高等數(shù)學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新與教學(xué)方法研究

時間:2022-05-21 03:58:59

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高等數(shù)學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新與教學(xué)方法研究

摘要:“高等數(shù)學(xué)對職業(yè)院校學(xué)生有什么用”這一疑問則始終橫亙在授課教師與學(xué)生心中,懸而未解。我們過去一直在講“學(xué)以致用”,這個“用”,實(shí)際體現(xiàn)在跨學(xué)科、跨專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。數(shù)學(xué)應(yīng)用層面的深挖和教學(xué),應(yīng)該成為相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)業(yè)考查的重點(diǎn),這對學(xué)生未來在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的深度研究大有助益。這就要求我們數(shù)學(xué)專業(yè)的教師及各學(xué)科專業(yè)的老師通力協(xié)作,對教學(xué)形式和內(nèi)容創(chuàng)新,并對教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新,從而促進(jìn)高等數(shù)學(xué)教育在職業(yè)院校的發(fā)展。

關(guān)鍵詞:職業(yè)院校;高等數(shù)學(xué);教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新;教學(xué)方法

創(chuàng)新高等數(shù)學(xué)是高等教育的基礎(chǔ)課程,也是非常重要的課程,高新技術(shù)領(lǐng)域的研究和探索離不開微積分、線性代數(shù)、解析幾何等數(shù)學(xué)工具。高能物理、精煉技術(shù)、生物制藥、建筑工程、施工工藝改造等等離不開大量數(shù)據(jù)的處理和運(yùn)算。這些處理和運(yùn)算都是以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的,而統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)則是微積分與線性代數(shù)。高等數(shù)學(xué)的教學(xué)缺乏與時俱進(jìn)的手段,教學(xué)形式相較其他學(xué)科比較傳統(tǒng),學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài),無法將興趣融入其中。尤其是在職業(yè)院校,教學(xué)成果往往不盡如人意。高等數(shù)學(xué)教材題庫可以做到年年更新,但教綱與教學(xué)內(nèi)容的變化卻乏善可陳,這也使教師在教學(xué)的過程中缺乏發(fā)揮空間,只能在理論教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)上有所偏向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,圖形學(xué),尤其是3D圖形學(xué)受到了廣泛的關(guān)注。計(jì)算機(jī)處理3D影像的過程,是用二維的圖像模擬三維的畫面,這里離不開線性代數(shù)與解析幾何知識,甚至包括了拓?fù)淅碚摰认嚓P(guān)知識。在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,教師需要“眼觀六路”,及時進(jìn)行知識更新,通過與其他學(xué)科的聯(lián)系,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提升本門課程的實(shí)用性。

1教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新

1.1以綜合學(xué)科為導(dǎo)向的內(nèi)容創(chuàng)新

看似深奧的專業(yè)問題往往都可以用簡單的數(shù)學(xué)原理解答。我們需要做到的是,把專業(yè)課內(nèi)容融入數(shù)學(xué)教學(xué),幫助學(xué)生獲得“找得到方法解決問題”的能力,而不是解決抽象問題的能力。結(jié)合學(xué)科專業(yè),掌握一定程度的高等數(shù)學(xué)知識,學(xué)生不僅能夠加深對所學(xué)專業(yè)的理解,而且可以就某個細(xì)節(jié)進(jìn)行更深入地研究。另一方面,數(shù)學(xué)是學(xué)生了解其他學(xué)科的橋梁。新時代的人才需要具備綜合性素質(zhì),既有職業(yè)專攻,也有跨界思維。在教學(xué)內(nèi)容的梳理上,教材的編寫者們需要結(jié)合多個學(xué)科,“一式多講”———把數(shù)學(xué)公式帶入各個學(xué)科專業(yè)的案例場景中,讓學(xué)生了解高等數(shù)學(xué)在各個領(lǐng)域的使用場景。過去我們常見的做法是大量講解原理和公式推導(dǎo),而實(shí)際應(yīng)用的部分則交給習(xí)題。實(shí)際上,對于職業(yè)院校的學(xué)生來說,他們未來發(fā)展的指向性比本科院校學(xué)生更加明確,學(xué)習(xí)考查的方向應(yīng)該更偏重應(yīng)用場景。

1.2以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為導(dǎo)向的內(nèi)容創(chuàng)新

計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在近二十年的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的預(yù)期,計(jì)算性能不斷提升、成本不斷降低,側(cè)面加速了各個學(xué)科前沿的發(fā)展。大量需要進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算得出結(jié)論的部分和大量數(shù)據(jù)處理的部分現(xiàn)在有專門的程序幫助人們完成。以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)這門課程為例,從教授內(nèi)容來說,我們的學(xué)生本應(yīng)具備解決一定實(shí)際統(tǒng)計(jì)問題的能力,但目前教學(xué)、考查的側(cè)重點(diǎn)仍然偏重原理的記憶和推導(dǎo)計(jì)算。計(jì)算機(jī)應(yīng)用,可以將學(xué)生已習(xí)得、掌握的原理和公式進(jìn)行工具化處理,更多地關(guān)注數(shù)據(jù)的輸入和輸出。有了程序輔助,原本消耗在計(jì)算上的時間減少,我們可以在考查內(nèi)容里加入更多的知識點(diǎn),也就是說,學(xué)生想要得到正確結(jié)論,必然需要對所學(xué)知識融會貫通,同時,教師向?qū)W生提出的問題也會更加真實(shí),貼合實(shí)際。

1.3數(shù)學(xué)建模的相關(guān)內(nèi)容引入

實(shí)際工作中,常常需要建立數(shù)學(xué)模型來解決實(shí)際問題。因此,在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中,應(yīng)該提升數(shù)學(xué)建模這部分內(nèi)容所占的比例,讓學(xué)生通過數(shù)學(xué)模型的學(xué)習(xí),各方面的能力都能得到提升。比如,在“微積分”概念的學(xué)習(xí)中,就可建立數(shù)學(xué)模型,讓學(xué)生通過模型更加透徹的了解微積分的概念。微積分知識的應(yīng)用中,也可通過建立模型的方式,將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)建模能將數(shù)學(xué)理論知識與實(shí)踐內(nèi)容有機(jī)的結(jié)合起來,學(xué)生解決實(shí)際問題的過程就是鞏固理論知識的過程,復(fù)習(xí)理論知識的過程也是提升學(xué)生解決實(shí)際問題能力的過程。由此可見,數(shù)學(xué)建模在數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要作用,我國的數(shù)學(xué)建模大賽,是針對高等院校學(xué)生開展的,目的在于提升學(xué)生在數(shù)學(xué)實(shí)踐中的操作能力。

2方法創(chuàng)新

2.1由結(jié)果到過程———目的指向型教學(xué)

高等數(shù)學(xué)的教學(xué)與其他學(xué)科教學(xué),在教學(xué)模式上沒有不同,教學(xué)的主體只能有一個,就是講師,這是經(jīng)過歷史實(shí)踐認(rèn)證的最科學(xué)的授業(yè)方式。近年在談到教學(xué)改革時經(jīng)常有學(xué)者和教師提到所謂雙主體模式,強(qiáng)調(diào)學(xué)生參與授課過程,增強(qiáng)互動性?!盎有浴笔且粋€模糊的教學(xué)概念,依賴教師對互動的理解和對課堂的掌控能力。表面上合乎邏輯,實(shí)則難以操作。高等數(shù)學(xué)對學(xué)生而言是枯燥的,尤其是在職業(yè)院校里,學(xué)生更會將其理解為“影響畢業(yè)但無用的課程”。前面提到了在內(nèi)容設(shè)置上如何讓這門課“有用”,在這里主要強(qiáng)調(diào)的是,內(nèi)容調(diào)整后,我們應(yīng)該如何調(diào)整授課模式,對新的內(nèi)容予以支撐。高等數(shù)學(xué)的知識點(diǎn)和難度是逐漸累加的,前面環(huán)節(jié)的缺失,會導(dǎo)致后面的學(xué)習(xí)無法進(jìn)行。但學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中目的性不強(qiáng),或是覺得有些內(nèi)容簡單,沒有跟進(jìn)學(xué)習(xí)進(jìn)度,導(dǎo)致了中間斷檔,后期無法深入。反之,教師可以在授課內(nèi)容進(jìn)行之前,列出階段性問題,作為標(biāo)定階段性學(xué)習(xí)任務(wù)的考查點(diǎn)及課后作業(yè),通過問題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)。學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),增加了學(xué)習(xí)的目的性,也使學(xué)生在能夠回答相關(guān)問題后,獲得成就感。針對非考點(diǎn)的引申性知識點(diǎn),甚至可以由學(xué)生通過反復(fù)查閱教材,教師進(jìn)行必要的輔助指導(dǎo)的形式進(jìn)行教授。這樣一來,主動學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的熱情和習(xí)慣可以得到培養(yǎng),教學(xué)的目的業(yè)已達(dá)成。

2.2分組作業(yè)———案例式教學(xué)

前文提到,綜合性學(xué)科內(nèi)容引入高等數(shù)學(xué)的教學(xué),可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度,也使課程本身富于實(shí)用性。在教授特定專業(yè)的學(xué)生時,其他綜合性學(xué)科都可以做為相關(guān)知識點(diǎn)的補(bǔ)充性材料和問題。我們可以將這些問題以小組作業(yè)的形式進(jìn)行延展,案例背景分析、問題抽象化、解題、匯報。給不同的小組不同的案例作為單獨(dú)的任務(wù),最終通過匯報的形式交流分享心得,或者通過競賽的形式,相互比較成果,都可以提升課堂學(xué)習(xí)的趣味性和學(xué)生的參與感。高等數(shù)學(xué)的教學(xué)不同于其他學(xué)科,輔助教學(xué)工具不僅匱乏,也沒有較強(qiáng)的實(shí)用性,從根本上說,還是需要從方式上想辦法,如何讓學(xué)生會用、愛學(xué),是教學(xué)本身能夠收獲的最大價值。這還需要教師從職業(yè)院校學(xué)生的年齡和閱歷的特性上尋找突破口,對學(xué)生的表現(xiàn)欲、好奇心進(jìn)行因勢利導(dǎo),激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。

2.3差異化考查“差異化考查”與“分層次教學(xué)”

在本質(zhì)上異曲同工,都是為了將學(xué)生根據(jù)個人素質(zhì)進(jìn)行分流,根據(jù)不同群體的特性和同一群體的共性因材施教,區(qū)別考核。但不同點(diǎn)在于,“分層次教學(xué)”是根據(jù)所謂學(xué)生的“學(xué)力”進(jìn)行劃分———在常規(guī)的教學(xué)模式下,教師很容易得到“有的學(xué)生聰明,有的學(xué)生笨”或是“有的學(xué)得快,有的腦子不轉(zhuǎn)彎”的畸形結(jié)論。之所以說是“畸形”結(jié)論,是因?yàn)檫@種考驗(yàn)“填鴨式教學(xué)”下記憶能力的比賽是簡單粗暴的,沒有將學(xué)生的個性考慮在其中,也沒有意識到人做為個體,是有著極強(qiáng)的差異性的。差異化考查,結(jié)合上文的內(nèi)容創(chuàng)新和教學(xué)方法創(chuàng)新,可以根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的課堂表現(xiàn),有序地調(diào)整考核的比重。如,在目的指向型教學(xué)模塊中,有主動學(xué)習(xí)表現(xiàn)的一類學(xué)生,他的成績會偏重于階段性問題的作業(yè)解答;在案例式教學(xué)模塊中,小組中積極解決相關(guān)問題學(xué)生,成績會有一部分來自小組比賽的表現(xiàn)。常規(guī)的授課教學(xué)模式仍然會是大部分教學(xué)時間里的主要手段,因?yàn)椤皞鞯?、授業(yè)、解惑”的過程必不可少,并且也有相當(dāng)一部分學(xué)生在單純“聽”課的環(huán)節(jié)有著良好的表現(xiàn)和領(lǐng)悟力,那么這部分學(xué)生,仍然可以用作業(yè)和考試作為教學(xué)成果的主要手段。

3結(jié)束語

綜上所述,在職業(yè)院校高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,目的指向型教學(xué)、案例式教學(xué)可以作為常規(guī)教學(xué)方法的補(bǔ)充模塊,根據(jù)實(shí)踐的效果隨時調(diào)整比重,最終反映在差異化考查的結(jié)果中。在實(shí)際工作中,教師需要結(jié)合自身的講課風(fēng)格、與學(xué)生的互動能力進(jìn)行有機(jī)安排。內(nèi)容的創(chuàng)新是核心和根本,它可以使高等數(shù)學(xué)這一基礎(chǔ)學(xué)科具備時代性和時效性,可以使數(shù)學(xué)教科書成為指導(dǎo)學(xué)習(xí)專業(yè)課知識的工具書。只有結(jié)合了內(nèi)容的創(chuàng)新,教學(xué)方法的改進(jìn)才能起到更好的效果,從而從根本上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,和自主解決問題的能力。

作者:劉楓 單位:遼寧省交通高等??茖W(xué)校

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