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发布日期:2025年11月18日
信息技术加持下大学高等数学教学的创新实践与路径优化思考
刘杰
  高等数学作为大学理工科专业的核心基础课程,其抽象性与逻辑性特征长期构成教学过程中的关键挑战。随着教育数字化转型的深入推进,信息技术已从传统辅助工具向教学模式重构的核心驱动力转变,如何借助大数据、人工智能、虚拟仿真等技术突破高等数学教学中“重理论推导、轻应用感知”“重统一讲授、轻个性化指导”的固有困境,成为当前高等教育领域亟待探索的重要课题。在此背景下,梳理信息技术与高等数学教学融合的现实图景,挖掘融合过程中的深层矛盾,并构建系统性的创新实践路径,不仅有助于提升课程教学质量,更对培养学生的数学思维与数字化应用能力具有重要意义。
   一、信息技术融入高等数学教学的现状剖析
  当前信息技术在高等数学教学中的应用已初步形成规模,但融合深度与应用效能仍存在显著短板。从教学实践来看,多数高校仍停留在“PPT替代板书”“线上资源补充线下教学”的浅层融合阶段,技术工具的使用未能突破传统教学流程的束缚,导致抽象的数学概念(如极限、微积分)仍缺乏可视化、交互式的呈现载体,学生对知识的理解仍停留在符号记忆层面。从资源建设来看,现有线上课程多以“知识点讲解+习题训练”的单一形式存在,未能利用大数据技术对学生的学习行为数据进行深度分析,难以精准识别学生的知识薄弱点,进而无法提供个性化的学习路径规划。
  二、信息技术加持下高等数学教学的创新实践与路径优化策略
  1.教学内容:可视化与交互式融合呈现
  虚拟仿真技术携Mathematica、GeoGebra等数学软件,正打破抽象数学概念的表达边界,将无形逻辑转化为可动态演示的可视化模型。多元函数微积分课堂上,三维模型解构空间曲面的切平面与法线,让偏导数几何意义脱离符号束缚;常微分方程教学中,交互式实验允许学生调整参数,实时捕捉方程解的演变,推动学习从被动接收转向主动探究。围绕知识点搭建的模块化虚拟实验,更将数学理论嵌入物理运动、经济建模等场景,在深化知识应用的同时,唤醒实践创新意识。
  2.大数据驱动:个性化教学支持系统
  学习管理系统(LMS)汇聚课堂参与度、作业成效、测试结果等多维数据,经数据分析技术勾勒学生学习画像,精准捕捉其知识掌握深度与思维模式差异。依画像推送个性化资源:为基础薄弱者匹配知识点补学视频与基础习题,为学有余力者供给拓展读物与挑战性问题。智能答疑系统借自然语言处理解析提问意图,以思路引导替代直接答案,培育自主解题能力;大数据技术同步动态监测教学过程,定位教学内容与方法短板,为策略调整提供数据支撑。
  3.线上线下融合:混合式教学模式
  打破传统课堂时空桎梏,构建“课前—课中—课后”全流程混合式教学体系。课前,线上平台推送预习任务与导学视频,引导自主攻克基础知识点,在线测试同步反馈预习成效;课中,翻转课堂模式将时间聚焦重难点解析、小组研讨与实践探究,互动投屏、实时投票等工具激活课堂互动,点燃学习热情。课后,线上平台布置分层作业与拓展任务,组建线上学习小组推进协作,教师线上辅导答疑扫清学习障碍,闭环“预习—探究—巩固—拓展”教学链条。
  综上所述,信息技术为高等数学教学的改革创新提供了全新的可能性,但其价值的实现并非简单的技术叠加,而是需要从教学理念、内容、方法、评价等多维度进行系统性重构。当前,信息技术与高等数学教学的深度融合仍面临技术应用能力不足、教学资源建设滞后、评价体系不完善等挑战,需要高校、教师、技术研发机构协同发力,共同推进教学改革实践。未来,随着人工智能、区块链等技术的进一步发展,高等数学教学将朝着更加智能化、个性化、多元化的方向发展,为培养适应数字化时代需求的高素质人才提供有力支撑。 (作者单位:豫章师范学院)