探究文科數(shù)學(xué)立體教學(xué)
時(shí)間:2022-12-24 09:30:17
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一、四維一體的文科數(shù)學(xué)教學(xué)新思路
教育部高等學(xué)校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的《數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》中指出數(shù)學(xué)教育在理工科人才培養(yǎng)中的作用主要體現(xiàn)在五個(gè)方面:數(shù)學(xué)工具,理性思維,數(shù)學(xué)文化,審美情操,終身學(xué)習(xí)。當(dāng)然最重要的作用還是作為工具,為專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)服務(wù)。數(shù)學(xué)教育在文科人才培養(yǎng)的作用,我們認(rèn)為不應(yīng)僅僅以掌握工具為目的教會(huì)學(xué)生解題,更主要的是培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力,提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。因此,針對(duì)文科數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中面臨的問(wèn)題,提出在課堂教學(xué)過(guò)程中實(shí)踐立足數(shù)學(xué)知識(shí),培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維,傳播數(shù)學(xué)思想,介紹數(shù)學(xué)文化四維一體的文科數(shù)學(xué)教學(xué)的新思路。
1問(wèn)題與對(duì)策
我們首先給出文科數(shù)學(xué)教學(xué)中面臨的主要問(wèn)題及對(duì)策。問(wèn)題1對(duì)數(shù)列極限,函數(shù)極限,無(wú)窮小,函數(shù)連續(xù)性和間斷點(diǎn),函數(shù)導(dǎo)數(shù)等基本概念的理解與認(rèn)識(shí)。高等數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),系統(tǒng)性強(qiáng),概念抽象?;靖拍钍侵R(shí)體系的基礎(chǔ),它體現(xiàn)了重要的數(shù)學(xué)思想,并且對(duì)理論有著指導(dǎo)作用,而概念往往很抽象,如何正確的理解它,認(rèn)識(shí)它的本質(zhì),甚至來(lái)指導(dǎo)我們?cè)谌粘I钪型高^(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。對(duì)策1用簡(jiǎn)潔通俗的語(yǔ)言去解釋表達(dá)抽象的概念,對(duì)相關(guān)的典型選擇題,判斷題剖析,注重反例的作用。反例在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過(guò)程中,尤其是在初學(xué)者的學(xué)習(xí)中作用非常重要,教師要認(rèn)識(shí)到反例在文科數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程的重要性,一個(gè)具體的反例勝過(guò)你大量的解釋,可以立刻消除學(xué)生思想上的困惑。問(wèn)題2重結(jié)論不重背景,重知識(shí)不重思想,重計(jì)算不重推理的方式。許多教師也滿足與教會(huì)學(xué)生辨別類型題,照貓畫(huà)虎的解答類型題,考試也幾乎全是計(jì)算題。但是這種做法教給學(xué)生形式的東西居多,本質(zhì)的東西較少,學(xué)生學(xué)到的是照葫蘆畫(huà)瓢的術(shù),而不是數(shù)學(xué)思想。學(xué)生由此可以應(yīng)付考試卻難以提高數(shù)學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)辯證思維,邏輯思維的能力。對(duì)策2采用啟發(fā)式教學(xué),通過(guò)不同的現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)問(wèn)題的本質(zhì),從中提煉出重要的數(shù)學(xué)思想,并且讓數(shù)學(xué)思想貫穿整個(gè)教學(xué)體系中。重視幾個(gè)重要定理的推導(dǎo)和應(yīng)用。例如閉區(qū)間連續(xù)函數(shù)的性質(zhì),微分中值定理等,這部分內(nèi)容理論性強(qiáng),注重邏輯推理,在應(yīng)用中對(duì)學(xué)生的抽象思維能力和邏輯推理能力要求高。
我們需要有意識(shí)的鍛煉,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,特別是在運(yùn)用構(gòu)造法證明時(shí)還原思考過(guò)程,讓學(xué)生形成認(rèn)識(shí)問(wèn)題———提出解決方案———否定———再認(rèn)識(shí)———再解決螺旋式的思考習(xí)慣,從而提高他們的理性思維能力。問(wèn)題3學(xué)生對(duì)具體函數(shù)的性質(zhì),具體方法掌握不住。對(duì)策3結(jié)合多媒體和數(shù)學(xué)軟件,利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段,讓學(xué)生形象直觀的認(rèn)識(shí)重要函數(shù)及其性質(zhì),甚至可以再現(xiàn)具體方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,例如微元法求旋轉(zhuǎn)體體積。問(wèn)題4學(xué)生有對(duì)數(shù)學(xué)的恐懼感,缺乏學(xué)好數(shù)學(xué)的信心。許多文科生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差,高中階段就對(duì)數(shù)學(xué)避而遠(yuǎn)之,會(huì)對(duì)大學(xué)階段繼續(xù)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)產(chǎn)生抵觸情緒。對(duì)策4注重課堂前5分鐘,在講授新內(nèi)容的時(shí)候把相關(guān)的歷史人物,知識(shí)背景做一下簡(jiǎn)單介紹,引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在課堂中可隨時(shí)穿插一些數(shù)學(xué)文化和典故,讓學(xué)生保持一種輕松積極地的態(tài)度學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
2案例分析
下面是我們?cè)趯?shí)際教學(xué)過(guò)程中實(shí)踐四維一體的文科數(shù)學(xué)教學(xué)新思路的兩個(gè)典型案例。案例1定理有限個(gè)無(wú)窮小的和是無(wú)窮小。這個(gè)定理理解起來(lái)并不困難,但是需要強(qiáng)調(diào)前面的限定詞有限個(gè)。這就會(huì)使得有很多同學(xué)有疑問(wèn):這個(gè)限定詞不能去掉嗎?首先,有學(xué)生產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)是值得肯定的,說(shuō)明他思考了。那么我們遵循這個(gè)思路去掉這個(gè)限定詞,結(jié)論就是:無(wú)窮小的和是無(wú)窮小。提問(wèn):這個(gè)結(jié)論和定理有何區(qū)別?互動(dòng):對(duì)比很明顯,后面結(jié)論的前提更廣泛,這個(gè)結(jié)論若成立不僅可以推出定理而且還會(huì)有什么推論?這時(shí)就會(huì)有同學(xué)立刻反應(yīng):無(wú)限個(gè)無(wú)窮小的和也是無(wú)窮小。很棒!到這一步,很多同學(xué)明白了,關(guān)鍵就要看這個(gè)結(jié)論是否成立。如果成立,那么定理中的那個(gè)限定詞就得去掉??啥ɡ碇屑热挥心蔷驼f(shuō)明這個(gè)結(jié)論是不成立的。提問(wèn):為什么不成立?哪位同學(xué)可以證明或者解釋一下?互動(dòng):這時(shí)可以讓同學(xué)們討論一下。同時(shí)老師可以提示一下在證明否定性命題或說(shuō)明某個(gè)結(jié)論不成立通常有力的辦法就是舉反例。盡管找到無(wú)限個(gè)無(wú)窮小的和不是無(wú)窮小的例子對(duì)于文科生來(lái)說(shuō)有些困難,但是整個(gè)分析過(guò)程體現(xiàn)了數(shù)學(xué)思維的邏輯性和嚴(yán)密性,對(duì)學(xué)生理性思維的養(yǎng)成是一個(gè)很好的鍛煉。
最后給出反例:limn→∞(1n+1n+…+1nn個(gè))=1其實(shí)當(dāng)把這個(gè)反例呈現(xiàn)給學(xué)生時(shí),學(xué)生恍然大悟,反例很簡(jiǎn)單。整個(gè)過(guò)程教師引導(dǎo)學(xué)生按照數(shù)學(xué)的邏輯去思考和推理,讓學(xué)生養(yǎng)成一種理性的思維習(xí)慣。如果我們將這種方法貫穿于整個(gè)課程中,不僅會(huì)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中形成良好的思考方式,而且會(huì)讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中面臨問(wèn)題時(shí)能夠理性分析。案例2定積分的牛頓-萊布尼茨公式。定積分計(jì)算最重要的工具就是牛頓-萊布尼茨公式,這個(gè)公式也給出了不定積分和定積分的聯(lián)系。如果只給結(jié)論不給證明的話學(xué)生就會(huì)覺(jué)得難以理解。如果給出證明,過(guò)程并不簡(jiǎn)短,需要讓學(xué)生保持足夠的專注度。怎樣能使學(xué)生對(duì)這個(gè)公式產(chǎn)生濃厚的興趣呢?我們可以對(duì)歷史上關(guān)于牛頓和萊布尼茨到底誰(shuí)先提出微積分的爭(zhēng)議做一個(gè)簡(jiǎn)介,學(xué)生也就明白這個(gè)公式命名的由來(lái),自然就對(duì)公式的證明有了興趣。這樣課堂效果就會(huì)很好,學(xué)生就更容易理解并掌握這個(gè)公式。這個(gè)過(guò)程不僅活躍了課堂氣氛,而且讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)文化產(chǎn)生興趣。首先要求教師要對(duì)相關(guān)的歷史知識(shí)和背景要學(xué)習(xí)了解,整個(gè)課程中這樣的機(jī)會(huì)并不少見(jiàn),這也對(duì)教師的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高有著促進(jìn)作用。同時(shí)給學(xué)生介紹了數(shù)學(xué)的歷史知識(shí),為他們了解數(shù)學(xué)文化提供的一扇窗。
二、總結(jié)
文章結(jié)合目前的文科數(shù)學(xué)的教學(xué)模式,提出在課堂教學(xué)過(guò)程中實(shí)踐立足數(shù)學(xué)知識(shí),培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維,傳播數(shù)學(xué)思想,介紹數(shù)學(xué)文化四維一體的文科數(shù)學(xué)教學(xué)的新思路,為文科數(shù)學(xué)的教育改革不斷地探索與改進(jìn)提供有益的嘗試.四維一體的文科數(shù)學(xué)教學(xué)模式具有可移植性,堅(jiān)持實(shí)踐,對(duì)教師和學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)都會(huì)有提升,會(huì)對(duì)學(xué)生今后的人生起到積極影響。
作者:劉艷鄭慕聰單位:西安科技大學(xué)理學(xué)院陜西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院
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