多媒體在數學建模教學中的應用探析

彭臨平

[摘 要]大學數學建模課程涉及高等數學的眾多分支，多媒體參與教學有信息量大、使抽象的事物具體化和形象化等諸多優勢，能有效地解決課時少、內容多的矛盾，給數學建模課程的教學帶來了許多方便。但如何正確地使用這一教學手段，也是有許多方面需要注意的。

[關鍵詞]數學建模；多媒體教學；傳統教學；遠程教學

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）06-0144-02

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》指出，國家要提供更加豐富的優質教育，提升整體的教育質量，基本實現教育現代化。隨著信息技術的迅猛發展，多媒體作為現代化教育的一種新型形式，正以其特有的優勢豐富著課堂教學的內容和形式。[1]

大學數學建模課程強調如何把實際問題轉化為數學問題，進而利用數學方法及其有關的工具解決這些問題。數學建?；顒訛閷W生構建了一個由數學知識通向實際問題的橋梁，是學生的數學知識和應用能力共同提高的最佳結合方式。因此，在大學數學教學中應加強數學建模教育和活動，讓學生積極主動地學習建模思想，認真體驗和感知建模過程，以此激發學生的創新意識，提高其素質和創新能力，實現向素質教育的轉化和深入。本文以大學數學建模教學為范例，對多媒體教學的優勢和不足進行深入地剖析，并對優化教學結構、實現多媒體教學與傳統教學的有機結合做了一些探討。

一、多媒體在大學數學建模教學中的優越性

（一）多媒體教學增加了課堂的信息量，開闊了學生的視野

大學數學建模課程的教學時數非常有限，而教學內容又非常之多，它涵蓋了高等數學的眾多分支。傳統教學中的黑板、粉筆加教案的教學方法已經不能很好地完成該課程的教學過程和教學任務。此時多媒體的參與會凸顯出其巨大無比的優勢，它可以提高信息量，在短時間內高效地完成較多的教學內容。如在研究生物圈的穩定問題時，可以在課件中加入下列表格來展示20世紀20年代中期，意大利生物學家DAncona研究海洋魚類各個種群大小變動時遇到的一組使他困惑很久的數據，即第一次世界大戰期間在一些港口捕獲的魚中某些非食用大魚如鯊魚、鰩魚等占的百分比變化情況。也正是這組數據促使他請教意大利數學家Volterra， 以致建立了后來的Volterra模型及Volterra原理，從而圓滿地解答了DAncona的疑問，并得出一些非常有用的結論給人們以警示：使用殺蟲劑可以使那些作為其他昆蟲食物的昆蟲數量增加，因此殺蟲劑不能濫用。諸如此類的背景材料、軼聞趣事、相關的研究問題及成果借助于多媒體恰到好處地傳授給學生，能開闊學生的視野，學生也由此感受到了數學的趣味性、實用性和重要性。

（二）多媒體教學使抽象內容得以具體形象化，激發了學生的學習興趣

在數學建模課程的教學中會涉及眾多抽象內容。對于這些內容，如何讓學生在短時間內很好地掌握，有關的教學設計就變得非常重要。在數學建模教學中結合講授內容適當地運用一些多媒體教學手段，創造一些意境，使靜態、枯燥、抽象的數學知識動態化、形象化、具體化，這樣可以激發學生的興趣和求知欲。[2] [3]如一些模型的計算結果僅有數據和式子，學生不容易想象，此時課堂上若能利用多媒體教學，以圖形演示和展示，使得靜態的、抽象的結論動態化、具體化、形象化，則通常會產生良好的效果。它在幫助學生理解結論的同時，也激發了學生求知的興趣和探索的欲望。興趣是動力之源，有了興趣，積極性和主動性就會被調動起來，學生會變被動學習為主動參與，其效率就會大為改善，數學修養和素質自然而然得以培養并提高。

（三）多媒體教學省去了傳統教學中一些機械性、重復性的環節，提高了課堂效率

利用多媒體教學可以解放出大量的板書、繪圖時間，使得教學更具有針對性，更能因材施教。[4]如在介紹利用Leslie矩陣的方法來描述人口變化規律時，如果每次都將龐大的矩陣重復抄寫一遍，勢必會浪費許多寶貴的時間，但不寫出來又覺得講解起來不方便，解釋不清楚，給學生的印象不深，重點不夠突出。針對這種情況，教師可以事先在課下做好課件，上課需要時直接拿出來用，一些抄寫等機械性的環節就省去了，教師可以利用節約出來的時間講解關鍵點和重要內容，突出教學重點和難點，從而提高課堂效率。

（四）多媒體技術有助于數學建模課程的遠程教學，實現資源共享

遠程教育有同步式講授和異步式講授等模式。[5]同步式是指分布在不同地點的教師和學生同時登錄到教學平臺上，進行遠程教學活動；在異步式講授模式中，學習者可以自由地選擇學習時間和學習內容，學習活動不受時空的限制。遠程教學的開放性和跨時空性的特點決定了教學交互活動的形式要以非實時異步形式為主。事實上，不管是同步式講授模式還是異步式講授模式，遠程教育都面臨著師生間的交流缺少親切感的問題。為克服此缺陷，在數學建模課程的遠程教學中，應鼓勵教師將授課內容用PPT的形式表現出來，通過畫面外的聲音講解，結合授課重點進行實時的黑板演示畫面的切換，以提供更好的授課資源，達到更好的教學效果和更高的教學效率。接受遠程教育的學員可以隨時下載課件及相關資源對學過的知識進行更好地鞏固復習。

二、在數學建模教學活動中正確運用多媒體的幾點建議

（一）多媒體教學要避免追求形式

多媒體教學作為一種新型的教學形式，其主要特點在于圖文并茂、信息量大、表現靈活，這勢必給學生帶來全新的感覺，使學生的注意力和興趣點充分集中在課件上。因此，教師在使用多媒體課件時，不可單純地追求課件漂亮的外觀和動感的表現形式。如果對準備材料的選擇缺乏必要的分析和篩選，容易分散學生的注意力，忽略教學內容應有的重點和難點。

（二）多媒體教學要合理安排教學內容

課時少而教學內容多一直是數學建模教學改革中需要解決的一對矛盾。多媒體教學極大地節省了課堂上板書的時間，但應該注意的是它隨之也縮減了學生理解思考和接受新知識的過程，如果使用不當就會造成單方面灌輸知識的局面。因此，多媒體參與教學實質上對授課教師關于授課內容的安排提出了更高的要求，切忌借多媒體教學之便過多過量地灌輸，而應利用節省的時間對知識點進行充分細致的講解，突出課堂的重點。

（三）多媒體教學要與板書相結合

在教學過程中，不能因為多媒體有許多優勢，就過分地依賴。這一點對數學建模課程尤為重要，一定要適用有度。數學是一個集高度抽象、嚴謹于一體的學科，知識體系環環相扣。尤其在一些重要定理的證明、關鍵式子的推導、典型例題的演示時，筆者認為最好是用傳統的板書講解，這樣教學效果會更好。因為教師的板書過程給學生提供了一個思考理解的機會，這樣學生才能與教師同步，共同由淺入深，達到好的教學效果。而此時若用多媒體進行教學，效果就要差一些，因為多媒體課件是事先做好的，在課堂上運用時節奏通常會較快，學生可能還沒有反應過來，已經翻到下一頁了。原有的公式內容消失了，如果學生沒有掌握的話，就難以理解后面的教學內容，教學效果就會大打折扣。

（四）多媒體教學要加強教師的導向作用

多媒體教學畢竟是一種輔助性的教學手段，在課堂上使用它，授課教師的主導作用只能被更好地加強，而不能被削弱，因此要做到適時、適度地運用。在課堂上要避免“教師圍著電腦轉，學生瞪著眼睛看”的現象，更要消除在課堂教學中教師只是充當了放映員角色的尷尬局面。[6]

三、結束語

多媒體教學和傳統教學各有特色，各有不足。多媒體輔助教學可以節約時間，增加課堂的信息量，同時使靜態、枯燥、抽象的數學問題動態化、形象化、具體化，從而激發學生的興趣和求知欲，但使用不當可能會削弱師生互動的過程。而傳統教學正好克服了此缺陷，加強了師生間的課堂互動，便于學生理解接受新內容，但純粹的傳統教學很難滿足大學數學建模課程的教學要求。

在教學中，對于一些相關背景材料的介紹、數學概念定理的敘述、繁瑣式子的表述、空間圖形的展現及知識的復習回顧等內容，通常適宜通過多媒體來展現。而對于重要定理的證明、典型公式的推導等，傳統的板書方式又會有獨特的教學效果。因此，應根據教學內容，靈活地選取相應的教學手段，將多媒體教學與傳統的教學手段有機地融合于數學建模課程的教學中， 以取得最佳的教學效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 侯敏.關于多媒體教學的幾點體會[J].吉林省教育學院學報，2009（4）：143-144.

[2] 高振環，吳立新，趙彥坤.多媒體在學生數學思維發展中的作用分析[J].教育實踐與研究，2004（12）：34-36.

[3] 朱維鈞，羅娟.多媒體在數學建模教學中的應用[J].廊坊師范學院學報（自然科學版），2010（2）：126-128.

[4] 何春.多媒體與大學數學教學[J].高等數學研究，2013（1）：96-98.

[5] 郭喬剛.多媒體遠程教學平臺的研究[J].技術經濟與管理研究，2005（1）：31-33.

[6] 吳仁芳，沈文選.多媒體輔助數學教學——關于教師角色的探析[J].數學教育學報，2005（1）：86-88.

[責任編輯：陳 明]