關于計算機對高校數(shù)學教育的影響研究

　　摘 要：信息時代，計算機已經(jīng)對教育領域產(chǎn)生了諸多方面的影響，具體包括計算機對教師教學觀念的影響、計算機對教學方式的影響，以及計算機對教學內(nèi)容的影響等。本文主要分析了計算機對高校數(shù)學教育的影響，希望能夠為教育領域相關人士提供一些參考。

　　關鍵詞：計算機 高校數(shù)學教育 影響 研究

　　自從第一臺電子計算機誕生以來，在短短的幾十年時間內(nèi)，計算機技術如雨后春筍般快速發(fā)展。如今，計算機技術在社會各行業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，提高了社會的生產(chǎn)效率，從某種意義上而言，推動了整個社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展。計算機正處于向第五代電子計算機——智能計算機過渡的關鍵時期，智能計算機可以從一定程度上模仿人的思維功能，可以直接使用自然語言完成圖形識別、聲音識別的過程，智能計算機的功能越來越豐富，從而有效拓展了其應用的范圍。計算機技術的本質(zhì)是數(shù)學技術，作為一名數(shù)學教師，在學習計算機方面具有著得天獨厚的優(yōu)勢。因此，數(shù)學教師應該首先從思想意識層面認識到計算機對數(shù)學教育的重要性，并積極完善與計算機相關的知識儲備，廣泛收集與計算機相關的前沿內(nèi)容，密切關注計算機的發(fā)展與應用。在當今的年代，能否高效運用計算機技術象征了高校教學手段是否現(xiàn)代化，本文將從以下幾個方面分析計算機對高校數(shù)學教育的影響，主要包括對數(shù)學教學內(nèi)容的影響、對數(shù)學教學方式和教學觀念的影響以及對數(shù)學教學模式的影響。

　　1 計算機對數(shù)學教學內(nèi)容的影響

　　第一，增加了算法化思想內(nèi)容?？v觀數(shù)學科學發(fā)展史，數(shù)學本身包含演繹體系和算法體系兩大類，用計算機進行的數(shù)值計算是算法設計，所采用的算法為數(shù)值型算法。算法化思想是解決數(shù)學教育中一系列問題的基礎性思想，在問題解決過程中，能夠使問題由難變易，為學生提供了有力的依據(jù)。計算機在高校數(shù)學教育中的應用，如果增加算法思想，有助于學生形成更加清晰的邏輯思維，增強解決數(shù)學問題的自信心，養(yǎng)成有條不紊的心理品質(zhì)。相關的算法思想包括數(shù)據(jù)擬合方程、代數(shù)插值方法、數(shù)值積分方法等。

　　第二，增加了數(shù)學應用相關內(nèi)容。從總體上來看，數(shù)學是一門基于現(xiàn)實而又應用于現(xiàn)實的學科，在高校數(shù)學教育中，要注重培養(yǎng)學生的數(shù)學意識，養(yǎng)成用數(shù)學解決實際問題的好習慣，這也是與高校數(shù)學教學大綱相符合的。利用計算機使得數(shù)學知識的應用變得更加簡單，計算機讓數(shù)學知識與生活實際之間產(chǎn)生更緊密的聯(lián)系。相反，如果沒有計算機，龐大的數(shù)學計算量會讓我們望洋興嘆。因此，要增加與數(shù)學應用相關的內(nèi)容，包括增加數(shù)學建模選修課、增加數(shù)學實驗課等。讓數(shù)學知識與計算機應用生活實際產(chǎn)生更密切的關聯(lián)，增強學生使用數(shù)學知識解決生活實際問題的意識和能力。同時，也要有意識地激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣。

　　第三，合理安排數(shù)學思維能力訓練。數(shù)學邏輯思維的形成并非一蹴而就的，而是需要一定的訓練才能形成。計算機的出現(xiàn)，讓數(shù)學思維能力的訓練變得更加有層次性，即便是復雜的問題，也可以通過循序漸進、逐步分解的方式來完成。在知識經(jīng)濟時代，社會更需要的是創(chuàng)新型人才，因此，要求學生除了具備邏輯推理能力、空間想象能力外，還要合理地運用思維能力來解決實際問題。而數(shù)學思維能力的形成是依據(jù)數(shù)學的思想和方法，數(shù)學教師要注重引入生活實際問題，從問題入手，再依據(jù)一定的數(shù)學模型，最后得出結論。在分析的過程中，計算、推理、歸納、總結等邏輯思維能力得到訓練。

　　2 計算機對數(shù)學教學方式和教學思想的影響

　　受計算機的沖擊，數(shù)學教學方式和教學觀念也發(fā)生一定的變化。即便是傳統(tǒng)的教學內(nèi)容，利用計算機進行輔助教學，也會獲得事半功倍的教學效果。計算機輔助教學是符合時代發(fā)展方向的，實現(xiàn)了數(shù)學教學的信息化、高效化，本文主要從以下4個方面探討計算機輔助教學的重要性。

　　第一，CAI提高了數(shù)學教師教學創(chuàng)造性，計算機輔助教學融入到整個數(shù)學教學計劃中，利用CAI軟件為教師教學以及學生的學習都帶來了方便。通常情況下，CAI軟件是由數(shù)學教師設計而成，在軟件設計過程中，數(shù)學教師巧妙地把多年的教學經(jīng)驗教學方法以及最先進的計算機技術融入進去，使三者之間有機結合，相得益彰。從數(shù)學教師所設計的“微世界”中，學生的智慧得到有效的啟迪。同時，也豐富了教師的教學思路。另外，在計算機輔助教學下，學生與計算機之間的溝通信息能夠及時反饋給教師，包括學生在數(shù)學學習中遇到的問題、今后數(shù)學的改進方向等。教師根據(jù)這些反饋來的信息，調(diào)整下一步教學策略，真正意義上地實現(xiàn)了師生之間的有效互動。需要強調(diào)的是，在 CAI教學模式下，數(shù)學教師不僅僅是知識的傳授者，數(shù)學教師的主導作用更體現(xiàn)于將學生們帶入學習的角色，充分彰顯學生在數(shù)學學習過程中的主體地位。同時，數(shù)學教師利用CAI軟件，能夠及時掌握學生的思想活動狀態(tài)，設計出優(yōu)美的教學情景，營造很好的教學氛圍，調(diào)動學生學習的積極性和主動性，根據(jù)學生的需要，來為學生提供指導和咨詢。由此可見，借助CAI軟件，教師在整個數(shù)學教學中更好的發(fā)揮著主導作用。

　　第二，CAI促進了學習理論的發(fā)展。近幾年來，一些學習理論例如教育信息理論、教育心理學、人工智能等，已經(jīng)逐漸應用于CAI領域,人們已經(jīng)對通過計算機獲取知識產(chǎn)生了越來越多的依賴。數(shù)學教育中的CAI軟件的應用，在潛移默化之中提高了學生的非智力水平，如控制情緒的能力。在數(shù)學課堂上，借助現(xiàn)代多媒體設備、PPT、優(yōu)美圖片、微視頻等，為學生帶來了生動有趣的畫面，動靜結合的圖像展示過程為學生插上了想象的翅膀，學生提高了學習的興趣，集中了聽課的注意力。CAI促進了學習理論的發(fā)展，促進教師計算機和學生之間的互動，促進了現(xiàn)代教育思想的產(chǎn)生。

　　第三，對教師教學觀念的影響。如果一名數(shù)學教師只會死套公式的學問，那么他就注定會被淘汰。相反，如果數(shù)學教師掌握了數(shù)學思想，并培養(yǎng)學生們形成數(shù)學思維能力，那么他就不會被機器所取代。數(shù)學教師首先要具備與時俱進的思想，具備現(xiàn)代化的教學觀念，以滿足迅速發(fā)展的數(shù)學教育的需求。故而，在素質(zhì)教育的今天，數(shù)學教師要摒棄傳統(tǒng)的應試教育思想，嘗試讓學生充分體驗數(shù)學，培養(yǎng)他們的數(shù)學探究能力及使用數(shù)學思維去探索解決問題的能力。作為數(shù)學教師，也要轉變教學的思路，不僅僅局限于教課，還要引導學生領悟數(shù)學思想，形成數(shù)學思維。

　　第四，促進學生學習方式的多樣化。如今，網(wǎng)絡教育迅猛發(fā)展，學生的學習方式越來越豐富。傳統(tǒng)的學習書本或他人授課的方式，已經(jīng)部分被人機學習方式所代替，網(wǎng)絡教育打破了時間和空間的局限，讓學生有了更充分選擇的權利。究其原因，網(wǎng)絡教育使得某一個人的智慧被多數(shù)人所共享，同時，全社會的智慧又可以為某一個人所用。網(wǎng)絡教育實現(xiàn)了教育信息的共享，包括教育資源的共享、網(wǎng)絡設備共享，以及課件共享等。不同地域的師生們，通過網(wǎng)絡教育平臺進行交流和對話，出現(xiàn)了協(xié)作學習、遠距離學習、個別學習和終身學習的新興模式。在數(shù)學教學中，降低對運算技巧的要求。伴隨計算機技術的迅猛發(fā)展，數(shù)學軟件在教育領域得到了十分廣泛的應用，如今十分流行的數(shù)學軟件包括matlab、Mathematica、Maple等，都涵蓋了數(shù)學統(tǒng)計、線性代數(shù)、高等數(shù)學相關內(nèi)容。在這種背景下，有人提議數(shù)學運算技巧已經(jīng)沒有從前那么重要了，完全沒有必要在數(shù)學運算技巧講解方面下很大的精力和時間。也有的人認為，即便是數(shù)學軟件的功能十分強大，但也不能忽視數(shù)學運算技巧在數(shù)學教育中的重要性，不能一味地關注數(shù)學軟件，忽視了運算技巧。事實上，在科技快速發(fā)展的當下，我們即便沒有掌握十分復雜的運算技巧，但也可以照樣理解數(shù)學的重要概念以及使用一些相關的數(shù)學技術完成任務。比如說，一些人并不能使用無窮序列精確地算出三角函數(shù)值的后幾位，甚至一些人根本不了解如何使用這種方法計算。但是，卻可以另外一種方式，通過查表來找出所需的三角函數(shù)值，他們也十分了解這些數(shù)字的意義。數(shù)學的發(fā)展在于摒棄繁瑣，在于更加方便易行。如果使用計算機來推動數(shù)學的發(fā)展，將會使數(shù)學概念更易于理解和接受。

　　3 計算機對數(shù)學教學模式的影響

　　現(xiàn)代多媒體技術的應用以及發(fā)展，使得數(shù)學教學模式也越來越豐富。本文提出了以下幾種新興的數(shù)學教學模式：第一，個別化自主教學模式。在多媒體網(wǎng)絡教室中，通過人機交互，以講解多媒體教學課件的方式進行系統(tǒng)的學習。第二，多媒體組合課堂教學模式。將一些教學媒體與多媒體計算機相結合，同步實現(xiàn)課堂教學過程，能夠起到提高教學效果的目的。第三，智能化多媒體網(wǎng)絡環(huán)境下通訊數(shù)學教學模式。這種教學模式實現(xiàn)了把數(shù)學教學引進家庭，通過信息高速公路完成教學。

　　需要指出的是，上述只是計算機對數(shù)學教育影響的幾個方面，伴隨數(shù)學理論的變革與發(fā)展，還需要相關專家學者在今后的分析與研究中，從更多的層面展開深入的探討。另外，我們需要認識到，計算機技術在未來將繼續(xù)推動著數(shù)學教育的改革，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。

　　4 結語

　　綜上所述，本文主要分析了計算機對數(shù)學教學內(nèi)容的影響，計算機對數(shù)學教學方式和教學思想的影響以及計算機促進數(shù)學教學模式的改革。在今后的分析與研究中，還需要相關專家學者們從更多的層面展開深入的分析與研究。

　　參考文獻

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