基于网络环境的工科数学系列课程中数学实验平台的研究与开发
[ 日期：2022-10-08| 浏览21217次]
江苏省现代教育技术研究课题
开题报告
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课题编号：
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16694
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课题名称：
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基于网络环境的工科数学系列课程中数学实验平台的研究与开发
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课题主持人：
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孟义平
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所在单位：
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江苏科技大学数理学院
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E-MAIL：
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myp_just@163.com
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办公电话：
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移动电话：
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18801970775
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邮政编码：
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212003
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开题日期：
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2010年8月8日
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课题名称
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基于网络环境的工科数学系列课程中数学实验平台的研究与开发
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研究起止时间
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2010年6月-2011年12月
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负责人姓名
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孟义平
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性别
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女
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民族
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汉
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出生年月
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1979年12月
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行政职务
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无
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专业职务
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讲师
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研究专长
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偏微分方程
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最后学历
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研究生
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最后学位
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硕士
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工作单位
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江苏科技大学
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电子信箱
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myp_just@163.com
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通讯地址
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江苏科技大学数理学院
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邮政编码
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212003
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联系电话
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18801970775
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18912803678
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主要研究人员
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姓名
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出生年月
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专业职务
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学历
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研究专长
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项目分工
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工作单位
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蒋 磊
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1978.12
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讲师
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研究生
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高教研究
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主要完成人
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江科大
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潘全如
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1977
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讲师
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研究生
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排队论
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系统开发者
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江科大
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石 林
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1980
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助教
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研究生
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现代教育
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系统开发者
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江科大
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徐祖润
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1979.5
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讲师
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研究生
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排队论
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系统开发者
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江科大
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李敏捷
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1979.8
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讲师
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研究生
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概率统计
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系统开发者
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江科大
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１.研究的主要内容、意义、特点，国内外研究现状及本课题预计可达到的水平
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近年来，由于计算机技术及其相应软件的迅速发展，已经把人类带进了“信息时代”，其中一个显著的特征就是数学的应用向一切领域渗透，社会日益数字化。数学实验是计算机技术和数学软件引入教学后出现的新生事物，数学教学体系、内容和方法改革的一项创造性尝试。在教育部关于“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革”计划中，已把“数学实验”列为高校非数学专业的数学基础课之一。数学实验作为近年来在大学数学教育改革中的一门新型课程，诞生时间虽然不长，却引起了十分广泛的兴趣和关注。
从工科数学的角度看，学生的创新精神及能力的培养主要是通过应用数学来体现。工科学生或部分数学专业的学生不一定局限于研究数学本身，主要是通过学数学，了解数学，更重要的是掌握数学的思想，从而应用数学。很多学生在学习过程中，往往表现出对计算机比数学更大的学习兴趣，注意到这点，适时的在工科数学系列课程中引入数学实验不仅能让学生产生对数学的兴趣，也能让学生掌握一种较好的学习方式，即以自己的兴趣学科来带动不是很感兴趣的学科的学习。同时需要探索新的教学手段和方法来补充传统教学方法的不足。而网络教学模式突破了传统教育的局限性，具有教育内容扩展化、教育的时间和空间扩大化、教学组织模式的多样化、教学手段和形式丰富等传统教育模式无法比拟的优势和特点，对提高授课质量和教学效率具有重要的意义。而要营造基于网络的教学环境，开发基于网络环境的多媒体课件和网络综合教学服务平台是最核心的工作。目前，Internet上的网络教学资源非常丰富，但多以文科、外语、计算机类课程居多，而理工科课程网络资源则相对较少。尤其是工科数学系列课程，使用量较少，教师们都不愿意在网络多媒体课件的编写和设计上下功夫，因此这类课程的网络教学资源几乎没有。在这一背景下，我们课题组人员准备开发基于网络的工科数学实验教学平台，以满足广大师生的需要。
预期解决的问题：
1. 针对工科数学系列课程中有关数学实验的特点，设计相关课程中以解决实际应用为主的数学实验，并构建基于网络环境的数学实验教学综合服务平台；
2. 编写基于网络的数学实验的多媒体课件，课件的开发综合运用web及相关技术，使用Dreamware、Photoshop、Flash等设计制作。并力求内容精练、重点突出；界面美观、布局合理、易于操作；图文并茂、形象生动。使不能直接观察、抽象的内容为直观、形象的内容，提高工科数学系列课程教学的授课质量。
3. 探索基于网络的数学实验教学的模式和方法，探索如何发挥多媒体、网络技术的优势，切实提高数学实验的授课质量和教学效果。为学生的自主学习提供具有开放性、探索性的认知工具，通过开辟学习论坛、BBS、留言本、E-mail等形式，为学生的自主学习活动中所需的“会话”和“协作”提供支持。
将现代教育技术理论、教育学、心理学及建构主义理论和工科数学相结合，形成理论体系，以提高理工科专业学生的综合素质、专业知识和创新能力为宗旨，开发出基于网络环境的适于工科数学系列中数学实验课程教学的多媒体网络课件和综合教学服务平台。该服务平台不仅可用于课堂教学和学生课外学习，还可实现教学资源共享。
编写的多媒体网络课件以工科数学实验教材为蓝本，广泛吸收国内外数学实验优秀教材的精华，具有我校特色，理工科院校普遍适用。将网络课件、学习指导等相关资料进行有机整合，将现代教育技术理论与建构主义理论贯穿于工科数学系列课程教学始终。
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２. 现有研究基础条件（包括文献资料、实验条件及与本项目有关的研究工作基础等）
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随着信息技术在教育应用中的不断深入，基于网络的数字化学习以及常规教学与网络学习结合的混合式学习迅速普及，高等学校对网络教学资源的需求将日益增长。本课题是以工科数学系列课程（包括高等数学、线性代数、概率与数理统计等课程）中相关内容为蓝本，广泛吸收国内外数学实验优秀教材的精华，开发研制基于网络环境的并具有我校特色的理工科院校普遍适用的数学实验网络课件和综合教学服务平台。该网络课件和网上综合教学服务系统不仅可用于我校的工科数学实验课程的课堂教学和课外辅导，成为师生教学活动的重要载体，还可望用于远程教育，实现优秀教学资源的共享，具有很好的推广价值。另外，对我校理工科其它课程的建设也具有很好的借鉴作用。
数字化教学资源与网络化的互动教学平台的建立，可为学生提供开放、互动、共享、协作、自主的网上学习环境，除了保证学生能够学习课程专业知识和技能之外，在培养学生的信息素养、协作精神、创新能力和实践能力等方面有着重要作用。
数学实验是一个新生事物，它能把“讲授—记忆—测验”的传统学习过程，转变为“直觉—试探—出错—思考—猜想—证明”的新型学习模式，将信息的单项传播转变为多向交流，使被动接受变为主动学习，给予学生更多的思考与领悟的机会，逐步启迪心智、推动思维。
1. 课题负责人有着丰富的教学经验，与主要参加者都工作在教学第一线。在近几年的课堂教学中做了一些改革和尝试，将一些数学实验穿插到教学中去，取得了良好的效果，确保了研究的应用性，并能减少其他教师的工作量。
2. 现代教育技术（多媒体和网络）的发展已日趋完善，课题组的教师在运用现代的教学方法和多媒体教学课件的制作方面积累了丰富的经验，能够确保课题完成质量。
3. 课题组老师有与兄弟院校交流和学习的渠道，有利于促进课题的完成。
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３. 项目详细计划及进度
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（1）研究过程设计（阶段时间划分、阶段达成目标、阶段研究内容、阶段成果形式、阶段负责人）
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2010.6---2010.12：课题调研，理论体系研究，提出实施方案并进行网络课件和学习指导书的编制工作，负责人：孟义平，李敏捷，潘全如。
2011.1---2011.7：工科数学实验课程网上教学综合服务平台的设计，对网络课件进行美化和加工，负责人：石林，徐祖润；探索网络教学的模式和方法，负责人：孟义平。
2011.8---2011.12：完成工科数学实验课程网上教学综合服务平台的设计，课题总结，结题验收，负责人：孟义平，蒋磊。
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（2）研究方法设计（对应研究目标、内容过程进行某一方法的具体设计）
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在基于网络平台的工科数学实验课件和学习指导书的开发过程中，将现代教育技术理论、教育学、心理学及建构主义理论作理论指导，注重学生综合素质和创新能力的培养，在实验的设计过程中以解决实际问题为主，好的实验能够引起学生学习数学知识和方法的强烈兴趣并激发他们自己去解决相关实际问题的欲望，有助于促进实际工作中非常重要的综合能力的培养，有助于数学教学手段现代化和让学生掌握先进的数学工具，有助于让学生在“用数学”中认识数学、学习数学。借助于数学实验的动感显示和绘图功能，利用多媒体的综合直观性特点增强教学内容的新颖性和多样性，使多媒体网络技术与数学实验课程在互动性双向整合过程中实现两者的整体化和一体化，对教学过程进行优化设计，以便提高教学效率。
构建的工科数学实验网上教学综合服务平台， 具有功能全面、界面友好、操作方便、便于教和学等特点。以课程为教学单元进行设计，基本不脱离教材的框架体系，但也不受教材的章节内容形式的约束，使网络环境具有较强的协作性、交互性、探索性等特色。
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（3）预期研究成果（成果形式及预期完成时间）
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①预期研究成果形式及数量
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1. 研究报告一份；
2. 多媒体网络课件一套。
3. 数学实验学习指导书一本（并配有网络版）。
4. 建立网上教学综合服务平台。
5. 完成教学研究论文1-2篇。
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②预期结题时间：
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2011
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年
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12
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月
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4. 详细经费预算
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支出科目
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金额（元）
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计算根据及理由
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合计
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1.科研管理费
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500
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2.项目津贴
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1000
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3.项目鉴定费
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500
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4.资料费
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500
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5.差旅费
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800
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6.材料费
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500
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7.设备费
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8.外协费
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200
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9.其他
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注：支出科目请按下列顺序填写：
1、科研管理费； 2、项目津贴3、项目鉴定费4、资料费；5、差旅费；6、材料费；7、设备费；8、外协费9、其他费用
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6．专家组名单及签名
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鉴定组
内职务
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姓名
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工作单位
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职务
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职称
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签名
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组长
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成员
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成员
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成员
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成员
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7．现代教育技术研究所审核意见
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所长签字： 公章：
年 月 日
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