基于校園網的數學學科網絡課程系統的探索

【摘要】數學學科網絡課程系統的建設是學校課程建設的重要部分.本文從系統建構原則、系統構成和系統特點等方面對數學學科網絡課程系統的建設進行了探索.構建數學學科網絡課程系統，要遵循資源豐富與開放性原則、使用靈活與重組性原則、交互高效與廣泛性原則；系統由網絡積件庫和網絡平臺構成；系統具有教學資源呈現多維化、學生自主學習因材化、教師與學生交互多樣化的特點.

【關鍵詞】數學學科；網絡課程；原則；網絡積件庫；網絡平臺

【基金項目】遼寧省教育廳科研項目：現代教育技術整合于數學學科教學的實效性研究(W2010256)

根據教育部現代遠程教育資源建設委員會《現代遠程教育資源建設技術規范》對網絡課程的定義，網絡課程就是通過網絡表現的某門學科的教學內容及實施的教學活動的總和.隨著計算機和網絡的飛速發展，網絡課程已經成為課程資源的重要形式.近年來，各校都在普遍開展基于校園網的網絡課程的設計與開發.數學是重要的基礎課之一，由于其具有高度的抽象性、嚴謹的邏輯性和廣泛的應用性，對培養學生能力非常重要.計算機的出現和普及使得數學在生產實際中的應用越來越廣泛，基于校園網的數學學科網絡課程突破了學習者和學習資源之間的時空限制，是一種新型的教學組織形式，將帶動學校數學教育的改革.

一、數學網絡課程系統構建的原則

網絡課程的興起為教育改革增添了新的動力，為教育提供了新的平臺.在構建數學學科網絡課程系統的過程中，應遵循以下幾個原則：

1.資源豐富與開放性原則

構建數學學科網絡課程資源，不僅要將傳統的數學課程資源數字化、電子化、影像化，還要存儲網絡教學方面的資源.網絡教學資源以互聯網作為傳播的媒介，通過計算機呈現，借助網絡鏈接、導航、搜索乃至個性化服務等功能，使世界各國數學教師共享豐富與開放的課程資源.如利用網絡資源簡要、系統地介紹一些關于數學發展史、經典數學問題、傳統數學分支和當代數學科學的發展等，通過網絡提供的豐富的史實與例證來揭示數學科學的精神實質、思想方法、對社會進步的推動、與其他學科的交叉等，使學生既受到形式邏輯和抽象思維的訓練，又受到辯證思維和人文精神的熏陶.

2.使用靈活與重組性原則

數學網絡課程資源是按數學課程教學目標和網絡教學策略組織起來的教學內容結構體系和網絡教學支撐環境.網絡課程資源的存在與呈現方式應體現積件思想，具有使用靈活性和重組多樣性.教學資源要按照順序、類別、功能等以基元模塊的形式設置，方便教師根據自己的實際教學需要，自由重組資源，形成課堂教學課件.教師還可根據當前數學教育的發展現狀及實際教學需要，調整和更新課程資源模塊.學生也可以靈活運用網絡教學資源進行自主學習，設計適合自身的個人學習資源庫，不僅獲得知識，而且能夠進行知識重構和創造.

3.交互高效與廣泛性原則

網絡課程的可交互能力反映了網絡課程的內在品質，其在教學過程中的交互體現在區域間跨文化的資源交互，教師與學生之間的交互，學生與學生之間的交互，學生與學習資源、學習環境等的交互.交互活動的設計還要考慮交互的主體性、即時性、廣泛性和高效性等.網絡課程中的交互，可分為異步交互、同步交互：Email，BBS等屬于異步交互，而MSN，QQ則是同步交互.網絡課程提供的這些交互方式，極大地擴展了學生與學生、教師與學生之間的交流方式和手段.應根據數學課程的需要，將數學內容以超文本方式呈現，提供良好的導航系統和功能，賦予學生串聯知識和網絡瀏覽的自主權，為教師與學生、學生與學生之間提供廣泛交流數學理論及應用數學思想、方法的交互平臺.

二、數學學科網絡課程系統的構成

基于以上的構建原則及數學教學的特點，數學網絡課程系統主要包括網絡積件庫和網絡平臺，具體內容結構如下圖：

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1.網絡積件庫

網絡積件庫是按照一定的用途和檢索分類的教學資源的集合.它包括教學資源庫、自主學習資源庫、診斷評價庫.

（1）數學教學資源庫

數學教學資源庫是將教學所需的相關資源按照一定的用途和檢索分類的資源組合.它包括課程內容模塊和教學設計模塊，具體分為課程介紹、教學日歷、教學大綱、數學實驗、數學建模和網絡課件、電子教案、教學模式、教學方法、教學策略、在線教學.

與傳統的“印刷教材”相比，網絡數學教學內容模塊中的教學資源具有容量大、超文本性、互動性、智能化等特點，它融合了多種媒體表現形式，可以滿足學習者的多種感觀需要；而且這些內容是以積件形式存在的，容易分解、組合、檢索和提取.教師根據教學要求和學生特點，設計、制作個性化的教學課件，在生動輕松的課堂中實現教學目標.庫中的資源并不是簡單地將傳統教學內容電子化，在增加了教學內容容量的同時，也將一些傳統教學手段無法展現的教學內容用多媒體展現出來，如色彩豐富的手繪圖形與機繪圖形、富于啟發的動畫演示等幫助學生深刻理解抽象的概念、定理及其中蘊含的數學思想方法等.

（2）自主學習資源庫

自主學習資源庫是教師根據學生的實際狀況設置的供學生自主學習的資源庫.它包括學法指導、授課錄像、多媒體教材、學術動態、專題研究的相關資源及指導，以及供學有余力的學生進一步學習的拓展資源.這些拓展資源可以是高等數學知識拓展、理論知識的綜合應用、相關的拓展知識應用、熱門科研項目及課題和相關參考文獻檢索目錄等.

利用自主學習資源庫，學生通過教師的指導對教學內容和學習資源等進行自由調用和組合，形成適合個人學習與發展的個性積件資源.它主要包括學生利用瀏覽器根據學習需要查閱各種資源，并可以下載、上傳、存儲資源，建立個人學習資源庫.學生掌握了學習的主動權，學習更加有的放矢，在自主的狀態下也能更加充分體會學習的快樂.

（3）診斷評價庫

診斷評價庫是進行學前診斷和學習測試的評價反饋系統.它包括學前診斷調查、練習題庫、組卷和評價分析.教學的對象是具有主體性的人，因此教學活動要根據學生的具體實際進行教學設計，這樣才能使教學內容與學生的學習需求相耦合，達到預期效果.學前診斷調查可以幫助教師了解學生與新知識相關的原有知識結構的狀況，而學習測試及評價分析把學生的學習狀況及時反饋給教師和學生自己，教師不斷調整教學策略，學生調整學習方法，并有針對性地復習鞏固，使教學更有效.

2.數學學科網絡平臺

數學網絡平臺是供教師和學生用來組合教學資源積件并最終生成網絡教學軟件以及進行教學活動的軟件環境.根據數學學科教學特點以及教學活動的實施，網絡積件平臺包括：資源組合更新平臺和交互平臺.

（1）資源組合更新平臺

資源組合更新子平臺是教師和學生選取、加工數學的教學資源信息、組合教學策略，并利用網絡資源對教學資源進行不斷更新替換的操作平臺.常用的有Matlab、Mathmetica、Mathcad、Authorware、Flash、幾何畫板、Powerpoint等軟件平臺.相對于傳統黑板加粉筆的教學手段，這些軟件所提供的數值計算、圖形處理、圖像處理、符號計算、文字處理、數學建模、實時控制、動態仿真以及信號處理等強大功能，可以讓數學知識具體化、生動化，同時也利于學生真正的參與教學活動.

（2）交互平臺

在數學教學中，作業、討論、答疑等都是課堂教學的一個很重要的補充，可及時反饋學生的學習信息，也使教學更有效.交互子平臺運用多媒體交互技術，以多層菜單樹形式提供的師生界面，為師生互動、生生互動提供了學術交流、學習方法、心得交流的契機.該平臺設置在線答疑、Email、Blog、BBS討論區、論壇、聊天室、作業布置/批閱區.

數學學科網絡課程的網絡平臺是開展教學活動、學生自主學習和教師進行教學管理的共同環境.基于網絡的講授型教學模式與傳統的課堂“填鴨”式教學可謂是大相徑庭.傳統的課堂講授學生往往只是被動地接受，網絡課程的教學過程不再是講授型和演示型的模式，而是自主個性學習、協作討論學習、問題探究學習、實踐創新學習等多種教學模式的綜合體.基于網絡平臺，學生積極進行數學思維從而成功建構數學概念、解決數學問題，學生真正成為學習的主體，以“學生發展為本”的教育理念得以實現.

三、數學學科網絡課程系統的特點

1.教學資源呈現多維化

傳統的教學資源多是以教材、教參為媒介呈現給學生，容量小、形式單一、效率低下.這使得整個數學教學系統更加嚴謹封閉，加大了學生學習的難度，也限制了學生思維靈活性的發展.網絡課程以網絡為依托背景，使得教學資源的類型多樣化、層次化.多媒體作為教學資源的呈現工具，可以將教學資源以文本、圖片、聲音以及它們的多種組合形式形成視頻、音頻文件，并配以動態的視覺效果，展示動靜結合、視聽結合、聲情并茂的學習資源，從多個方向刺激學生的多種感官，使學生可以多角度、多方位、多層次地獲得圖文并茂的文獻資料，從而拓寬了教學的時空范圍，提高了學生學習的興趣.此外，數學中很多抽象的概念、定理及其應用，可以通過多媒體展現，使其直觀化、形象化，更利于學生認識數學本質，克服教學難點.

2.學生自主學習因材化

網絡課程有效地促進了學生自主學習的開展.一方面，多媒體技術改變了學生閱讀、積累、探究的學習方式，調動了學生自主學習的積極性；另一方面，教學資源的豐富性，使用的靈活性，調用的方便性，都為學生自主學習的開展提供了有利條件.而自主學習的有效開展，學生根據興趣和自身知識結構的特點自主選擇學習資源，不僅完善了學生的知識結構，而且促進了學生的個性發展，這是對傳統課堂教學的一個很好補充.

3.教師學生交互多樣化

交互平臺是數學學科網絡課程的特色.與傳統課堂面對面的單一交互方式相比，它突破了時間和空間的限制，交互形式具有多樣化的特點.從交互的主體看，有人—媒體、人—資源、人—媒體—人、人—資源—人、人—媒體—資源的交互形式；從交互的空間上看，有區域性交互和社會性交互；從參加交互的人數看，有個別化交互和多人交互；從交互的時間上看，有實時交互和即時交互.教學過程中的交互是多種交互的綜合運用，有利于發展學生的數學價值觀和數學交流能力，利于數學情感的培養.

數學網絡課程作為傳統教學和現代多媒體教學的有機結合，實現了兩者的互補和互進.它集課堂教學、自主學習、交互學習等多種方式于一體，其開放性為數學教學提供了廣闊的發展空間.根據金伯格等人的看法，“我國的網絡課程大部分處于第二代，有一些還處于第一代……基于網絡課程教學的效果也并不是很理想”.以校園網為紐帶，數學學科網絡課程的建設還需要在實踐中不斷地完善.