摘要:數(shù)學(xué)源自古希臘語(yǔ),是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的學(xué)科,可應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界的任何問(wèn)題,所有數(shù)學(xué)對(duì)象本質(zhì)上均是人為定義的,因此很多數(shù)學(xué)家認(rèn)為,數(shù)學(xué)屬于形式學(xué)科而非自然科學(xué)。以往我國(guó)通常采用灌輸式模式開(kāi)展數(shù)學(xué)教學(xué)工作,這種方式固然能起到一定的教育教學(xué)作用,但對(duì)于高等數(shù)學(xué)而言,這種方式卻難以發(fā)揮作用,因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)所涉內(nèi)容通常較為復(fù)雜,對(duì)學(xué)生的思維能力、計(jì)算能力以及其他數(shù)學(xué)技能要求較高。進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)以來(lái),各種高新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,教育行業(yè)也在利用多媒體技術(shù)和信息技術(shù)來(lái)改良教學(xué)手段。如今新媒體教學(xué)逐漸成為主流教學(xué)模式,應(yīng)用該教學(xué)模式不僅能有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、豐富教學(xué)資源,還能為教師提供多樣化教學(xué)工具,幫助教師將抽象的高數(shù)知識(shí)變得更加形象具體,便于學(xué)生理解和掌握。高等數(shù)學(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的重要分支,涉及微積分、線性代數(shù)、數(shù)理方程等內(nèi)容,其雖是一門基礎(chǔ)學(xué)科,但應(yīng)用范圍十分廣泛,除數(shù)學(xué)領(lǐng)域外,其還被應(yīng)用于工科、理科及社科等領(lǐng)域。因此,高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量一直備受關(guān)注。
基于此,文章圍繞多媒體教學(xué)模式優(yōu)勢(shì),以及新媒體下高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法的創(chuàng)新應(yīng)用展開(kāi)探討,以期為提升高等數(shù)學(xué)教學(xué)效率提供有效參考。
關(guān)鍵詞:新媒體;高等數(shù)學(xué);教學(xué)方法創(chuàng)新;教學(xué)評(píng)價(jià);應(yīng)用
中圖分類號(hào):G642;O13-4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-8883(2024)01-0133-03
高等數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)性學(xué)科,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)與生活產(chǎn)生了深刻影響,尤其對(duì)于剛剛步入大學(xué)校園且數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí)的學(xué)生而言,會(huì)在學(xué)習(xí)高數(shù)知識(shí)時(shí)感到更為吃力。高等數(shù)學(xué)教師為給學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)服務(wù),不斷改善教學(xué)思路,積極學(xué)習(xí)各種先進(jìn)技術(shù),包括新媒體技術(shù)等,以優(yōu)化教學(xué)效果[1]。
將新媒體技術(shù)引入高校教學(xué)課堂,高校教師可以利用其制作課件或者設(shè)計(jì)一系列新型教學(xué)活動(dòng)。在這些教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生能更快速地掌握高等數(shù)學(xué)知識(shí)[2],充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體地位優(yōu)勢(shì)[3-4],并在教師的指導(dǎo)下逐漸提升數(shù)學(xué)素養(yǎng),完善高等數(shù)學(xué)知識(shí)體系。
(一)有助于豐富教學(xué)資源
傳統(tǒng)教學(xué)資源以紙質(zhì)教材和黑板筆記為主,而新媒體教學(xué)模式下,教師可以借助現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)、多媒體技術(shù)和在線平臺(tái),獲取更加豐富多樣的教學(xué)資源[5-7]。
首先,新媒體教學(xué)模式下教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)獲取海量的教學(xué)素材,如教學(xué)視頻、電子書(shū)籍、在線課程等。
其次,新媒體教學(xué)模式下教師在教學(xué)過(guò)程中融入圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等多媒體元素,可以使抽象的概念變得直觀形象,幫助學(xué)生更好地理解和記憶知識(shí)點(diǎn)。同時(shí),多媒體教學(xué)還可以刺激學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué),提高學(xué)習(xí)的趣味性和參與度。
最后,新媒體教學(xué)模式下還可以利用在線平臺(tái)建立學(xué)習(xí)社區(qū)和資源共享平臺(tái),學(xué)生可以通過(guò)在線討論、內(nèi)容分享等方式,與同學(xué)、教師進(jìn)行互動(dòng)交流,共同學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題。
(二)有助于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力和思維能力
新媒體教學(xué)支持開(kāi)展多樣化學(xué)習(xí)模式,學(xué)生可以利用各種移動(dòng)終端學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí),音頻、視頻也作為新型教學(xué)資源被應(yīng)用到多個(gè)學(xué)科中[8]。且新媒體教學(xué)模式可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異和學(xué)習(xí)需求,提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)路徑,通過(guò)智能化的學(xué)習(xí)系統(tǒng)和推薦算法,可以為學(xué)生量身定制學(xué)習(xí)內(nèi)容,滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力[9]。另外,新媒體教學(xué)模式注重將知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,通過(guò)案例分析、模擬實(shí)驗(yàn)等方式,學(xué)生可以參與到解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性思考和設(shè)計(jì)問(wèn)題解決方案,同時(shí)在線探討、實(shí)時(shí)答辯等方式可有效鍛煉學(xué)生的思維能力[10-11]。
(一)制作導(dǎo)學(xué)課件,提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
大學(xué)生經(jīng)過(guò)多年學(xué)習(xí)基本已具備自主學(xué)習(xí)能力,但高等數(shù)學(xué)中不少內(nèi)容難度相對(duì)較高,尤其對(duì)于剛剛步入大學(xué)課堂,或數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不扎實(shí)的學(xué)生而言,很難充分掌握數(shù)學(xué)知識(shí)。導(dǎo)學(xué)課件可以為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)材料和資源,幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效的課前預(yù)習(xí),有助于強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和效果[12]。導(dǎo)學(xué)課件應(yīng)結(jié)構(gòu)清晰、學(xué)習(xí)目標(biāo)明確,具體可以按照教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序組織導(dǎo)學(xué)課件,如引入問(wèn)題、概念解釋、例題演示、練習(xí)題等。融入多媒體元素可以強(qiáng)化導(dǎo)學(xué)課件的吸引力和效果,如插入圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等來(lái)解釋和演示概念,讓數(shù)學(xué)知識(shí)的呈現(xiàn)更加生動(dòng)有趣。也可以設(shè)計(jì)一些引導(dǎo)性問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和探索的積極性。
函數(shù)、極限、連續(xù)均是高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),學(xué)生在學(xué)習(xí)這些知識(shí)之前,首先應(yīng)明確其概念含義以及函數(shù)性質(zhì)(奇偶性、單調(diào)性、周期性、有界性)等方面的內(nèi)容;其次要理解復(fù)合函數(shù)、反函數(shù)概念,能建立簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題中的函數(shù)關(guān)系式;最后了解極限的定義,掌握極限的有理運(yùn)算法則,能使用變量代換求某些簡(jiǎn)單復(fù)合函數(shù)的極限等。
(二)創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情景,便于學(xué)生深入理解知識(shí)
情景教學(xué)利用新媒體創(chuàng)設(shè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)情景可以為學(xué)生提供更具體、更生動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn),有利于學(xué)生深入理解知識(shí)[13],具體表現(xiàn)如下。
第一,利用新媒體技術(shù)創(chuàng)建具有立體感的圖像和模型以及實(shí)景演示視頻。將高等數(shù)學(xué)中的抽象概念轉(zhuǎn)化為可視化的形式,有利于學(xué)生更加直觀地理解數(shù)學(xué)的應(yīng)用和意義[14-15]。例如,利用3D圖像展示立體幾何中的體積計(jì)算,讓學(xué)生能夠更清晰地看到幾何形狀的變化和計(jì)算過(guò)程。
第二,設(shè)計(jì)一些真實(shí)的案例和問(wèn)題,讓學(xué)生運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和解決。通過(guò)新媒體形式展示案例的背景信息、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及相關(guān)的數(shù)學(xué)模型和方法,引導(dǎo)學(xué)生思考如何運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)這種方式,學(xué)生可以將抽象的數(shù)學(xué)理論與實(shí)際情景聯(lián)系起來(lái),增強(qiáng)深入理解和應(yīng)用知識(shí)的能力。
第三,設(shè)計(jì)一些互動(dòng)游戲和競(jìng)賽等活動(dòng),讓學(xué)生學(xué)會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)和團(tuán)隊(duì)合作中運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)。例如,設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)題目的游戲關(guān)卡,學(xué)生需要利用數(shù)學(xué)方法解答問(wèn)題并完成任務(wù),通過(guò)游戲的形式,可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的積極性,讓他們對(duì)知識(shí)產(chǎn)生更加深入的理解。
(三)巧用微課堂,提升課堂教學(xué)效率
微課堂是一種以短視頻為主要形式的在線教學(xué)資源,巧妙利用微課堂資源可以為學(xué)生提供交互性和個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn),提升課堂教學(xué)效率。
以“常微分方程”為例,教師可以利用新媒體為學(xué)生普及相關(guān)概念和公式,待學(xué)生掌握這些基礎(chǔ)知識(shí)后,再制作涵蓋解齊次方程、以降階法求高階方程、二階常系數(shù)齊次線性微分方程解法等知識(shí)點(diǎn)的微課,利用微課堂給學(xué)生提供更多的預(yù)習(xí)材料,在課前讓學(xué)生觀看相關(guān)的短視頻,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容形成基本了解和思考。
并且微課堂能清晰地展示高等數(shù)學(xué)中典型題目的解題方法和步驟,詳細(xì)講解解題思路和技巧,有利于學(xué)生高效掌握解題方法和策略,節(jié)省課堂上的解題時(shí)間。
也可以利用微課堂視頻分析和解析常見(jiàn)的錯(cuò)題,針對(duì)學(xué)生常犯的錯(cuò)誤,解析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因,并給出正確的解題方法和答案,幫助學(xué)生更好地審題、理解問(wèn)題,糾正錯(cuò)誤思維,提高解題能力。
(四)匯集多樣題目,提高學(xué)生數(shù)學(xué)綜合能力
高等數(shù)學(xué)涉及多方面數(shù)學(xué)知識(shí),學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)能充分提升學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合能力,但前提是學(xué)生能有效掌握高等數(shù)學(xué)知識(shí)。通過(guò)新媒體匯集多樣高等數(shù)學(xué)題目可實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),實(shí)際教學(xué)可從以下幾方面入手。
第一,使用在線題庫(kù)和數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件[16],如Mathway、Wolfram Alpha、Khan Academy等收集高等數(shù)學(xué)題目,這些平臺(tái)通常會(huì)收錄大量習(xí)題和問(wèn)題,涵蓋了不同難度和知識(shí)點(diǎn)的題目,學(xué)生可以通過(guò)做題來(lái)加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解,并提高解題能力。
第二,收集數(shù)學(xué)競(jìng)賽題庫(kù),如中國(guó)數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽、國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克競(jìng)賽等的題目。這些題目通常較為復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性,涵蓋了高等數(shù)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,學(xué)生可以通過(guò)解決這些題目,鍛煉自己的問(wèn)題解決能力和數(shù)學(xué)思維。
第三,利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)和數(shù)學(xué)教育社交媒體,如Coursera、edX、數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)論壇等,參與數(shù)學(xué)相關(guān)的學(xué)習(xí)群組和討論。在這些平臺(tái)上,學(xué)生可以獲取其他同學(xué)和教師分享的多樣化數(shù)學(xué)問(wèn)題,并與同學(xué)、教師一起解決和探討。
第四,組織數(shù)學(xué)應(yīng)用實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生運(yùn)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,選擇或設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)時(shí),應(yīng)立足于學(xué)生實(shí)際數(shù)學(xué)能力,同時(shí)也要具備教育意義。必要時(shí)教師可以進(jìn)行指導(dǎo),以便讓學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)概念應(yīng)用到實(shí)際情景中。
(五)促進(jìn)在線交流,強(qiáng)化課后學(xué)習(xí)效果
首先,建立一個(gè)專門的在線討論平臺(tái),如在線論壇、教育社交媒體群組等,供學(xué)生在課后進(jìn)行討論和交流。通過(guò)討論平臺(tái),學(xué)生可以互相提問(wèn)、分享學(xué)習(xí)心得、解答彼此的疑惑,并與教師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。
其次,安排學(xué)生參與小組合作項(xiàng)目,在線協(xié)同工作,共同解決高等數(shù)學(xué)問(wèn)題或完成任務(wù),通過(guò)小組合作,學(xué)生可以相互借鑒和補(bǔ)充知識(shí),建立團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力。
再次,安排定期的在線輔導(dǎo)時(shí)間,學(xué)生提前整理好想問(wèn)的問(wèn)題,依次向教師提問(wèn),教師通過(guò)視頻會(huì)議工具為學(xué)生講解解題思路和步驟等,再根據(jù)本節(jié)課答疑情況給學(xué)生提出指導(dǎo)性意見(jiàn)。
最后,利用在線討論平臺(tái)為學(xué)生設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié),可以讓學(xué)生嘗試角色扮演,如由學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生充當(dāng)本節(jié)課的教師,并讓學(xué)生以小組為單位共同討論和解答教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)。
通過(guò)這種形式,學(xué)生可以在課后進(jìn)行自測(cè)和鞏固,并及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。也可以設(shè)計(jì)一些在線學(xué)習(xí)任務(wù)或項(xiàng)目,鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立探索和應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識(shí),展示學(xué)習(xí)成果。
高等數(shù)學(xué)難教難懂,很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中都會(huì)遭遇困難和瓶頸。且大學(xué)教學(xué)課堂不似初高中教學(xué)課堂般細(xì)膩,學(xué)生對(duì)自身要求也有所降低。在這種情況下教師若要提升高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,首先需要激發(fā)學(xué)生對(duì)高等數(shù)學(xué)的探索欲望,再結(jié)合教學(xué)內(nèi)容、多媒體技術(shù)等不斷優(yōu)化教學(xué)方法。其次,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重應(yīng)用情景教學(xué)法,并將其與微課教學(xué)、小組合作學(xué)習(xí)法等結(jié)合起來(lái),同時(shí)也要健全教學(xué)評(píng)價(jià)體系,分析評(píng)價(jià)結(jié)果,明確各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,以便編制針對(duì)性教學(xué)方案。
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作者簡(jiǎn)介 張麗娟,助教,研究方向:高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法。