网络的环境下数学课程软件的项目化教学的设计.docVIP

网络的环境下数学课程软件的项目化教学的设计 　　【摘 要】 　　基于增益性提升学生学习数学课程的成效之目的，本文研究了网络条件下数学课程项目化教学的软件协作和融合过程，分析了网络条件下融合不同数学软件工具的实现过程，讨论了数学课程的项目化教学设计和测量结构，设计了数学教学单元的软件部署形式、学习要素和软件实现的普适性方法。 　　【关键词】 数学课程；项目化；软件；网络；教学 　　【中图分类号】 G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009―458x（2016）01―0057―06 　　网络时代教育技术的飞速发展，计算机辅助数学教学方式发生了急剧变化，一改传统数学课程“粉笔+黑板”式的单一教学模式，较稳定地形成以PPT幻灯片展示和数学教学网站（包含大规模开放在线课程，MOOC）为手段辅助教学的形式，可分别喻之为1.0版和2.0版时代。这些手段加大了单元时间内的教学密度，学生可静态重现教学内容以便课后再复习，有较多文献研究过同类问题[1][2][3]，其不足之处是数学教学因为受限于非实时性而缺乏探究性实现过程，师生或学生之间远程协作存在困难。后期改进是数学实验的形式[4][5]，即将诸如MATLAB、MATHMATICA和MINITAB等数学软件引入课堂，通过数学软件将抽象思维和形象思维有效结合起来，重点突出数学的应用性，提高了不同层次学生学习数学的兴趣，可形象地喻之为2.0+版时代，缺憾之处是未能有效地基于网络形成互动式学习系统，课上教学与课下实验仍然处于分割状态。无论是1.0、2.0抑或2.0+版时代，师生双方都面临学时少、门数多、内容杂、短平快的现状以及功利化就业导向的影响。此外，教学过程中面对面的交流较为有限，因材施教条件发生很大变化，如何优化个人学习数学尚未有突破性进展。 　　从教育技术条件看，网络日益普及和软件技术应用重心加速下沉，使教学的实施及学习评价等环节更多趋向基于网络来完成，这为数学课程项目化提供了一种实现可能。由于以往项目化教学多定义在计算机学科范畴[6]，而数学限于抽象形式，至今缺乏与软件融合的项目化教学设计先例，即使是在2.0+版时代，诸如MATLAB、MATHMATICA和MINITAB等国外数学软件进入教学领域，也仅是定量附加了验证式数学实验，仍与数学内容相对独立，缺乏软件与数学内容的串并和交叉[7][8][9][10]。 　　尽管本义上的项目化教学多以软件课程指代，并以单机或局域网等教育技术条件居多，但普适性软件课程并非拘泥于计算机学科本身，数学学科仍可成为应用对象，只是师生在数学上远程协作存在困难，如网络实时环境下的信号仿真、公式解析显示、公式在线编辑、在线手绘3D作图、复杂数学计算等不易实现。如果能克服相应的技术障碍，就有条件将“精讲多练、项目拉动”的教学策略具体化，把数学知识内容分散于软件单元模块中，通过软件教学资源牵引学生协作学习数学活动，进而增益性提升学生的学习兴趣，增强学习成效。本文将数学课程借助数学软件实现项目化教学的模式形象地比喻为3.0版时代。 　　一、数学课程软件项目化的内涵与特征 　　从教育技术的源流看，如果抛开数学研究对象，那么软件项目化教学可追溯到国外已泛化的项目化教学模式，后者归于行为导向的教学方法，其前身源于案例式教学和模块化教学。从历史上看，案例式和模块化教学曾一度成为项目化教学的核心，是一种师生双方直接参与对案例或疑难问题进行讨论的教学方法，具有促进学生从理论到实践迁移的作用。在国外，最早是由美国哈佛工商学院的卡普兰（D.Copeland）博士于1910年提出，并被应用到工商管理教学中。案例教学法的前提在于案例的真实性。卡普兰引用的案例源于实际的工商管理情景，教学实施表现为学生自行阅读、研究和小组讨论，再经教师引导而进行全班范围的讨论。它显著区别于传统教学方法：教学内容有独特的来源、性质和内容编排体系，教学方法不仅单独指向教师，还要求师生双方都应有较大的行为变化。由于案例教学是针对实际案例展开的学习与讨论，着眼点在于提高学生的创造力和实际解决问题的能力，而不仅仅是获得一些固定的原理和规则，其结果是促使学生在经验和活动中获得知识，提高表达和设计多种解决方案的能力。在网络尚未普及的时代，案例教学法就已普及开来，衍生了包括模块化或项目化在内的许多相关理论研究成果。美国学者乔依斯（B.Joyce）和许瓦斯（B.Showers）于1982年在等组实验中发现，经历案例式或项目化的师生互动指导，有近75%的学生能在课堂上直接有效地应用到所学的内容，而采用传统的教学方式，只有15%悟性较高的学生能有同样的表现，大部分学生无法直接消化教学内容，需要课后再复习。在二人所完成的等组实验中，教学设计中的负荷主要来源于案例或项目的拉动，而负荷的效率达到了60%。3