摘要：数学应用的日益社会化，迫使从事数学教育的人们改变传统的“注入式”教学方法，将数学教育技术与课堂教学相结合，把因材施教整合到数学教学中，从而改变课堂教学中存在的种种弊端，对工科数学教学具有极其重要的意义。
关键词：数学教育技术；个性化学习；网络教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0029-02
邓小平同志指出：“教育要面向现代化，面向世界，面向未来。”数学教育技术集数学学习与计算机技术于一身，为数学的教育与传播提供了得天独厚的“土壤”，而且与21世纪教育发展相吻合，对工科数学教学具有极其重要的意义。
一、数学应用的日益社会化
数学具有内容抽象、应用广泛、推理严谨、结论明确的特点。数学虽然不研究事物的质，但任一事物必有量和形，所以数学是无处不在、无时不用的。进入上个世纪90年代以来，越来越多的人认识到数学科学在当今高科技领域中的重大作用。数学的应用不再仅限于传统学科――物理、力学、电磁学，在其他领域也都有广泛而深刻的应用。
数学在军事方面的应用不可忽视。海湾战争中，由于运用了运筹学和优化技术，美国只用了短短一个月时间将大批人员和物资调运到位。在我国，由于有许多优秀数学家的参与，研制原子弹的试验次数仅为西方的1／10，从原子弹到氢弹只用了2年8个月。
在生物学领域，遗传信息的携带者是DNA链，它具有一种特别的双螺旋结构，这正是数学中的扭结理论研究的对象。CT的问世是本世纪医学中的奇迹，其理论的核心内容就是数学中的Radon变换。
在宏观经济学领域，研究经济综合指标的控制，例如研究收支平衡、价格水平以及失业的控制。1972年以来，美国联邦储备局以最优控制方法，特别是线性二次方法为背景，提出了失业与通货膨胀平衡的政策建议。在微观经济学中，数理统计学的应用极为广泛，它的优势是从有限次的观察或实验中提取重要的信息。其中的“实验设计”“质量控制（QC）”等对提高产品的质量起到重要的作用。
预测在经济和管理中非常重要，是相关管理部门决策的理论依据，而数学是进行预测的重要工具。我国数学工作者在天气、台风、地震、病虫害等方面都进行过大量的预测和研究。
与数学相结合，产生了许多新学科，例如，数学化学、数学生物学、数学地质学等。数学内部各分支之间的相互渗透、数学与其他科学（如控制论）的相互渗透、电子计算机的出现，正是当代数学的三个新特点。当今社会正日益数学化。这就迫使从事数学教育的人们去思考，究竟应该培养什么样的人才，才能适应社会的发展。什么样的课程设置、教学内容、教学方法、教学手段，才能全面提高工科数学教学质量，培养出高素质、多样化的人才。这一切必然推动基础学科，包括数学教育的改革。
二、工科数学所面临的问题
在我国，高等工科院校的数学课程尽管经过多次改革，但是它的体系、内容，甚至讲课方式，本质上还是建国初期形成的原苏联模式，这种四十年一贯制的做法已远远落后于时代的进程，甚至影响了科学技术的发展，彻底改革工科数学的教学内容和教学方法已势在必行。那么，我国工科数学教育存在的主要问题是什么？
在教学内容方面，一些课程内容长期没有更新，基本上还是19世纪的内容，20世纪以来的新成果很少进入课堂，知识老化，已不能满足高速发展的科学技术的需要。
教学方法大多是单一的、灌输式的，过于微观、精雕细刻，具体的知识和细节展开讲授，不利于学生主动性和创造性的培养，而国外的教学内容容量很大，他们注重介绍方法，不刻意追求理论上的严谨。
教学手段落后于时代。我国目前工科数学的教学手段主要是单向传授、粉笔黑板式教学模式。科学家钱学森呼吁：“中国的数学家在研究中不能只限于纸加笔，老不用计算机，那恐怕还是19世纪的数学，称不上现代数学科学，更不是21世纪的数学科学。”
21世纪将是科学技术调整发展的时代，需要人们具有较强的知识更新能力，这就需要有较强的自学能力与发明创造能力。因此，我们必须改变现有的“注入式”的教学方法，才能使我国的技术人才在竞争中立于不败之地。
事实上，电子计算机的出现，增加了数学中观察和实践的可能性。它不仅使数学计算而且使表达式的处理变为可能。在表达式的处理中，可以直接用符号计算不定积分、行列式、因式分解等，另外，计算机还为数学教育提供了直观的方法，他可以简便地用图像显示函数、解微分方程。可见，计算机是一种非常好的教学辅助手段。
三、数学教育技术在工科数学教学中的应用
为了适应高等教育改革与发展的需要，调动广大教师开展教育技术研究工作的积极性，我校早在2002年11月就开展了第一次教育技术和质量工程的立项工作，距今已经快10个年头了。在这10年里，我校教育技术发展迅速，教学质量有了较大提高，取得了丰硕的教研成果，课堂教学中也逐步实现了传统教学与多媒体教学的融合。
作为课堂教学的辅助手段，我们先后申报了题为《高等数学》《线性代数》《概率论与数理统计》全程导学（网络教学软件）三项课题，目前，三项课题均已结题。软件在设计上充分利用了web技术，为数学教学提供了一个方便、适用、快捷的教与学的网络平台。该软件是一组网页，目前已放在校园网上，供学生自由访问。该教学软件具有以下特点：
1.该教学软件的编排顺序，与教材内容、结构相吻合，涵盖了教学过程中的各项基础环节，包括课程要求、基础知识、典型例题、精选习题、在线练习、习题解答、在线测试、留言板等功能。上述内容通过网络链接可以自由转换，供不同层次、不同基础水平的学生访问，适合学生复习、自学，给学生创造了一个个性化的学习空间，有助于培养学生对知识的探索与渴求，增强学生学习数学的信心。
2.页面设置合理，导航清晰明了，各种链接及返回功能的设置适用、快捷，使用方便，充分体现了现代网络教学手段的特点与先进性。
3.软件的使用将改变教师的教学方法，缓解由于繁重的教学工作给教师带来的压力，教师可以把更多的时间和精力放在教学研究和科研方面，有利于提高教师队伍的素质。
我们在改革数学分析课程内容体系的前提下，对数学分析教学内容、教学方法与教学手段进行整体优化设计，形成规范化的教学过程，把教师与学生、内容与方法、传授知识与培养能力三者有机结合起来，开发了《数学分析》多媒体课件和《数学分析中的数学实验》实验课课件，将这些多媒体技术有选择地应用于课堂教学中，取得了良好的效果。
如：借助多媒体技术讲解极限的概念、积分的定义，画出重积分中平面区域、空间区域，曲面积分中莫比尼斯带的产生等，图文并茂、充分展示数学的直观意义，使学生对数学概念理解得更加深透，形象生动。从而增加课堂教学信息量，提高教学效率，创造了一种新型大课授课形式，加强对学生数学素质与能力的培养，同时全面地提高教学质量。
将《数学分析中的数学实验》课件充实到正常教学计划中，通过实验课教学，使学生在电脑里就可以完成求函数值、导数、定积分、级数，近似计算、误差估计等数值计算，这些数学实验将帮助学生理解数学分析中的一些难点，培养学生的动手能力。
四、数学教育技术在工科数学教学中的意义
在课堂教学中适当引入多媒体课件和实验课教学这种新型的教学模式，能够凸现出传统教学模式无法取代的优势。
首先，形成一种多媒体课件、计算机辅助教学与传统教学模式相结合的新型的教学模式，将传统教学模式的优点和现代教学模式的长处有机地结合起来，探索一条继承传统教学模式精华，运用现代教育技术与理念，提升教学水平的新路。
其次，使学生在掌握必要的数学基础知识、基本理论、基本技能的前提下，提高学生空间想象、直觉猜想、归纳抽象、符号表示、运算求解、演绎证明等诸多方面的能力，培养学生分析问题和解决问题的能力、数学表达与交流的能力，发展学生的数学应用意识和创新意识，激发学生学习数学的兴趣。
最后，数学教育技术的应用是课堂教学与多媒体教学的有机结合，学生可以根据教学进度、教学计划，结合自身实际情况，制定适合自己的学习计划，这种交互式、远程式、虚拟式教学方法，是对传统的单项传授、粉笔黑板式教学模式的不可阻挡的冲击，有利于改变课堂教学中存在的种种弊端，真正把因材施教整合到数学学习中。