袁學剛,孟佳娜,牛大田

(大連民族學院 理學院,遼寧 大連 116605)

數(shù)學類課程使用多媒體教學的研究與實踐

袁學剛,孟佳娜,牛大田

(大連民族學院 理學院,遼寧 大連 116605)

針對民族高校學生的特點,以數(shù)值分析課程為例闡述了數(shù)學類課程采用多媒體教學的必要性;在優(yōu)化多媒體教學手段和傳統(tǒng)教學手段之間關(guān)系的原則下,介紹了課件制作、課堂教學和網(wǎng)絡(luò)教學方面的一些研究與實踐。

傳統(tǒng)教學;多媒體教學;數(shù)學類課程;數(shù)值分析

基于計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多媒體教學在高等教育中的運用越來越廣泛,不僅代表了現(xiàn)代教育教學的一個新的發(fā)展方向,同時也是大學課堂教學改革的一項重要內(nèi)容。

近些年來,各高等院校都在不同程度地使用多媒體進行教學。多媒體技術(shù)的使用作為一種必備的教學手段,已經(jīng)納入到各種評估和各項評比活動中,多媒體教學設(shè)備的配備、多媒體教室的建設(shè)已成為評估一所學校辦學能力的重要依據(jù)。

為了提高多媒體教學的質(zhì)量,許多專家和學者針對各高校在多媒體教學過程中出現(xiàn)的問題進行了有益的探索和實踐[1-5]。但是對于不同層次的學校乃至不同學科的學生,即使存在很多共性問題,多媒體教學的使用方式也應(yīng)不盡相同。本文針對民族高校學生的特點和數(shù)學類課程的特點,對數(shù)學類課程使用多媒體進行了研究與實踐。

1 數(shù)學類課程特點及難點分析

數(shù)學類課程的涵蓋面非常廣,該課程的主要特點是課程中的一些內(nèi)容,如概念、定理、公式等,具有高度的抽象性和概括性,對剛邁入大學校門的學生來說是一個難點;而對這些內(nèi)容的理解和掌握又是學會數(shù)學的關(guān)鍵。此外,數(shù)學類課程中定理的證明過程和公式的推導(dǎo)過程更是印證了數(shù)學的嚴密性和邏輯性,因此要努力引導(dǎo)學生,使他們的數(shù)學思維方式盡快從初等數(shù)學階段跨越到高等數(shù)學階段。以學生普遍反映比較難學的數(shù)學類專業(yè)基礎(chǔ)課程“數(shù)值分析”為例,難學的主要原因是:(1)該課程對前期的理論基礎(chǔ) (數(shù)學分析、高等代數(shù)、常微分方程)的要求非常高;(2)課程本身具有非常強的應(yīng)用性和復(fù)雜性,課程中各種算法多數(shù)是根據(jù)具體問題構(gòu)造出來的,公式冗長,不易記牢,并且還要對算法的收斂性、穩(wěn)定性等方面進行抽象的理論分析。在數(shù)學類課程的課堂教學方面,目前課程學時的壓縮與課堂容量增大之間的矛盾以及數(shù)學類課程的內(nèi)容抽象且直觀性差等諸多劣勢是教學過程中不容忽視的問題。在數(shù)學教學的培養(yǎng)目標方面,其中之一就是培養(yǎng)學生的抽象思維能力以及分析問題和解決問題的能力。

多媒體教學形式的出現(xiàn),對數(shù)學教學產(chǎn)生了深刻而廣泛的影響,同時引發(fā)了教學方法、教學模式、教學觀念等一系列的變革。多媒體教學可以通過文字、圖形、圖像、動畫等方式與教學內(nèi)容有機地結(jié)合起來,創(chuàng)建圖文并茂、動靜結(jié)合、聲情融合的教學環(huán)境,擴大學生的認知空間和認知時間,使學生處于思維活動的積極狀態(tài),提高學習興趣,激發(fā)求知欲望,從被動的學習接受者成為主動的知識獵取者。另一方面,對于民族高校,其最大特點是少數(shù)民族學生居多,學生的文化素質(zhì)差異較大,呈現(xiàn)兩極分化狀態(tài)。在數(shù)學類課程采用分層次教學[6]的同時,使用多媒體進行教學更是必不可少,因為這樣可以省去書寫定義、定理、畫圖所占用的大量時間,集中精力把這些內(nèi)容的來龍去脈講透。

2 教學過程中的做法

2.1 課件的制作

授課教師在使用多媒體進行教學之前,應(yīng)充分熟悉所授課程的特點,因課制宜,優(yōu)化教學內(nèi)容,認真制作適合課程本身和授課對象的多媒體課件。以“數(shù)值分析”課程為例,針對該課程具有較強的理論性、應(yīng)用性和復(fù)雜性等特點,在制作課件時,充分考慮到以下幾點:

(1) 主題突出、效果簡捷。努力做到課程內(nèi)容精練,突出每節(jié)課的主題,在重點定義、公式和定理后面適當添加評注和適用范圍。鑒于數(shù)學類課程知識的嚴謹性和思維的連貫性,制作課件時特別注意前景和背景對比鮮明、色彩柔和,避免由于光線太強帶來的麻煩;放映效果不宜花樣太多,避免使學生的注意力分散。

(2) 內(nèi)容直觀化、圖形化、動畫化。利用多媒體技術(shù)中圖文并茂、綜合處理功能,制作直觀化、圖形化、動畫化的課件。由于“數(shù)值分析”課程中同一個數(shù)學問題通常有多種不同算法,在制作課件時注重對不同算法的收斂性、穩(wěn)定性進行比較;演示數(shù)值計算的實驗過程;演繹每步算法動態(tài)的變化過程。這樣可以讓學生多方位、多角度進行比較,直觀地通過圖形分析各種方法的優(yōu)點和缺點,使抽象的算法形象化,便于學生理解和接受,有助于培養(yǎng)學生的形象思維能力。

2.2 課堂教學

在課堂教學過程中,始終堅持“教師是主導(dǎo),學生是主體,計算機輔助是手段”的原則,努力克服多媒體教學中的弊端,不斷提高教師的教學水平和教學效果[7]。

以“數(shù)值分析”課程為例,該課程的教學內(nèi)容涉及面廣且雜、原理抽象且難懂、算法多且實用性強。各種算法多是構(gòu)造出來的,因此在講授時不僅需要有理論上的推導(dǎo)還要用一些具體的實例及圖示來比較算法的誤差限、收斂性、穩(wěn)定性等情況。“黑板 +粉筆 +書”的傳統(tǒng)教學模式雖然有很多優(yōu)勢,但是大量的算法信息和必要的定義、定理、畫圖等板書占用了課堂的大部分時間,傳播的知識量和信息量有限,很難順利完成教學進度,教學效率低;此外,傳統(tǒng)教學模式與學生互動較少,容易使學生失去學習的興趣和信心。

利用現(xiàn)代多媒體教學方式,將傳統(tǒng)的教學方式與現(xiàn)代教育手段相結(jié)合,在課堂教學過程中做到巧用、善用多媒體課件,在很大程度上可以提高教學效率和教學效果。教師可以提前精心準備課程中復(fù)雜的數(shù)學推導(dǎo)過程、計算框圖等,這樣大大節(jié)省在課堂上書寫繁瑣公式、畫圖的時間,可以將主要精力集中在講透問題的實際背景、算法的基本原理、技巧、算法設(shè)計與實現(xiàn)等方面。同時,對一些經(jīng)典算法(如數(shù)值逼近部分的各種插值法、數(shù)值代數(shù)部分的各種迭代法以及微分方程的數(shù)值解部分的差分法等)利用多媒體動畫進行現(xiàn)場演示。這些動畫中不僅有清楚的文字說明和相應(yīng)算法的數(shù)學公式,同時還有與圖形變化對應(yīng)的動態(tài)數(shù)據(jù)顯示,使原來抽象、枯燥、難以理解的概念、理論及公式推導(dǎo)變得直觀,生動形象,既提高了學生的學習興趣,又改善了教學效果。在現(xiàn)代教學手段中,還充分利用了數(shù)學軟件 (如 Matlab、Mathematic等)的理論和數(shù)值計算、圖形圖像的處理和演示等功能,使學生掌握數(shù)學軟件環(huán)境下計算技術(shù)和應(yīng)用數(shù)學方法,培養(yǎng)學生使用數(shù)學軟件進行編程的能力和興趣。這些內(nèi)容都是傳統(tǒng)教學過程中無法實現(xiàn)的。

2.3 網(wǎng)絡(luò)教學

建立了課程的學習網(wǎng)站,通過網(wǎng)絡(luò)進行教學活動,以此彌補由于課時壓縮和課程信息量增大之間的矛盾而帶來的課堂教學不足、教學效率不高等系列問題,并在課程學習網(wǎng)站上對課堂教學內(nèi)容進行適當?shù)耐卣?同時也是為了讓學生系統(tǒng)了解相關(guān)課程的具體信息。網(wǎng)站內(nèi)容除了負責人和主講教師情況、課程發(fā)展規(guī)劃、教學日歷、多媒體課件等一些常規(guī)的欄目之外,還專門設(shè)置了成果區(qū)、圖書館、留言簿和友情鏈接等欄目。成果區(qū)包含了計算方法、例題解析、奇思妙想等子欄目,并且每個子欄目設(shè)有基礎(chǔ)型、綜合型和創(chuàng)新型 3個等級的內(nèi)容供學生學習和參考;圖書館欄目中羅列了當前已出版的相關(guān)課程中外文教材和專著,并且隨時進行更新,以便于學生查閱和參考;留言簿是師生間通過網(wǎng)絡(luò)進行交流的平臺,由于學生與教師見面機會不多,學生在相關(guān)課程的學習中有什么疑問,隨時可以通過留言簿進行交流和溝通,及時解決學生學習中的疑難問題,讓學生對教師的授課情況提出意見和建議,以便供教師參考和改進。此外,在友情鏈接欄目中列出了多所大學的相關(guān)課程學習網(wǎng)站的網(wǎng)址,供學生了解各學校的相關(guān)信息。

3 結(jié) 語

多媒體教學對改進數(shù)學教學的手段和方法具有積極的意義,對培養(yǎng)和提高教師的現(xiàn)代教育思想意識,發(fā)揮教師的主觀能動性、達到預(yù)期教學目的和效果具有重要的影響。但如何處理好數(shù)學類課程的多媒體教學手段和傳統(tǒng)教學手段之間的關(guān)系還需深入研究。

[1]劉甘娜,翟華偉,崔立成.多媒體應(yīng)用基礎(chǔ) [M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]王立冬,袁學剛,劉延濤.計算機輔助數(shù)學教學的若干問題[J].數(shù)學教育學報,2008,17(2):97-99.

[3]吳巧梅,王軼.數(shù)學多媒體教學的調(diào)查與分析 [J].北京教育,2009(3):31-33.

[4]霍淑華,武海龍,霍麗峰.強化多媒體教學管理的控制力度[J].中國教育信息化,2009(3):63-65.

[5]鄭旭翰,何明珂.高校多媒體教學實證研究 [J].中國大學教學,2008(11):25-27.

[6]張友,王立冬,劉滿.民族高校高等數(shù)學分層次教學的探索[J].大連民族學院學報,2008,10(3):274-276.

[7]馬玉梅,王立冬,劉滿,等.函數(shù)論課群的動態(tài)教學特征與實踐[J].大連民族學院學報,2008,10(3):277-279.

Research and Practice ofM ult imedia Teaching forMathematics Courses

YUAN Xue-gang,M ENG Jia-na,NIU Da-tian
(College of Science,Dalian NationalitiesUniversity,Dalian Liaoning 116605,China)

This paper presents the necessity of using mult imedia teaching for mathematics courses,with characteristics of students in universities for nationalities and with Numerical Analysis as an example.Under the principle of optimizing the relationship be tween mult imedia teaching and traditional teaching,it introduces some research and practice of courseware making,classroom teaching and online teaching.

traditional teaching;mult imedia teaching;mathematics course;NumericalAnalysis

G642.0

A

1009-315X(2010)03-0258-03

2009-12-11

大連民族學院教改項目 (09-166)。

袁學剛 (1971-),男,吉林樺甸人,教授,博士,教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃成員,主要從事非線性微分方程的解析解法和數(shù)值解法研究。

(責任編輯 劉敏)