计算机辅助数学教学实用教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京航空航天大学

作者:张森

出品人:

页数:249

译者:

出版时间:2008-1

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787811241853

丛书系列:

图书标签:

• 计算机辅助教学
• 数学教学
• 教育技术
• 高等教育
• 教学方法
• 软件应用
• MATLAB
• Mathematica
• Maple
• 教学资源

计算机辅助数学教学的革新与实践：理论前沿与应用深度解析 本书简介 本书深入探讨了计算机技术在当代数学教学领域中的前沿应用、核心理论基础以及在不同教育阶段的实用策略。它并非仅仅是工具的堆砌，而是将教育学、认知心理学与信息科学深度融合，旨在构建一个以学生为中心、以技术为驱动的全新数学学习环境。全书结构严谨，内容涵盖面广，既面向一线教育工作者提供可操作的实践指南，也为教育技术研究人员提供坚实的理论支撑。 第一部分：基础理论与时代背景——重塑数学教育的底层逻辑 本部分首先回顾了计算技术进入教育领域的历史脉络，重点分析了信息时代对传统数学能力结构提出的新要求。我们不再仅仅追求计算的准确性，而更强调模型的构建能力、数据的分析能力以及算法的逻辑思维。 数学认知与技术中介： 探讨了学生如何通过计算机环境（如动态几何软件、符号运算系统）构建、修正和深化对数学概念的理解。特别关注了“可视化”在抽象概念内化过程中的关键作用。我们引入了“认知负荷理论”在数字环境下的修正模型，分析了界面设计和交互方式如何影响学习效率。 技术整合的哲学基础： 深入剖析了建构主义、情境认知理论在数字数学教学中的体现。强调技术不应是“替代品”，而是“思维的放大器”。讨论了如何设计能够激发学生主动探索、合作交流的数字学习任务，而非仅仅是机械性地重复传统练习。 计算思维的培养路径： 系统阐述了“计算思维”（Computational Thinking）的核心要素——分解、模式识别、抽象和算法设计——如何在中小学数学课程中系统地、渐进地植入。提供了不同年级对应的具体教学活动案例，展示如何利用编程思维（如Scratch、Python基础）来理解数学结构。 第二部分：核心技术工具的深度解析与教学应用 本部分聚焦于当前主流的数学教学软件和平台，不仅仅介绍其操作功能，更侧重于其背后的数学原理和教学潜力。 动态几何系统的教学潜力： 以GeoGebra为代表的动态几何软件，如何超越静态的图形演示，成为探究几何定理和函数变换的强大工具。详细解析了“拖动”这一核心交互动作如何转化为数学探究的起点，以及如何设计探究活动来引导学生发现欧几里得几何和解析几何之间的内在联系。 符号计算与问题解决（CAS）： 分析了Maple、Mathematica等系统在高等数学和工程数学教学中的应用。重点讨论了如何平衡符号计算与手工推导的教学比例，避免学生对计算工具的过度依赖，而是将其用作验证猜想、处理复杂运算的助手。提供了微积分中“定积分的几何意义”和“微分方程的数值解”等难点概念的可视化教学方案。 数据科学与统计可视化： 介绍了R、Python（结合Pandas, Matplotlib）在高中及大学统计学教学中的应用。强调如何利用真实世界的数据集（如气候数据、经济指标）进行描述性统计、回归分析和概率模拟。这部分内容着重于培养学生基于数据的批判性思维，而非仅停留在公式的代入。 第三部分：面向不同学段的教学设计与评估体系构建 本部分将理论和工具转化为具体的课堂实践指南，并探讨了在技术辅助环境下如何进行有效的学习评估。 小学阶段：基于游戏的数学启蒙： 探讨如何利用互动电子白板和教育APP，将数感、空间想象力训练融入情境游戏。分析了“沉浸式学习环境”对低龄学生注意力和动机的积极影响，并提供了设计低门槛、高趣味性的数学小游戏的原则。 中学阶段：模型构建与探究式学习： 重点阐述了如何利用技术辅助，引导学生从具体情境抽象出数学模型。例如，如何使用电子表格或编程模拟抛物线的运动轨迹，从而理解二次函数；如何利用矩阵运算理解线性方程组。强调项目式学习（PBL）在培养学生解决复杂、非结构化问题能力中的地位。 高等教育与专业应用： 针对大学微积分、线性代数课程，介绍了如何利用仿真软件进行物理过程的建模与分析。例如，利用有限元分析的简化模型来理解偏微分方程的求解思路，或利用网络图论工具来分析复杂系统结构。 技术辅助下的形成性与总结性评估： 探讨了如何利用在线测试平台进行即时反馈（形成性评估），以及如何设计基于项目的、需要运用多种工具来解决的综合性任务（总结性评估）。特别提出了对学生“技术使用素养”和“问题解决过程”的评价标准，以超越传统试卷的局限性。 第四部分：实施挑战、伦理考量与未来展望 本部分对当前技术整合过程中面临的现实障碍进行了审视，并对未来的发展趋势进行了前瞻性的预测。 教师专业发展与技术采纳障碍： 分析了教师在面对新技术时的“技术焦虑”来源，提出了结构化、情境化的教师培训模型，强调“同伴互助”和“教学设计共同体”的重要性。探讨了软硬件基础设施的均衡配置对技术公平性的影响。 数据隐私与算法公平性： 讨论了在利用学习分析（Learning Analytics）收集学生数据时，如何确保数据隐私和安全。同时，警示了算法推荐系统可能带来的“信息茧房”效应，以及如何设计算法以促进多样化的学习路径。 人工智能（AI）在数学教学中的角色重塑： 前瞻性地分析了生成式AI工具对未来数学作业、个性化辅导的潜在影响。探讨了教师如何从知识传授者转变为“AI学习伙伴的策展人”和“高阶思维的引导者”。本书强调，技术的进化要求我们必须持续反思数学教育的本质目标。 本书结构旨在为读者提供一个从宏观理论到微观操作的完整认知框架，确保读者不仅“会用”工具，更能“善用”工具，最终实现数学教学的高质量转型。

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