信息技術環境下大學數學教學改革的研究
教改研究
作者：任善靜 項昕
摘 要： 當今信息技術飛速發展，Matlab已經成為一種非常實用的數學軟件。但我國許多高校的數學教學基本上仍停留在“黑板+粉筆”的傳統教學模式上，這種傳統的教學模式已經難以適應現代素質教育的要求，對傳統的教學模式進行改革勢在必行。高校數學教育要積極應對現代教育信息技術對數學教學提出的挑戰，樹立現代教育技術與高校數學教育整合的觀念，充分利用Matlab軟件，實現高校數學教學方式的改變，提高高校教學質量。
關鍵詞： 傳統教學模式 Matlab 大學數學教學改革
引言
數學本身是一門分支比較多、難度比較大的學科。長期以來，內容多、負擔重、枯燥乏味、學生學習積極性不高，一直困擾大學數學教育。傳統數學教學以教師為中心，采用單一傳遞、講授、灌輸的方式，注重教師“教”，重視學科經典內容的講授，忽視與學生交流、合作、主動參與、探究等學習方式，無助於學生創造力的培養。數學實驗是探究式學習的有效載體，是通過實驗解決實際問題。其過程提高學生對數學的理解和掌握程度，培養學生探索創新精神與應用數學的能力。數學軟件是數學實驗的一個有利工具，現在我們最常用的是MATLAB軟件。它是世界範圍內公認的，集數值計算、符號計算、數據可視化和程序設計等功能於一體的新型計算機數學語言。
1.大學數學教學改革的必要性
1.1克服傳統教學弊端，提供新的教學模式。
傳統的教學方式是老師講學生聽，是一種填鴨式的教學方式。概念、定義、定理、例題演算都存在“滿堂灌”現象，整個課堂基本是以教師為中心，粉筆+黑板是老師的主要表達工具，板書講授是基本的教學手段，教學方法比較陳舊，學生完全是被動地聽，很少有機會嚐試、探究各種不同的問題答案。此教學模式已不能完全適應當前學生的學習需求。而上世紀80年代末，著名科學家錢學森教授在一次座談會上曾說：“由於計算機的出現對數學科學的發展產生了深刻的影響，理工科大學的數學課程是不是需要改造一番？”這話引起了眾人的思考，眾多高校老師投入到了CAI的研究，但是大部分停留在課堂“裝飾品”的角度。他們對數學課堂教學引入多媒體，隻有一知半解的認識，把現代課堂教學看成是傳統課堂教學與多媒體計算機課件的簡單相加，把多媒體當成萬能媒體，甚至出現了無課不用多媒體的現象。這樣違背了多媒體的根本屬性，多媒體課件的使用不當，不僅不能使學生更好地學，有時甚至對正常的教學也起了幹擾作用。我們倡導新的教學模式：大學數學多媒體教學中應注意充分利用MATLAB軟件的強大功能，改變枯燥的課程性質，激發學生的學習興趣，實現教與學的互動。
1.2真正體會到數學實驗在大學數學教學中的作用。
數學實驗是計算機技術和數學軟件引入教學後出現的新事物。數學實驗的目的是提高學生學習數學的積極性，強化學生對數學的應用意識，並培養學生用所學的數學知識和計算機技術認識問題和解決實際問題的能力。不同於傳統的數學學習方式，它是強調以學生動手為主的數學學習方式，對於大學數學教學具有推動作用：（1）它將抽象、生澀的知識直觀化、形象化，大大改變了數學學科枯燥、缺少人情味的傳統形象，激發了學生學習興趣，可以有效調動其主動學習的積極性；（2）它可以化靜為動，讓學生感知知識的形成過程，使難以覺察的事物清晰地呈現在學生的感覺能力可及的範圍之內，解決由於時間和空間的限製造成的教學難點；（3）它可以在較短的時間內，使學生多種感官並用，做到有效擴展課時容量，進而提高教學效率。
MATLAB是四大數學軟件之一：（1）其界麵比較友好，輸入格式與人們熟悉的數學書寫格式很類似，功能非常強大，基本可以解決高校所有的數學問題；（2）編程運算與人進行科學計算的思路和表達方式完全一致，易於掌握。這保證了具有初步計算機知識的人在較短時間內就能掌握MATLAB並解決實際問題，從而擺脫了運用各種高級語言編程的困難，因此Matlab被譽為“巨人肩上的工具”。在數學教學中引入Matlab，從教學內容、教學形式、教學方法和手段上講，都是對傳統數學教學的一種發展和補充，學生從數據的變化，圖形的變化，動畫的演示、軟件的計算等多方麵進行學習，在掌握知識的同時，數學課堂更開放、更具活力。同時，數學軟件的應用也促進了數學同其他學科之間的結合，從而使學生有時間做更多的創造性工作。這在國外已經有廣泛應用[1]。