养学生的自学能力、动手能力，以及利用数学手段解决实际问题的能力，从而更好的实现素质教育。但是，数学实验课与多媒体课件本身又存在着一些不足:

(1)数学实验课与理论课联系不够紧密。数学实验课一般为上机实验，具体形式为“教师讲-学生练”的传统授课方式，课程内容设置上与数学软件结合紧密，但是与理论课内容的联系是比较松散的，学生容易将数学软件看作是“万能的”，而忽略了“人”本体对于“软件”这个客体的控制和使用。一旦遇到实际问题，学生首先想到的是“软件能帮我做什么”，而不是“我如何利用学过的知识解决问题”。

(2)多媒体授课与黑板式授课的矛盾。数学类公共课与其他课程，尤其是文科类课程有着很大区别，具体体现为数学类课程的逻辑推导内容、计算性内容较多。在建设多媒体课件后，教师容易过分依赖于多媒体课件，在授课方式上抛弃了传统的黑板式教学，这在一定程度上增加了学生对逻辑性较强的内容理解的难度。同时，如果过分的依赖黑板式教学，对于一些单纯的、繁琐的计算过程，例如线性代数中矩阵的基本运算、经济数学中单纯型表的迭代过程，是时间的浪费。如果将多媒体课件与黑板式教学相结合，或者采用以黑板教学为主，多媒体课件辅助教学的方式，则可以发挥二者的长处，达到取长补短的目的。

(3)多媒体课件与数学实验脱节。多媒体课件与数学实验都是以计算机为基本平台的，数学实验课的讲授在课上进行，同学们在下课后缺少必要的学习资料，如果购买相关的专业书籍，即无必要又容易造成浪费。

如果将多媒体课件与数学实验相结合，随教材配发相应的多媒体课件光盘，一方面满足了学生自学的需要，一方面也可以使学生更容易理解“数学课”与“数学软件”的联系，利用计算机平台，既可以学习本课程的知识，又可以学习、练习相关的数学实验内容，不失为一举两得的好方法。

下面以Authorware软件为例，具体介绍在数学多媒体软件中加入数学实验内容的方法。

2 多媒体课件与数学实验相结合的实现

(1)内容设置。在内容上，可以将一门完整的数学课按章、节分层，各子层中包含电子教案、疑难解析、典型例题、课后习题、课堂练习、动画演示、实验演示几个部分。其中电子教案部分是对本章节内容的概括;疑难解析是对教学重点与难点的集中讲授;典型例题是对不同类型的习题分类讲解;课后习题是配套教材后的习题答案;以上四个部分是基本的教学内容，互动成分较少，制作时可以将Word文稿转换为PDF文稿，然后以图片格式粘贴在Authorware中，同时设置背景为“透明”，采用这种方法主要是因为数学类课件中一般包含大量的公式，而公式在Authorware中是默认作为图片格式的，这就造成了内容输入上的极大不便。采用PDF格式将文字、公式统一作为图片输入，具有方便、快捷、适合大量输入的特点。

(2)课堂练习的交互部分。课堂练习以选择题为主，学生可以在使用教学软件时进行实时练习，并且可以得到对答案的讲解。该过程利用Authorware的交互按钮和群组按钮实现，流程图见图1。

图1 选择题设计流程图

(3)动画演示部分。在流程图中需要插入Flash动画的部分点出手形图标，然后点选“插入”-“媒体”-“Flash Moive…”即可方便的插入动画。同时可以插入等待图标，并通过语句CallSprite(@“name”，#play)和CallSprite(@“name”，#stop)来控制动画的播放与暂停，如图2。动画部分主要是对课程中一些难以理解的内容，如积分中值定理、线性规划问题的图解法等，制作了相关的Flash动画，通过动画演示，使得抽象的内容更加直观，更易理解。

图2 动画流程设置

(4)实验演示。实验演示部分主要分为以下四个内容:

①实验的名称、目的。该部分主要为PDF格式文本，给出实验的目的，说明要掌握的重点难点。

②实验内容。实验内容的介绍可以选择以PDF文本的格式呈现，也可以选择用PPT文稿的形式呈现。这里选择PPT文稿要优于选择PDF文档。主要是考虑到插入OLE对象更为简单，同时也易于编辑修改。而PPT文档对于超级链接的支持也变相使得Authorware中的超级链接设置更为简单。在打开显示图标后选择“插入”-“OLE对象”，在“由文件创建”中指明路径即可将已编辑好的PPT文稿插入。东北农业大学各门数学实验课程都已经建立了讲解用PPT文稿，这可以直接插入。

③实验案例。实验课的教学案例都是以数学软件为基础的，将实验课的案例，如Matlab的.m文件，Mathmatica的.nb文件等以超链接的方式与多媒体课件建立联系，大大提高了课件的易用性。这里建立超链接的方法有两种。

第一种，在PPT文稿中插入超链接。该方法只需在PPT演示文稿需要链接程序的字段上插入超链接，然后将该PPT文稿嵌入多媒体课件即可，其优点是操作方便，易于管理、修改，缺点是其超链接对相对路径的支持较差，在程序打包之前需要对路径进行修改，除此以外，PPT文稿对没有注册过的应用程序是不支持的，这也使得超链接的类型受到了一定程度的限制。

第二种，利用运算图标和按钮插入超链接。在Authoeware的交互图标下可设置一个下挂运算图标的按钮，使用者在点击按钮时，课件自动运行相应的数学实验程序，该部分的结构如图3。其命令格式为JumpOutReturn(“程序路径”，“文件路径”)。该方式的优点是对相对路径的支持很好，数学实验程序可随课件一起打包，而不需要进行特殊处理。缺点是对相关数学软件的安装路径，要求必须是“程序路径”中指明的位置，否则程序会弹出寻找对话框，再次对安装路径进行指明即可解决。

图3 嵌入数学实验程序的结构图

④实验习题。实验习题部分是学生动手进行上机操作的环节，首先给出题目，然后在题目的后面给出解法程序的超链接，学生可以做到练习与校对同时进行。为了让学生更深刻的认识数学软件的作用，此环节可以引导学生对教材或多媒体课件中出现的例题、习题进行求解，使学生真正的认识到在使用软件过程中，“人”的主导作用和“软件”强大的辅助功能。

3 结语

按照以上方法制作的多媒体课件，包含了对理论课内容的讲解、练习，同时也包含了对实验课内容的介绍、举例、练习，打包后随教材一同提供给学生，可以激发学生的学习兴趣，做到预习、复习、答疑、上机练习一张光盘全部完成，不失为计算机辅助教学的值得推广的方法。

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