王蘇華

摘 要：通識教育理念正逐漸為高等教育界普遍接受，并在許多高校得以實施。作為工科通識教育體系中的一門核心基礎課程，高等數(shù)學的教學改革必須順應通識教育理念。本文以通識教育對人才培養(yǎng)的要求為出發(fā)點，從教學目標、教學內(nèi)容和教學方法等方面探討了工科類院校高等數(shù)學教學改革的一些途徑。

關鍵詞：通識教育 高等數(shù)學 教學改革

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）03（b）-0059-02

隨著我國高等教育改革的不斷深入，通識教育理念正逐漸為高等教育界普遍接受，并在許多高校得以實施。通識教育是指高等教育中的一種非專業(yè)性、非職業(yè)性、非功利性的教育，其目標是培養(yǎng)完整的人，即具備遠大眼光、通融識見、博雅精神和優(yōu)美情感的人[1～2]。數(shù)學在通識教育體系中承擔著培養(yǎng)學生邏輯推理、抽象概括、綜合運用數(shù)學知識解決問題等能力的重要作用；同時為學生提供今后專業(yè)學習和職業(yè)發(fā)展所需的數(shù)學素養(yǎng)和數(shù)學技能，進而培養(yǎng)學生唯物辯證的思維方法，提高學生的綜合素質。在工科院校的各類數(shù)學課程中，高等數(shù)學是最基礎、應用最廣泛的一門課程，是通識教育體系中的核心基礎課程。因此，進一步深化高等數(shù)學課程教學改革必然是高校落實通識教育的一個重要內(nèi)容，也是高等教育改革的重要課題之一。在本文中，筆者將結合自身在工科院校從事高等數(shù)學的教學實踐，從教學目標、教學內(nèi)容和教學方法等方面對工科類院校高等數(shù)學教學改革做一些探討。

1 貫徹通識教育理念，準確把握課程教學目標

通識教育的目標是培養(yǎng)完整的人，使學生形成合理的知識和能力結構，發(fā)展全面的人格素質和廣闊的知識視野。因此，通識教育關注的是學生綜合素質的培養(yǎng)，是大學教育的基礎，也是學生今后職業(yè)發(fā)展和終身學習的基礎。高等數(shù)學的教學目標是：使學生掌握本課程的基本概念、基本理論和基本方法；逐步培養(yǎng)學生的抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力、運算能力和自學能力，并特別注意培養(yǎng)學生具有綜合運用所學知識去分析問題和解決問題的能力；為今后學習更高層次數(shù)學知識和后繼課程奠定基礎，也為學生今后從事專業(yè)技術工作奠定數(shù)學基礎。由此可見，高等數(shù)學是一種基礎性、預備性教育，是大學通識教育的重要組成。具備相應的數(shù)學知識、數(shù)學思維能力和數(shù)學素養(yǎng)是各學科領域對人才培養(yǎng)的基本要求，是學生專業(yè)發(fā)展的基礎。因此，高等數(shù)學是以培養(yǎng)學生綜合能力和素質為目標的，也是為專業(yè)教育服務的，這與通識教育的目標是一致的。只有認清課程的教學目標，才能正確把握課程教學改革的方向。很多教師在具體教學過程中，往往只著眼于知識的灌輸，卻忽略了對學生綜合能力的培養(yǎng)。我們要意識到我們并不是在培養(yǎng)具有高深數(shù)學知識的數(shù)學家，而是要培養(yǎng)出具有數(shù)學思維和素養(yǎng)，能用數(shù)學知識解決實際問題的社會各領域所需的專業(yè)人才。我們在教學過程中，始終要以教學目標為指南，這樣我們的教學理念就不會出現(xiàn)偏差，在教學內(nèi)容的取舍、教學重點的把握上就有了方向，從而使該課程能更好的體現(xiàn)通識教育的育人理念，培養(yǎng)出全面發(fā)展的、具備數(shù)學素養(yǎng)和創(chuàng)新精神的卓越人才。

2 依據(jù)通識教育要求，合理優(yōu)化課程教學內(nèi)容

2.1 根據(jù)學生專業(yè)需求，微調(diào)課程教學內(nèi)容

作為一門全校性的公共基礎課，高等數(shù)學課程一般采用統(tǒng)一的教學大綱，統(tǒng)一的教學標準以及統(tǒng)一的考核評價方式。這種方式在教學管理上存在便利，有其合理性，不能被完全否定，但是未必能滿足不同專業(yè)的需求。筆者任教的學校是一所以工科專業(yè)為主的高校，并包含少量管理類專業(yè)。對于這種專業(yè)大類不同，我們會制定不同層次的教學大綱，這也是多數(shù)綜合類院校采用的方式。但工科類中還包含多種不同專業(yè)，這些專業(yè)對學生數(shù)學知識的要求雖說是大同小異，但我們不能抹煞“小異”而只求“大同”，應該根據(jù)不同專業(yè)的需要調(diào)整教學內(nèi)容。這里所說的調(diào)整并不是說要大刀闊斧的增減。雖然本課程的基礎核心內(nèi)容是相對固定的，但并不代表教學內(nèi)容就應該一成不變。即使對于同樣的內(nèi)容，我們也應該根據(jù)專業(yè)性質的不同而在教學上有不同的側重點，并可以對一些非核心內(nèi)容作適當?shù)娜∩?，從而更有效地分配課時，使學生在有限的課時里學到更多對今后發(fā)展有用的知識和能力。要針對學生的專業(yè)微調(diào)授課內(nèi)容，這就要求教師課前對自己任教的班級作好充分了解。教師可以通過學生班主任、所在院系的老師等途徑了解該專業(yè)的特點以及該專業(yè)與數(shù)學的關系，了解學生今后專業(yè)課中所涉及的數(shù)學知識，然后在自己的教學中作適當微調(diào)，從而有效避免了高等數(shù)學課程與后繼專業(yè)課程之間存在的“供需”矛盾，實現(xiàn)了通識教育為專業(yè)教育服務的要求，體現(xiàn)了數(shù)學的基礎性、預備性和實用性。

2.2 融入數(shù)學建模思想，體現(xiàn)數(shù)學應用功能

隨著時代的發(fā)展，越來越多的學科與數(shù)學產(chǎn)生聯(lián)系，需要用數(shù)學來處理各學科的問題。高等數(shù)學課程的目的之一就是要培養(yǎng)學生綜合運用數(shù)學知識解決各種問題的能力，這種能力實際上就是建立數(shù)學模型的能力。但是在數(shù)學課堂上，我們總是把著眼點放在了數(shù)學知識、解題技巧的傳授上，并不能讓學生真正認識到數(shù)學的作用。筆者在實際調(diào)查中就發(fā)現(xiàn)，有些學生認為數(shù)學無用，也有一部分學生認為數(shù)學“應該有用”，但卻說不出具體何用。即使高等數(shù)學成績很好的學生，也不知道該如何運用數(shù)學知識去解決實際問題。為改變這一狀況，許多學者提倡將數(shù)學建模的思想融入數(shù)學類課程中[3]。我們在講授數(shù)學概念、定理、公式時，不應只注重純粹的解題技巧，而應以本課程知識點為中心，將相關的一些數(shù)學模型作為實例介紹給學生，在其中貫穿數(shù)學建模的思想。比如我們在講授微分方程時，就可以給學生介紹一下傳染病模型、人口增長模型等經(jīng)典的微分方程模型，這些都是與實際生活密切相關的問題。通過這個過程，我們既向學生展示了數(shù)學建模的基本思想和方法，培養(yǎng)了學生運用數(shù)學知識解決實際問題的能力，又讓學生體會到數(shù)學在生活中的應用功能，改變了學生對數(shù)學固有的抽象無用的錯誤觀念。

2.3 介紹數(shù)學史知識，加強學生數(shù)學文化熏陶

高等數(shù)學高度的抽象性和嚴密的邏輯性往往令很多學生望而生畏。如何讓高等數(shù)學課堂變得生動有趣是擺在教師們面前的一個難題。課本呈現(xiàn)給學生的是一條條冷冰冰的、嚴謹抽象的定義、定理、公式，但每一個重要的數(shù)學結論背后都隱藏著生動的數(shù)學發(fā)展史，他們不是憑空產(chǎn)生的，是來源于生活，最終也應用于生活，但從教材上學生是無法體會到的。教師在課堂上就應該把這些隱藏在背后的生動故事展現(xiàn)給學生。我們可以通過介紹數(shù)學概念的起源和歷史背景，幫助學生了解數(shù)學思想的形成過程，掌握數(shù)學原理和思想方法；通過介紹數(shù)學家的奇聞軼事，增添課程的趣味性；通過介紹數(shù)學家的奮斗故事，激勵和鼓舞學生樹立面對挫折的勇氣。通過數(shù)學史的介紹，加強學生數(shù)學文化熏陶，讓數(shù)學退去晦澀艱深的外衣，變得“平易近人”，從而激發(fā)學生學習高等數(shù)學的興趣。

3 選擇有效教學方法，切實提高課程教學效果

3.1 實施分層次教學

隨著大學教育的普及，高等教育不再是精英教育。招生規(guī)模的增大必然伴隨著學生數(shù)學基礎的參差不齊。因材施教是古今中外的教育者廣泛認可的教育理念，但對于目前多數(shù)高校的大班化教學來說，教師不可能真正做到因材施教。所以分層次教學較好地解決了這一問題。我校區(qū)高等數(shù)學課程實施分層次教學將近三年，分為優(yōu)秀班和普通班兩個層次，每年從新生中選取10%左右的學生進入優(yōu)秀班。另外我們歷年都會開設重修班供往屆未能通過該課程的學生選課。針對優(yōu)秀班學生，我們在完成教學大綱的基礎上，拓寬學生知識面，著重數(shù)學思想方法的培養(yǎng)，我們前面提到的數(shù)學建模內(nèi)容主要是針對這部分學生的，使學生具備一定的科研和創(chuàng)新能力，為他們今后從事科學研究創(chuàng)造基本條件。而對于普通班的學生，則主要以工科類教學大綱為基礎，為學生打造堅實的數(shù)學基礎，讓學生能熟練掌握本課程內(nèi)容，并了解一些數(shù)學的應用。重修班的學生基礎較差，要注重基本內(nèi)容、基本方法的講解，并要多練，讓學生掌握基礎核心的知識。在實施分層次教學時，要注意相對的流動性，讓普通班的學生有機會通過努力進入優(yōu)秀班，增加學生學習的積極性。通過幾年的實踐，我們確實取得了良好的效果。在去年參加的江蘇省非理科專業(yè)高等數(shù)學競賽中，我校區(qū)學生比往年表現(xiàn)更為優(yōu)秀。分層次教學能讓各個水平的學生得到相應的發(fā)展，真正體現(xiàn)了因材施教的教育理念。

3.2 運用啟發(fā)式教學法，開展研究性學習

高等數(shù)學傳統(tǒng)教育模式通常以教師的“灌輸式教學”和學生的“接受式學習”為主。這種教育模式雖能在短時間內(nèi)將大量知識傳授給學生，但忽視了學生在學習中的主體地位，妨礙對學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前國內(nèi)外許多高校都在倡導教師“啟發(fā)式教學”和學生“研究性學習”這種新型的教育模式[4～5]。啟發(fā)式教學是指教師根據(jù)學習過程的客觀規(guī)律，從學生實際出發(fā)，通過各種方式，引導學生自覺、積極地掌握知識的教學方法。研究性學習則是指教師在教學過程中創(chuàng)設一種類似于科學研究的情境，指導學生通過類似科學研究的方式主動獲取知識。實際上，高等數(shù)學的內(nèi)容本來就是數(shù)學家進行科學研究的成果，教師完全可以重置研究情境，將教學內(nèi)容設置成一系列循序漸進的問題，運用啟發(fā)式教學法，引導學生自己去思考，重現(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)的過程，讓學生從被動接受知識到主動獲得知識，從而培養(yǎng)學生獨立思考和研究創(chuàng)新能力。例如，在介紹微分中值定理時，由于定理的幾何意義是比較直觀的，教師可以啟發(fā)學生觀察一些函數(shù)的圖像特點，通過對現(xiàn)象的歸納總結，猜想出定理的結論，隨后再引導學生探索定理的證明。在指導學生進行研究性學習的過程中，啟發(fā)式教學是非常重要的。學生自主探索知識的過程中，離不開教師的啟發(fā)點撥。教師的啟發(fā)引導能激發(fā)學生不斷深入地思考，自主獲得知識。這種教育模式充分發(fā)揮了學生的主體地位和教師的主導作用，教會學生如何獨立思考、自主學習，培養(yǎng)了學生的科學思維，激發(fā)學生的探索精神，開發(fā)學生的研究和創(chuàng)新潛能，這也正體現(xiàn)了通識教育對人才的培養(yǎng)要求。

3.3 合理運用多媒體輔助教學

多媒體教學近年來已逐漸成為大學課堂普遍采用的輔助教學手段。多媒體教學改變了傳統(tǒng)教學中黑板加粉筆的單一模式，讓教學形式更加生動，能更好的傳達一些不易用語言表達的信息。比如，講空間解析幾何和三重積分時，要把各種立體圖形畫出來既費時又費力，有了多媒體之后，這些問題就迎刃而解。但我們在運用多媒體的過程中，也要注意方法，避免喧賓奪主。很多教師在運用多媒體輔助教學時，往往忽視了“輔助”二字，把多媒體輔助教學變成了以多媒體為主的教學，教師完全被課件牽著走。這樣教師在課堂中的主導地位就無法體現(xiàn)。我們在運用多媒體教學時，要把它作為教學輔助工具看待，不能讓課件的播放代替教師的教學過程。高等數(shù)學教學過程中有許多演算推導，教學實踐證明這些過程還是教師在黑板上演示效果更好，容易讓學生跟上老師的思路。因此，我們在運用多媒體時，應該精心設計課件和教學環(huán)節(jié)，使課件能有效的配合我們的講課，充分發(fā)揮多媒體輔助教學的優(yōu)勢，讓高等數(shù)學課堂變得形象生動，在有限的時間內(nèi)給學生傳達豐富的信息，并能為學生所接受，提高課堂效率。

總之，通識教育的育人理念必然對工科院校的高等數(shù)學課程教學提出更高的要求。我們只有在正確的教育理念與教學目標指引下，不斷優(yōu)化和更新教學內(nèi)容，積極探索和實踐科學的教學方法和教學手段，才能讓高等數(shù)學課程的教學得到質的提高，培養(yǎng)出符合時代需求的創(chuàng)新型人才。

參考文獻

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[3] 李大潛.將數(shù)學建模思想融入數(shù)學類主干課程[J].中國大學教學，2006（1）：9-11.

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