資訊科技與高等數學教育的融合論文
數學是認知世界的一種方式，從應用層面分析，自畢達哥拉斯發明數的應用理論以來，為人類生活提供了重要的發展契機；並藉助數走向了基於數學學科的技術文明之路。資訊科技即是以此為基構建了將全球聯合於一張資訊網路的數字圖譜。因此，探討資訊科技在高等數學教學中的應用與融合，能夠進一步讓數學學科的成果轉用到其自身學科發展之中。
一、從技術工具角度進行融合
目前高等數學教育中，在教育改革後實現了對資訊科技的普遍應用。但在改革深化的現階段，有必要提高對資訊科技與高等數學教育的融合，提升教育效果。從技術工具的角度進行融合，需要了解資訊科技背後所承載的網際網路+思維，即“融合”思維；它的本質在於將這種融合思維更好的對接到高等數學教育之中。具體可以從藉助PC端、移動終端兩個路徑實踐融合。從PC端的路徑融合，主要基於計算機技術的應用；比如當前已經得到普遍應用的PPT軟體、多媒體、微影片等；主要是將各種裝置與計算機進行連線，如印表機、掃描器、DV機、多媒體熒幕或顯示屏、手機等。選取這種融合的方式，目的是在高等數學教育中全面實現“教學自動化”，將傳統教育轉渡到全面資訊化角度，並將電子版本與紙質版本進行融合；比如透過掃描器即可解決資料或課程部分錄入的問題，節省時間；再如與DV機的連線，就可以把現實中的課堂教學進行記錄，並使其能夠成為公開課程的應用材料。以上屬於針對PC端的硬體融合；而在軟體融合層面，主要是將基於計算機的各種可應用軟體進行利用；比如在當前要實踐遠端教學，就可以選取諸如YY之類的操作平臺，直接登入頁面-註冊-進入教學聊天室，即可以進行影片或非音訊教學，既簡便，又能夠克服地域限制，重點是可以將課堂教學延伸到課堂之外的任何地域。從移動終端路徑融合，主要是基於智慧手機客戶端。在這個方面的運用多由於現代智慧手機的發展與PC端實現了無縫對接；而且學生應用智慧手機的頻率高，幾乎每人一臺；從硬體資源配置的角度講，基礎牢固。在這個方面，高等數學教育中通常用來進行班級微信群的建立或QQ群的建立，從而開展關於高等數學教育教學的課後討論，或者教師-學生、學生-學生之間實現交流；從現代高等數學教育中引入的生理-心理輔導課程觀察，透過這個平臺，可以採用群內@的形式，進行個體對個體、個體對團體的交流，尤其有利於教學中關於課後問題的一些探討。它更便捷的解決了當前高等數學教學侷限於課堂時間的.問題，將教學中的問題與討論，或任務問詢等擴充套件到了任意時間、地點。有學者將其形容為“有網路的地方，就是高等數學教學”，可見其影響之大，功能與價值之高；重點是透過這個終端，使高等數學教育中的探索教學方法獲得了較好的運用。目前，從技術角度進行融合，需要將PC端與移動終端進行密切融合，從而提高兩者之間的互動；建立起一個高等數學教育的新模式。比如以電子郵件為例，學生在計算機上完成作業之後，即可以傳送給教師，方便教師在計算機、智慧手機端實現郵件收發；而且這種互動的方式，能夠解決一直以來電子郵件必須由電腦完成的單一路徑，尤其是在缺乏電信網路的情況下，即可以透過手機與電腦的聯接來完成檔案的傳輸收發。最重要的是這種模式能夠更好的將直播、影片轉播聯絡起來，進一步促進我國高等數學教育中的公開課程教學水平，以技術工具推動發達地區與不發達地區的教育資源配置，並提高資源利用率，解決教育資源分佈不均的問題。
二、從教育角度進行融合
高等數學教育因其難度大，教學只面向學生群體；但是由於我國有各種成人教育，以及考取證書等路徑，為社會廣大人群提供繼續受教育與學習的途徑。因此，從現代教育的角度分析，高等數學教育與資訊科技的融合，需要選取教育角度本身所附有的社會功能；建議在上述技術角度融合的基礎上，選取公開課程教育路徑，推進高等數學教育中的學院式培養與社會化培養並行發展。一般情況簡便的方式即是將高等院校的高等數學教育教學進行DV機、或攝影機、或智慧手機錄入，然後透過與PC端的計算機進行連線，釋出到網路平臺上，供搜尋與參觀；另一種方法是透過計算機刻印DVD光碟，進行非盈利售賣分享到社會，或配置交流到其它院校或偏遠地域。從教育角度進行融合的另一個內涵，在於使高等數學教育本身能夠引入這種以網際網路、計算機為依託的資訊科技所承載的新思維。這種新思維即是上文提到的網際網路+思維的另一個面向，即“系統思維”；並將其引渡到現代高等數學教育之中。具體操作中，要求在資訊科技與高等數學教育融合的新模式下，重新思考現代教育理念提倡的複合型人才、素質人才培養目標。從複合型人才培養的路徑分析，主要是在高等數學教育中引入資訊科技，並在融合的基礎上將這種技術應用與操作當作學科教育的一個重要部分，提高學生在知識、技能方面的全面訓練。從素質人才的角度分析，重點在於利用資訊科技與高等數學教育的融合，將能力訓導與技術工具應用相結合。比如以微課堂為例，這種融合資訊科技與教學的模式，即指在透過課前導引，培養學生的觀察能力、激發學生的興趣，以及將課堂教學順利的轉渡到討論環節等。再如以情景教學為例，應用多媒體之便，能夠為學生營造高等數學教育教學的背景，將教學與現實生活中的建築物、日常生活中的原理應用等進行更好的對接，設定背景後即可以令學生在實際學習中增加體驗，加深對數學-生活之間的關係理解，更好的將理論學習與生活實踐、生產實踐進行結合；同時，這種方法也能夠增加學生的感受性，培養其感效能力，彌補其單一的理性邏輯中存在的不足；並提高其對人文、生活的感知，更好的去運用數學知識創造出新的事物。
三、從教學角度提高融合水平
以CAI輔助教學系統為例，自1959年發明以來就在美國高等數學教育及其它學科教育中獲得了成功應用，並提升了教學效果。其中包括視聽教育、教育傳播學理論，以及系統科學、學習理論等。經過行為主義學習理論-認知主義學習理論-建構主義學習理論、教學理論三次大演進之後，突顯出基於課堂教學CAI新模式的重要性。從設計思想方面觀察，CAI軟體的設計思想旨在突出啟發性、針對性，形成以學生為主體的高等數學教學新模式。比如，在高等數學教育與資訊科技融合層面，透過這種CAI軟體系統，可以激發學生的自主性，並從中進行一些自主探索、在不同的情況下體驗與內外知識並向外升發。同時，學生可以藉助該系統而實現關於自身學習行為的反饋資訊收集，並透過這種方式實現自我評估，並將其與現在高等數學教育中的結果評估進行對接，增加過程評估方式等。以高等數學教育中的概念教學為例，在實踐教學中，需要按照該系統模式、理念，從七個要素進行教學設計，分別是情景匯入-呈現例子-提出假設-檢驗-概括-形成概念-應用-反思概念化過程。從課件製作層面分析，要求先對課件型別進行劃分；按照演示型-網路型-資訊資源型三大型別，分別對應設定其功能。比如在演示型課件中，要求體現個性化，具體如實現講授、演示、示範、創設情景等；再如在網路型課件中，應該從求大、全、深三個基本特徵，將關於資源的共享性、豐富性進行表達；而資訊資源型的課件則主要針對學生為主體的新型教學思路，培養學生的自學、自測、自練、自思等自主意識與自主學習習慣；並從中實現探索式學習思維與路徑的選擇，完成自我評估。而且在這種良性迴圈互動中達到了學生在高等數學學習能力方面的提升。具體制作流程為前期準備-創作背景圖片與動畫-新增具體內容-構建課件基本結構-最佳化。為了更好的理解CAI系統，可以將其分拆成當前高等數學教育方面的資訊科技應用；如對PPT、PS之類平臺工具的應用之類。從現在資訊科技與高等數學教育的融合程度與教學水平觀察，建議先利用微課堂、翻轉課堂、多媒體課堂等新的教學模式，讓數學教師熟練這種資訊化模式；逐步在一般課件製作、影片擷取、FLASH動畫製作、PPT頁面製作、PS應用各個方面實踐中對資訊科技工具全面應用。同時，在實踐基礎上將教學匯入到專門化（CAI系統之類）的教學系統之中，使教學實現體系化運作。另外，高等數學教育與資訊科技融合實踐需要匹配設定一些保障措施，提高其融合水平。比如在教育制度、教學評估機制，以及在關於教師的人力資源管理層面，均需進行相應的配套設定；並使其納入到資訊科技與高等數學教育融合後的教學新體系之內。透過上文分析可以認識到資訊科技與高等數學教育的融合，既能夠將技術文明引渡到其發源地，也可以更好的促進數學教育教學的效果提升。按照上文初步論述，建議在實踐高等數學教學過程中，抓住技術工具背後的工具理性，並將其與教育教學中的內容資源進行深度融合，從而在教學設計中提高其科學性；利用課件製作節省課堂教學時間，並在此基礎上，在利用技術之便的同時，進一步打破傳統教學中因時間與地域造成的諸多束縛，將課堂教學延伸到課外，提高高等數學教育效果。希望以後能夠從數學學科的角度更為細緻的探討該主題，加深對它的理解。
作者:張野 單位:公安消防部隊高等專科學校訓練部文化教研室
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