网络环境下的大学数学立体化教学模式与创新

摘 要：本文根据当前大学数学教学质量与教学改革工程项目,着重介绍了网络系统在大学数学立体化教学中的地位和作用，立体化教学网络系统的构建，网络环境下立体化教学的特点与优势及立体化教学模式。研究和实践表明，该教学平台对于课程整合与共享优质教育资源，创新教学模式，促进教与学两个方面共同发展有着重要的引导和推动作用。

关键词：网络环境，立体化教学，教学模式，软件资源库。

随着网络技术的迅速发展，网络化教育已成为现代立体化教育的主流趋势。网络环境可对各种教学资源进行检索、设计、处理和传递。有利于对教学资源的组织、交流、开发和管理。而在大学数学立体化教学中，基于Internet的网络环境更为学生提供了宽广、有弹性且极具创意的学习空间。各种教学软件引导学生从生活和游戏中去学习数学，体验数学和感悟数学，使得以学生为中心，基于网络资源及交流讨论的立体化大学数学模式得以实现,对于学生知识的获取、情感的交流、合作精神的培养及动手技能起着重要作用。立体化教学在国内外有多种说法，有的叫“立体化教材”，有的叫“一体化教材”，也有叫“多元化教材”，其目的是一样的，就是要为学校提供一种教学资源的整体解决方案，最大限度的满足教学要求，满足教育市场需求，改善教学环境，促进教学改革，提高教学质量。充分利用网络教学资源，自从2006年2月我校升本后，全系抽取部分专业课进行立体化教学改革试点，参考国内一些做得非常好的大学，如：山东大学、复旦大学、中国人民大学。在教学中探索一种适合本校的新型立体化教学模式。

一.网络系统在立体化教学中的地位和作用

网络教学系统能实现传输各种信息和控制处理，实现网上信息传递和信息资源共享。校园网和Internet网相联，以获取丰富的教育资源库信息及远程教学资源，配上数学各科题库和自适应测试系统后，可进行实时的统计分析，科学评测教学效果，提供了联系教学各种要素的多向及交互的信息通道。网络具有优化教学进程的多种特性，即教学信息的多媒体化，教学信息传输的网络化，教学信息的超文本方式，教学进程的交互性、个性化，及其教学信息的大容量储存与信息处理的智能化。这些特性支持基于资源的开放性学习，有利于充分发挥学生的主动性与创造性，有利于学生创新能力和信息能力的培养。通过教学实践表明：网络化立体教学模式具有传统教学方式难以实现的优良教学效果。这是因为：①.网络化立体教学模式着重培养学生的创新能力和信息素质能力。培养内容侧重使学生学会学习的方法，使之具有自我获取知识与更新知识的能力，而不强调直接教给学生大量的知识。因此能获得较高的教学质量与学习效率，能与计算机技术迅速更新换代、知识大爆炸式增长的发展趋势相适应。②采.用网络化立体教学模式进行课堂教学是大学数学教学课程自身教学规律决定的。因为使用传统的非实时不在线教学方式很难开展各种数学软件的操作及实践性较强的课程，而在网络化立体教学模式应用于数学，通过观看教师的实时示范操作学会操作技能，通过个性化学习满足个性差异的需要，通过协同学习促进高级认知能力的发展，再通过网络资源完成学习任务，很快地掌握所学知识。③.网络化立体教学模式将过去传统的静态书本教材形式转变为由声音、文本、图像、动画等构成动态教材，使教学更为直观，在处理教学上的一些动态图像时，改变了以前的“动点”只能用黑板上的一个静态的“定点”来表示，增强了学生的运动观，转变了学生的认识，使学生有深入其境之感，实现近乎全真的直观数学，拓宽了师生交流的渠道，甚至生活中遇到的问题都能及时得到教师的辅导与帮助，明显地提高了学生的学习兴趣。

二.立体化教学网络的构建

立体化教学网络系统由多个教学子网和一个资源子网组成，为了实现各个局域计算机网络能同时进行不同课程的教学，又可以使学生方便地共享网络资源，将每个机房设定为一个独立的IP域，一个域中的工作站可接受本域教师的授课，每个域的教师授课不影响其他机房的教学。每个域互相独立，每个教学子网之间通过光纤或双绞线连接到高速交换机，建立防火墙和代理服务器，形成一个独立、安全的教学子网。除了教学子网外，建立一个教学资源子网，为节约有限的IP资源，各教学子网使用C类实验IP地址，资源子网使用网络中心分配的真实IP地址，各教学子网和资源子网通过校园网联接在一起，将各个机房形成为一个虚拟的网络教学环境。设计的目标主要是：①.实现一个Norell和Windows NT双平台的网络教学环境，充分利用网络系统的资源共享和高速数据传输能力，解决目前计算机CUI界面教学难以描述的问题，使大学数学各门课程的教学效率和水平得到更进一步的提高。②.将该网络系统通过学校校园网络接入Internet网，以便普及Internet教学及使用Internet上的丰富信息资源为教学服务，实现教学过程的数字化，对教育观念、教学方法、学习观念、学习方法都有着深远的影响。③.构建网络教学平台，引导学生对立体化大学数学的正确认识，通过在教学网上发布有关教学信息和教学资源，可以促使学生通过网络获取重要信息，辅助和促进数学课程的教学，增强教学过程的交互性、实时性，提供师生交互的新方法，变传统的师生“一对多”为“多对多”的关系，更容易发挥教师的团队作用。④.打破时间空间的限制，构建基于Web的开放式、个性化教育教学研究的平台，探讨协作式学习、未来社会学习及创新学习模式，给学生提供个性化教学服务。

该网络系统主要由教学局域网络系统、网络操作系统、教学广播系统组成，在组网设计中，由于考虑到教学网络与普通局域网的应用有所不同。特别是在教学进程中要求教师的显示和操作结果能同时面向学生。教师要能实现与学生进行交互通信，多路在线交流，监控等功能，以及运行网络考试软件系统和点播多媒体课件的应用。网络环境下的教学软件系统移植了Lan Star系列教学软件，该软件采用了模块化的设计方式，主要由两大系统组成：教学系统和考试系统，教学系统的主要功能为：信息发送、在线交流、屏幕展播、终端遥控、提供远程课件点播、在线课件、网络考试、远程答疑、作业提交等服务，可建立软件资源库，收集各类可用于演示教学的系统和应用软件。考试系统使教师们从试题库中快速、准确地完成出卷、考试和测评工作，极大地提高了教学效率。

三.网络环境下立体化教学的特点与优势

随着网络技术在教育中的广泛应用，使教育资源越来越丰富，表现形式上有纸介质教科书、音像制品、电子、网络出版物等。由于计算机技术、网络通讯技术、多媒体技术、数据库技术和教育技术的飞速发展而产生出来的以软盘、光盘和网络服务器的硬盘为载体，以网络为传输手段的新型出版物，可分为电子教案、电子图书、CAI课件、试题库、网络课程和资料库。网络软硬件资源越来越丰富，为培养学生自主学习，利用网络获取资源能力，为减轻从事大学数学基础课教学老师的工作压力提供了条件。用网络环境下立体化教学的优势：一方面教师减轻了繁重的备课和教学任务，投入更多的精力到教学内容的更新，教学内容火热的思考，教学过程的设计，教学资源的组合，教学效果的监督与反馈；另一方面学生课后可以上机访问相关的数学网站，全方位多渠道为学生服务，为学生自主学习提供了完整的教学平台。在双向交互式学习环境中，按照自己的学习基础针对教学目标合理设置，让学生在网上进行讨论交流。其次用MATLAB编程制作复杂的空间图形及动画，让学生演示以往用粉笔难以描述的空间几何图形，使学生有深入其境的感受，实现了几乎全真的直观数学。又可避免在课堂内大量的板书和作图的不规范性。

网络环境下立体化教学的特点具有资源共享、不限时空、多向互动、便于合作、异步灵活、开放个性、内容丰富等。丰富生动的教学资源，友好的人机界面，能大大增强学习效果，充分调动学生学习的主动性和积极性，提高学生课堂的学习效率，提高教学质量和教学效果。在教师指导下学生自己动手查找资料、分析归纳、得出结论，有利于实现因材施教的个性化教育与学生之间的协同学习,能使受教育者学到火热的思考、最新的知识，有效的培养学生掌握信息时代的学习方式和创新思维能力，能充分体现以教师为主导，学生为主体的教学思想，促进教学方法和教学模式的改革。随着社会的进步，科学技术的发展和高等教育水平的不断提高，数学渗透的触角在急剧伸张，数学应用的领地在急剧扩大，数学已渗透到自然科学、经济、金融、社会、生活等各个领域，影响着人文科学和社会的进步。在高等教育大众化的今天，数学它是培养大学生理性思维品格和思辩能力的重要载体，是开发大学生潜在能动性和创造力的重要基础，学会研究性的学习方法，经过自己火热思考建立起自己的数学理解力。大学立体化数学教学有助于理解数学知识的内涵，提高学生的数学素质和能力，体验数学探索的乐趣，学习数学家的科学探索方法，领悟数学的思想和精神。网络环境下大学数学立体化教学还会缓解教学资源尤其是师资力量相对短缺的矛盾，减少教师授课工作量，减轻教师备课任务，使老师有重点考虑怎样教？如何教？是顺应当前教学改革趋势的有效方法。实施网络立体化教学还将推动教学资源和教学环境的建设，有利于教学资源优化配置；也是对传统教学模式的挑战和有力的促进，有助于两者相互补充、相互借鉴、相互渗透、共同发展。

四.网络环境下立体化教学模式

网络环境下立体化教学模式可表述为“创设情景棗提出课题棗网上协作棗课题小结棗网上测试棗课题延伸”六个环节，这种模式既发挥了教师的指道作用，又充分体现学生认知主体作用。其特点是：①.真正实现了个性化教学。②.有利于研究性学习的开展，它保留了“传递棗接受”教学活动过程，同时吸收以学生为中心的教学设计思想。在“传递棗接受”教学活动过程中，通过网络技术辅助而进行的“人棗机”交互或“人棗人”交互，让学生自主探索、思考、发现，让每一位学生实时体验数学思想方法的发现和“创造”过程。学生的学习结果是学生自己发现或“创造”出来的，不同的学生根据自己原有的数学基础，不同程度的“创造”出数学方法和能力，从而实现了个性化教学；此外，这种教学设计模式使学生主动的从课堂内的学习延伸到课堂之外，通过访问相关数学网站，获取所需数学资料，进行研究性学习，以培养学生的获取加工处理信息的能力。

网络环境下立体化教学离不开网上教学平台,目前网上教学平台有的是自行开发的,有的是委托专门的技术公司开发的,还有的是联合开发的。比较全面的网上教学平台包括教学设计工具、课程设计模板、课程网站搜索引擎、学生个人空间、BBS讨论区、内部电子邮件、基于文字的网上讨论室、基于视音频的会议讨论、文件共享、电子版、课程单元管理、学习自测管理、作业评分管理、学生网上活动追踪、安全登录、技术支持等功能。网上教学平台不仅能够提供丰富的网络学习资源，进行网上学习指导、在线学习数学课程、在线测试、提交作业并进行作业管理,提供网上讨论的空间和网上辅导答疑,有效地跟踪学生学习过程，并包括对学生、教师课程设计等各种管理工具。在立体化大学数学教学中,应该重视如下几个环节：

①加强立体化教材的建设,将离线资源与网络资源结合起来,重视网络教学资源的建设。通过网络教学平台学生可以查到教师课堂教学讲稿,以弥补多媒体教室授课学生不易记全笔记的缺陷，并且对自学内容可以通过网络教学资源提出要求，给予指导。还可以通过网络教学资源补充扩展课堂内容帮助学生消化学习内容。立体化教材的建设内容应该包括这样几个都分：教材及电子教案、实验指导书、试题库、网络教学支撑平台、网络教学课件、各种参考资料等。

②每章每单元明确学习目标，引导学生围绕教学目标进行学习,以达到既定的效果,兼顾不同层次学生的学习要求,韦富网络资源,真正实现个性化教学。

③做好教师网上答疑与辅导,并鼓励学生间协作学习,实现“人棗机”交流和“人棗人”交流。

④重视学习过程跟踪与结果评价,保障学习质量。日常作业的检查与管理，减轻教师教学负担。

五.结束语

随着信息化进程的不断深入,网络教学和课堂教学正日益互相渗透,开展网络环境下大学数学立体化教学正是教学改革的一个亮点。建设好网络教学平台及网络资源，实现校与校之间教学资源的共同建设和共享,全面提升大学数学教育品位。创设火热的激情，优化教学模式和学习方式，提升学生数学文化的内涵和人文精神有着重要积极的作用。

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(作者单位:贵州铜仁学院数学系)

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