摘要：教育信息化的深入发展对高等数学教育产生了深远的影响，推动了教学模式、教学方法和学习方式的转变。然而，在教育信息化进程中存在部分教师信息化素养不足等问题。基于此，探讨教育信息化背景下高等数学教育的创新发展路径，如提升教师信息化素养、充分利用信息化教学资源、推动信息技术与教学内容的深度融合、引导学生适应新的学习方式、完善教学评价体系，以促进高等数学教育质量的全面提升。
关键词：教育信息化,高等数学,数学教育
随着信息技术的飞速发展，教育信息化已经成为现代教育改革的重要方向。高等数学作为高等教育的重要基础课程，其教学质量直接影响着学生的科学素养和创新能力。传统的高等数学教学模式主要依赖于黑板和粉笔，教师通过书写和口头讲解传授知识，学生通过笔记和课堂练习进行学习。然而，在信息化时代背景下，传统教学形式显得过于单一，难以满足现代教育对学生综合素质的培养需求。教育信息化的推进，为高等数学教学带来新的机遇和挑战，可丰富教学内容和形式，提升教学效率和效果。
一、教育信息化对高等数学教育的影响
（一）转变教学模式
教育信息化对高等数学教学产生了显著影响，革新了传统的教学模式，实现了从传统的黑板教学到现代化数字教学的转变。过去，高等数学的教学主要依赖于黑板和粉笔，而现今，多媒体技术为教学内容提供了更加生动、直观的展示方式。在信息化教学中，教师可以通过电子白板、投影设备展示课件、动画和视频，将抽象的数学概念具象化，使之更易于学生理解。而学生则能随时随地通过数字设备访问课程资料、进行在线练习和互动学习，极大地提升了学习的便捷性和灵活性。此外，教学管理系统能够追踪和分析学生的学习过程，帮助教师实时了解学生的学习进度和效果，从而精准调整教学策略。线上教学与线下教学相融合，形成混合式教学模式。
（二）促进师生互动
教育信息化通过提供丰富的在线讨论和协作平台，促进高等数学教育中师生的互动与协作。学生和教师能够在虚拟空间中进行实时交流与深度探讨，打破传统课堂的时空限制[1]。在线讨论平台能够使学生在课后继续就课堂上的疑难问题展开讨论，分享各自的见解和解题方法。这不仅能提升学生的自主学习能力，还能培养学生的批判性思维。另外，教师通过网络平台发布高难度的数学问题和项目，鼓励学生组成学习小组，进行协作式学习与研究，有助于培养学生的团队协作精神和解决复杂问题的能力。通过云端协作文档，学生可以随时随地共同编辑和修改数学作业，实时反馈和调整各自的思路和方法，极大地提高协作的效率。
二、教育信息化背景下高等数学教育中存在的问题
（一）部分教师信息化素养不足
在教育信息化背景下，高等数学教育面临的一个显著挑战是部分教师信息化素养的不足。首先，技术培训不足是教师普遍面临的挑战，部分教师缺乏必要的技能，无法熟练运用多媒体工具来丰富教学内容。这不仅影响了课堂质量，也限制了教学方法的创新和多样化发展[2]。其次，部分教师对信息化教学的认知存在误区，态度消极，缺乏主动性。有的教师可能过于依赖传统教学模式，将信息化教学仅仅视为辅助手段，而非教学的核心组成部分。这种保守观念限制了信息化工具在教学中的深入应用。如线性代数、微积分等学科，要求学生具备抽象思维和逻辑推理能力，信息化工具能够提供可视化和交互式的教学方法，帮助学生更好地理解抽象概念。但如果教师对这些工具的价值认识不足，或排斥信息化教学，便无法发挥其应有的作用。
（二）信息化教学资源利用不充分
首先，一些学校和教师未能深入挖掘和利用现有的在线课程、电子教材、虚拟实验室及多媒体课件等宝贵资源。这些资源能够丰富教学内容，提升学生的学习体验，但在实际操作中却往往被边缘化，仅作为辅助工具，未能充分发挥其应有的价值。其次，教学资源的更新和维护滞后也是一大问题。教育信息化资源需要与时俱进，不断更新以适应教学需求和技术发展[3]。然而，现实中许多资源在创建后缺乏持续的维护和更新，导致内容陈旧，无法满足学生的学习需求。这不仅削弱了教学内容的时效性，也降低了学生对信息化资源的兴趣和使用意愿。最后，信息化教学资源的整合与共享也亟待加强。例如，同一数学主题的多媒体课件在不同学校可能会被反复制作，浪费大量的时间和人力资源。如果能够建立统一的资源共享平台，教师可以共享高质量的教学课件、在线课程和虚拟实验内容，则不仅可以减少重复工作，还能促进教学资源的优化利用和创新。
（三）信息技术与教学内容的融合度不够
首先，高等数学教学中对信息技术的应用仍停留在初级阶段。这些应用方式虽便利，却未能触及教学内容传授与学习方式变革的实质，信息技术的强大潜力远未得到充分挖掘。其次，在教学设计层面，信息技术与数学知识点的结合往往不够紧密。部分教师在规划教学内容时，未能有效结合信息技术的优势与数学的逻辑性和严谨性，导致技术运用未能真正服务于教学目标。最后，不同数学课程和知识模块间的信息技术应用缺乏连贯性和系统性。各课程和模块采用的技术工具和方法各异，缺乏统一规划和协调，使学生面临多变的技术环境，增加学习难度和负担。
三、教育信息化背景下高等数学教育的创新发展路径
（一）提升教师信息化素养
教师应接受系统的信息化教学培训，掌握多媒体课件制作、动画模拟软件应用、在线教学平台操作等技能。教师能灵活运用这些现代教学工具，则可使抽象的数学概念变得具象易懂，丰富课堂内容。教师应紧跟教育信息化的发展趋势，不断更新自身的知识结构。教师不仅要了解最新的教育技术，还要学会将这些技术融入教学过程，如利用大数据分析学生的学习进度和效果，借助人工智能为学生提供个性化学习建议，实现精准教学[4]。教师应根据自身的教学经验和学生的需求，制作电子教材、在线练习和互动课件，并通过教育平台进行分享。这不仅可丰富教学资源库，也可促进教师间的交流与合作。在教学设计上，教师应将信息技术与数学知识紧密结合，使之真正服务于教学目标。例如，利用动画展示复杂数学定理的推导过程，帮助学生理解其逻辑关系。
（二）充分利用信息化教学资源
构建完善的教学资源库对于高等数学教学质量的提升至关重要。数字化教材便于学生随时随地查阅，高效获取所需信息。教学视频通过动态演示和详细讲解，将微积分、线性代数等高等数学中的抽象概念具体化，帮助学生更好地理解复杂的数学理论。在线课程提供灵活的学习方式，能够根据学生的不同需求进行个性化定制，满足各种学习进度和风格。教师应积极应用新技术，如虚拟现实（VR）和增强现实（AR），丰富教学内容和形式。VR技术能够模拟真实数学环境，例如，通过沉浸式虚拟实验室，学生可以直观地探索多维空间中的几何结构和函数图像，深入理解高维空间中的数学概念。而AR技术则结合虚拟信息与现实场景，提供互动式学习体验。例如，在课堂上，通过AR技术，学生可以将复杂的数学模型投影到现实环境中，进行实时互动和操作。这不仅增强了课堂的趣味性和互动性，还提高了学生的学习效果和参与感。此外，构建智能化的教学平台，通过大数据和人工智能技术实现个性化学习，是提升高等数学教育信息化水平的另一个重要途径。利用大数据分析技术，教师可以实时了解学生的学习进度和薄弱环节，并进行有针对性的指导。人工智能技术还可以实现自动批改作业和在线答疑，大大提高教学效率，能够让教师将更多精力投入个性化教学和创新教学方法的研究中。因此，构建全面且先进的教学资源库，积极采用新兴技术，并利用大数据和人工智能技术构建个性化学习平台，是提升高等数学教育质量的重要途径。
（三）推动信息技术与教学内容的深度融合
鼓励教师紧跟数学发展前沿，更新教学内容，确保课程及时反映最新研究成果和趋势至关重要。这不仅能激发学生对数学学习的兴趣，还能让他们深刻感受到数学在现代科技和工程中的实际应用价值，增强学习的目的性和现实感。例如，现代数学中的拓扑学、数值分析以及人工智能中的数学基础等新兴领域的研究成果，可以通过课程内容的及时更新，传递给学生，让他们了解数学在大数据、机器学习、金融工程等领域的广泛应用。并且，运用信息技术开发新型教学工具和平台，能显著提升学生的学习兴趣和参与度。例如，针对高等数学中的复杂问题，如微积分的多重积分计算，系统可以自动生成个性化的练习题，并根据学生的解题情况提供详细的反馈和指导意见，帮助学生高效掌握知识点。互动模拟实验则让学生动手操作，通过实践理解抽象概念。利用虚拟实验室进行数学建模和仿真，学生可以在虚拟环境中操作和观察数学模型的动态变化，深化对数学原理的理解。这一融合不仅可提升教学效果和学生学习体验，还可培养学生的综合能力和创新精神，推动高等数学教育的高质量发展。
（四）引导学生适应新的学习方式
培育学生的自主学习和合作学习能力至关重要。信息化环境为学生提供了丰富的学习资源和工具，但这些资源的有效利用要求学生拥有自主学习能力。首先，教师应通过指导和训练，帮助学生掌握时间管理和自我调控的技巧，鼓励他们主动探索和学习。同时，合作学习的重要性在信息化环境下更为凸显。通过组织小组讨论、协作项目等活动，教师可以培养学生的团队精神和沟通能力，让他们在互动合作中共同成长。其次，利用信息技术构建线上线下相融合的教学模式，为学生提供多元化学习路径和资源支持。线上平台支持学生预习、复习和拓展学习，随时随地访问课程资料、观看教学视频和完成在线练习。线下课堂则专注于师生互动、疑难解答和实践操作，强化学生对知识的理解和应用。这种教学模式不仅可满足学生个性化需求，还可提高学习灵活性和效率。最后，引入探究式学习鼓励学生提出问题并进行探究，发展其批判性思维和创新意识。结合信息化手段，教师可以利用在线实验平台和虚拟实验室，让学生在数字环境中进行数学实验和模拟。这种方式不仅可使抽象的数学概念变得更加具体和易于理解，还可提高学生的学习兴趣和主动性。
（五）完善教学评价体系
构建以能力为核心的教学评价体系，着重培养学生的创新思维和综合能力。相较于传统的以考试成绩为主的评价模式，这一体系更加侧重于评估学生在解决问题、逻辑思考及创新方面的表现。通过多维度的评价标准，全面展现学生的实际能力和潜能，并利用信息技术精准捕捉学生的学习数据，为教学效果的提升提供有力支撑。现代教育技术能够在线记录学生的学习轨迹，包括学习时长、作业完成情况、讨论参与度等，为教师提供翔实的学生学习行为和效果分析。这些数据不仅有助于教师把握学生的学习进度和难点，还能揭示学生的学习模式和习惯，为个性化教学提供坚实依据。除了传统的考试外，评价体系应涵盖作业、课堂表现、项目实践等多种形式。作业评价应借助信息化手段，使用在线作业系统，实时收集和分析学生的作业情况，自动批改并提供详细的反馈，帮助学生及时发现和纠正错误。
综上所述，在教育信息化背景下，高等数学教育正经历着深刻的变革。通过教学改革，高等数学教育能够更好地适应信息化时代的要求，提高教学质量和学生的学习效果。信息技术的应用不仅可丰富教学手段，也可提高学生的学习兴趣和自主性，培养他们的实践能力和创新思维。通过不断优化和完善信息化教学模式，高等数学教育必将在新时代焕发出新的活力，为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才作出更大的贡献。
参考文献：
[1]张春英,张玲,陈永强.教育信息化背景下“高等数学”多目标教学模式探究[J].天津城建大学学报,2024(2):143-147.
[2]邵晓锋.教育信息化2.0背景下高等数学混合式教学实践研究:以黄冈职业技术学院为例[J].黄冈职业技术学院学报,2021(5):51-53.
[3]王娟,侯玉双,赵利云,等.智慧教育背景下高等数学教学改革初探[J].科技视界,2021(16):31-32.
[4]王冰凝,刘佩佩.教育信息化改革下高职院校“高等数学”混合教学模式的探索与思考[J].无线互联科技,2021(8):138-139.
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