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(一)實施基礎教育新課程的需要
自新課程教育改革后,考入高等院校的高中畢業生所使用的都是教改之后的新教材。基礎教育為高等教育奠定了堅實的基礎,就高等數學課程而言,基礎性的數學教育課程對其內容進行了適當刪減,在一定程度上降低了數學課程的深度與難度,尤其在高考改革后,牽動高等院校數學課程教學改革也就成了一種必然。
(二)以能力為關鍵的素質觀的需要
要想改變以知識多寡與學問深淺為教育質量評價指標的唯一知識質量觀,就一定要提倡與知識經濟相適應,以能力為最終衡量標準的本科院校學生素質觀。高等數學課程教學必須將培養重點置于學生通過高等數學對實際問題進行解決的能力與素養方面,并將其放在學生把握學習高等數學的思想、方法、精神等層面。
(三)應用型人才培養定位的需要
要實現應用型人才目標的培養,就必須改革以下幾點:①適當增加數學素質課程訓練,將高等數學思想文化充分突出出來;②降低高等數學內容難度,相應減少學科課程;③適當增加高等數學課程教育比重,加強教育理論和技能;④在所增加的實驗課中,對實踐環節進一步加強;⑤增加素質選修課程,使人文素養得以提高;⑥進一步增加課程選擇性,與學生個性化發展需求相適應。
(四)現代化教學現狀的需要
就認識角度而言,很多教師對學生后續專業課與基礎課和高等數學之間的聯系比較陌生,而且也不了解后續專業課與專業基礎課中高等數學的作用,他們只懂得就數學課本傳授知識,這會讓學生無法從中體會數學課對后續專業課的重要作用與影響;就內容而言。新建本科院校中所用教材有過多理論知識,缺乏實際應用內容,而且高等院校教師也比較偏重向學生傳授知識,這就忽略了實際所傳授的內容與實際問題、專業學習的有效結合,同時也忽視了對學生高等數學意識與能力的培養,這就與新建本科院校培養應用型人才的辦學定位不適應;就方法而言,習慣沿用滿堂灌、注入式高等數學教學方法,導致學生思維出現惰性,對學生思考問題的主動性與積極性造成抑制,對學生探究獨立思考問題能力的培養極為不利;就實踐而言,新建本科院校存在非常薄弱的實踐教學環節,多學少用的現象比較多,其中新建本科院校高等數學課程教學中相對最為薄弱的一個環節就是數學建模與數學實驗。
二、改革新建本科院校高等數學課程教學的路徑選擇
(一)依照應用型人才培養定位,對高等數學教育教學目標進行優化
作為以應用型人才為培養目標的新建本科院校,必須嚴格遵循“實基礎、適口徑、重應用以及強素能”的教學理念,以進一步優化課程教學目標,適當調整課程教學要求,制定周密的教學大綱。①高等數學課程多維目標的構建。在保證能夠培養應用型人才的前提下,對高等數學課程知識和技能、價值觀與情感態度、方法與過程三維度高等數學教學目標進行確立。②調整高等數學教學要求。不需要過分強調高等數學理論完整性,降低計算與證明的難度,降低高等數學理論要求,進一步淡化運算訓練,以掌握數學方法、理解基本概念、加強培養學生的數據處理與數值計算能力,突出數學理念,要求學生學會以數學方式解決軟件實際問題。③利用分類方式制定高等數學課程教學大綱。對培養應用型人才與高等數學教學內容要求的差異性,通過分類的方式制定適應于不同專業培養目標的高等數學課程教育教學大綱。
(二)依照培養應用型人才需求,對高等數學課程內容體系進行優化
在固定總課時的前提下,必須依照培養應用型人才的目標要求,按照“以應用為目的,實現兩個轉變,形成三個層面,全面把握四大關系”的教學思路。“以應用為目的”指的是依照對應用型人才進行培養的需求,以問題為導入,以數學方法為主線,同時以數學知識產出過程為具體教育平臺,凸顯高等數學整體框架,以此形成高等數學知識整體框架結構。“實現兩個轉變”指的是以注重專業需求的應用導向替代注重數學理論的應試導向。此外,“形成三個層面”指的是將本科院校課程教學內容進行基本、深化及應用三層面的劃分。
(三)依照應用型人才培養需求,對高等數學課程教學方法進行優化
一是教學過程互動化。建立對話式課堂文化,視課堂為一種互動與對話的過程,通過“對話”取代“獨白”,開辟一種教學新模式。二是抽象問題直觀化。在數學中,必須依照教材內容對教學媒體進行重新組合,通過對新穎教學設計進行創設,使高等數學問題更為直觀化。三是枯燥問題趣味化。枯燥的數學問題通常是影響學生學習數學的一大障礙。四是復雜問題簡單化。在高等數學教學過程中,教師通過最為簡單的教學方式來系統性處理復雜高等數學問題,采用最簡單語言來具體說明深奧的理論。
(四)依照應用型人才培養需求,對高等數學課程教學策略進行優化
1.激發學生學習興趣。
俗話說,學習最好的老師是興趣,然而,相關調查研究結果表明,中國學生普遍從小就對數學缺乏興趣,而數學教師忽視培養學生學習興趣,或者無法將學生學習興趣有效激發出來是導致學生數學興趣淡薄的關鍵性因素。所以,數學教師必須對自身教學藝術進行研究與提高,恰到好處地包裝高等數學知識,采用最佳呈現方式,對學生進行積極引導,讓其認真品味數學之趣、領略數學之奇、欣賞數學之美、展現數學之魅力、感受數學之妙,使其對知識的期待和好奇充分激發出來,讓其在學習高等數學的過程中體現高等數學文化的魅力與思考高等數學的樂趣。
2.摒棄嚴密數學。
通常情況下,之所以數學教師無法將學生學習高等數學的興趣有效激發出來,其根本因素就是教師一味倡導高等數學嚴密性,并未將數學教學生動性與數學本身嚴密性之間的矛盾處理好。從另一種角度而言,數學本身的嚴密性是相對而言的,在新建本科院校中,高等數學教育的過程是循序漸進的,并非一步到位的,由此可見,高等數學教師必須善于將深奧思想形象化、抽象概念具體化、陌生內容生活化、枯燥理論趣味化,這種教學方式可有效激發學生興趣。
3.高等數學情境問題的驅動。
我們通常所說的任務驅動法,指的是構建主義教學理論延伸的一種教學方式,任務驅動法著重強調學生日常學習活動一定要結合實際問題與任務,通過問題探索方式里維持與引導學生的學習動機與學習興趣。高等數學教學過程中,高等數學教師可以問題驅動法將教學內容逐步展開,將學生學習積極性充分調動起來,讓學生在任務驅動下學習,以此培養學生解決數學問題的水平與能力。
(五)依照培養應用型人才需求,對高等數學課程考核評價進行優化
就本質而言,教學考核評價不僅僅是課堂教學的關鍵組成部分,同時也被稱為一種行之有效的鞭策與強化手段。在考核評價中,教師能夠對高等數學教學效果進行檢驗,以便對后續教學計劃進行調整,學生也可由此對所學技能與知識情況進行了解與掌握,改進學習方法。通過結合隨堂測驗、平時成績以及期末考試的多元化方法來考評高等數學學習成績,對學生應用高等數學進行引導,提高學生學習高等數學的主動性與積極性。平時高等數學成績主要包括以下幾方面:平時作業、課堂練習、課堂提問、課堂出勤、分析資料、查閱資料以及應用舉例等;高等數學隨堂測驗的內容主要有:數學實驗、教材中的練習以及單元測驗等。此外,教學指導委員會試題庫組共同制定出期末考試試卷,其所占的比例可以依照學生自身情況具體確定,此外,如果學生對高等數學某方面內容有創新與研究,教研室可對其進行免考,以此勉勵學生積極創新與應用。此多元化考核評價制度,從本質上走出了傳統的以筆試當作考核評價唯一方式的弊端。
三、結語
1.實踐教學沒有緊密圍繞提高學生文化藝術修養展開
實踐教學對于學生學習美術具有重要影響,一般高校都會組織學生定期外出寫生,或者鼓勵學生采用其他形式對所學知識進行實踐。但這樣的實踐教學效果到底如何呢?事實上,高校大都圍繞著提高學生的繪畫技能開設實踐課,這并不是壞事,但也不完全是好事。美術和其他藝術一樣都要源于生活,學生要想真正提高自身的文化藝術修養,并非上幾堂課那么簡單,而是要經過長時間的熏陶、耳濡目染。因此,這樣的實踐課難免和學生提高自身文化藝術修養的宗旨有些偏離,也就不能對提高學生自身的文化藝術修養有實質性的幫助。
2.在美術教學中不注重學生自主學習能力的培養
美術學科中包含的知識特別豐富,學生要想汲取這些知識,僅憑在課堂上認真聽講是不夠的,更要憑借自身的努力對知識進行刻苦鉆研,這就離不開一定的自主學習能力。學生要想真正提高自身的藝術功底,絕非一時半刻所能做到,而是需要學生具備一定的自主學習能力和樹立終身學習的意識,并執著地展開對知識的追求。但就目前來看,高校對美術專業學生的培養仍局限于單一地提高學生的繪畫技能,而沒有對學生進行有效引導,從而全面提高其綜合素質。
二、推進我國高等院校美術教學改革的新途徑
1.糾正課程設置中“重專業”“輕教育”的傾向
古語云:“修身、齊家、治國、平天下。”或許有人會感到奇怪,這四者中為什么修身會被擺在第一位。筆者認為答案是:一個人唯有身正才能不怕影子斜。所謂身正,筆者認為應該是正直、有高尚品德,德行可以說是一個人的立世之本。之所以要糾正課程設置中“重專業”“輕教育”的傾向,是因為美術教育不僅要培養和提高學生的繪畫技能,更應發揮自身在培育人才方面的獨特作用,致力于培養德藝雙馨、德智體美全面發展,有理想、有擔當,能肩負起建設社會主義事業重任的高素質人才。
2.構建嶄新的課程體系
構建嶄新的課程體系,首先要根據學生所學美術專業的不同方向為其量體裁衣,開設更為符合其實際需要的課程,改變以往所開設美術專業課程豐富但不實用又缺乏針對性的現象。其次,高校為學生開設實踐課,不應僅僅局限于培養學生的繪畫技能,而應將實踐課轉變為學生一展才藝的舞臺,給予學生展示自己的機會。再次,在美術教學中還應注重對學生的自主學習能力進行培養和激發。
3.全面推進人才培養模式改革
高校所培養出的美術人才最終是要走向社會的。因此,高等院校在制訂美術專業人才培養目標時,可以考慮以市場為導向,結合社會對美術人才素質的實際需要,對美術專業人才進行訂單式培養,從而有效提高美術專業人才的社會適應能力。全面推進人才培養模式改革的措施有以下兩點:在校內進行開發,建立實訓基地則是提高學生專業水平和實踐能力的最佳方式。為此,學校應加強師資力量建設,努力提高師資與硬件設施的水平,如開辦公司或美術輔導班等,以便為學生的實習提供一個可靠的平臺。
一門課程的學習伊始,教師應該清晰謹慎地提出本課程可以給予學生的承諾與機會。例如,該課程將幫助學生回答什么樣的問題?這些問題將有助于他們發展何種類型的智力、體力、感情或社交能力?學習該門課程對于他們后續課程學習有什么幫助?對于他們日后工作有什么樣的幫助.所以,第一堂課,最重要的不是快速進入教學內容的講授環節,而在于幫助學生明確該門課程的學習意義。一個直接明了的問題有助于引起學生的深入思考,所以教師首先可以向學生提出問題:為什么學習《初等數論》(或課程)?要回答該問題,不僅需要教師對于該門課程的課程教學目標有清晰的理解,而且要能通過簡潔、非專業的語言向未學習該門課程的同學解釋清楚答案.對該問題的回答既有學科知識上的考慮,如對于后續課程的學習、對學生能力的培養等方面的影響,但更要從學生實際出發,采用實用主義的觀點,告訴學生該課程對于其自身日后的成長發展尤其是畢業求職以及離開學校后的發展可能會起的作用。作為對問題的回答,第一個原因,基于營造良好課堂教學氣氛的考慮,教師給出答案:為了拿到學分,為了畢業,不得不學.而且結合課程性質,因為它是一門專業限選課,該門課程的成績影響學分績點,所以,要求同學不僅要考試通過,而且應該爭取取得盡可能高的成績.以此對學生的學習提出比較高的要求.接著,教師向全體同學展示新的高中數學教材選修2———《數論初步》,讓學生明確,數論不僅是數學的一個重要分支,而且是新的高中數學課程標準要求的教學內容.如果要想成為一名符合新課程要求的合格的高中數學教師,同學應該要學習掌握數論的有關知識.然后,教師講述自己親身經歷過的一件事情:“曾經有一個同事問我,2.5除以0.8余數是幾.因為他孩子做作業時遇到這樣一個問題.結果孩子答案是1,老師說答案是0.1.請問余數到底是幾?”.學生對于這個問題也陷入了思考,有的認為是0.1,因為余數要小于除數,有的認為答案是1,因為小學生做除法時應該要先移動小數點然后再計算.此時教師可以告訴學生,余數是數論中的一個概念,而數論研究對象是整數,所以,教師所提的問題本身就是錯的,以此幫助學生明確該課程學習的第三重理由:作為數學教師,數學專業水平不高,不懂得一些數論的知識,教學工作就可能會犯錯.接下來教師再提問第四個問題,什么樣的整數能夠被3整除?幾乎所有的學生立刻能夠說出答案:只要看這個整數各個數位上的數字的和是不是3的倍數.教師接著問為什么有此結論?則所有的同學都安靜下來.這時教師點明學習初等數論的第四個理由:幫助同學明白一些數學結論成立的道理.可能有的同學認為“這些結論我知道、好用、會用”就可以了,何必要弄明白它為什么成立呢?教師回答:知道這些結論成立的道理一方面可以幫助我們確信這些結論成立的正確性,另一方面可以以此幫助我們去探尋更多好用的結論,如“什么樣的數能被9、11、13、17…整除?”而且有些結論如果不知道它成立的原因容易忘記或者用錯,但是明確了知識的來龍去脈,就變成了理解性記憶,不僅記憶能更加深刻持久,而且不會覺得記憶相關結論是一個負擔.最后教師結合上一學期《競賽數學》課的學習點明第五個學習初等數論的原因:中小學數學教師進行數學競賽輔導活動需要學習數論知識.雖然數學競賽活動飽受批評,但那多是由于人們將競賽活動過度功利化及競賽開展的低齡化、競賽培訓范圍的擴大化和培訓形式的單一化所造成的,數學競賽活動本身有其積極的教育價值.而數論問題題意簡單、解答需要深入思考的特點決定了它用于培養和發現數學人才具有先天的優勢.誠如大衛•希爾伯特所講;“用以發現數學天才,在初等數學中再也沒有比數論更好的課程了……”.第六個學習初等數論的理由是:通過人們對初等數論應用價值的研究,幫助大家加深對數學的認識.20世紀50年代以前,人們認為數論沒有多少應用價值,數學家研究它是因為數論問題有趣,是進行“思維體操”的材料,但是隨著計算機和信息技術的發展,數論中的許多理論找到了用武之地:比如在計算方法、代數編碼、組合論等方面都廣泛使用了初等數論范圍內的許多研究成果;有文獻報道,現在有些國家應用“孫子定理”來進行測距,用原根和指數來計算離散傅立葉變換等.此外,數論的許多比較深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速變換等方面得到了應用.特別是現在由于計算機的發展,用離散量的計算去逼近連續量而達到所要求的精度已成為可能.尤其是基于大數分解的RSA公開密鑰體制深刻地改變著人們對數論和數學的認識。以上六條理由在輕松的氣氛下既幫助學生明確了《初等數論》課程的學習意義,又告訴學生“學科知識對于課堂教學及數學教育至關重要,大學數學課程對于未來從教發揮重要作用”,同時介紹了數論現展的一些特點。
二、介紹學科的發展簡史
“如果我們想要預測數學的未來,那么適當的途徑是研究這門學科的歷史和現狀”(亨利•龐加萊).近年來,在我國的數學教育改革中,人們越來越重視數學史知識在數學教育中的價值和應用.介紹該門學科的歷史從淺的層次上看可以通過講故事的形式吸引學生的學習興趣,從深的層次上看可以幫助學生理解該門學科的研究問題、學科特點及發展趨勢。該節課討論的第二個問題是數論學科的發展歷史及分類,以發展的眼光看初等數論是如何形成、產生和發展的。在此既從古代人們對數論問題的零星、瑣碎的研究,明確數論問題的解決和研究促進了數學的發展,又要介紹高斯在數論的學科化、系統化方面所作出的杰出貢獻,包括其劃時代的著作《算術探討》在完成之初被法國科學院拒絕出版的軼事也有其積極的教育價值。而正如前面回答“為什么學習初等數論”時給出的第六個答案所講的,數論學科的現展已經使得該門學科不再僅僅是思維的體操,更慢慢成為一門有著廣泛應用的學科。
三、明確學科研究對象及特點
一門學科總有其核心的研究對象或問題。在第一堂課上,即使學生難以一下子完全理解,教師也應該明確指出該門學科研究的核心問題。所以該節課第三個要講授的內容是數論的研究對象及學科特點。第一,要幫助學生明確該門課程的研究對象是整數,其最核心的概念是整除。初等數論的知識體系其實都是圍繞整數和整除展開的。第二,數論是一門蓬勃發展的學科,它內部產生的大量問題促進了數論學科的快速發展。加拿大數論專家RichardK。Guy教授曾編寫了一本《數論中未解決的問題》一書,該書在1981年首次出版時大約有150頁,而1994年第二次再版時,將第一次出版后已解決了的問題刪去,又將隨后提出的新數論問題加入,這樣一來,第二版書的頁碼增加到280頁。第三點要著重說明的是無論是古代還是現代,中國數學家在數論研究上都取得了杰出的成就。為了幫助學生加深對學科特點的認識,教師可以列舉介紹一些簡單而典型的學科問題。高斯說,“數學是科學的皇后,數論是皇后戴的皇冠”,而一些精彩有趣的數論問題則被喻為是皇冠上的明珠,熠熠發光。通過簡單介紹費馬大定理尤其是A•懷爾斯的工作幫助學生了解數學家解答數學問題的艱辛,以及數學家在證明費馬大定理上所做的各種嘗試和提出的理論,幫助學生了解數學問題的研究對數學發展的極大促進作用。或許某個理論并沒有解決它想要解決的問題,但可以在其它方面找到應用,正如費馬大定理被喻為“生下金蛋的母雞”一樣;通過介紹哥德巴赫猜想及其證明原理幫助學生了解陳景潤證明的“1+2”的含義,消除誤解;通過介紹完全數、親和數問題,幫助學生感受數學問題里蘊含的理與美。以上所有問題可以再次讓學生體會數論問題的特點:題目本身簡單易懂、富有趣味,許多數論難題甚至連小學生都能明白題意,可是要真正證明它,卻可能需要數學家長時間的研究和解決。
四、幫助學生明確不足
一門學科或許是有趣的、有意義的,但是如果能讓學生意識到自己現在的不足,則對于后面的主動學習無疑是有利的。該節課介紹的第四個內容是數學競賽大綱中涉及的數論問題及要求。通過介紹數學競賽大綱中涉及的數論內容,幫助學生意識到自己知識能力上的不足。尤其是通過請學生嘗試思考解決一些中小學的典型數論競賽題,讓學生更進一步地認識到自己在問題思考和解決上能力的不足,給本門課程的學習創造一個憤悱的狀態。
五、明確課程的學習要求及學習建議
[關鍵詞]高等數學;多媒體技術;旅游管理
1引言
高等數學是高等院校的一門十分重要的基礎課程,也是專業教學計劃中的一門主干課程。自從20世紀50年代開始,國內引進蘇聯教育的教材體系,高等數學課程逐漸形成了現有的、較為完善的教學體系。雖然經過1958年和1978年的兩次高等院校教學改革運動,高等數學課程也得到了一定程度的改進,但課程的總的教學思想和教學體系沒有發生根本性的改變。而在20世紀80年代,世界范圍內出現了大學數學改革浪潮,西方發達國家,也都爭先恐后地對大學數學的教育體系進行了不同程度的改革。國家教育部于1996年啟動了“高等教育面向21世紀教學內容和課程體系改革計劃”,1998年10月教育部又在北京香山召集了部分大學數學教育的專家、學者,以及來自教學第一線的數學教師,舉辦了“數學教育在大學教育中的作用”的研討會。此后,大學數學教育的改革受到各方面更加廣泛的關注和重視[1,2]。
自1999年國家開始實行的高校招生擴招政策以來,全國的高等教育形勢發生了很大變化,出現了許多新的情況和問題。特別需要指出的是,各個高等院校的在校學生人數不斷大幅增加,而教師數量并沒有相應地得到同步增加,因此就造成高等院校的教學設施和教學人員的普遍短缺,數學教師尤為嚴重。為了保證學生有課上、課程有人講,像高等數學這樣的專業基礎課,不得不采用大班來組織課堂教學,學生人數一般都在150人左右,有時多達200人。面對這樣的困境,如何來保證高等數學課程的教學質量并有效地提高學生的數學素質?就成為一個值得高校有關各方認真考慮和研究的課題。
本文將借助當代教育心理學的一些理論和思想,從數學的教育作用、高等數學課程教學的現狀和問題、以及多媒體技術在高等數學課程教學中的應用幾個方面,來研究高等數學課程的教學改革問題,并結合我校的具體實際情況,提出一些能有效提高高等數學課程的教學質量的新建議。
2數學與數學教育
數學的發展歷史是非常悠久的,大約在1萬年前,人類就從社會生產實踐中逐漸認識并形成了“數”和“形”的概念,但是真正產生數學理論還是從古希臘人歐幾里得(Euclid,公元前300年)開始的。
2000多年以來,數學的發展大體可以分為3個階段:17世紀以前是數學發展的初級階段,這一時期出現了常量數學,如初等幾何,初等代數;從文藝復興時期開始,數學進入了第二個階段,即變量數學階段,這一時期產生了微積分、解析幾何、高等代數;從19世紀開始,數學獲得了巨大的發展,形成了近代數學階段,這一時期產生出實變函數、復變函數、泛函分析、微分方程、近世代數、非歐幾何、拓撲學、計算數學、數理邏輯、概率論、數理統計等一大批新的數學分支。到目前為止,數學已發展成為擁有100多個學科分支的龐大的知識體系。
恩格斯曾說過:“數學是現實世界中的空間形式與數量關系”。然而現代數學的內容已經大大超出一般意義下的“形”與“數”的范疇。對于大多數人來說,數學,特別是現代數學,在他們的印象中往往只是一大堆符號和公式,而并不真正了解數學為何物。為簡單起見,我們可以用較為生動形象的語言來描述數學,數學是一切科學的共同語言,數學是一把打開科學大門的鑰匙,數學是一種思維的工具,數學是一門創造性的藝術。不僅如此,數學還是一門內容豐富的知識體系,其內容對自然科學家、社會科學家、哲學家、邏輯學家和藝術家是十分有用的,而且對政治家和神學家的學說觀點也會產生影響,它滿足了人類探索宇宙的好奇心和對美妙音樂的冥想,甚至以難以覺察到的方式無可置疑地影響著現代歷史的進程。
數學作為一門教育課程進入學校,可追溯到公元前的柏拉圖(Plato,公元前427-公元前347)時期,至今已有2400年左右的時間。柏拉圖曾規定不懂幾何學的人就不得進他的哲學學校。他甚至認為:“如果說不知道正方形的對角線和邊是不能用同一單位度量的,那他就不值得人的稱號”。由此可以看出,那時人類就已經把數學與教育、數學與人的全面發展聯系起來了。
1990年,聯合國研究機構提出了“知識經濟”的說法,1996年經合組織明確給出這一概念的定義,即以知識為基礎的經濟。在知識經濟時代,知識經濟人才的首要標準是要真正有知識,聯合國系統曾對高科技產業的研究者、決策者和管理者應具備的個人基本知識做過一個總結———高等數學;在研究與發展的某一領域中的實踐;計算機的基礎知識;現代管理方法;外語知識;社會科學的基本知識。值得注意的是在所列的基本知識當中高等數學被放置于首位,這從一個側面充分說明了高等數學在人才培養過程中的重要作用。事實上,數學教育在提高人才的推理能力、抽象能力、分析能力和創造能力上是任何其它訓練都無法代替的。
3高等數學課程教學的現狀和問題
北京第二外國語學院是一所以外國語言文學為主體學科,以旅游管理為特色學科,文學、經濟學、管理學、法學等多學科門類共同發展的教學型大學。高等數學是旅游管理學院和國際經濟貿易學院的各專業本科生的專業必修課,也是國際傳播學院、法政學院以及外語類各系的本科生的公共選修課。教學內容涉及到微積分學、線性代數、概率論和數理統計4門不同的數學課程,教學計劃144學時,實際教學課時約為120學時。
就旅游管理學院的旅游管理專業、市場營銷專業、財務管理專業、會議展覽專業而言,經過近幾年的教學實踐和研究,目前在高等數學課程教學中主要存在如下的問題:
(1)國內具有同類專業的一流高等院校大都設置250學時左右的大學數學課程,相對來說上述專業的數學課程存在嚴重的學時不足問題。
(2)由于大學擴招而興起的大班課堂教學,以及長期以來所形成的重視課堂教學的傳統,而導致了“注入式”教學方法更加流行。
(3)由于同一專業實行文理科招生制,再加上生源地的不同,造成學生入學數學水平的差距增大,這就給教師組織教學帶來很大的困難。
(4)由于數學教師的缺乏,造成教學任務非常繁重,從而導致教師長期無暇接觸科學研究,成為名副其實的“教書匠”,更嚴重的是數學教師看不到個人的職業發展前景。
(5)由于教學學時的不足,又為了完成教學內容趕進度,致使習題課名存實亡,只能在課堂上找時間多講幾個例題來代替。
(6)由于過分強調“專業教育”,而形成了對大學數學教育的片面理解,在人們的觀念里,認為數學只是“為專業服務”的工具仍然根深蒂固,嚴重忽視大學數學在人才培養中的素質教育作用。
4多媒體技術在高等數學課程教學中的應用
現在,從數學教師的角度出發,借助當代教育心理學的一些理論和思想[3],來研究多媒體技術在高等數學課程教學中的應用,以便克服和改善在高等數學課程教學中存在的主要問題。
課堂板書教學是高等數學課程教學的一個特點。符號語言是數學的一個重要特征,如同音樂利用符號來代表和傳播聲音一樣,數學也是利用符號來表示數量關系和空間形式的。數學符號語言與日常講話用的語言是不同的,因為日常語言是習俗的產物,也是社會和政治運動的產物,而數學符號語言是經過慎重地、有意地和精心地設計的。借助于數學符號語言的嚴密性、簡潔性和精確性,數學家們就可以表達和研究數學思想,而這些思想如果用普通語言來表達的話,就會顯得非常冗長不堪。另外,數學符號語言的這種簡潔性還有助于提高思維的效率。數學符號語言中含有大量的符號和幾何圖形,這些符號和圖形常使得不懂其意義的人感到莫名其妙。因此,要想完整準確地表達和傳遞數學信息,僅僅依靠普通人類語言是不夠的,還必須借助數學的符號語言才能辦到。由此可見,數學課程的教學不僅需要大量的說,而且需要大量的寫和大量的畫。這就決定了數學課程的教學必須借助大量的板書來組織課堂教學。
創建一個能夠充分調動學生的各個感覺器官的客觀環境是高等數學課堂教學的一個起碼條件。神經生物學家的實驗研究已經表明,人類自然接受信息是通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺等感官來進行的,其中視覺和聽覺起著最重要的作用。通過視覺獲得的信息占83%,通過聽覺獲得的信息占11%,因此來自視覺和聽覺的信息就達到94%。對于同樣的學習材料,單用視覺,3小時后能保持所獲得知識的72%,3天后下降到20%。單用聽覺,3小時后能保持所獲得知識的70%,3天后下降到10%。如果視覺和聽覺并用,3小時后能保持所獲得知識的85%,3天后下降到65%。因此從提高學生學習高等數學的效率來講,創建一個能夠充分調動學生的各個感覺器官的學習環境是十分重要的。
目前高等數學課程是以大班方式組織教學的,每班合計人數約為140人(4×35=140),這主要是由于專職數學教師數量不足而造成的。如果數學教師不能在近期內有效地增加的話,那么在這樣的教學環境中繼續使用傳統教學法來組織課堂教學,由大課堂教學所引起的一系列問題,比如坐在教室后面的學生看不清黑(白)板上老師的板書、聽不清老師的聲音之類問題,就會更加嚴重。根據近年來的教學研究和實踐,筆者認為將多媒體技術應用到高等數學課程教學中是走出這一困境的一個最合適的辦法。
隨著辦學設施的逐步改善,學校已經建成一些多媒體教室,配置了計算機、多功能投影儀、視頻展臺、有線話筒、高保真音響、影碟機以及錄像機,這就為開展高等數學的多媒體教學創造了必要的物質條件。對于高等數學課程來說,借助多媒體技術來組織課堂教學,會彌補傳統教學法的某些缺陷,具有無可比擬的優勢。
良好的視聽環境。電子教案經多媒體演示后,文字規范,字體可大可小,圖形直觀清晰,色彩豐富,并可設置動畫,視覺效果較好且具有形式上的美感。另外,高保真的話筒和音響,更增加了聲音的立體效果。這些優勢基本上可以解決學生在課堂上看不清板書和聽不清聲音的問題,使學生獲得了一個良好的課堂教學環境。
生動形象的教學情景。傳統教學手段難以表達的抽象數學概念和思想,借助多媒體技術可以生動形象地展示出來。如極限概念,從圖形上通過計算機對極限過程的動畫演示,學生就能比較容易地理解和接受這個抽象的極限概念。對于定積分和二重積分的概念,經過動畫演示,學生很容易理解和接受分割、近似代替、求和以及取極限這個重要思想。
精確直觀的空間圖形。傳統教學手段難以演示的空間圖形和形成過程,借助多媒體技術可以精確直觀地展示出來。三維空間的幾何圖形,如柱面、二次曲面、旋轉體、曲面的截痕、球體被柱面所截得立體等等,這些特殊的曲面和立體的圖形,對于大多數學生來說是難以想象出全貌的。通過計算機的三維動畫軟件,能夠直觀地演示這些難以想象的幾何圖形的形成過程,并精確地展示出來。借助圖形的直觀效果,有助于學生對于數學思想、概念和原理的認識和理解。
增加課堂教學的信息量。電子板書的合理演示,節省了數學教師的大量板書時間,使教師能夠將更多的精力和時間用于教學內容的講授上,進而有效地增加課堂教學的信息量,提高全面地提高課堂教學的有效性。
提高學生的學習積極性。多媒體技術帶來的良好的視聽環境、生動形象的教學情景和精確直觀的空間圖形,極大地增強了數學課程的趣味性和吸引力,特別是現代教育技術的引進,使學生在心理上產生一種積極上進的愿望,繼而提高學生學習數學課程的積極性。
提高數學教師的業務水平。將多媒體技術引入高等數學的課堂教學中,對數學教師也是一種挑戰,從認真備課到吃透教材,從鉆研教學課件到制作體現自己教學理念和教學方法的電子教案,都需要去做大量的課前準備工作。另外,對于一般的數學老師來說,熟練使用計算機和電子教案的制作工具也不是一件輕松的事情。這個準備的過程無疑會大大提高數學教師的能力和業務水平。
需要指出的是,多媒體技術是一種輔助高等數學課程教學的工具,它也具有兩面性。如果多媒體技術在課堂教學中使用恰到好處,那么就能夠成功解決目前高等數學課程教學中存在的部分的問題,從而極大地提高高等數學的教學質量。如果使用不合理得當,也會出現一些傳統教學中的常見的問題,如滿堂灌現象,特別是由于課堂教學的信息量加大和節奏加快,容易使學生眼花繚亂,難以真正吸收和消化教師在課堂上提供的數學思想和知識。
課堂教學是一門藝術,也是一種創造性勞動,要做好這項工作,需要教師的敬業精神,更需要教師對學生的愛心。
5提高教學質量的一些建議
翻開國內的學術期刊,不難見到有關高等數學教學改革的研究文章,但這些文章大多數是從教師的角度去考慮高等數學課程的教學改革問題,很少有人從宏觀的角度去思考。如何來有效地提高高等數學課程的教學質量,這是一項復雜的、艱巨的系統工程,需要教育部門、院校主管、數學教師、接受教育的學生,各施其職,各盡其力,通力合作才能夠奏效。
具體需要以下幾個前提條件:
一是有關各方對數學教育在大學人才培養過程中的作用要有一個明確的認識,高等數學是學生掌握數學工具的主要課程,而數學工具可用來處理和解決本學科中普遍存在的數量化問題和邏輯推理問題;數學是學生培養理性思維的重要載體,而理性思維會潛移默化地在學生日后的工作中發揮作用;數學是學生接受美感熏陶的一條途徑,而美學四大中心構架(詩詞、音樂、造型和數學)之一就是數學;數學是學生從事一切科學研究的共同語言,而數學語言會促進學生在知識、能力和素質的綜合協調發展。
二是各級管理機構要加大教育經費的投入,制定切實可行的相關配套政策,鼓勵和支持大學教師積極從事數學教學改革的研究和實踐,使從事教學研究的教師看到自己的職業發展前景,使通識教育真正落實到實處。
三是數學教師要更新教育觀念,自覺運用教育學和心理學的觀點來指導數學的教學活動,敬崗敬業熱愛學生,設法培養學生們的學習興趣,使學生們能真正地認識到學習高等數學對他們日后職業發展的重要性,充分調動學生的學習積極性和主動性,并培養學生們的獨立思考能力和創新能力,使得學生能夠不斷地提高他們的學習能力,進而樹立終身不斷追求學問的理想。
四是學生要積極向上,具有良好的學習動機,并能夠認識到學習高等數學的重要作用,積極配合教師的教學活動,不斷改進自己的學習方法和策略,提高自己的學習能力,逐漸養成探求問題的習慣。如果這些前提條件能夠滿足或大部分滿足的話,那么經過有關各方的努力,有效地提高高等數學課程的教學質量是完全可能的。
總之,為加快我校向多學科綜合型大學發展的速度,跟上國家大學數學教育改革的步伐,盡快提高高等數學的教學質量,建議有關各方轉變對數學教育在大學人才培養過程中的作用的認識,更新大學數學的教育觀念,大力倡導數學素質教育,健全大學數學教育的管理機構,明確管理機構的職責,加大對大學數學教育的經費投入,加強大學數學課程師資隊伍的建設,制定切實可行的相關配套政策,使從事教學研究的教師看到自己的職業發展前景,調動各方面人員的積極性,保證大學數學課程必要的教學課時,設置數學課堂合理的學生人數,為數學教學改革和提高教學質量創造一個更加寬松的良好環境,努力為國家培養更多的高素質人才,為中華民族的復興做出貢獻。
[參考文獻]
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當決定在學校實行高等數學課程分層次實踐教學的計劃時,數理學院以院長為首的高數任課教師紛紛獻計獻策,制定適合我校學生實際情況的分層次教學計劃.首先采取實驗班的形式,選取某個專業作為實驗班進行教學,當條件成熟,再慢慢推廣普及全校.實驗班我們選定新入學的13級機電學院過程控制專業4個班作為授課班級,分別由2位老師各擔任2個班級的高等數學老師.其次制定分層次教學的實施方法,主要的實踐方法分為以下幾步:調研學生情況———制定標準———分層組班———分層教學———評價———互動調整———評價———互動調整———評價.所謂分層次教學就是根據學生不同的潛質,結合學生的平時學業成績分別對待,在課堂教學中根據不同層次的學生提出不同的要求,通過對各層次的學生完成作業的情況進行評估,有針對性和目的性地進行教學,從而達到預期的教學目的和教學效果.
2學生層次的具體劃分以及實際課堂教學工作
下面就如何在高等數學課堂教學過程中實施分層次教學試談如下.
2.1充分了解學生,做好分層次課堂教學的基礎工作
在高等數學教學中,面對的是來自天南海北的朝氣蓬勃的學生,由于他們家庭環境不一樣,中學階段的數學學習情況不一樣,因此每個人的學習基礎就會有所不同.對于剛入大學校門的大一新生,學生的知識基礎、適應能力等因素直接影響著學生接受知識的能力,所以根據這樣特點,我們實行幾個時間階段推進分層次教學工作.在第一階段剛開課第一個月內的高等數學授課過程中,并沒有分班教學,而是一邊通過課堂教學,一邊和學生課后交流以及結合學生平時作業情況,任課教師對學生的學習習慣、學習態度、學習基礎進行全面了解,然后再結合教學內容的安排,在學習過程中定期的安排課程測試,最后根據所評定的學業成績,把學生分成2種類型,從而確定不同層次的學生組合,以便于采取針對性措施.這樣確定的“層”可明確教師的教學方針和對策,對教學內容進行分層設計,使得教學對象更有針對性、課堂教學更有成效.
2.2分層組班,合理自愿流動
在實際課堂教學中,有2個老師分別擔任過控專業13級1,2班和3,4班的任課教師,在不影響教學進度的前提下,我們以高等數學的教學內容及教學計劃為參照,按照高等數學教學內容的完整性即單變量極限內容授課結束后,我們進行了第一次課程測試,所有考試流程均按照期末全校通考的程序一樣遵守,嚴格的考試時間,教師的嚴格監考制度,嚴格的試卷評判標準,我們始終做到給出每一位學生公平公正的學習成績.這一系列的工作都是在新學期第一節課就事先告知學生的情況下進行的,所以當快要考試的那段時間,學生們都很認真的復習準備,最后根據考試平均成績,制定分層的標準,綜合學生的上課學習情況,第一次把過控專業13級學生4個班按照層次要求及班容量進行分層組成2班.一個班我們定位為A班,一個班定位為B班.這樣可以把學習成績相近、某些特征相似、需求相同的學生分在一層,教師可以根據每層學生特點,有針對性的施教,有區別的幫助學生.這一方案在實施過程中我們想到可能會遇到一些困難,往往老師的出發點是好的,可以調動有些學生的學習積極性,當然在后續的實踐教學中老師已深切感受到一些學生在通過這樣的層次分班下學習的熱情和積極性,但還有一點擔憂就是若分班稍有不妥,有可能會給極個別學生帶來自卑感,反而適得其反,為了樹立每一位同學學習高等數學的自信心,我們一方面遵守分層的標準,一方面還是做到合理自愿流動.合理自愿流動是指根據學生的實際情況把學生調整到相應層次的動態管理過程.分層教學階段流動與平時流動相結合,在整整一年的高等數學課堂教學過程中我們進行多次類似的測試評定,A、B兩個班的學生相繼又進行不同層次的自愿流動.值得肯定的是4個班的學生始終是一個整體,在教學進度一致的情況下,合理自愿流動的分層教學促進師生的交流和互動,使得學生學習的競爭意識,積極性都得到很大的提高,同時兩個任課教師根據學生實際情況具體制定分層教學模式的教學目標:A班學生:掌握知識較好,教學內容在重基礎、重收獲的前提下,對A班學生綜合性、理解性的習題要求要高一些,我們要求以優良成績完成高等數學課的學習任務,具備普通高等學校學生應具備的文化基礎課通用能力.B班學生:接受知識慢一些,我們放慢教學進度,在運用知識的能力方面分出層次,加強基礎性知識的練習,要求以合格成績完成高等數學課的學習任務,具備學習專業課的必備的文化基礎課通用能力.這樣通過在教學內容拓寬、教學目標明確的基礎上可以讓學生在不同學習階段、不同層次班級的合理自愿的流動,使學生獲得最適合自己的學習條件,包括學習內容、學習方法和教師,目的是激發學生的學習興趣,培養學生的競爭意識.
3課堂教學實踐的成果
在這一年的高等數學實踐教學中,作為任課教師是深有感觸:一方面感受到通過分層次教學帶給學生積極向上的學習勁頭,一方面也帶給任課教師自身素質的提高.表1是任課班級的部分學生在分層次教學下不同階段的測試成績抽樣調查結果.總之,分層次教學方法對學生的學習進步起到了很好的推動作用,也為任課教師提供了很多經驗總結:一是優化課堂教學課程內容,提高學生的學習積極性.在保證整體教學水平的前提下,根據當前素質教育的要求,面向全體學生,主動承認學生個體差異,改變統一的教學模式,因材施教.針對于不同的學科專業,有效地選擇授課內容.針對不同層次的學生設計不同的教學內容,多與實際應用結合,在教學中恰當引入數學史,把數學史中積極向上的一面灌輸給學生,活躍課堂氣氛的同時對學生進行思想教育,激發學生的學習興趣.二是實現教學方法的創新模式.打破統一大綱、統一講授的傳統教學管理模式,實現由傳統式教育向創新式教育的轉變,由整體模式的培養到注重個人培養的轉變,激發學生的創新潛能.加強學生對數學方法、數學思想的培養,有助于培養學生全新的思維模式、提高學生的抽象思維能力以及運用數學思想解決實際問題的能力.三是實施合理流動的分層制.不同的層次教學,教學標準應有不同,分層次不是固定不變的,而是動態流動的,公平合理的,學生可以根據考試成績和一個階段的學習情況作出新的選擇.雖然每個層次的教學標準不同,但各個層次的教學過程都要遵守一個基本原則,就是要把激勵、鼓舞學生的主體意識貫穿教學過程的始終.
4總結