论适用性多媒体技术在高等数学教学中适用性分析

摘要：本文结合教学实践分析了在大众化教育背景下传统课堂教学方法的局限性，探索了多媒体技术在高等数学课堂教学中的适用性。同时，分析了高等数学课程使用多媒体课件教学时所显现的主要不足，并在此基础上结合数学课程的特点提出了在多媒体课件制作、使用中应注重的几个对策。
关键词：多媒体技术；高等数学；教学方法；教学手段
教学方法是实现教学目标，实施教学内容的手段和方式。因此对教学方法的探索，历来是教育界极为关注的研究课题[1-6]，也是新形势下教学改革的切入点和突破口。
高等数学课程是高校专业覆盖面极其广泛的一门基础课程。其教学质量因直接影响众多专业的毕业生质量而备受关注。为满足社会对人才需求的深刻变化，实现培养综合型、创新型人才的目标，近期使用的高等数学规划教材与早期教材相比较，在内容上有了较大的变化。近期出版的教材更突出了基础理论在多学科领域中的综合应用，也强化了数学思维和方法的提炼，引进了一些现代数学的思想和研究方法，充实了一些相关方向的研究成果。
面对教学目标和教学内容的变化，高等数学课程教学方法的改革也在不断深入。随着科学技术的发展，近年来，以PPT课件为主要手段的多媒体技术在高等数学课堂教学中被逐渐采用。但由于数学课程的抽象性以及其严密的逻辑思维特征，对使用多媒体技术进行教学的效果，迄今为止依然不乏担忧和争议，甚至有的教师又恢复到使用传统方法教学。那么，在新形势下传统的教学方法是否还能满足教学需求？多媒体技术在高等数学课程教学中的应用前景究竟如何？针对数学课程的特点应该如何开发和应用多媒体技术？这些问题一直是高校广大数学教育工作者极为关注的课题。
笔者从事高校数学课程教学30余年，应用多媒体课件进行教学近10年，反思教学实践中的经验与教训，成败最终往往归因于教学方法的适用性。实践告诉我们适宜的教学方法与手段是实现教学目标的保障。在社会对人才培养提出全新需求的今天，更需要我们对教学方法做出冷静的分析与思考，对多媒体技术在高等数学教学中的适用性以及制作与应用中的策略进行探讨。

1. 新形势下传统课堂教学方法的局限性

传统的数学教学方法，长期以来在知识传授、人才培养方面做出了巨大的贡献，其作用不容抹杀。但随着教学改革的深入发展，高等学校的专业设置、课程体系都进行了很大的调整。高等数学作为众多专业的公共专业基础课程，其教学目标、教学内容、教学管理模式等也相应发生了很大的变化。这些变化使传统的课堂教学方法显现出了不容忽视的局限性。
（1）课堂信息容量的局限性。当前，高等数学课程的内容已从以理论研究、计算训练为主要内容逐渐发展为以理论研究为基础展开应用研究，要实现这种转化，需要有较大的课堂信息容量和宽泛的辅助内容。但同时由于在新的人才培养目标下各专业课程设置的变化，导致高等数学课时减少。面对大容量、少课时的困扰，在传统的教学方法下教师不得不采用删减内容或浅化处理内容来减少课程容量。从而使高等数学内容改革成了一句空话。
（2）课堂授课人数的局限性。在传统的“黑板+粉笔”教学模式中，教师的“板书”对学生的影响是不言而喻的。近年来，由于高校招生人数迅速增加，高等数学课程普遍以大课的形式开设，常以90～130人甚至更多人数组班上课。尽管教室可以足够大，但由于前排学生遮挡以及距离太远、角度太偏等原因，坐在教室后半部分的学生常常看不清“板书”，从而影响了教学效果。
（3）课堂交流互动的局限性。在传统教学方法中，课堂交流的主要形式是教师根据学生的听课神态、课堂回应、回答问题等随时了解学生对知识的掌握情况，展开有针对性的引导分析、思维交流。这种交流虽然形式较为单一，但在小班教学环境下，学生程度差异不大，教师能兼顾到绝大部分学生的反馈，可使大部分学生能和教师思维互动、共同探讨。然而在大班教学环境下，如果仍然使用传统方法，由于学生人数多，学习能力和学习基础差距较大，教师无法同时顾及大多数学生，往往使课堂交流互动仅仅存在于教师和少部分学生之间，无疑难以保证课堂教学质量。
（4）满足不同需求的局限性。目前同一课堂的学生对高等数学课程的要求也是多样化的。既有不同专业的需要、也有考研的需要以及学生个性化学习的需求。面对学生对知识的多层次需求，在传统的教学方法下，一般只能通过教师介绍相关参考资料目录或“蜻蜓点水”般地粗略介绍来应对，而对具体内容的引导则受“板书”时间等限制而不能涉及。由于高等数学课程一般都在大学一年级开设，对这个阶段的学生而言，课余时间不多，查阅资料等能力较弱，学生没有足够的精力和能力按自身需要进行课后补充，因此不导入实质内容的介绍无法满足学生不同层次的学习需求。
传统的教学方法在大众化教育环境下，除了在上述几方面受到局限以外，在介绍相关知识的演变过程、展开课堂讨论、讲授在不同领域中的应用问题时都存在一定的局限性。因此，在新形势下教学方法的探索和改革势在必行。

2. 多媒体技术在高等数学课堂教学中的适用性

与传统教学方法相比较，在高等数学课程的课堂教学中应用多媒体技术主要具有以下几方面的优势。
（1）文字图象表达的清晰性。概念多，图形多是高等数学课程的一个特点，因此在课堂教学中需要运用大量的文字、符号和图形。使用课件可使文字清晰、符号准确、图形规范、减少视觉错误。由于多媒体课件具有背景色彩可调整，字体字号可变换以及线条粗细和线型可选择的功能，可使学生在教室的每一位置上都能看清屏幕上的内容，因此给大班教学带来了方便。
（2）动态变化描述的有效性。极限教学是高等数学课程的核心[7]，用极限思想研究解决问题是贯穿高等数学课程内容的主线。刻画极限的语言，是一种高度概括抽象、逻辑结构严密的数学语言，由于是用有限的文字和语言来刻画无限的变化趋势，因此极限思想和方法一直以来都是高等数学教学中的难点。利用多媒体技术可对变量的变化趋势给出非常深刻的“动态”描述图象，形象、直观、清晰地刻画变量在变化过程中“无限逼近”的实质，从而可为学生对“极限”思想方法的理解和掌握带来极大的方便。摘自：毕业论文答辩流程www.618jyw.com
（3）教学内容处理的灵活性。在高等数学课堂教学中，一个较为棘手的问题是学生对知识需求的多样性，既有对内容深度需求的差异，也有各专业在需求上的不同侧重。由于利用多媒体技术可用较少的时间便捷地呈现丰富的信息，因此可使课堂教学内容分为多个层次。
对于基本内容和常规应用可利用大量的信息，结合知识原型，自然地提取问题的数学模型，这样即便是对抽象的数学概念和定理的教学，由于有了大量的实际背景介绍，学生不会感到突兀。使对抽象公式的导出和认知变得自然，有利于学生理解相关理论所表达的内涵和实质，有利于常规应用。
对于深化内容以及介绍内容，PPT屏幕可以花较少的时间展示主要内容结构，也可链接到相关网页，教师可根据需求进行学习提示。依靠大量多种形式的信息，可对于不同领域中的应用问题给予具有一定深度的介绍和比较。这样对有需求的学生能较有效地导入相关内容的学习，对其他学生，则可起到开阔视野，启发思维的作用。
（4）内容梳理总结的便捷性。由于高等数学内容丰富、结构严谨，一些理论和方法需要通过不同章节的内容采用不同途径的研究来完善，因此常常需要教师在教学过程中对相关理论以及方法进行多次补充，需要学生在课后进行复习梳理。由于课件易于根据需要进行添加修正，因此给教与学都带来方便。与传统的板书和理笔记相比，减少了许多重复书写，省事省力，事半功倍。由于多媒体课件便于拷贝、便于网络资源共享，所以给课后教师辅导、学生复习带来了方便。
使用多媒体技术进行课堂教学除了具有上述优势以外，在进行复杂公式的演变推理、介绍相关理论和应用的发展过程、展示相关科研成果等方面都具有一定的优势。

3. 多媒体技术在课堂教学中易产生的不足与对策

目前多媒体技术越来越多地应用到高等数学的课堂教学之中，但不容否认，现阶段教学效果的差异仍然较大，反响不一。通过长期的实践和探索，笔者感到影响教学效果的主要原因在于多媒体课件的制作和应用两个方面。
（1）关于“互动交流”的不足与对策。高等数学课堂教学以分析引导、源于：毕业设计论文范文www.618jyw.com
同步思考、互动交流为主要思维特点，因此以整屏或大段文字整体展示，学生必然会因缺少时间进行反应思考而造成学习困难。在多媒体课件的制作中应充分考虑学生对不同知识点的认知规律，有针对性地在动画设计方面下工夫。使文字和公式逐句逐项出现，在功能上应达到与板书同步的效果，使课件内容的展开、停顿、返复便捷，这在课件制作中是可以做到的。课堂教学中应以教师分析讲解为主，课件展示为辅，两者形成互补。这样既能使教师保持自身的教学特点和风格，又可利用课件的可控性，始终与学生保持同步思考，借助课件灵活多样的信息显示形式，可使更多的学生参与互动交流。显然要取得这样的效果对教师就有更高的要求，需要教师既要有丰富的教学经验，具有很高的课堂驾驭能力，善于因势利导，同时也必须熟悉课件的各项功能和操作技巧。
（2）关于“展现过程”的不足与对策。高等数学的课堂教学具有重在展现过程的特点，包括展现理论方法的提炼过程、公式的导出过程、问题的计算过程等。利用多媒体课件教学时，普遍感到比较困难的是其中大量的推演在课件上只有简捷的步骤和结果，学生缺少对导出过程的了解，从而造成对常用的公式记不住，对常用的方法和技巧不理解的状况。对此在课件制作中，可将较复杂的计算和推导过程分解成不同难度的几部分。对其中难度较低的部分往往在教师提示下学生可顺利得到结果。对于难度较高的部分，教师可充分应用所设置的标注或利用动画的覆盖、隐退等功能，使在探讨过程中显现关键步骤的推导过程，必要时也可用板书进行适当补充。使学生在整个过程教学中体会解决问题的思维轨迹，积累解决问题的方法技巧。要达到这个效果，需要教师在组织教学时充分了解学生的水平，掌握学生的思维特征，善于利用课件的信息，使教学过程生动，有吸引力。
（3）关于“内容完整”的不足与对策。高等数学的教学内容具有很强的连贯性。应用多媒体课件教学时，常常因需要连贯表达的内容不能较完整地保留在一个页面上给课堂教学造成困难。为解决这个问题，在课件制作时可采用在后面的页面上保留原问题和前面推导中得到的核心数据、公式和结论，便于学生明确对原问题已经解决了什么，当前还要或正在解决什么。也可利用动画的次序叠放等功能对原有页面上的内容灵活调整取舍，留存要点，以便在经过一个探讨过程后，最终在页面上可显现相关的完整内容。在制作时还可通过设置超级链接来进行内容补充，或采用将屏幕半升降用适当的板书来进行补充。当然，要有效地发挥课件的这些功能，实现内容连贯完整，前提是教师必须深刻理解教学内容，并熟知每一个链接，把握每个需要解释补充的时机。
（4）关于“课堂记录”的不足与对策。高等数学是一门内容丰富，方法灵活，初学者感到难度较大的课程，因此在传统教学方法下学生习惯于依赖完整的课堂笔记进行课后复习。由于在用课件辅助教学时，信息容量较大，内容展示快捷，学生常常为无法做详细的课堂笔记感到困惑。实际上使用多媒体技术开展教学时，将内容详细记录是不可能也是不必要的。在课件制作时可将内容分为几个类型，对与教材上相同的内容、不同的内容可用不同符号以及不同的背景颜色加以标注，将要求熟练掌握、基本掌握、理解、了解的各层次内容给予区别。另一方面在课件制作时要强化对知识脉络的梳理，小结，这样可大大地减少需要记录的内容。在做好预习的前提下，听课时往往只需要在书上做一些简单的附注即可。当然为达到如此效果，首先需要教师对书本和课件上两方面的内容以及对各知识点的教学要求都非常熟悉，这样才能在教学中自如地应用课件。
通过长期的实践与探索，笔者感到多媒体技术不仅在形象思维教学中有效，在抽象的理论分析以及复杂的思维交流互动中也同样可取得很好的效果，在高等数学课堂教学中有着广阔的应用前景。虽然目前尚存在一些不足，但只要我们坚持长期积极的实践探索，不断改进课件的开发制作和调整我们的应用策略，随着网络教学支撑环境的改善，现在存在的种种不足一定可以逐渐解决。新型的充分体现现代教育技术的教学方法必将逐步完善，在教学改革中发挥巨大的作用。
参考文献：
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[5] 刘佳，姜君，李晓东.多媒体课堂教学低效归因的分析[J].黑龙江高教研究，2009（12）：185.
[6] 罗三桂.现代教学理念下的教学方法改革[J].中国高等教育，2009（6）：11-13.
[7] 唐荣荣. 极限概念教学探讨[J]. 大学数学，2007（5）： 188-190.
[基金项目：国家特色专业建设点“数学与应用数学”， 湖州师范学院高等教育重点研究项目（No. GJB11007）]
[责任编辑：文和平]