教育信息化與高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐

1、教育信息化與高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革實(shí)踐【摘要】本文立足于現(xiàn)代信息技術(shù)的全面發(fā)展及對教學(xué)改革的深刻影響，肯定了現(xiàn)代信息技術(shù)在教育中的三個前景：1.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)將取代課堂成為學(xué)生的主要學(xué)習(xí)方式；2.每一個不同的學(xué)習(xí)者的優(yōu)勢和需要都可以在網(wǎng)絡(luò)教育中得到充分的發(fā)揮和滿足；3.網(wǎng)絡(luò)教育將使終身學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)。同時，確立了現(xiàn)代信息技術(shù)的地位與作用，闡述了現(xiàn)代信息技術(shù)對教學(xué)改革的重要作用。文章從教學(xué)內(nèi)容、信息化資源和信息技術(shù)手段詳細(xì)設(shè)計了高等數(shù)學(xué)課程的改革思路，并實(shí)現(xiàn)了課程的教學(xué)改革設(shè)計?！娟P(guān)鍵詞】信息技術(shù)；高等數(shù)學(xué)；教學(xué)；資源一、教育信息化的概況國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)明確指出，

2、提高質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)，是建設(shè)高等教育強(qiáng)國的基本要求。而實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與高等教育深度融合是提升我國高等教育質(zhì)量的重要舉措，更是我國高等教育信息化的重要使命1。以現(xiàn)代信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教育信息化過程率先出現(xiàn)于西方發(fā)達(dá)國家，特別是美國。上世紀(jì)90年代中期之后教育信息化日漸成為全球的趨勢，從教育信息化發(fā)展水平上看，美英等西方發(fā)達(dá)國家無疑是較高的。美國先后兩次制定了國家信息技術(shù)教育目標(biāo)，在實(shí)施戰(zhàn)略上，已大體完成了從注重以聯(lián)網(wǎng)為中心的設(shè)施建設(shè)階段向網(wǎng)絡(luò)教育的實(shí)際實(shí)施和完善階段的過渡,美國信息技術(shù)教育的發(fā)展已經(jīng)獲得了長足的進(jìn)展，據(jù)全美教育統(tǒng)計中心的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，美國公立學(xué)校的入網(wǎng)率已達(dá)100% ,每一教

3、室計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通率達(dá)100%，已經(jīng)達(dá)到了“總統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)咨詢委員會”所說的“許多專家認(rèn)可的學(xué)校中有效利用計算機(jī)的合理水平”。在這一新的發(fā)展平臺上，由美國國會兩黨共同任命的“網(wǎng)絡(luò)教育委員會”發(fā)表了重要報告“學(xué)習(xí)中因特網(wǎng)之力量：從承諾到實(shí)踐”，對Internet在教育中的前景作了3點(diǎn)判斷：1.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)將取代課堂成為學(xué)生的主要學(xué)習(xí)方式；2. 每一個不同的學(xué)習(xí)者的優(yōu)勢和需要都可以在網(wǎng)絡(luò)教育中得到充分的發(fā)揮和滿足； 3.網(wǎng)絡(luò)教育將使終身學(xué)習(xí)成為現(xiàn)實(shí)?；谶@些判斷，委員會認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)教育實(shí)施的國家動員是十分必要的，委員會為此提出了7 點(diǎn)建議，突出強(qiáng)調(diào)了要將以下3個領(lǐng)域作為工作的重點(diǎn)：1.開發(fā)高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)教

4、育的內(nèi)容和軟件；2.通過因特網(wǎng)的遠(yuǎn)距離教育支持教師的專業(yè)化發(fā)展；3.建設(shè)以“寬帶”技術(shù)為核心的快速的網(wǎng)上通道。 上世紀(jì)90年代中后期以后，歐洲各國也掀起了新一輪的教育信息化的熱潮，推出了不少重要的有關(guān)教育信息化的計劃。德國教育科技部與電信部發(fā)起了一項關(guān)于在3年內(nèi)使10000 所學(xué)校聯(lián)網(wǎng)的動議；芬蘭教育部提出一個名為“信息社會中的教育、培訓(xùn)與研究”的國家戰(zhàn)略五年計劃，將使全部學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)聯(lián)網(wǎng)；意大利教育部計劃絕地部分的中、小學(xué)配備多媒體設(shè)備與軟件；法國政府確定了一批有關(guān)教育信息化的課題，建立了一批網(wǎng)上信息資源，將學(xué)區(qū)的學(xué)校全部聯(lián)網(wǎng)。除了各國推行的教育信息化計劃外，歐洲的一些區(qū)域性組織也在大力推

5、動信息技術(shù)教育的發(fā)展，推出了一系列旨在加快教育信息化步伐的教育改革計劃，如推進(jìn)信息社會中學(xué)習(xí)的“歐洲教育創(chuàng)議行動規(guī)劃”；推動高校教育改革的“蘇格拉底”計劃；改革職業(yè)技能培訓(xùn)的“達(dá)芬奇”計劃；開發(fā)多媒體教材的MEDIAII與INFO2000計劃等等。在教育信息化過程中，各國都充分認(rèn)識到了教師在其中所扮演角色的重要作用，不遺余力地加強(qiáng)對教師的信息技術(shù)教育和培訓(xùn)。為鼓勵、組織和支持教師使用新技術(shù)對學(xué)生進(jìn)行教育，美國教育聯(lián)合會等幾家著名的全國性教育組織聯(lián)合建立了21世紀(jì)教師服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，計劃培訓(xùn)10萬名教師，并為參與這項服務(wù)的教師提供交流經(jīng)驗(yàn)的場所。蘋果公司為這一組織的教師培訓(xùn)工作設(shè)立了專門的“ 21世紀(jì)

6、教師工作室”。2013年11月3日，由中國教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會、中國教育國際交流協(xié)會、北京大學(xué)、國家開放大學(xué)和北京開放大學(xué)共同主辦的“信息技術(shù)發(fā)展與教育改革國際論壇”在北京召開。論壇分為主題演講和案例分享兩個部分。中國教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會會長郝克明為論壇致歡迎辭，中國教育部副部長杜占元、中國教育部科技發(fā)展中心主任李志民、美國新媒體聯(lián)盟執(zhí)行總裁萊瑞約翰遜 （Larry Johnson）、中國電化教育館館長王珠珠、北京市教育委員會委員李奕、上海遠(yuǎn)程教育集團(tuán)副主任王宏、北京開放大學(xué)副校長張鐵道分別作了發(fā)言。在案例分享階段，北京開放大學(xué)校長胡曉松、國家開放大學(xué)國家數(shù)字化學(xué)習(xí)資源中心常務(wù)副主任單叢凱、美國3D教

7、學(xué)公司Cyber-Anatomy的董事長理查德萊恩巴克 （Richard Lineback）、北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院副教授陳江等分享了各自實(shí)踐中的案例。來自教育行政部門、全國各高校、遠(yuǎn)程教育界、中小學(xué)校、科技公司、各界媒體等的500多人參會。本次論壇涉及教育信息化的規(guī)劃、工程、模式、策略、案例等諸多方面，更圍繞慕課 （MOOC，大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程）進(jìn)行了熱烈的討論。嘉賓發(fā)言可以看出，信息技術(shù)主要通過以下幾個方面來推動教育變革：擴(kuò)大教育機(jī)會，促進(jìn)教育公平；變革教學(xué)模式，提高教育質(zhì)量；滿足多元需求，實(shí)現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)；共享優(yōu)質(zhì)資源，開展規(guī)模教學(xué)。二、現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的地位與作用（一）利用現(xiàn)代信息技

8、術(shù)是教學(xué)改革的發(fā)展方向現(xiàn)代信息技術(shù)促進(jìn)著文化、教育的進(jìn)步，信息技術(shù)在全球的廣泛使用,不僅深刻地影響著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)效率,而且作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表,對文化和教育產(chǎn)生著深刻的影響?，F(xiàn)代信息技術(shù)已引起傳統(tǒng)教育方式發(fā)生著深刻變化。計算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和遠(yuǎn)程教育技術(shù)以及信息載體的多樣性,使學(xué)習(xí)者可以克服時空障礙,更加主動地安排自己的學(xué)習(xí)時間和速度。特別是借助于現(xiàn)代信息技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng),將開辟出通達(dá)全球的知識傳播通道,實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)的學(xué)習(xí)者、傳授者之間的互相對話和交流,不僅可望大大提高教育的效率,而且給學(xué)習(xí)者提供一個寬松的內(nèi)容豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境。 借助于現(xiàn)代信息技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)將在傳統(tǒng)的教育領(lǐng)域引發(fā)

9、一場革命,并促使人類知識水平的普遍提高?，F(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)成為科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)不可缺少的工具?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)資源擁有的600多個大型圖書館、400多個文獻(xiàn)庫和100萬個信息源，成為科研人員可以隨時進(jìn)入并從中獲取最新科技動態(tài)的信息寶庫,大大節(jié)約查閱文獻(xiàn)的時間和費(fèi)用；互聯(lián)網(wǎng)上信息傳遞的快捷性和交互性,使身處世界任何地方的研究者都可以成為研究伙伴,在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)時討論、協(xié)同研究,甚至使用網(wǎng)上的主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源來完成自己的研究工作2?，F(xiàn)代信息技術(shù)為傳播文化教育提供了更加便捷的渠道,大量的教育教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源可以通過網(wǎng)絡(luò)傳送給學(xué)習(xí)者,成為教育教學(xué)的主要途徑。電子出版以光盤、磁盤和網(wǎng)絡(luò)出版等多種形式,打破了以往信息

10、媒體紙介質(zhì)一統(tǒng)天下的局面。多媒體技術(shù)的應(yīng)用和交互式界面的采用為教育的普及開辟了廣闊前景.一種利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段和網(wǎng)絡(luò)資源的教育改革新局面正在逐漸形成。例如，當(dāng)前有星火燎原之勢的微課競賽，慕課建站都是基于現(xiàn)代信息技術(shù)手段和網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)2-3。（二）信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)資源為教學(xué)改革提供了豐富的教學(xué)材料現(xiàn)代信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源是指利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和技術(shù)為輔助教學(xué)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)硬件資源和網(wǎng)絡(luò)信息資源的統(tǒng)稱。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)硬件資源涉及計算機(jī)、其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件設(shè)備的配備，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息資源包含各種媒介和形式的信息的集合，包括通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈淖?、聲像、電子信息、?shù)據(jù)庫等、具體表現(xiàn)為多媒體課件、電子教案等。1.網(wǎng)絡(luò)資源

11、的 HYPERLINK /subview/721936/721936.htm 信息量大、具有信息傳遞便捷、交互性強(qiáng)的特點(diǎn)，有利于開展發(fā)現(xiàn)式和協(xié)同式教學(xué)，利用網(wǎng)絡(luò)資源教學(xué)可以大大地提高信息傳遞的效率,使學(xué)生在較短的時間內(nèi)獲得更多的信息量。培養(yǎng)學(xué)生提出問題解決問題的能力，從而有利于學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。2.開展現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)，把多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入教學(xué)，采用圖文并茂、豐富多彩的人機(jī)交互方式，提供豐富的相關(guān)案例及實(shí)物操作圖像,加大了教學(xué)內(nèi)容密度,有利于培養(yǎng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的獲取、分析、加工的能力，從而有利于學(xué)生 HYPERLINK /subview/8824034/8789961.htm 信息能力

12、的培養(yǎng)。3. 網(wǎng)絡(luò)資源的教學(xué)方便快捷，不受時空限制，只要有機(jī)會可以隨時在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，也可以隨時在網(wǎng)上提問。以此可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣, 增強(qiáng)學(xué)習(xí)成效。學(xué)生登錄教學(xué)網(wǎng)后可以通過作業(yè)提交、電子舉手和電子搶答等功能,實(shí)現(xiàn)與教師的實(shí)時交流,使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得以保持和提高4。4. 網(wǎng)絡(luò)龐大的信息資源、優(yōu)越的多媒體功能和多向交互功能為教學(xué)質(zhì)量和效益的提高提供了可能，現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源教育教學(xué)是信息時代最為有效的 HYPERLINK /subview/750943/750943.htm 全民教育和 HYPERLINK /subview/58186/58186.htm 終身教育方式。三、高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐（

13、一）改革傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容加強(qiáng)對學(xué)生直覺思維的培養(yǎng)，突出產(chǎn)生高等數(shù)學(xué)重要概念的實(shí)際背景，如數(shù)學(xué)方面的幾何背景、物理方面的力學(xué)和運(yùn)動學(xué)背景等等，以便學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中比較自然地接受這些重要概念，并加以深刻理解；注重理論聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)內(nèi)容吸收專業(yè)、工作或生活中應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的實(shí)際例題，以提高學(xué)生的感性認(rèn)識和學(xué)習(xí)積極性；將高等數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，如將不定積分與定積分糅合在一起，即由定積分引入，通過原函數(shù)研究不定積分的計算，最后解決定積分問題等；盡可能按照高等數(shù)學(xué)歷史發(fā)展的原貌介紹相關(guān)概念與理論，而不是嚴(yán)格按照各部分內(nèi)容的邏輯體系來建立，使學(xué)習(xí)更加符合人們認(rèn)識世界的客觀規(guī)律；積極將教學(xué)研究成果吸收進(jìn)來，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)

14、用高等數(shù)學(xué)知識思維處理實(shí)際問題的能力。（二）建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源1. 輔助資源：參考文獻(xiàn)與參考教材；相關(guān)專題網(wǎng)站（國內(nèi)、外）；學(xué)科前沿或熱點(diǎn)問題。2.授課單元結(jié)構(gòu)表：打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的章、節(jié)邏輯關(guān)系，以知識點(diǎn)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)構(gòu)。以相對獨(dú)立的二級知識點(diǎn)劃分授課單元，授課單元的序號為：1.1、1.2、2.1、2.2等。（6授課單元/學(xué)分）3.課程內(nèi)容資源：根據(jù)授課單元結(jié)構(gòu)表，每一授課單元對應(yīng)一個Word教案文檔，其媒體素材庫中對應(yīng)的動畫、視音頻和文本W(wǎng)ORD教案中相應(yīng)的“關(guān)鍵詞”作好鏈接，Word教案文件名的命名為在“授課單元結(jié)構(gòu)表”中對應(yīng)的序號；每個授課單元對應(yīng)制作一個PPT文件，要求內(nèi)容具有科學(xué)性

15、、啟發(fā)性、趣味性，能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。4. HYPERLINK G:/4.%E7%BB%A7%E6%95%99%E5%B7%A5%E4%BD%9C/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E8%AF%BE%E7%A8%8B/%E6%95%99%E5%B8%88%E5%9F%B9%E8%AE%AD%E8%B5%84%E6%96%99/%E6%A8%A1%E7%89%88/%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E7%BC%96%E7%A0%81_%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E5%90%8D_%E4%B8%BB%E8%AE%B2%E6%95%99%E5%B8%88%E5%A7%

16、93%E5%90%8D/2%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E5%AD%A6%E4%B9%A0/%E6%B5%81%E5%AA%92%E4%BD%93%E8%AF%BE%E4%BB%B6%E5%BD%95%E5%88%B6%E8%A6%81%E6%B1%82.doc 課程教學(xué)視頻：視頻錄制是項目研究最重要的環(huán)節(jié)，事關(guān)項目的成敗，每單元視頻錄制都必須嚴(yán)格執(zhí)行下列程序：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容改革劃定的知識點(diǎn)確定教學(xué)目標(biāo)選擇教學(xué)媒體組合（電腦、投影儀、黑板）制定教學(xué)計劃模擬施教試驗(yàn)對課件進(jìn)行評價與修改進(jìn)入教學(xué)視頻錄制 。要求運(yùn)用構(gòu)建式學(xué)習(xí)的教學(xué)方法、問題解決的教學(xué)模式以及隨機(jī)啟發(fā)式等現(xiàn)代教學(xué)教育理論完成人

17、學(xué)的全過程，實(shí)現(xiàn)生動活潑具有創(chuàng)新局面的課堂教學(xué)氛圍。5.題庫建設(shè)：題型為一個答案的單選題、多個答案的多選題、判明正確與否的判斷題、以及填空題、計算題、應(yīng)用題、證明題等，所有題目提供解答和點(diǎn)評分析，根據(jù)教學(xué)單元提供多套試卷并提供全部參考答案，以試題庫題目為依據(jù)，提供多種組卷策略的在線測試，采取隨機(jī)方式自動組卷；以試題庫為依據(jù)，設(shè)置在線作業(yè)。（三）以現(xiàn)代信息技術(shù)為手段開展教學(xué)配備經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)學(xué)教師，規(guī)定在工作日至少登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺2小時，人工在線指導(dǎo)、解答各類問題等，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，開展全方位教學(xué),具體教學(xué)內(nèi)容如下：1.視頻單元教學(xué)。視頻最好地展示了課程內(nèi)容，視頻單元教學(xué)要求目的明確，教師講課要求重點(diǎn)突出，難點(diǎn)分散，生動活潑，圖文并茂，媒體流暢，畫面清楚，教態(tài)大方，充分調(diào)動成教學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)。2.教學(xué)文件學(xué)習(xí)。將本課程所需教學(xué)大綱、word教案、PPT課件等教學(xué)相關(guān)文件提供給網(wǎng)絡(luò)平臺，教學(xué)生查閱瀏覽。3.習(xí)題教學(xué)。習(xí)題模塊按照視頻教學(xué)單元進(jìn)行習(xí)題設(shè)置，學(xué)生在線完成相關(guān)練習(xí)。習(xí)題模塊帶有自動評判功能及答題后參考答案提示功能，學(xué)生可即時獲得評判及提示。教師給以點(diǎn)評。4.網(wǎng)絡(luò)平臺在線測試。根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行單元測試、 模塊測試及綜合測試，教師根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容在線出題，學(xué)生也可根據(jù)自已學(xué)習(xí)的需