基于信息技术的高等数学实验教学模式研究①
摘 要：一直以来，数学便在人类文明中发挥着重要作用，其直接推动了人类文明的发展进程。现如今，数学已经成为教育领域中的一门必修学科，随着人们对数学研究的不断深入，数学也产生了许多分支，如基础数学、数论、计算几何学、高等数学等，其中尤以高等数学在我国数学史中占据着重要地位。现代化信息技术的发展，为教育领域带来了新一轮的改革，由于高等数学较为抽象且难以理解，将信息技术应用于高等数学中势在必行，但在此过程中也有许多值得人们思考的问题。鉴于此，本文对基于信息技术的高等数学实验教学模式进行深入的研究。
关键词：信息技术 高等数学 实验教学模式
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（a）-0226-02
1 信息技术整合于高等数学课程中的相关理论依据
1.1 整合意义
信息时代的来临，促使现代化信息技术与高等数学之间的逐渐融合，在教育领域中，信息技术在高等数学教学中发挥着重要辅助作用，但人们更加重视的是将信息技术融入到高等数学的教学过程当中去，以此实现对新型教学模式的有效构建。在新型教学模式中，不仅能够使各类资源得到更加有效的共享，而且在信息获取和情境创设等方面也变得更为容易。并且，教师在教学过程中所发挥的引导作用，也将进一步激发学生在学习过程中的主观能动性。此外，这种新型教学模式还能使学生的实践能力得到更加有效的培养，并充分发挥学生的创新精神，使学生能够在高等数学课程教学活动中积极主动的参与，从而使其自身的数学素养与学习能力得到进一步的提升。
1.2 构建理论
信息技术和高等数学之间的逐步融合，也会促使高等数学在理论知识上发生变化，进而构建出相应的学习理论。两者之间的相互整合，使高等数学中的学习理论成为基础，人们可以更加积极地探索高等数学在逻辑上所具有的关联性以及相应的传播理论。构建主义学习理论是近些年来在高等数学教学过程中最新提出的一种理论，该理论重视对原有的知识结构进行重构与完善，其将学生作为整个教学过程中的核心，学生在学习中也将具备更加积极、主动的学习认知态度，从而使学生进一步凸显出其所具有的主体地位，使高等数学学习中遇到的问题得到更加积极、有效的解决。
2 基于信息技术的高等数学实验教学模式研究
2.1 任务驱动法
信息技术在逐步与高等数学进行整合的过程中，可通过任务驱动法来加速整合过程。对于任务驱动法来说，其是以建构主义理论为基础而形成的一种教学方法，任务驱动法将任务作为驱动，通过在学习过程中设置相应的实际问题和实践任务，使学生在学习时能够以解决这些实际问题或完成实践任务为目标，以此更好的激发学生的学习兴趣，增强其学习动机，进而使学生在学习过程中能够带着问题和任务来有目标的进行学习。在应用该方法时，教师需要充分发挥引导作用，以此充分体现出学生在学习过程中所具有的自主权利。此外，在任务驱动教学时，教师还要结合高等数学中的主题，将教学内容进行有机结合，以此系统性的分解任务，然后组织学生按照小组的形式来相互协作，以此探索出问题的解决方法。学生在学习过程中，由于其具有明确的目的性，这使其在不断的探索过程中能够发现更多的方法和技巧，从而在充分体现出学生的学习主体地位的同时，也使课堂教学成效得到了显著提高。
2.2 整合原则
在信息时代下，信息技术和高等数学教学之间的逐步整合，要想充分发挥信息技术的作用及价值，就必须要遵循相应的整合原则。首先，教师需要深入分析高等数学的学科特点，并结合教学过程中存在的重难点，以此选择正确的信息化技术来进行解决。其次，教师应对信息技术有一个充分的认知，不应将其简单的当作一种辅助工具，还要在应用信息技术的过程中，尝试对教学过程及内容进行创新与改进。最后，教师需要充分发挥信息技术的作用，加强师生间的沟通，协调好师生间的关系，使学生能够积极主动的参与到课堂活动中，以此凸显其学习主体地位。
2.3 实验教学模式的应用
一直以来，教师在高等数学教学中的角色都是充满权威性的，学生只能被动式的接受教师的讲解与知识灌输，而这种教学模式也扼杀了学生的学习主动性和创新性，其教学成效也可想而知。而信息技术的应用，使师生间能够以平等的地位来共同学习，并且还可利用信息技术来对原本较为复杂、抽象的数学知识进行生动、形象的展示。例如，在讲解函数极限性质时，通过信息技术，可对函数所具有的极限性质特点进行形象的描述，进而使学生能够对函数极限性质有一个更加深入的理解。除此之外，利用教学实验课，还能使学生通过数学试验来进行主动的探索，进而激发学生的求知欲望，并在实验过程中锻炼其实践操作能力、推力能力与观察能力。
3 基于信息技术的高等数学实验教学模式实现
3.1 网络实验教学平台
基于信息技术的高等数学实验教学模式，需要高校建立相应的网络平台，以此落实高等数学的实验教学，在网络平台中需要包含多个内容，如个人资源、课程列表、日程安排、教学博课等，在该平台中，教师可根据教学所需来进行相应的编缉与操作，例如对材料进行增加和删除等，而学生则可在该平台中进行作业提交与在线学习。此外教师还可编写调查问卷来对学生的学习情况进行掌握，并了解学生的需求反馈。
3.2 教学情景设计
通过网络实验教学平台的建立，并配置含有丰富资源的高等数学教学资源库，可设计出不同的教学情景，例如教师可利用3D Maxs、Authorware等软件来制作高等数学的实验教学课件，并利用动画、视频等方式将其展现出来。此外，教师还可通过信息技术来仿真与模拟现实世界中的各种物体，并形象化的描绘出具体的空间图形，进而帮助学生更加直观、深入的推理各种公式和定理。
3.3 高等数学实验能力培养
在信息技术的应用下，教师可利用网络实验教学平台来高效的共享各种教学资源，同时还可利用这些教学资源来设计对应的学习任务，从而使学生在完成学习任务的同时，提高其自身的数学实验能力。在网络实验教学平台中还拥有许多学习工具，学生在学习高等数学时，可利用这些工具来进行相应的实验，从而使学生能够随时随地的进行自主学习。并且，学生还可通过平台来获得其他同学的帮助，从而实现探究式学习与协作式学习。例如，在对微分方程及矩阵进行求解时，学生可利用计算机来实现研究性学习。
4 结语
综上所述，信息技术的快速发展，使其在教育领域中得以不断渗透。在高等数学实验教学中，通过信息技术的运用，可使高等数学教学中的相关重难点得到有效解决，进而使高等数学的教学效果得到了显著改善。与此同时，信息技术还使高等数学的教学内容变得更加丰富，并进一步营造了积极、轻松的教学氛围，为高等数学教学质量的提高提供了强大的技术保障。
参考文献
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