网络环境下培养理工类学生创新能力的研究

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摘要 本文首先介绍了网络环境下学习高等数学的思路与方法，其次阐述了利用网络多媒体的灵活表现、双向互动等功能，将传统的教学环节与现代多媒体网络技术进行有机的结合的几种方法，最后论述了网络自主学习有利于培养理工类学生的创新能力的观点。

关键词 网络环境 自主学习 创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：A

0 引言

高等数学是理工类专业最重要的基础课程，它的学习效果直接影响学生后继专业课程的学习，影响着学生日后运用数学知识、数学思想方法分析和解决实际问题的意识与能力。在网络技术迅猛发展的今天，学生的学习生活方式和教师传统的教学理念与教学模式正快速地发生变化。随着教学环境、教学设备的根本性变化，不仅要求教师实现数学教育教学手段的信息化，更需要采取积极有效的对策和措施，利用网络和多媒体技术进行高等数学课程的改革与创新，为培养适应信息化趋势的创新人才服务。

1 网络环境下学习高等数学的思路与方法

结合传统有效的各教学环节将整个学习系统分为五个部分：课堂学习、课外辅导、在线测试、网上互动、课外阅读。其结构如图1所示。

2 高等数学课堂教学应与网络自主学习有机结合起来

在传统课堂教学，教师主要承担的是传授知识的职责，课堂教学基本上是以教师的知识传授为主。由于时间和功能等方面的有限性，学生不可能通过课堂学习就获得有关的所有知识，因此要求我们要充分利用网络等信息技术。目前很多基于网络环境的教学大多都仅仅停留在教学内容的网页呈现上，缺乏对自主学习活动的引导和组织，究其原因，主要是缺乏信息化的教学设计①。笔者认为应把课堂教学与网络自主学习有机结合起来。主要方法有以下几点。

2.1 合理利用各种软件，精心制作CAI课件

网络和多媒体技术在课堂上的应用，离不开课件。将那些抽象不易用语言文字表达清楚而用多媒体辅助较易达到理想教学效果的内容配以相应的图解、动画及适当的超链接制作成课件，使得课堂讲授形象、生动，有利于学生对学习内容的理解和加深印象。计算机的优势在于对图形、文字的处理与传输和数值计算，而高等数学的特点是抽象的思维和论证。因此课件中的图形制作对教学效果举足轻重②。我们对各种应用软件进行比较，选择了用PowerPoint来制作电子教案，用MatLab来制作函数的精确图形。PowerPoint简单易学，界面丰富，具有通用性；而MatLab则有强大的图形处理功能，可以通过编程，绘制出精确的二维三维图形，并能随意地旋转、放大与缩小，进行色彩描绘、透明设置和即时交互等。

2.2 将数学建模思想融入到高等数学课堂教学中

社会对数学的需求并不只是需要数学家和专门从事数学研究的人才，而更大量需要的是在各部门中从事实际工作的人，善于运用数学知识及数学的思维方法来解决他们每天面临的大量的实际问题，取得经济效益和社会效益。理工类学生毕业后作为工程人员，主要用数学原理和方法解决实际问题。数学建模为数学与外部世界的联系打开了一个通道，提供了一种有效的方式，对提高学生的数学素质起了显著的效果，提高了学生学习数学的积极性和主动性，是对数学教学体系和内容改革的一个成功的尝试。学生在利用网络搜集资料、建立模型、利用数学软件（MatLab等）得出答案的过程中，不仅能提高自己动手操作能力，而且创新能力也得到同步提高。

2.3 利用网络资源整合数学课程和理工类专业课程

长期以来学生学习的数学课程和专业课程处于分离状态。数学课程由数学专业出身的教师任教，他们有着丰富的数学研究经历和扎实的数学功底，但受自身知识结构的限制，从事理工类专业的数学教学时，往往不能用理工类专业的理论、方法或事实，作为数学教育教学的背景或实例。结果学生很难将所学数学应用于解决专业问题，甚至不知所措③。利用网络等现代信息技术，将理工类专业所在学科的科学知识、理论问题、实践问题、热点问题等等，创造性地结合（链接各专业中典型的数学问题等），作为组织数学课程背景，提供教学情境，选择数学例题和习题，帮助学生进行数学意义构建的原始素材。

2.4 充分发挥网络的互动作用，营造学习形式的交互性和多样性

根据建构主义学习理论的观点，学习过程中的交流是必需的。传统的教学中，我们也在强调交互的必要性，但这种交互是极其有限的。网络环境能够使自主学习过程中必需的互动和交流变得更为便捷。可以满足一对一、一对多、多对一、多对多等不同的网络交流和交互形式的需要。另外网络环境为交互行为营造了更加良好的人际氛围，能让志趣相投的学习者结成特定的社区，社区内成员间相互支持，共同学习。同时，由于学习者原有认知结构的特征、学习风格和学习条件各有不同，因而具有学习类型多样性的特点④。具体利用在线答疑、数学论坛、微博、电子邮件等进行相互交流与探讨，形成良好的师生互动，生生互动，建立学习的共同体。学生在通过与他人协商完成对学习材料的深度加工，从而有利于培养学生发现问题、解决问题的能力，有利于提高自主学习能力。

3 网络自主学习有利于培养创新能力

网络自主学习进一步提高了学生学习的自主性和应用网络技术的技能，掌握如何利用网络技术，去获取信息、分析信息，得出结论的一般方法。 可见网络技术进入课堂，充分调动了学生的主体性，促进学生主动思考、主动探索，联想思维获得发展，学生在学习过程中，真正成为信息加工的主体。同时，也使他们的情感和精神面貌发生变化，这也正是我们作为教师最为期盼的，是传统教学手段难以实现的。随着科技的迅猛发展，网络多媒体的利用日趋频繁。网络环境的个性化自主性学习方式，从调动学生的内在需求出发，激发起学生的认知兴趣，满足不同学生认知风格的需要，促进学生智力与思维的发展，同时使学生在获取知识、培养创新能力方面得到同步提高，帮助学习者向更高的层次迈进。

4 结束语

在信息技术迅速发展的数字化校园环境下，培养理工类大学生创新思维和创新能力应该通过大学资源规划，利用网络平台构建有利于大学生创新思维和创新能力培养的知识库与自主学习模式；构建有利于大学生创新思维和创新能力培养的创新技法，积极发挥网络环境在创新能力培养中的作用。构建网络自主学习系统是一个艰巨的工程，需要不断地加强和完善。

资助项目：天津农学院教育教学改革项目“网络环境下培养理工类学生创新能力的实践与研究”（C—10—20）

注释

① 王海燕，李芒.信息化环境中高校学生自主学习的教学设计[J].现代教育技术，2004（1）：34—37.

② 马戈，杜跃鹏.现代教育技术环境下高等数学教学改革的实践与思考[J].高等数学研究，2004（5）：11—13.

③ 傅敏.基于现代信息技术的理科数学课程改革与创新[J].高等理科教育，2004（2）：30—33.

④ 吴言忠.网络环境下自主学习教学模式的管理策略研究[J].成人教育，2008（1）：20—21.