首页 -> 2007年第7期

现代信息技术条件下微积分教材建设的思考与探索

作者:李艳馥

的热情关注和大力支持,成为这些年来大学数学教学改革中成效显著的一个亮点。
  为了将改革的成果更好地总结提升,更广泛地应用于主干课程教学中,高等教育出版社与建模竞赛组委会共同组织了“将数学建模思想和方法融入大学数学主干课程教学中的研究与试验”的项目研究、中期检查及成果验收,并将优秀成果固化于教材中,其中天津大学边馥萍主编的“十五”国家级规划教材《数学模型方法与算法》、太原理工大学贾晓峰主编的《微积分与数学模型》已在高等教育出版社出版;目前我们正在组织专家对项目成果中其他优秀的教学单元设计去粗取精,并继续征集,不断完善,期望不久的将来推出更多的新教材。
  李大潜先生指出,“在强调将数学建模精神融入到数学类主干课程的时候,我们不应该采取形而上学的思维方式,简单地在所有的概念或命题之前都机械地装上一个数学建模的实例,把一个完整的数学体系变成处处用不同的数学模型驱动的支离破碎的大杂烩。”“对每一门数学主干课程要精选融入的数学建模内容,其原则应是:仅仅集中精力针对该门课程的核心概念和重要内容,不遍地开花;所用的实际背景应能简明扼要地阐述清楚,不拖泥带水,不烦琐臃肿;不追求自成体系、自我完善,在与原有内容有机衔接的时候,要自觉当好配角,让主角闪亮登场;文字要简洁、通顺,不摆弄吓人的名词和概念,做到朴实无华,平易近人。”
  虽然距离这个目标还任重道远,但我们愿意也正在与广大高校教师一起,努力推进将数学建模思想融入微积分(同时还有线性代数、概率统计)课程与教材的建设中。
  
  3.搭建平台,促进立体化教材建设
  应用现代教育技术改革传统教学内容、教学方法和教学手段,目前在高等学校中已非常普及。许多高校教师开发制作了大量的多媒体课件和网络课程。教育部在上个世纪末和21世纪初,先后组织了“96-750”项目和“新世纪网络课程建设工程”,对高等学校的数字化教学资源建设,起到了积极的推动作用,也为大学数学课程的数字化教学资源建设打下了坚实的基础。如何使这些资源更有效地为课程及教材建设可持续发展所用,成为摆在高校及广大教师面前的一个难题。
  2002年底,高教社发出“百门精品课程教材建设计划”的通知,要“在各校近几年开展的课程体系改革和教材建设基础上,重点支持建设一批本科教育公共课、基础课和专业主干课程精品教材。”同济大学高等数学等9个数学类项目入选重点建设项目。目前这个项目已顺利通过达标评审,并得到评审专家“该项目在整体设计、精品教材锤炼、数字化教学资源建设以及集成服务等方面勇于开拓创新,具有突出的特色,在教材建设方面起到了很好的引领作用”的高度评价。“百门精品”项目的实施,对立体化、数字化、精品化的微积分教材建设起到了积极的推动作用。
  同时,针对目前数学类课程电子教案技术手段较低、检索不便、素材不易拆分等问题,我们从经济管理类专业微积分课程入手,正在开发新型电子课件平台。在新的平台上,真正实现了基于知识点的课件检索,按需拆分各级各类素材等功能,帮助教师自由下载和修改,从而定制完成个性化的电子教案等教学素材。
  历经几年的时间,“立体化”教材的概念已经深入人心,其内涵也在发生着变化:从原来的纸质教材+纸质教辅,到今天辅以丰富的数字化资源支撑,加强网络辅助教学手段的使用,高智力投入的纸质教材与教辅+高集成度的数字化资源+功能强大的交互式网络平台,正在逐渐成为立体化教材建设的一个方向。
  
  4.整合集成,开发大学数学教学资源库
  多媒体技术和网络技术的发展,向广大数学教师敞开了另一扇大门,立体化教材的推出,也大大推动了微积分课程开展多媒体教学和网络辅助教学的进程。网络教学平台作为教学辅助手段,使教学突破了时空限制,使教学材料的展示变得灵活、形象与生动,对教学过程实现了连续的支持、跟踪与管理,成为高校传统课堂教学的有益补充和拓展。
  很多高校纷纷投入大量人力、物力建设多种类型、多种媒体的数字化资源,在一定时期内极大地丰富了微积分课程的教学资源,但低水平重复开发、缺乏符合国际标准的技术规范、资源的升级维护与可持续发展等问题也突现出来。
  在这种情况下,除了开发建设传统经典纸质教材、建设以“百门精品”为标志的各类教学资源外,从2003年开始,高教社与全国高等学校教学研究中心、教委共同开发研制了“大学数学教学资源库”。根据数学学科特点,资源库按照课程知识点框架结构,提供大量媒体素材(文本文稿、图形图像、音频、视频、动画等)和知识单元素材(名词概念、定理和定律、实验、人物资料、研究成果、试题习题、案例、答疑资料、课件、名师示范课等)。目前,高等数学子库共建设完成素材1191个,文件总数2669个,其中包括教学设计、动画、电子教案、典型例题、应用案例,以及释疑解难等模块。另外还有数学史与数学家小传部分,内容涉及122位重要数学家和6类数学史素材。以上应用模块的素材按照备课教案、多媒体电子课件、网络辅导的要求,提供word,ppt,htm,swf等通用软件格式文件,大大方便了教师集成、修改和使用。
  在全国20多所高校的试用过程中,大学数学教学资源库得到了广大师生的肯定,但也发现了不少问题。目前,基于“中国高等数学课程网”的大学数学数字化教学资源建设正在一期成果的基础上,进行深层次地开发、补充和完善。
  
  三、结束语
  
  信息技术的发展,使微积分课程教学内容的现代化和数字化、教学过程的数字化和网络化成为可能;教材建设的涵义也拓展成为涵盖更为广泛的教学资源建设。在继续加强优秀纸质教材建设的基础上,以现代信息技术为手段、以网络技术为平台,开发形式多样化、内容数字化、运行网络化的新型教材,也将成为新时期微积分教材建设的一个重要方面。

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