理学论文：信息化环境下的高职数学教学设计

 一、引言

　　信息技术的创新与迅速发展正在推动人类从工业化社会向信息社会转型，推动工业化时期形成的主流教育理念、教育目标、教育模式、教育结构、教育管理、教育手段、师生关系、学习理论等方面的深刻变革。不断推陈出新的技术手段，正在改变着传统的学习与教学的理论、师生关系、教学与学习的时空界限、活动方式和管理机制，成为推动新一轮教育教学改革的强大动力。

　　中国职业教育亦是如此，为求得更优的教学效果，在先进职业教育理念的指导下，作为公共基础课的数学课程也在不断探索，提出如何更有效地利用现有各种教学资源，将传统教学和现代教学模式相融合，构建"三元一体化"的高职数学教学模式。目前高职数学在课程设计上还较多地沿用传统思想，存在较多的实际问题。所以应根据高职数学课程目标，在学生认知能力及已有经验知识的基础上，改变传统单一的教学方式，为学生提供充分教学实践活动和交流拓展的空间，使学生真正理解数学相关知识，掌握解决问题技巧。

　　二、目前高职院校数学教学中存在的问题

　　1.生源知识水平的差异造成教学设计上的分层难。当前，高职院校大部分学生从入学开始就表现出对专业课程的极大兴趣，而对一些基础课则很难产生恒久的学习动力。由于一些学生在高中数学学习中已经出现厌烦情绪，因此这部分学生学习基础稍差，学习兴趣不高。所以在常规教学中，更有效地实施分层教学就变得很重要，但学生水平的差异又给分层带来很多困难。

　　2.信息化教学设计单一，缺乏统一的设计模式。高职数学是面向全校各专业的公共基础课，所教学生的专业不同，所需要的数学知识也会有不同程度的差异。而目前在教学中仅仅应用多媒体课件对固有的实例进行教学设计，其他理论知识的讲解及相关特色实例的资源挖掘还很少，缺乏针对不同专业的信息化设计，缺乏实践能力的培养。

　　3.缺乏有力的信息化教学平台及实践教学场地。多年来，很多高职院校不断加强信息化平台的搭建，但大部分都是针对专业课程，而对基础课程，尤其是数学课程，搭建信息化教学平台的成功经验很少。因为数学本身特点似乎与信息化结合得很少，并且数学与专业的结合还有一定难度，所以信息化教学平台建立往往敷衍了事，没有带来实质效果。

　　以上现状分析表明，目前高职数学的传统教学不能从根本上满足学生生涯成长的需求，因此，基于信息化的高职数学课程设计代表着今后改革和发展的方向。

　　三、创建"三元一体化"的信息化教学设计理念

　　"三元一体化"是指教师的导、学生的学、教学资源的活用三者的有机融合。高职院校教学中，教师要做的不是单纯地教，而是有方向性地导，用教师积累的经验和先进的教学方法引导学生如何去学习，培养学生的主动性和主体性；学生则在教师的引导下，主动探究所学习的内容，积极参与进来，发现学习的趣味性和内容的实用性；而贯穿于教师和学生的导与学中最重要的就是教学资源，如何将资源整合、优化活用就成为提升教学效果的重要途径。三者虽然都是不同的个体，但它们在诸多方面有着有机融合的基础，因为都强调以"学生"需求为中心，以对人的关注、实现人的全面发展作为终极价值；同时三者之间从本质上讲是开放的，即在教学过程中都存在一个不断吸收、不断调整、不断充实的过程，而且在导学过程中肯定要受到教学资源的影响。因此，只有三者之间互相渗透才能培养出综合能力强的学生。

　　四、基于信息化环境的高职数学教学设计

　　1.基于高职数学的课程要求，适应信息化发展的需求，重构信息化下的数学教学课程内容。高职数学教学通过大量的调研，针对各专业分析目前数学课程的作用，改变传统观念，树立新观念，夯实基础，丰富内容。夯实基础就是要立足现实，着眼未来，把相对成熟、稳定的、易于学生接受的数学知识充实到教材中，并给予其相应的位置；将简单易懂的数学知识通过信息化的展现形式与实际问题结合起来，实现应用理论知识的目标。丰富内容就是将一些新的数学理念及方法，或是实际中应用较多的数学知识渗透到数学教材中，将不常用的、烦琐的理论推理删除，依靠数学的相关软件来解决数学的实际问题。

　　以高职院校所用的《应用数学基础》为例，在教材内容上可做以下调整：（1）注重初等数学与高等数学的知识衔接。在初等数学内容编写上要以图表等复习的形式对内容进行回顾，并结合高等数学进行增补和删减。（2）在理论讲解时，要借助几何画板、数学相关软件、物理意义及实际背景进行解释说明，变抽象为直观，变复杂为简单。（3）在各部分章节安排中要考虑与各专业相结合，尽可能选取与某专业相结合的案例，浅显易懂，适于学生接受。（4）在每章可充实和强化数学实验和数学建模的相关内容，以实例说明，培养学生应用数学的意识。

　　2.基于多元化的信息化资源，创建"2+1"教学模式。在实际教学中，考虑数学内容的逻辑严谨性，同时遵循学生的认知规律，我们对现有的教学模式进行优化，整合各种教学资源，更好地利用信息化平台。具体思路如下：把高职数学课程分为"2+1"模式，即基础教学、应用教学、拓展教学。基础教学是将每章所需理论知识部分进行整理，保证满足各专业对数学的基本要求。教师在讲解上可利用多媒体课件、几何画板等相关资源形象地辅助讲解。应用教学是指针对所学的基础内容，提出该如何应用以及所涉及的数学实例及简单应用案例，并利用基本数学实验项目辅助计算演练。可以适当与专业教师进行探讨，针对不同专业的特点设置相应实例。拓展教学是针对学习能力较强的并且有意继续向上深造的学生。这一部分在基本数学实验的基础上，结合专业需求以及社会需求，扩充一些现代数学思想及信息化手段，使学生能够增强学习的兴趣，了解信息化的工具及发展趋势，培养学生自主学习的能力。在此模式中，针对每个教学部分指定相应的大纲及要求，实现"一带三"的教学设计模式，以适应各层学生。 　　3.充分融合信息化资源，改革教学方法和手段。第一，将灌输式教学转化为启发式教学。良好的课堂教学氛围可以促使学生积极思考，主动思考，真正提升教学效果。在教学中，将传统教学中习惯的灌输式教学方法调整为启发式教学法，即采用案例驱动法，对问题解决展开逐层分析。教师通过案例，提问"投石问路"，既能了解学生对已学知识的掌握程度，又能顺其自然导入新内容。同时，辅以几何画板等相关软件进行讲解演示，给学生以动态直观的感受，并通过网络课程平台让学生自主操作练习，加深对理论知识的理解。

　　一个适合的案例，一组科学、合理、有效的问题设置，能充分体现先易后难、循序渐进、承上启下、温故求新的原则。这种方法如应用得法，则既能帮助学生复习和巩固已学知识，又能开启学生智慧大门，从而引导学生去探求新知，寻找解决新问题的方法和途径。

　　第二，适当应用教学软件，构建思维提升兴趣。多种教学软件的出现，使得教师的教学设计多样化，学生参与性大大提高。（1）思维导图软件。为了便于教师和学生的"导与学"，教师可以建立单元内容的思维导图，以如何解决案例中实际问题为基础进行延展，一方面指出已有的准备知识；另一方面指出如何解决问题的相关环节，明确要解决问题，就要求解相关的知识内容，步步推进，层层渗透，从而进一步明确解决过程。（2）matlab（或mathematica）软件。在明确要解决的数学问题的前提下，学生利用matlab软件做出相应的仿真图像及计算，了解实际的变化趋势。（3）多媒体课件。沿用目前应用较多的多媒体课件，针对概念、定理及推理过程，辅助学生的计算演练，使得学生全面掌握计算的过程及方法。（4）课程平台。利用网络课程平台，可以实时对数学课程所用的相关资源进行整理、分类，并结合所讲内容设计不同案例，对相关问题进行解答，拓展教学内容的应用范围。（5）动画游戏。教师可设计拼图游戏、选择类的游戏，寓教于乐，以游戏的形式排除学生对数学的畏难情绪，使学生整体掌握本次课所学的计算方法及图形变化。（6）数学实验或数学建模。针对所有学生的公共数学课，设计一些基础实验内容，用计算机辅助教学，把抽象概念具体化、直观化，提高学生的参与度。

　　适当融入多样的教学软件，让学生真正参与进课堂教学中，分工合作，完成不同任务，培养学生团结协作和自主探究意识，进而更加有效地解决问题。

　　4.应用现代教育评价观，改革考评体系。利用信息化手段，将传统单一的评价形式，变为互动化、多元化、动态化的评价过程。考核主要从主观和客观两方面设计，评价主要从过程性考核和终结性考核两方面展开，不仅考核学生的学习态度、学习方法和学习能力，而且还考核学生的计算结果和知识掌握程度。应用EXCEL和相关测评系统对学生进行快速、公平、准确的测评，减少教师工作量。教师将考核内容具体设计为：（1）主观内容包括数学实验报告、知识小结、课后拓展等。（2）客观内容包括课上练习、网络自测、数学公式编辑自测等，并赋予其相应的权重。教师根据学生个人电子学档中的各项考核成绩以及个人累加式图解了解学生各方面的学习情况，并有针对性地给予指导；同时，教师还可以在教学管理中统计班级的累加式图解，及时做出相应调整。最后，学生可登录个人电子学档中的个人评价，按照自评、互评两个方面进行组内评价，教师对学生进行总评。

　　多向互评的考评体系，培养了学生不断反思、不断归纳总结的良好习惯。通过引入反馈表、知识小结等评价形式，培养了学生团结协作的精神，不仅有助于教师及时做出教学反馈，而且还有效提高了教学质量。

　　五、教学效果反思

　　高职数学课程应在传统教学理念的基础上，适当融入现代教育中丰富的信息化资源和手段，以启发式教学方法带动问题解决，作为学习、研究活动的主线；在教学过程设计中，采用自主、交互、探究、体验式学习教学方式，完成教学目标，解决教学重难点。这样不仅能拓宽学生获取知识的渠道，激发学生主动求知的欲望，加强学生综合能力的考量，而且还形成互联互通，实现教师管理的一体化、理性化、便利化。