《高等数学网络学习课件》的构建与实现

2022-09-11

随着教育技术手段的不断提高, 给教学方法, 教学手段的改革提供了越来越广泛的空间, 充分运用信息技术, 网络资源, 建立教学共享资源库等多元化立体化互动型教学的模式正成为教学改革的一项重点热点内容。就高等教育特别是其数学基础课《高等数学》而言, 是大学的基础课程, 具有逻辑性强、抽象难懂的特点, 往往是学生大学课程中的一个重大难点, 因而建立上述多元化立体教学的模式就更显得迫切, 针对这一问题由具有丰富教学经验的教师和网络技术人员协作, 开发了网络版的《高等数学》多媒体学习课件。此课件在学生及教师中使用受到好评。

1 高等数学课件的设计与实现

1.1 课件的总体目标

《高等数学》多媒体学习课件的总体目标是制作以web页面为主的多媒体教学系统课件, 用多媒体方式展现教学内容, 突出理工融合的教学特色, 使同学通过对系统的浏览, 得到最有经验的教师的讲解, 最生动丰富的演示, 最丰富的与课程相关的网络资源, 及时的答疑交流, 同时课件的演示部分又能够作为教学的素材 (即教学共享资源库) 配合课堂的教学, 使课堂教学中的教师能方便的随时通过网络调用相关资料辅助理论的讲授, 达到最佳教学效果。同时学生可以利用课件中所提供的资源进行自主的更深入的学习, 提高学生对课程历史现状发展方向的总体认识, 也为师生之间学生之间提供一个交流探讨问题的环境。

1.2 课程内容的教学结构的设计

课件的内容按照国家教委的本科高等数学教学大纲要求编写, 以同济大学的《高等数学》教材为基本蓝本结合我校理工融合教改的成功经验, 在教学结构的设计上首先对课堂教学的每一个环节进行必要分析和总结, 依教学内容分为章、节、知识点及详细讲解几个部分, 从问题引入, 概念建立, 内容的逐步展开, 到分析总结, 直至练习题, 做到思路清晰并融入各位教师丰富的教学经验, 特别是根据多媒体教学的特点, 为解决由于数学学科的抽象性带来的理解困难, 对概念的形成及概念定理的几何意义都利用动画及java实时的实验来引导启发学生的思路, 从而形成了自己的独特的教学课件风格。在教学方法上注重对每个知识点的讲解充分利用交互性, 用网页制作技术很好的模拟启发式教学的过程, 启发同学思考, 达到数学教学中培养和建立学生分析问题解决问题正确的科学方法的目的, 同时有利于学生开展自主学习、探究式学习, 能很好地激发学生地学习兴趣。全课件力图做到内容完整, 新颖、直观, 可视性强, 交互性好。

课程内容的组织以有良好导航结构的web页面为主, 以知识点或教学单元为依据, 采用文本、声音、图象、动画等多种表现内容的形式, 并链接有特色的网络及单机运行的数学其它课件及软件。

根据网络教学课件的特点力图作到讲解特别详尽, 分析问题思路清晰, 总结到位, 使学生与课堂教学一样对知识得到充分的理解。每一教学单元有以下几个部分:学习目标, 知识点的分解讲解及例题, 疑难问题, 练习, 参考教学资源, 学习方法说明等内容。对疑难关键知识点提供多种层次、多种形式的辅导。

在制作过程中, 我们将主要动画及java实验作成动画资料库及数学实验库, 方便教师在多媒体教室中结合传统教学方法使用, 以便能够资源共享, 达到最佳教学效果, 为老师和学生提供了一个既可以在课堂上供教师教学使用, 又可以课外辅导和供学生自学的多媒体课件。因此, 整个课件具有功能强大、图文并茂、叙述与实验相结合、操作界面友好、使用方便的特点。

1.3 课件的开发技术特点

高等数学多媒体演示课件基于web方式, 采用B/S结构。网页制作软件采用D r e a m weaver、FlashMX、mathe matics等软件及java程序语言。web语言符和HTML4.0的网页技术以及优化页面代码和图片技术, 实现课件风格的统一, 以及不同语言版本的和谐对应链结效果。该课件占用有120M空间。课件即可放在服务器上以IIS支持可以实现远程浏览器访问。也可以刻录成光盘在计算机上支持本地自动播放。

在网络教学上利用技术手段体现启发式教学, 是课件的一大特色。在总体设计结构上采用全桌面展示方式, 在一个屏幕上可以迅速找到任意所学习的内容, 转向任意联接, 方便使用及学习, 设计简洁, 使学生把更多的注意力集中于内容的学习。对教学内容采用较流行的三级树形结构, 一级为章目录, 二级为节目录, 第三级为以超级链接形式的知识点, 而围绕知识点的展开则安排在页面的右框架内, 结构清晰使用方便。在知识点的讲解上, 充分利用javascript, 极大增强了课件的交互功能, 首先展开骨干内容, 一些必要的引言证明解图片及分析小结等则由学生点击打开, 这样一方面重点突出, 又符合启发式交互学习的认知过程, 充分体现教学学习课件的特点, 同时在心理上减少学生对数学的恐惧感, 引导学生掌握思考问题的方法, 自然的融入并领会教学内容。

为反映数学的抽象性与严谨性, 我们利用java语言极大的提高了课件的技术标准:

(1) 能够实时的描绘基本初等函数的图形, 并可以通过调整参数, 看到相应图形的变化与参数的关系, 从而了解函数的性质。

(2) 实现了二次曲面三维立体图形的演示, 并可以通过调整多个参数, 看到相应图形的变化与参数的关系, 从而了解函数的性质。这是我们最大的突破, 使课件使用的网络技术达到了领先的水平。

(3) 设计了多个数学实验, 以便学生能够首先通过形象的观察, 总结出规律, 再进一步从数学分析的角度抽象出表达事实的数学概念和理论, 从中体会数学概念和理论由实践到科学抽象的发展过程, 深刻理解数学理论所描述的实际现象及其本质。突破传统教学模式, 使高等数学课更加生动、直观。有利于培养学生的创新能力和创新意识。

利用多种工具形象展示教学内容。除上述java语言外及大量的静态图形, 还利用flash M X制作了大量的二维、三维动画, 特别是flash原多用于表现平面场景, 在动画的制作中我们突破了这一局限, 并结合多步控制播放, 较好的解决了用flash制作三维数学动画的处理问题, 很好的应用于教学, 制作精益求精倾注了大量的心血, 得到教师及学生的肯定;利用mathematics软件及我们自己制作的高等数学图形系统制作了大量精确的二维、三维图片, 充分体现数学的严密、严谨性, 使学生确立正确的几何概念。

在开发中, 我们首先进行了“资料库”的开发, 所有的图片、动画、java都可以作为课堂教学的资料库, 动画的控制播放过程完全按照课堂教学过程制作, 操作简便、灵活, 可达到资源共享的效果又便于学生自学。另外, 在处理链接的问题时, 还注意了以下两个问题:

链接速度:资料编辑必须考虑到信道传输速度与数据转换速度这两个方面的问题。如果处理得不好, 学习者就难以快速获取资料, 容易导致学习者学习意愿降低以及满意度减少。

层级安排:网站的连结深度不宜过深, 以免学习者迷失于过于繁多的资料中。最理想的连结方式是让学生在网面中的任何一层、任何一点, 都能够找到自己所需要的学习议题和返回到相关议题。

资源选择:由于互联网上信息量相当大, 在对有效信息的筛选上教师起着相当重要的作用, 这样可以显著提高学生的学习效率, 扩展学生的知识范围和深度, 从而达到因材施教的目的。

2 对多元化立体化互动型教学模式的思考

在开发课件的实践过程中, 我们不断的思考和探索现代化教学手段与传统教学方法如何更好的结合的问题, 提出了在数学教学中, 依托传统教学方式建立多元化立体化互动型教学新模式的教改思路。传统教学方法在教学过程中特别是数学理论的教学中是不可替代的, 这样的教学方法不仅仅是专业知识的传授, 答疑解惑, 更重要的是通过交流, 教师的思维方式文化专业修养思想品德对学生的一种潜移默化的影响, 既常说的教书育人。这种文化的传承在学生的一生中都起着重要的典范作用。因而传统教学方法不会因为新技术的发展而消失, 多元化的教学方法反过来使人们更认识到传统教学方法的重要性。而恰当运用现代教学技术、方法与手段, 在充分调动学生的学习积极性和参与性, 提高教学效果和学习热情, 丰富学习与教学资源方面效果也很显著, 两种方法相互补充相互促进就是教与学最佳的结合点。对于如何协调传统教学手段和现代教育技术应用的关系, 找到这个最佳结合点, 以及建立一个体现现代化教学手段的数字化多媒体教学平台整合教学资源, 即逐步建立和完善多元化立体化互动型教学模式正是我们应该做深入细致研究的问题, 在此只能抛砖引玉引起各位教师的思考, 进一步提高我校的数学教育的水平。

摘要：本文介绍了《高等数学网络学习课件》的设计思想和主要制作技术, 并由此结合目前现代化教学的多种手段提出了多元化立体化互动型教学新模式的教改思路, 从而充分利用以教师的教学为主导及各种现代化教学手段、教学资源相结合的最优化教学环境。

关键词：教学模式设计,系统设计,多元化立体化互动型教学