| 基于ＣＡＩ的高职院校高等数学教学研究 |
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摘要：如何在高等职业教育中，更好地培养较宽泛的专业理论知识和较强的实际操作能力，能够运用高新技术解决技术问题的高层次应用型人才，是我们需要面对的问题。以高职教育中的高等数学教学现状为基础，在CAI的理论基础上，深入分析了高职院校CAI高数教学的利弊，并进一步提出了完善高职院校CAI高数教学的主要对策。
关键词：CAI；高职院校；高数教学
一、CAI理论基础
CAI(compufing Aided Instruction)即是在计算机辅助下进行的教学活动，是以对话方式与学生讨论教学内容，安排教学过程，进行教学训练的方法与技术。
1959年，美国IBM公司成功研制的第一个计算机辅助教学系统，宣告人类开始进入计算机教育应用时代。就学习理论而言，有过三次大的演变。
第一阶段从20世纪60年代初至70年代，CAI主要以行为主义学习理论作为理论基础，这是计算机辅助教学的初级阶段。行为主义学习理论又称刺激一反应理论。它包括两个基本观点：一是学习过程是尝试与错误的过程；二是学习过程是刺激一反应一强化的过程。多年来，该理念一直成为CAI课件开发的主要模式，并沿用至今。
第二阶段以20世纪70年代末至80年代末，是计算机辅助教学的发展阶段。这个阶段以认知主义学习理论为理论基础，认为人类的学习不单是外部刺激产生的结果，也与人脑的作用有关。在CAI课件设计中，人们开始注意学习者的内部心理过程，开始研究并强调学习者的心理特征与认知规律。
第三阶段以从20世纪90年代初至今的建构主义学习理论和教学理论为理论基础。这是计算机辅助教学的成熟阶段。建构主义学习理论的基本观点认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料，通过建构意义的方式而获得。
二、高职院校CAI高数教学的利弊分析
(一)优势分析
1 形象直观地展现高等数学中的几何空间关系。CAI课件能够形象直观地演示出高等数学中的各种空间关系模型。借助CAI课件中的动画，来模拟复杂函数的图形的形成和空间图形的位置变化，学生不仅看到了准确的空间图形，还能观察到各种空间关系的形成过程。例如，空间旋转曲面的教学中，利用动画展示其图形，既降低了教学难度，又有效地培养了学生的空间想象能力。
2 使抽象问题具体化。CAI的应用能将抽象的数学概念、定理等以直观形象的形式通过媒体展示给学生。计算机具有集图、文、声于一体的性能，而且图像清晰、数字精确、文字规范。通过是动画的播放，极限的概念的形成、定积分的定义的理解、旋转体的形成等，都能在PowerPoint电子课件中很好地展示。数学中，这些晦涩的概念和定理，利用CAI课件中的直观的形象图形后，变得通俗易懂。
3 动态过程的演示形象化。高等数学涉及到许多动态变化的问题。比如函数极限的概念中自变量变化趋势和函数变化趋势，学生较难理解。若用CAI显示其趋势变化过程，学生很快就可透彻理解。例如，在讲授定积分概念时，其中一个引例是求曲边梯形的面积。它体现的是应用极限论解决数学问题的思维方法，难点问题是如何将区间的无限划分这一抽象的极限思想具体化。这个问题在黑板上是无法演示的。而利用CAI课件中的二维动画形式表现出来，可以显示成倍地增加区间的划分个数，展现从有限到无限的质的变化。学生在动态画面不断变化中，似乎看得见矩形的面积越来越接近小曲边梯形面积的极限过程。通过动态的演示可以将抽象的、无法亲身感知的现象形象地模拟出来，让学生进一步理解极限的思想和定积分的定义，同时提高了学生的学习兴趣。
4 有助于增加课堂容量，提高课堂教学效率。概念和定理的表达和定理的证明等，都需要书写，教师在完成这些书写和画图的过程中浪费了课堂时间。而且“现场制作”往往还难以令人满意，影响了教学效果多媒体教学手段的使用使教师可在课前将大部分的教学内容事先精心设计并制作于课件之中，从而节省了大量的板书时间和课堂工作量，而且有利于教师把更多的时间和精力放到与学生的互动上。
5 突出了教学内容中的重点难点。借助于CAI课件，教师可以将教学内容中的重点与难点，以突出的方式展现在课堂教学中。如将学生初学时难以理解和易出现错误的内容、几何图形中关键的点和线，或以动画形式，或配以不同字型，或配以醒目的颜色来突出显现。可以突出重点从而强化学生记忆。
6 改善了高等数学课堂的视听教学环境。高等数学课堂教学中板书较多，坐在后排的学生有些看不清黑板上的板书和听不清教师的讲授，这在一定程度上影响了课堂教学质量。在多媒体教学中，电子[1] [2] [3] 下一页 |
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