鎮(zhèn)方雄,陳將宏

(1.咸寧學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院,湖北 咸寧 437100;2.三峽大學(xué) 理學(xué)院,湖北 宜昌 443002)

常微分方程 CA I教學(xué)課件的研制及其在教學(xué)中的應(yīng)用研究*

鎮(zhèn)方雄1,陳將宏2

(1.咸寧學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院,湖北 咸寧 437100;2.三峽大學(xué) 理學(xué)院,湖北 宜昌 443002)

多媒體教學(xué)是我國高等教育教學(xué)中普遍采用的方法之一,有利于提高相關(guān)課程的教學(xué)效果.本文根據(jù)常微分方程課程特點,對常微分方程教學(xué)課件的建設(shè)、多媒體教學(xué)實踐中的優(yōu)缺點、教學(xué)效率的提高以及學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的調(diào)動等方面進(jìn)行了探討和實踐.

常微分方程;多媒體教學(xué);課件

20世紀(jì)末計算機和網(wǎng)絡(luò)科技迅速發(fā)展,隨著國家對計算機輔助教學(xué)的重視和大力扶持,計算機作為現(xiàn)代化教學(xué)媒體已逐步進(jìn)入數(shù)學(xué)課堂,并日益顯示出其特有的更好的調(diào)動課堂的學(xué)習(xí)氣氛、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、豐富課程的教學(xué)內(nèi)容、提高課程的教學(xué)效果,為課堂教學(xué)帶來了更大的活力的優(yōu)勢[1-5].而常微分方程作為數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)一門重要的核心基礎(chǔ)課程,為了使學(xué)生掌握更多更新的知識,在教學(xué)過程中引入計算機輔助教學(xué)已勢在必行.本文根據(jù)常微分方程多媒體教學(xué)的特點,在多媒體課件的研制和教學(xué)方法上的實踐進(jìn)行了一些探索和研究.

1 常微分方程教學(xué)課件的研制開發(fā)

1.1 教學(xué)課件開發(fā)的目標(biāo)和內(nèi)容

多媒體課件的開發(fā)目標(biāo)是根據(jù)常微分方程教學(xué)大綱,以章節(jié)為單位研制 23個教學(xué)課件.每個課件提供一節(jié)內(nèi)容供教師講授或輔助學(xué)生自學(xué)使用.整個課件采用超文本結(jié)構(gòu)組織形式,操作方便.

多媒體課件內(nèi)容以高等教育出版社的《常微分方程》第 3版 (王高雄,周之銘,朱思銘等編著)為教材,以高等教育出版社的《常微分方程講義》(王懷柔編著)、《常微分方程教程》(丁同仁等編著)為主要參考書[6-8],以數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的本課程的教學(xué)大綱為標(biāo)準(zhǔn)制作.教學(xué)課件的基本內(nèi)容:(1)緒論;(2)初等積分法;(3)一階方程解的存在定理;(4)高階微分方程;(5)線性微分方程組;(6)微分方程定性與穩(wěn)定性理論.課件的基本模式主要由內(nèi)容提要、課程內(nèi)容、練習(xí)題、思考題、作業(yè)等部分組成.

1.2 常微分方程 CA I教學(xué)課件的研制開發(fā)過程

常微分方程 CA I教學(xué)課件以 W indowsXP為操作平臺,Word2003為編輯軟件,PowerPoint2003為課件制作軟件和常用的數(shù)學(xué)計算與作圖軟件 Matlab7.4、Mathematics為工具,將傳統(tǒng)的“粉筆 +黑板”數(shù)學(xué)教學(xué)模式轉(zhuǎn)化為以多媒體軟件為平臺的現(xiàn)代化的教學(xué)模式.

(1)確定課件內(nèi)容根據(jù)常微分方程教學(xué)大綱和教材,確定每一個課件的教學(xué)內(nèi)容,每個章節(jié)的重點難點是課件的重點.

(2)選取課件素材廣泛搜集和教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的文字、圖片、參考文獻(xiàn)等相關(guān)素材,編寫成課件素材.

(3)課件內(nèi)容的制作課件內(nèi)容的制作是課件制作過程的關(guān)鍵.使用 PowerPoint2003進(jìn)行編輯制作幻燈片,每張幻燈片的制作要注意內(nèi)容上的相對完整性和獨立性.對于文字內(nèi)容,可以直接編輯文本,但數(shù)學(xué)課件中含有大量的數(shù)學(xué)公式,在錄入文本的時侯,要注意為插入數(shù)學(xué)公式留出足夠的空間.恰當(dāng)設(shè)計課件背景,注意色彩的合理搭配,字體的大小要考慮坐后排的同學(xué)能否看見.在一些學(xué)生難以理解的概念和難以想象的圖形上,如常微分方程的積分曲線、方向場、不能用初等積分法求解的微分方程等往往耗費了很多精力但效果不好,利用 Matlab7.4、Mathematics數(shù)學(xué)軟件可以把難以想象的圖形直觀的表現(xiàn)出來,做到把文字、聲音、圖形進(jìn)行有效的組合,使學(xué)生建立起直觀的幾何圖形,有利于學(xué)生理解講授內(nèi)容.

(4)課件的動畫設(shè)計課件使用了大量的圖形、聲音,改變了以往課件整幅顯示、單調(diào)的缺點,能動態(tài)地顯示教學(xué)內(nèi)容.對教學(xué)中的圖形盡可能的做成動態(tài)顯示圖形,在講解時根據(jù)教師的講授內(nèi)容,用鼠標(biāo)點擊逐步顯示出來,更為直觀形象.根據(jù)數(shù)學(xué)具有嚴(yán)格的推理性的特點,對于公式、定理的推導(dǎo)采用逐字符、逐步顯示的動畫方式,或選用各種箭頭,充分展示了整個推導(dǎo)的邏輯思維過程,加強學(xué)生數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng).

(5)課件的超級鏈接設(shè)計每個章節(jié)的課件都有多媒體信息按鈕,通過超級鏈接技術(shù)以實現(xiàn)信息間的轉(zhuǎn)換和索取.

(6)課件的修改根據(jù)使用課件進(jìn)行課堂教學(xué)的實際情況,針對使用中出現(xiàn)的問題,以及學(xué)生的反應(yīng),及時修改課件中的問題以確保課件的制作質(zhì)量.

2 常微分方程教學(xué)課件在教學(xué)中的應(yīng)用實踐與思考

2.1 應(yīng)用實踐

在認(rèn)真聽取任課教師和學(xué)生的反饋意見和建議后,經(jīng)過反復(fù)的修改與編輯,課件在 2009年初步完成.在近兩年的常微分方程課堂教學(xué)中使用,與傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)相比,使用常微分方程 CA I課件具有以下特點:

(1)有效提高了信息量,提高教學(xué)效率.多媒體課件的使用使得教師有更多的時間花在教學(xué)雙邊活動中,增大了信息的傳遞量,可以更有效地將課外知識和課堂知識有效地結(jié)合起來,擴大學(xué)生知識面.

(2)增強直觀性、生動性,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.課件中把文字、圖形圖像、聲音等各種媒體進(jìn)行有效地組合,做到圖文并茂、化靜為動,使得教學(xué)過程更為直觀、形象生動,學(xué)生更容易理解,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.

(3)采用超級鏈接的組織方式,具有較好的交互性.在課件中突破了傳統(tǒng)文本的線性結(jié)構(gòu)方式,采用了超級鏈接的組織方式,信息的轉(zhuǎn)換和索取非常方便,可以不受限制的復(fù)習(xí)或強調(diào)前面講的內(nèi)容,更容易發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的聯(lián)系,有利于學(xué)生接受所講內(nèi)容.

2.2 問題與思考

使用多媒體教學(xué),使任課教師從黑板加粉筆的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的多媒體教學(xué)模式,雖然有以上優(yōu)點,但在教學(xué)中要注意克服多媒體教學(xué)中容易出現(xiàn)的一些問題:

(1)處理好課程教學(xué)內(nèi)容豐富,信息量大與教學(xué)時限制的關(guān)系

在現(xiàn)代信息化環(huán)境下,知識更新速度加快,常微分方程課程的教學(xué)內(nèi)容豐富,信息量大.在課堂教學(xué)要符合教學(xué)策略和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,教學(xué)重點和難點清楚,注重培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識的理解和實際應(yīng)用能力,實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與課件的有機結(jié)合.要特別注意與前修課程的銜接問題,對于前面已經(jīng)有過詳細(xì)講解的內(nèi)容可以縮減,僅作提示或簡單講解,把有限的教學(xué)時安排到重點與難點上,提高教學(xué)效率.

(2)處理好多媒體教學(xué)信息量大與學(xué)生消化知識的關(guān)系

使用多媒體課件教學(xué),可以提高教學(xué)信息量,讓教師節(jié)省下大量在黑板上板書的時間,得以講授更多的內(nèi)容.但若控制不好會帶來講課節(jié)奏過快,學(xué)生反而難以接受,影響教學(xué)效果.使用多媒體上課要注意控制課堂教學(xué)的節(jié)奏,教師有更多的時間講解分析,應(yīng)當(dāng)把重點難點講慢講細(xì),課件有合理的停頓.教師在重點和該記筆記的地方,要留給學(xué)生時間來記,最好將課件和板書相結(jié)合,可多舉實例來加深理解,也可安排一些時間組織討論或答疑輔導(dǎo).在各個章節(jié)的教學(xué)課件的開頭要提示教學(xué)重點和難點,在結(jié)尾要安排內(nèi)容的總結(jié),起到突出教學(xué)重點的目的.

(3)要重視教師和學(xué)生的課堂互動,培養(yǎng)學(xué)生的求知欲和數(shù)學(xué)思維能力

教學(xué)活動是教師和學(xué)生共同完成的教與學(xué)的有機體.但是長期以來,教學(xué)活動都是以教師為中心,學(xué)生是被動的信息接收者,忽視了學(xué)生在教學(xué)活動中的中心地位.因此,教師在使用多媒體教學(xué)過程中,應(yīng)根據(jù)學(xué)生心理特點,精心安排和引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)活動中來,必要時要使用黑板和粉筆,要多注意學(xué)生的反應(yīng),重視與學(xué)生的互動,通過觀察學(xué)生上課動態(tài)以及提問和討論,調(diào)整課堂氣氛和學(xué)生注意力,多給學(xué)生思考和分析的余地.把教師的能動性和課件的表現(xiàn)力結(jié)合在一起,達(dá)到教與學(xué)雙向交流.

(4)處理好多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)模式的關(guān)系

多媒體教學(xué)技術(shù)作為一種新的現(xiàn)代教育手段,與傳統(tǒng)教學(xué)方法各有優(yōu)勢和局限性.在上課時要處理好多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)方法的關(guān)系.采用啟發(fā)式教學(xué)方法進(jìn)行講解,在必要時仍需使用黑板加粉筆對內(nèi)容加以適當(dāng)?shù)难a充和講解,并不能全盤使用多媒體課件來代替教師的講課.要注意揚長避短,根據(jù)教學(xué)需要采取多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)的靈活使用,發(fā)揮各自的長處,達(dá)到提高課堂教學(xué)的效果.

總之,在傳統(tǒng)的常微分方程課堂教學(xué)中引入多媒體教學(xué)手段,目的是充分利用傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段的各自的優(yōu)點,提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和效果,因而,一方面要根據(jù)多媒體教學(xué)中教師和學(xué)生的意見反饋,及時修改課件;另一方面要求教師在教學(xué)過程中,恰當(dāng)?shù)匕讯嗝襟w教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)模式相結(jié)合,進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量.

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G40-032

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1006-5342(2011)06-0045-02

2011-04-18

咸寧學(xué)院科研項目(KY09059)