高等數(shù)學內容創(chuàng)新與教學方法研究

時間:2022-05-21 03:58:59

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高等數(shù)學內容創(chuàng)新與教學方法研究

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

關鍵詞:職業(yè)院校;高等數(shù)學;教學內容創(chuàng)新;教學方法

創(chuàng)新高等數(shù)學是高等教育的基礎課程,也是非常重要的課程,高新技術領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)學工具。高能物理、精煉技術、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)的處理和運算。這些處理和運算都是以統(tǒng)計學為基礎的,而統(tǒng)計學的基礎則是微積分與線性代數(shù)。高等數(shù)學的教學缺乏與時俱進的手段,教學形式相較其他學科比較傳統(tǒng),學生處于被動學習的狀態(tài),無法將興趣融入其中。尤其是在職業(yè)院校,教學成果往往不盡如人意。高等數(shù)學教材題庫可以做到年年更新,但教綱與教學內容的變化卻乏善可陳,這也使教師在教學的過程中缺乏發(fā)揮空間,只能在理論教學的側重點上有所偏向。隨著計算機技術的發(fā)展,圖形學,尤其是3D圖形學受到了廣泛的關注。計算機處理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,甚至包括了拓撲理論等相關知識。在高等數(shù)學的教學過程中,教師需要“眼觀六路”,及時進行知識更新,通過與其他學科的聯(lián)系,調動學生的學習熱情,提升本門課程的實用性。

1教學內容創(chuàng)新

1.1以綜合學科為導向的內容創(chuàng)新

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

1.2以計算機應用為導向的內容創(chuàng)新

計算機科學技術在近二十年的發(fā)展遠遠超出人們的預期,計算性能不斷提升、成本不斷降低,側面加速了各個學科前沿的發(fā)展。大量需要進行復雜計算得出結論的部分和大量數(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)計這門課程為例,從教授內容來說,我們的學生本應具備解決一定實際統(tǒng)計問題的能力,但目前教學、考查的側重點仍然偏重原理的記憶和推導計算。計算機應用,可以將學生已習得、掌握的原理和公式進行工具化處理,更多地關注數(shù)據(jù)的輸入和輸出。有了程序輔助,原本消耗在計算上的時間減少,我們可以在考查內容里加入更多的知識點,也就是說,學生想要得到正確結論,必然需要對所學知識融會貫通,同時,教師向學生提出的問題也會更加真實,貼合實際。

1.3數(shù)學建模的相關內容引入

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

2方法創(chuàng)新

2.1由結果到過程———目的指向型教學

高等數(shù)學的教學與其他學科教學,在教學模式上沒有不同,教學的主體只能有一個,就是講師,這是經(jīng)過歷史實踐認證的最科學的授業(yè)方式。近年在談到教學改革時經(jīng)常有學者和教師提到所謂雙主體模式,強調學生參與授課過程,增強互動性?!盎有浴笔且粋€模糊的教學概念,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,實則難以操作。高等數(shù)學對學生而言是枯燥的,尤其是在職業(yè)院校里,學生更會將其理解為“影響畢業(yè)但無用的課程”。前面提到了在內容設置上如何讓這門課“有用”,在這里主要強調的是,內容調整后,我們應該如何調整授課模式,對新的內容予以支撐。高等數(shù)學的知識點和難度是逐漸累加的,前面環(huán)節(jié)的缺失,會導致后面的學習無法進行。但學生在學習的過程中目的性不強,或是覺得有些內容簡單,沒有跟進學習進度,導致了中間斷檔,后期無法深入。反之,教師可以在授課內容進行之前,列出階段性問題,作為標定階段性學習任務的考查點及課后作業(yè),通過問題引導學生進行相關知識點的學習。學生帶著問題學習,增加了學習的目的性,也使學生在能夠回答相關問題后,獲得成就感。針對非考點的引申性知識點,甚至可以由學生通過反復查閱教材,教師進行必要的輔助指導的形式進行教授。這樣一來,主動學習、自主學習的熱情和習慣可以得到培養(yǎng),教學的目的業(yè)已達成。

2.2分組作業(yè)———案例式教學

前文提到,綜合性學科內容引入高等數(shù)學的教學,可以增強學生的學習興趣,擴充教學內容的廣度和深度,也使課程本身富于實用性。在教授特定專業(yè)的學生時,其他綜合性學科都可以做為相關知識點的補充性材料和問題。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的任務,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,都可以提升課堂學習的趣味性和學生的參與感。高等數(shù)學的教學不同于其他學科,輔助教學工具不僅匱乏,也沒有較強的實用性,從根本上說,還是需要從方式上想辦法,如何讓學生會用、愛學,是教學本身能夠收獲的最大價值。這還需要教師從職業(yè)院校學生的年齡和閱歷的特性上尋找突破口,對學生的表現(xiàn)欲、好奇心進行因勢利導,激發(fā)學習熱情。

2.3差異化考查“差異化考查”與“分層次教學”

在本質上異曲同工,都是為了將學生根據(jù)個人素質進行分流,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。但不同點在于,“分層次教學”是根據(jù)所謂學生的“學力”進行劃分———在常規(guī)的教學模式下,教師很容易得到“有的學生聰明,有的學生笨”或是“有的學得快,有的腦子不轉彎”的畸形結論。之所以說是“畸形”結論,是因為這種考驗“填鴨式教學”下記憶能力的比賽是簡單粗暴的,沒有將學生的個性考慮在其中,也沒有意識到人做為個體,是有著極強的差異性的。差異化考查,結合上文的內容創(chuàng)新和教學方法創(chuàng)新,可以根據(jù)學生在學習過程中的課堂表現(xiàn),有序地調整考核的比重。如,在目的指向型教學模塊中,有主動學習表現(xiàn)的一類學生,他的成績會偏重于階段性問題的作業(yè)解答;在案例式教學模塊中,小組中積極解決相關問題學生,成績會有一部分來自小組比賽的表現(xiàn)。常規(guī)的授課教學模式仍然會是大部分教學時間里的主要手段,因為“傳道、授業(yè)、解惑”的過程必不可少,并且也有相當一部分學生在單純“聽”課的環(huán)節(jié)有著良好的表現(xiàn)和領悟力,那么這部分學生,仍然可以用作業(yè)和考試作為教學成果的主要手段。

3結束語

綜上所述,在職業(yè)院校高等數(shù)學的教學過程中,目的指向型教學、案例式教學可以作為常規(guī)教學方法的補充模塊,根據(jù)實踐的效果隨時調整比重,最終反映在差異化考查的結果中。在實際工作中,教師需要結合自身的講課風格、與學生的互動能力進行有機安排。內容的創(chuàng)新是核心和根本,它可以使高等數(shù)學這一基礎學科具備時代性和時效性,可以使數(shù)學教科書成為指導學習專業(yè)課知識的工具書。只有結合了內容的創(chuàng)新,教學方法的改進才能起到更好的效果,從而從根本上提高學生的學習能力,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校

參考文獻

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