核心素养引领下的高等数学信息化教材开发研究

2019-02-12冯静

职业 2019年1期

冯静

关键词：核心素养高等数学信息化教材计算机应用

课题：本文系2018年度山东劳动职业技术学院人文社科类立项课题《基于学生核心素养提升的高等数学课程设计与信息化教材开发研究》（编号：2018RW02，主持人：孙少平）的阶段性研究成果。

随着社会现代化程度的提高，人们使用信息化技术的领域也是越来越普及，幼儿都可以熟练使用手机和电脑，办公自动化、多媒体、网络大大提高了人们办事的效率，方便了人与人间的交流与沟通。现代学生生活在信息化社会，他们习惯通过手机交流、看书、娱乐、获取世界的最新信息。如果教师还是停留在“一书、一粉笔、一黑板”的状态，就脱离了学生的实际，对学生没有吸引力。国家对改善教育条件、丰富教育资源、优化师生上课环境给予了大力支持。学生要适应将来生活环境和获得长远发展的能力，很大的影响因素是学校的教育，准确地说是学科教育。作为教师，应该从学科教育入手，结合现代学生的生活背景与专业实际开发信息化教材。信息化教材是现代社会的必然产物，它利用很多计算机软件，包含很多信息化手段，与信息化社会遥相辉映。学院计算机应用专业的学生对软件很熟悉，主要是学习编程，他们的专业课需要较强的逻辑性，学习高等数学课程不仅可以学习数学知识，还可以培养逻辑性与条理性，使学生接受信息化教材更快一些。

“现代教育技术+现代教育理念=信息化教材”，信息化教材不仅包括课本，还包括微视频、ppt、flash动画、音频以及一切与之相关联的能为学生所用的信息资源。所以信息化教材打破传统的教材模式，最大限度的结合现代教育技术，把静态的课本变成生动、形象、信息最大化的现代教材。开发信息化教材，设置情境，吸引眼球;制作动画、视频，培养学生的观察力与洞察力;录制微课，激发学生自学能力;创新实践模块，培养学生的应用能力;增加数学史、数学文化，培养学生的创造力与想象力。

信息化教材影响学生的“学”。信息化教材有课本，有音视频、动画、微课，不仅包含学生必要的数学基础，还扩充了创新实践模块，让学生把学到的数学知识结合专业课应用到生活中，建立数学模型，为生活、生产服务。增加了数学史、数学文化，增加了学生对高等数学的认识面，既能让学生了解高等数学的历史，又能让枯燥的数学生动起来，使学生渐渐地对高等数学产生兴趣。

信息化教材也影响教师的“教”。教师摆脱“一张嘴、一课本、一黑板”的教學模式，借助多媒体播放自己录好的视频、动画，也可以播放网络上的精品课程，使课堂生动活泼。在同样的时间内，学生获得最大的信息量，不仅包括知识，还包括今后生活与学习所必需的核心素养，所以开发信息化教材对学生来说很有必要，具体方法如下。

一、开发高等数学信息化教材——设置情境，吸引眼球

高职学生普遍基础差、上课不专心、自律意识不强。给高职学生上高数课，对高数教师来说也是很头疼的事。想要让高等数学不再是师生互相“折磨”的工具，就要把高数课变得“有意思”。高等数学是把从实际生活遇到的问题抽象出来的数学模型形成定理，主要是计算，所以高等数学不像其他学科那样有实际意义。学生本身面对一些数字、符号，就觉得枯燥乏味，如果教师按部就班，对着课本在黑板上一步一步演算，学生就会对高等数学望而生畏，甚至厌倦。所以在开发教材时，教师要善于创设情境，每一节课都可以联系生活中的事件做引例，抓住学生眼球，让学生主动求知。如在讲定积分的时候，教师可以通过多媒体展示一些湖泊、稻田的图像，提问“计算像湖泊这样的不规则图形的面积，请学生思考一下，在现实中有没有办法解决？”湖泊、稻田在日常生活中学生经常遇到，当提出计算面积的问题时，学生会积极主动地思考。但是，学生之前只学过像长方形、圆的常规图形的面积计算方法，被问到自己不懂的地方学生会很着急。这时，教师可以引导学生将不规则图形放到平面直角坐标系中，并告诉学生这就是今天要研究的曲面梯形的面积，什么是曲边梯形呢？这就很自然地引出了当天的课题，原本一节很枯燥的课，如果通过一个情境引出课题的话，学生会特别爱听。

二、开发高等数学信息化教材——制作动画、视频，培养学生的观察力与洞察力

在课堂上，由于时间、硬件设施等限制，教师在讲某个知识点的时候，往往通过描述来讲解，教师讲得口干舌燥，学生却游离在课堂之外。教师为了尽快引入知识点，描述完问题之后，顾不上学生是否在积极思考，就告知答案引出新知，这种教育方式很普遍，但效果最差。上帝在创造人类的时候，给了人们一双明亮的眼睛，目的是让人们通过眼睛观察自己身处的世界，不管是好的还是坏的，我们可以摒弃浮躁，了解世界的本质。培养学生的观察能力的方法很多，身为教师，可以通过教学来达到目的。学习初等数学的时候，学生学习了规则图形的一些面积公式，比如圆、长方形、三角形的面积，但是对于曲边梯形的面积，学生不知道怎么下手。教师可以通过古代刘辉的割圆术加以引导，通过播放割圆术的Flash视频，启迪学生求解不规则图形的面积。学生观看后会受到一定的启发，想到通过分割不规则图形，把其中的每一个小部分近似成规则图形，再把每一部分的面积加起来，就把不规则图形的大概面积求出来了，分割的份数越多，面积就越接近真实值，最后教师与学生共同总结出求曲面梯形的面积有“分割、近似、求和、取极限”四步。观察可以让学生受到启发，获得必要的方法。所以在教材的编写上，要注意相关联问题的动画制作，教师讲解较难以理解的知识点时，可以让学生通过观察简单的问题获得启发。

三、开发高等数学信息化教材——录制微课，激发学生自学能力

传统课堂课时一般是每节课45分钟，教师讲45分钟，学生听45分钟。但是人的精力集中的时间是有限的，前20分钟还可以跟着教师的思路走，后面的时间很多学生的思绪已经飞到教室外面去了。尤其现在学生生活在快节奏的信息社会，习惯快速浏览信息、接受信息。所以如果把整块的课本知识拆分，分成几个时间段来学习，效率会更高一点。现在比较普遍的一种教学方式就是微课，10分钟一个知识点，随时都可以学习。开发高等数学信息化教材，首先就是要录制微课，把重要的知识点录制成微视频，学生可以在茶余饭后，利用零零散散的时间随时学习，学生非常适应这种学习方式，他们会自觉地打开视频，学习每一个知识点。现在高职院校每年都会开展微课比赛、信息化教学大赛，相关技术已经成熟。为了使教学资源更完整，还要做一些习题资源，可以穿插在微课里，看完一个知识点讲解以后，出现一两个题目，学生做对了会有奖励加分，这样学生就像玩游戏一样，通过一关就有奖励，很有成就感，在轻松愉快的环境下就学会了知识点。微课不仅可以用在课前预习，如果课上听不懂，课后还可以复习巩固。学生有了自学的途径，学习更加主动，为今后适应未知世界打好了基础。

四、开发高等数学信息化教材——创新实践模块，培养学生的应用能力

高职学生具有动手能力强的特点，他们对应用比较感兴趣。有时候学生学习高等数学的热情不太高，是因为学生觉得学习高数之后，除了计算，没什么地方可以用的上。鉴于此，开发信息化教材时可以增加创新实践模块。对于数学来说，最好的练兵场就是数学建模。平时上课的时候，教师要注意在任何环节上，考虑对学生建模思想的引导，培养学生的应用意识。为了培养学生的这种意识，在相应章节应该设置一些建模问题，比如讲到导数时可引入瞬时速度、极值、最值问题以及经济上的边际问题等变化率问题，数学模型建好以后，学生解决问题就要用到计算机。学院计算机应用专业的学生对计算机比较熟悉，可以用计算机处理比较繁琐的数据，利用软件编程来完成大量的计算和数据拟合并形成图像。所以，数学建模是把数学和专业联系起来的桥梁，充分体现数学无处不在，数学是专业课的工具。