信息化时代高等数学教学探析

冯英华

(淮南联合大学公共教育学院，淮南 232001)

随着社会经济的不断发展，高等数学在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色，作为高等教育中的基础学科，高等数学是高校大多数专业的必修课，也承担着锻炼学生数理能力、培养创新思维的艰巨任务。在信息化极度发达的今天，高等数学的教学也面临着从传统教育教学模式向信息化时代变革的问题，互联网和全球化的普及为高等数学的教学提供了充分的硬件条件和丰富的教学资源，而信息化时代的高等数学教学不应再照搬原来的教学内容和教学模式，高等数学教师也不应仅局限于使用计算机制作授课课件。教育信息化是国家信息化建设的重要组成部分，利用信息技术创新教学模式和教学方法是大势所趋，如何深度挖掘高等数学教学中存在的问题、充分发挥网络平台提供的教学资源，通过多样化教学工具的选择和教学内容的科学设计将有序推进高等数学的教学严谨；利用信息化手段实施教学探索，使学生的主观能动性得到充分发挥，激发他们的创新思维和学习热情，让学生在高等数学的教学中获得坚实的数学基础知识、提升数理思维能力和实践应用能力是高等数学教师的工作重点。

1 高等数学教学现状分析

1.1 学生学习热情不高

高等数学是高校大多数专业的必修课，它的基础性和重要性是毋庸置疑的，所以高校师生对高等数学这门学科非常重视，但由于高等数学的教学内容主要围绕概念、公式、定理和试题，教学重点也始终聚焦于清晰的基本概念、严谨的逻辑思维、一步一步的推理论证和大量的试题练习，大多数学生都认为高等数学教学内容枯燥、晦涩、繁重，导致他们对高等数学的学习很难提起兴趣；另外，目前高校高等数学教学大多数仍然延续一块黑板、一根粉笔的传统教学模式，部分教师应用多媒体课件授课也只是单向演示说明，教学内容通过课件一幕一幕地向学生介绍，学生被动接受课件的演示结果，并未充分发挥多媒体教学手段变抽象为形象、化繁为简的优势，也并未有效利用信息化资源将丰富的教学内容和多元化的教学方法有机融合于高等数学课堂，缺乏教与学之间的互动，枯燥的教学内容以无趣的传授方式硬塞给学生，导致大部分学生对高等数学有着望而生畏的消极情绪。教学是教与学的有机结合，教师传授的知识必须是学生喜闻乐见、乐于接受且易于吸收的，只有这样才能达到教学相长的目的。这就要求高校教师对传统的高等数学教学理念和教学方法进行反思和改进，使学生对数学的学习有兴趣、有热情、有主动性，也只有这样学生才能够事半功倍、学有所得[1]。

1.2 教学针对性不强

高等数学是高校大多数专业的基础课，很多不同专业的高等数学教材是一样的，在教学过程中，如果只是千篇一律地传授高等数学知识，并未在教学中针对所教学生的专业而有所侧重，让学生感受不到高等数学知识与其专业知识的相关性，就会导致他们在学习中感到盲目和迷惑，经常会有学生问：“老师，我们为什么要学习高等数学，它和我们专业没什么关系，学这个有什么用”，高等教育阶段的学生学习的目的性比较强，他们更愿意在专业相关的知识上花时间、下功夫，这种“高数无用”的思想也直接影响学生的学习热情和积极性，对高等数学的教学非常不利。

1.3 课后答疑效果不佳

“温故而知新”是亘古不变的真理，尤其对于高等数学这种理论性强、学生不易理解的学科，课后答疑解惑是巩固课堂知识，促进学生对知识点消化理解的重要手段。目前高等数学的答疑通常采用教师确定时间、地点，学生集中答疑的方式，但师生面对面答疑方式，面临着时间和空间等诸多约束，有些学生因选修课或一些其他活动与答疑时间冲突而错过；有时因为答疑时间有限，一个学生的问题还没解答，答疑时间就结束了，来参加答疑的多数学生问题尚未得到解决，如此几次，问题得不到解决的学生就不愿再参加答疑活动，而来答疑的学生越来越少，教师会把一周一次答疑改为一月一次或者一学期一次，这是高等数学教学过程中非常常见的现象。学生课上遇到的问题得不到及时解决，接下来再接受以前期知识点为基础的新知识，学习难度加大，就如滚雪球，问题越积累越多，更加大了学生学习高等数学的难度，对高等数学的学习是非常不利的。

1.4 创新思维培养不够

高等数学是大学教学中非常重要的基础理论课程，它覆盖面广、影响面宽、学时多，在人才培养中发挥着举足轻重的作用。一直以来，高等数学的教学围绕着概念、定理、试题展开，以教师教授为主，学生常处于被动接受状态，学生和教师间、学生和知识间完全没有交流，这不仅无法激发学生学习热情，更对他们创新思维的培养极其不利[2]。徐利治先生指出：“学生创新意识、创新思维的培养是长期目标，因此改革教学方法和手段，转变教师教学观念，真正将学生放在教学主体地位，是今后教学的主要任务”[3]。高等数学教学中创新思维的培养不够，这固然与高等数学知识理论性强、教学内容繁重、学生数量众多等因素有关，但也受到教师长期以来重理论轻实践、重解题轻创新的思想影响。创新是发展的源动力，是未来世界的主要竞争力，因此，高等数学教师必须在创新思维的培养上下大功夫。

2 信息化时代高等数学教学探析

2.1 多媒体教学手段的有效使用

在高等数学教学中，涉及到很多抽象概念和立体图形，对学生逻辑思维能力和空间想象能力要求较高，而数学知识又比较连贯，环环相扣，前一个知识点掌握不好，会直接影响到新知识的学习，在学生未建立起较清晰的逻辑思维能力和空间想象力时，对抽象、晦涩的高等数学知识很难掌握，导致学生进入越学越不会、越不会越不想学的恶性循环中，因此，让学生利用课堂上的有限时间对新知识有良好的吸收和认识，是高校教师努力的方向。

首先，多媒体教学引入对板书内容多的高等数学教师来说是解放双手、提高课堂时间利用率的好事，对纯文字性的概念、定义等板书内容完全可以通过课件的使用达到节约板书书写时间的效果；其次，很多立体图形可以通过一些画图软件达到360°旋转可视的立体效果，更利于学生空间想象力的培养和建立；最后，多媒体教学的引入也可将很多抽象概念以图像或动画的形式展示出来，比如“极限”的概念在传统教学中只靠教师口述“无限接近”,学生很难靠想象来理解，而通过多媒体手段教学，不但可以显示数字的无限接近，更能从图像上清晰地显示出“无限”接近的过程，从而使不易理解的抽象概念形象化、具体化。多媒体教学的应用使枯燥的理论知识更加形象生动，激发学习热情，更有助于学生对抽象概念的理解和认识，这些都是传统教学模式无法达到的。因此，高等数学教师通过有效利用现代化信息技术，将授课内容以学生喜闻乐见的形式表达出来，使师生双方在教学过程中都能够从多媒体教学手段中获益，扬长避短，逐步探析摆脱“教师难教、学生畏学”高等数学教学现状的多样化教学形式，达到激发学生学习积极性、提高学生学习效率的效果。

2.2 加强高等数学的教学针对性

笛卡尔曾说：“数学是知识的工具，亦是其它知识工具的泉源，所有研究顺序和度量的科学均和数学有关”。数学是一门非常实用的基础学科，教师应在教学过程中针对不同专业特点，将高等数学教学内容与各专业知识有机结合到一起，突出高等数学知识在各专业学科中的应用效果[4]。如导数概念的引入可以电子信息专业中的线密度、物理学科的电流强度和机械专业的曲柄连杆结构的角速度为背景。而对经济类专业来说，则可以以边际成本率和边际劳动生产率作为导数概念引入的知识背景，如对工科类专业学生，教师教学中应更侧重于计算曲率、曲率半径、液体压力等工程数学应用相关知识，而对于经济管理类专业的教学应更注重最小投入、最大收益、边际成本、概率及统计等方面，这样将数学知识与相关专业知识巧妙地结合在一起，不仅凸显了高等数学知识的实用性和普适性，更有利于消除学生们学习高等数学知识的盲目性。

在信息化时代下，教师可通过互联网获得很多贴近专业、生活的例子，并对这些资源进行梳理分析，结合学生的专业知识及接受能力进行筛选、完善，找到适合学生的典型案例，让学生从心理上和兴趣上更容易接受数学知识[5]。

2.3 试题库和答疑库作为课堂教学的有益补充

便利化的网络平台给高等数学的教学提供了广阔的施展空间，为了巩固知识、督促学生学习，可以利用网络平台构建试题库，学生在阶段性课程结束后进入试题库测试，并提交测试结果，教师通过对测试结果的审阅及分析，了解学生的学习情况，明确学生对所学知识存在的问题，对学生的接受程度及接受情况有了较清晰的认识，在后续教学过程中教师的教学内容就会更有侧重性和方向性；同时，教师可在线上收集学生的答疑需求，结合学生的测试结果，将学生学习中遇到的共性问题的详尽讲解整理出来，制作答疑库，高等教育阶段的学生都具备了一定的学习能力，那么学生在高等数学的学习过程中就可以通过试题库的测试，更好地认识到自己在知识点理解上存在的问题，再在答疑库中寻求帮助，通过自主、自助学习扫除了学习过程中的大部分障碍，余下的个性化问题，可以通过答疑及学生学习小组向教师和同学寻求帮助，试题库和答疑库的建立是对课堂教学的有益补充，也是对学生自主学习能力的一种锻炼，这种对共性问题集中解答、个性问题单独解决的方式也可使师生摆脱因传统一对一答疑模式带来的时间上的浪费。

2.4 有利于创新思想培养的教学设计

高等数学之所以成为理工农医类学生必修的公共基础课，不仅在于高等数学作为工具性知识会在他们未来的工作学习中频繁使用，更主要的是通过对高等数学的学习，锻炼学生的创新思维和应用数理思维解决本专业问题的能力，因此，高等数学的教学应以坚实的基础知识为支撑，以培养学生的创新能力为最终教学目的，而这二者又是相辅相成的，没有坚实的基础知识，创新能力是无根之术，反之，没有创新思维和创新意识，只会按照基础知识完成课本和考试中的试题，而不懂如何将高等数学知识用于实处，又失去了高等数学学习的意义。因此，在高等数学教学过程中，教师不但要注重基础知识的教学，让学生学懂、学通，更要关注学生创新思维和创新能力的培养。

高等数学教学内容繁重，在创新能力培养上，若教师与学生缺乏互动，一味的填鸭式讲解传授，忽视学生的接受情况，这样的教学只是完成了教学内容而并未达到教学目的，在教学过程中，学生是教学的主体，教师应以提出问题、引导学生自主学习的教学方式激发学生学习和研究的兴趣。因此，教师应在课堂上加强师生互动，增加提问和讨论环节，这不仅可以使教师更准确地把握学生对知识点的理解、吸收情况，还能使学生的注意力聚焦于教学内容，与教师教学节奏相一致。另外，在教学设计方面，教师应根据日常生活中存在的问题，建立问题情境，使学生在情境中更好理解数学知识，再引导学生通过建立数学模型的方式解决实际问题，并将实际问题中的各变量转化为数学模型中的变量，用数学语言表达现实问题，有效地提升了课堂教学效率并锻炼了学生的数学建模能力。同时，教师可组织学生成立学习小组，该小组既是小组成员合作完成课后团队作业的组织，也是同学之间就课堂内容进行深入学习探讨的平台；既有利于团队精神培养，也有助于学生对课上的内容进一步消化吸收[6]。上述提问、讨论以及建立学习小组等教学设计环节给了学生参与、探讨、研究、相互学习的机会，不仅使他们成为了学习的主体，也使他们的创新思维得到了锻炼和提高。

3 小 结

信息化时代带来了丰富的教学资源、多样化的教学手段，网络也拉近了教师和学生、学生和学生之间的距离。时代为教师提供了前所未有的舞台，作为教育者，更应不负时代所托，为明日栋梁的成长和壮大贡献一份力量。高等数学作为高等院校的基础学科，其开设目的不仅是使学生获得高等数学基础知识和创新思维的培养，更希望学生能够在未来的工作和生活中将所学知识学以致用、发扬光大，因此教师在未来的教学中应不断提高自身教学素养，以探索更有利于学生获得知识、提升能力的教学方法为己任。