新媒體背景下計算機技術(shù)在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

中圖分類號：G43；TP3 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2025）05-0110-04

Abstract： This paper first summarizes the development of new media and computer technology andits application potential ineducation.Then，itanalyzes the present situationof mathematics teaching incollegesanduniversities， and points out the limitations of traditional teaching methods.Then，through concrete examples，the paper discusses the application of computer technology in mathematics teaching in collges and universities.Finally，the paper puts forward improvement strategies and suggestions，emphasizes the importance of strengthening campus information construction and providing stable technical support，and proposes the establishment of students' information technology literacyimprovementplantocomprehensivelyoptimizetheaplication efectofcomputer technologyincollege mathematics teaching，and finally realize the overall improvement of education quality and students' learning experience.

Keywords： new media; computer technology; college mathematics teaching; apply; teaching mode

在當(dāng)今這個信息技術(shù)日新月異的時代，新媒體技術(shù)的蓬勃發(fā)展不僅深刻地改變了人們的日常生活，也為教育領(lǐng)域帶來了前所未有的變革。特別是在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中，計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用正逐步成為推動教學(xué)方法創(chuàng)新和教學(xué)質(zhì)量提升的重要力量。隨著以計算機為核心的新媒體技術(shù)不斷融入教學(xué)實踐，傳統(tǒng)的教學(xué)模式正經(jīng)歷著根本性的轉(zhuǎn)變，從單一的講授式教學(xué)向多元化、互動化的教學(xué)模式發(fā)展。本文旨在探討新媒體背景下，計算機技術(shù)在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、優(yōu)勢以及面臨的挑戰(zhàn)，分析如何通過新媒體技術(shù)手段優(yōu)化數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)手段。在新媒體的助力下，數(shù)學(xué)教學(xué)不再局限于傳統(tǒng)的黑板和紙質(zhì)教材，而是借助各種現(xiàn)代化信息工具，構(gòu)建出更加生動、直觀、高效的學(xué)習(xí)環(huán)境，為培養(yǎng)具有數(shù)學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才奠定堅實基礎(chǔ)。

1 新媒體與計算機技術(shù)概述

1.1新媒體定義與特征

新媒體是指利用數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過多種平臺和設(shè)備（如智能手機、平板電腦、社交媒體等）進行信息傳播和互動交流的媒體形式。其主要特征包括交互性、即時性、多媒體融合、個性化以及廣泛的用戶參與度[1]。新媒體不僅能夠?qū)崟r傳遞文字、圖像、音頻和視頻等多種格式的信息，還支持用戶之間的雙向或多向互動，從而極大地豐富了信息傳播的方式和內(nèi)容，改變了傳統(tǒng)媒體單向傳播的模式。

1.2計算機技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)

計算機技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用涵蓋了多種工具和系統(tǒng)，旨在提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)體驗。多媒體教學(xué)資源制作工具如Camtasia和AdobeCaptivate等，使教師能夠創(chuàng)建包含視頻、動畫和互動元素的豐富課程內(nèi)容；在線學(xué)習(xí)平臺與遠程教學(xué)系統(tǒng)，例如，Moodle和Zoom不僅支持實時授課和錄播課程，還提供了討論區(qū)、作業(yè)提交及反饋等功能，促進了師生之間的交流與協(xié)作[2]；數(shù)據(jù)分析與智能評估技術(shù)則通過收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，為個性化學(xué)習(xí)路徑設(shè)計、即時反饋以及持續(xù)改進教學(xué)方法提供了科學(xué)依據(jù)，從而實現(xiàn)更加精準和高效的教學(xué)過程。

1.3新媒體技術(shù)對數(shù)學(xué)教學(xué)的影響

新媒體技術(shù)對數(shù)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生了深遠的影響，不僅變革了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，還推動了教學(xué)內(nèi)容與形式的創(chuàng)新。通過多媒體教學(xué)資源和在線學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生可以隨時隨地訪問豐富的互動式課程材料，進行自主學(xué)習(xí)和協(xié)作探究，從而增強了學(xué)習(xí)的主動性和參與度。同時，虛擬實驗室、數(shù)據(jù)可視化工具和智能評估系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用，使得抽象的數(shù)學(xué)概念變得更加直觀易懂，促進了學(xué)生的理解和掌握。此外，新媒體技術(shù)還支持教師采用翻轉(zhuǎn)課堂、混合式學(xué)習(xí)等新型教學(xué)模式，結(jié)合實時反饋和個性化指導(dǎo)，有效提升了教學(xué)的針對性和有效性。

2 高校數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1高校數(shù)學(xué)教學(xué)傳統(tǒng)模式的問題

高校數(shù)學(xué)教學(xué)的傳統(tǒng)模式常常存在教學(xué)方法單一、缺乏互動性的問題，教師通常采用講授式教學(xué)，學(xué)生則主要通過聽講和記筆記的方式被動接受知識，這種模式難以激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)動力和興趣。此外，由于缺乏有效的互動和實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生在理解和應(yīng)用抽象的數(shù)學(xué)概念時往往感到困難，這不僅限制了他們的批判性思維和問題解決能力的發(fā)展，還可能導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不佳和學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)科的抵觸情緒。

2.2學(xué)生需求與學(xué)習(xí)特點

高校學(xué)生在信息獲取習(xí)慣與學(xué)習(xí)偏好上呈現(xiàn)出多樣化的特點，他們更傾向于利用互聯(lián)網(wǎng)和移動設(shè)備進行碎片化學(xué)習(xí)，喜歡通過視頻、互動模擬和在線討論等多種形式獲取知識。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生常常遇到抽象概念難以理解、理論與實際應(yīng)用脫節(jié)等難點，因此他們需要更多直觀的可視化工具、實際案例分析以及個性化的輔導(dǎo)來幫助理解和掌握復(fù)雜的數(shù)學(xué)內(nèi)容。此外，學(xué)生還希望能夠獲得即時反饋和支持，以便及時調(diào)整學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效率和興趣。這些需求反映了現(xiàn)代大學(xué)生對更加互動、靈活和個性化教學(xué)方法的期待。

3 計算機技術(shù)在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用實例

3.1多媒體教學(xué)軟件的應(yīng)用

多媒體教學(xué)軟件為高校數(shù)學(xué)教學(xué)提供了強大的工具，使抽象的數(shù)學(xué)概念變得更加直觀和易于理解。常見的有幾何畫板（GeoGebra）和Mathematica等，這些軟件通過動態(tài)圖形、交互式模擬和可視化功能，幫助教師更有效地講解復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念。幾何畫板是一款集幾何、代數(shù)和微積分于一體的動態(tài)數(shù)學(xué)軟件。它能夠創(chuàng)建動態(tài)的幾何圖形，并且可以實時顯示與這些圖形相關(guān)的代數(shù)表達式[3]。例如，在講解解析幾何中的圓錐曲線時，教師可以使用幾何畫板繪制橢圓、雙曲線和拋物線，并通過改變參數(shù)來展示不同類型的圓錐曲線是如何形成的。學(xué)生可以通過拖動點或調(diào)整參數(shù)來觀察圖形的變化，從而更好地理解曲線的性質(zhì)及其變化規(guī)律。

Mathematica是一款功能強大的數(shù)學(xué)計算軟件，支持符號運算、數(shù)值計算、繪圖和編程等多種功能[4]。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中，Mathematica可以幫助教師進行復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計算。例如，在講授多元函數(shù)的極值問題時，教師可以使用Mathematica來求解偏導(dǎo)數(shù)并找到駐點，然后通過Hessian矩陣判斷這些駐點是極大值點、極小值點還是鞍點。此外，Mathematica還能夠生成高質(zhì)量的三維圖形，如繪制多元函數(shù)的曲面圖，幫助學(xué)生直觀地理解多變量函數(shù)的性質(zhì)。

3.2在線學(xué)習(xí)平臺與資源庫

在線學(xué)習(xí)平臺和資源庫為高校數(shù)學(xué)教學(xué)提供了豐富的數(shù)字化工具，不僅能夠支持大規(guī)模開放在線課程（MOOC）和小規(guī)模限制性在線課程（SPOC）的整合，還能通過數(shù)字化教材與習(xí)題庫的構(gòu)建，提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。其中，MOOC是一種面向全球?qū)W生的開放式在線課程。在數(shù)學(xué)教學(xué)中，MOOC可以提供高質(zhì)量的教學(xué)資源，使學(xué)生能夠在任何時間、任何地點進行學(xué)習(xí)[5]。比如，通過Coursera，教師將微積分課程的部分內(nèi)容上傳到平臺上，創(chuàng)建一個完整的MOOC。該課程可以包含多個模塊，每個模塊由一系列短視頻組成，講解關(guān)鍵概念和解題技巧。此外，還可以設(shè)置在線測驗和作業(yè)，以檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生可以通過討論區(qū)與其他學(xué)員交流，分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗和解決問題的方法。而SPOC是針對特定學(xué)生群體的小規(guī)模在線課程，通常結(jié)合了線上和線下的混合式教學(xué)模式，更加注重個性化指導(dǎo)和互動。

數(shù)字化教材是指利用多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺制作的電子教材，它可以包含文字、圖片、音頻、視瀕等多種形式的內(nèi)容，豐富了傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的表現(xiàn)力[]。一方面，教師可選擇專門的電子書平臺或自建網(wǎng)站，將教材制作成數(shù)字化版本。以“概率論”為例，在講解隨機變量的概率分布時，可以嵌入動態(tài)圖形，讓學(xué)生直觀地看到不同參數(shù)對分布形狀的影響。此外，數(shù)字化教材還可以鏈接到相關(guān)的在線資源和擴展閱讀材料，幫助學(xué)生深入理解概念。另一方面，數(shù)字化習(xí)題庫是一個包含大量練習(xí)題和測試題的在線系統(tǒng)，可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況生成個性化的題目，提供即時反饋，并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)[7]。教師可以使用WebAssign或其他類似的在線習(xí)題庫系統(tǒng)，為高等數(shù)學(xué)課程創(chuàng)建一個全面的習(xí)題庫。這個習(xí)題庫可以包含基礎(chǔ)題、進階題和挑戰(zhàn)題，覆蓋課程的所有重要知識點。學(xué)生可以在課后通過習(xí)題庫進行自我檢測，系統(tǒng)會自動評分并提供詳細的解題步驟和反饋。教師可以通過分析學(xué)生的答題數(shù)據(jù)，了解班級的整體掌握情況，針對性地進行補充講解和強化訓(xùn)練。

3.3虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)為高校數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了前所未有的沉浸式和互動式體驗，夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學(xué)概念轉(zhuǎn)化為直觀、可操作的三維模型，使學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進行探索和實驗[8]。

在立體幾何和微積分等復(fù)雜概念的教學(xué)中，VR/AR技術(shù)的應(yīng)用尤為突出。例如，在立體幾何教學(xué)中，教師可以使用VR頭顯讓學(xué)生進入一個虛擬的三維空間，觀察和操作各種幾何體。學(xué)生可以通過手柄或手勢控制來旋轉(zhuǎn)、縮放和平移這些幾何體，直觀地理解它們的性質(zhì)和關(guān)系。這種沉浸式的體驗有助于學(xué)生更好地掌握幾何體的空間結(jié)構(gòu)和變換規(guī)律[9。在復(fù)數(shù)及其運算的教學(xué)中，北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院的\"VR/AR + 教育”實驗室開發(fā)了一款A(yù)R應(yīng)用，這款應(yīng)用通過增強現(xiàn)實技術(shù)，將復(fù)數(shù)及其運算過程以直觀的方式呈現(xiàn)出來。學(xué)生只需使用特定的標記卡片和智能手機或AR眼鏡，就可以觀察到復(fù)數(shù)的向量表示和運算過程。例如，在進行復(fù)數(shù)的加法運算時，學(xué)生可以將兩張代表不同復(fù)數(shù)的標記卡片放在一起，AR應(yīng)用會自動捕捉這兩個標記的位置，并將其轉(zhuǎn)化為兩個復(fù)向量。然后，學(xué)生可以通過觀察向量的平行四邊形法則，直觀地理解復(fù)數(shù)加法的運算過程，并據(jù)此總結(jié)出復(fù)數(shù)的加法公式。

3.4智能評估與個性化學(xué)習(xí)

在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中，智能評估與個性化學(xué)習(xí)是計算機技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。大數(shù)據(jù)分析在這個過程中扮演了核心角色，它能夠幫助教師更準確地監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，并據(jù)此提供個性化的學(xué)習(xí)資源和建議。

假設(shè)在一個線性代數(shù)課程中，使用了一個在線學(xué)習(xí)平臺來進行日常的教學(xué)活動。該平臺記錄了每位學(xué)生登錄時間、完成作業(yè)的速度、正確率等數(shù)據(jù)點。通過收集這些數(shù)據(jù)并運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，系統(tǒng)可以自動識別出學(xué)生對特定概念掌握的情況[10]。例如，如果數(shù)據(jù)分析顯示某個學(xué)生在解矩陣方程組時花費的時間顯著多于其他同學(xué)，并且錯誤率較高，那么這可能意味著他對這一部分內(nèi)容的理解存在困難。基于上述對學(xué)生表現(xiàn)的深入理解，系統(tǒng)可以為那些遇到困難的學(xué)生自動生成一套個性化的復(fù)習(xí)材料或練習(xí)題集。比如，對于那位在線性代數(shù)中遇到挑戰(zhàn)的同學(xué)，系統(tǒng)可能會推薦一些額外的基礎(chǔ)教程視頻鏈接、互動式練習(xí)以及相關(guān)的閱讀資料來加強其基礎(chǔ)技能；同時減少已經(jīng)掌握良好的部分如行列式的題目量。此外，還可以根據(jù)學(xué)生的興趣偏好調(diào)整推薦內(nèi)容的形式一一有的學(xué)生可能更喜歡觀看講解視頻，而另一些人則可能傾向于通過做更多的實踐題來加深記憶[11]。隨著學(xué)生繼續(xù)參與課程并通過各種方式產(chǎn)生新的行為數(shù)據(jù)，這些信息會被持續(xù)輸入到分析模型中，使得個性化學(xué)習(xí)計劃得以不斷優(yōu)化和完善。

4 計算機技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

4.1優(yōu)勢分析

在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中，計算機技術(shù)的應(yīng)用帶來了諸多顯著優(yōu)勢，不僅深刻改變了教學(xué)方式，還極大地提升了教學(xué)效率與質(zhì)量。通過引入智能化教學(xué)工具和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，教師們能夠更精準地監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，及時捕捉學(xué)習(xí)中的難點和痛點。借助這些技術(shù)手段，教師可以為每位學(xué)生量身定制個性化的學(xué)習(xí)計劃，推送符合其學(xué)習(xí)特點和需求的學(xué)習(xí)資源，培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力[12]。此外，計算機技術(shù)的應(yīng)用還極大地促進了教育資源的優(yōu)化配置與廣泛共享。傳統(tǒng)的教學(xué)方式往往受限于時間和空間的約束，而計算機技術(shù)的普及使得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源能夠跨越地域限制，實現(xiàn)更廣泛的傳播和共享。這不僅為學(xué)生提供了更多元化的學(xué)習(xí)渠道和更豐富的學(xué)習(xí)資源，還有助于縮小教育資源的地域差異，實現(xiàn)教育公平。

4.2面臨的挑戰(zhàn)

首先，技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展意味著計算機技術(shù)和相關(guān)教學(xué)工具不斷推陳出新，這就要求教師必須緊跟技術(shù)潮流，持續(xù)接受專業(yè)培訓(xùn)，以掌握最新的教學(xué)技術(shù)和方法。然而，教師培訓(xùn)需求的增加不僅帶來了時間和資源的壓力，也對教師的個人能力和職業(yè)發(fā)展提出了更高要求。其次，學(xué)生之間的信息技術(shù)素養(yǎng)差異也是高校數(shù)學(xué)教學(xué)中面臨的一個顯著挑戰(zhàn)。一些學(xué)生可能具備較高的信息技術(shù)能力，能夠迅速適應(yīng)并有效利用計算機輔助教學(xué)工具；而另一些學(xué)生則可能因為信息技術(shù)素養(yǎng)不足，難以跟上教學(xué)節(jié)奏，甚至可能因此產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙。這種差異不僅影響了教學(xué)效果的均衡性，也對教師的差異化教學(xué)策略提出了更高要求。最后，隱私保護與數(shù)據(jù)安全問題也是高校數(shù)學(xué)教學(xué)中計算機技術(shù)應(yīng)用過程中不可忽視的重要議題。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，學(xué)生的個人信息和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)被大量收集和分析。如何確保這些數(shù)據(jù)的隱私性和安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用，成了一個亟待解決的問題。高校和教師需要采取有效措施，加強數(shù)據(jù)管理，保障學(xué)生的隱私權(quán)益。

5 提升策略與建議

5.1加強教師培訓(xùn)與技術(shù)更新

為了優(yōu)化高校數(shù)學(xué)教學(xué)中計算機技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)加強教師培訓(xùn)與技術(shù)更新，定期舉辦技術(shù)培訓(xùn)與工作坊，使教師能夠掌握最新的教育技術(shù)和工具[3]，如智能評估系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）應(yīng)用等；同時鼓勵教師參與技術(shù)驅(qū)動的教學(xué)研究，通過項目合作和學(xué)術(shù)交流促進創(chuàng)新教學(xué)方法的發(fā)展，并將研究成果應(yīng)用于實際教學(xué)中，從而不斷提升教學(xué)質(zhì)量，確保教學(xué)內(nèi)容緊跟時代步伐，滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需求。

5.2優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與形式

為了優(yōu)化高校數(shù)學(xué)教學(xué)中計算機技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)結(jié)合新媒體的特性設(shè)計互動性強的教學(xué)活動，如利用在線協(xié)作平臺進行實時解題討論、通過游戲化學(xué)習(xí)應(yīng)用增強學(xué)生的參與感；同時開發(fā)更多符合學(xué)生興趣的數(shù)字化教學(xué)資源[14]，例如，制作生動有趣的動畫視頻來解釋復(fù)雜的數(shù)學(xué)概念、創(chuàng)建虛擬實驗室讓學(xué)生親手操作實驗以加深理解。這樣的策略不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能提高他們對抽象數(shù)學(xué)知識的理解和應(yīng)用能力，從而全面提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。

5.3建立完善的支持體系

為了優(yōu)化高校數(shù)學(xué)教學(xué)中計算機技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)加強校園信息化建設(shè)，確保提供穩(wěn)定的技術(shù)支持，包括高速網(wǎng)絡(luò)覆蓋、先進的多媒體教室以及易于訪問的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，以保障教學(xué)活動的順暢進行[15]；同時建立學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)提升計劃，通過開設(shè)相關(guān)課程和工作坊，教授學(xué)生如何高效利用數(shù)字工具和資源進行學(xué)習(xí)，增強他們在信息檢索、數(shù)據(jù)分析、在線協(xié)作等方面的能力，從而更好地適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，并促進其自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的發(fā)展。

6 結(jié)束語

在新媒體背景下，計算機技術(shù)在高校數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用不僅為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了革新，更為學(xué)生提供了更加豐富、多元和互動的學(xué)習(xí)體驗。通過借助新媒體平臺和計算機技術(shù)，數(shù)學(xué)教師能夠設(shè)計出更加生動、直觀的教學(xué)材料，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。同時，計算機技術(shù)的引入也使得數(shù)學(xué)教學(xué)更加靈活和個性化，能夠滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力水平。展望未來，隨著新媒體技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，我們有理由相信，高校數(shù)學(xué)教學(xué)將會迎來更加廣闊的應(yīng)用前景和更加深入的教學(xué)改革。

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