郭文英
(首都經(jīng)濟貿(mào)易大學 統(tǒng)計學院, 北京 100070)
科學技術的迅猛發(fā)展,使得數(shù)學被廣泛應用到各門學科中。因此在大學本科教學中,各專業(yè)都希望通過數(shù)學教育,既為本專業(yè)的學習奠定一定的數(shù)理基礎,又使學生學會理性思維,提高分析問題和解決問題的能力,以適應社會發(fā)展對人才素質(zhì)的要求。隨著社會分工的不斷細化,對不同行業(yè)人才的數(shù)學素質(zhì)的要求呈現(xiàn)多元化。同一行業(yè)對不同層次人才的數(shù)學素質(zhì)要求也是各不相同的。另外,隨著高等教育的“大眾化”,學生之間已有數(shù)學基礎的差異越來越大,學生未來運用數(shù)學的廣泛程度與深入程度不盡相同,因此他們對數(shù)學知識的需求不同。
作為培養(yǎng)各行業(yè)所需人才的高等院校,學校的一切教育、教學活動,都應以學生為本,允許學生根據(jù)自己的志向、社會的需求構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)。[1]因此大學數(shù)學的教學應該根據(jù)不同學科、不同專業(yè)、不同學生對數(shù)學知識的需求,形成建立在多樣化培養(yǎng)目標基礎之上,多種培養(yǎng)模式共存的教學體系。
大學數(shù)學的學習與學生后續(xù)課程的學習緊密相關,直接影響學生畢業(yè)、進一步深造和發(fā)展等。因此我們認為一個合理的大學數(shù)學課程體系應當是既有必修課又有選修課,同時開設各種專題講座。
必修課介紹基本的知識,滿足不同學科對數(shù)學的基本要求。選修課重在拓寬學生的知識面,滿足學生自我發(fā)展的需要。專題講座主要介紹數(shù)學及其應用方面的最新進展。
由于我校是一所財經(jīng)類高校,因此大學公共數(shù)學課開設面向理學的高等數(shù)學、面向經(jīng)濟管理類的微積分、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計。我們知道,不同專業(yè)對數(shù)學的需求不同,比如理學中計算機專業(yè)與安全工程專業(yè)對數(shù)學的需求不同;經(jīng)濟管理類專業(yè)中,金融工程對數(shù)學的要求高一些,而公共管理類專業(yè)對數(shù)學的要求低一些。但現(xiàn)在的數(shù)學課程設置中,以我校為例,理學、工學對數(shù)學要求深一些,這兩個專業(yè)開設高等數(shù)學(周5學時)、線性代數(shù)(周3學時)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(周4學時),且均為必修課;經(jīng)濟學和管理學專業(yè)希望學生掌握盡可能多的數(shù)學知識,因此這些專業(yè)均開設微積分(周4學時)、線性代數(shù)(周3學時)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(周4學時),也都是必修課。經(jīng)濟管理類專業(yè)是學校的主要專業(yè),學生人數(shù)約占全校學生總?cè)藬?shù)的80%。
但是,學校要求同一門課程要有統(tǒng)一的教學大綱、統(tǒng)一命題、統(tǒng)一考試。這種單一的課程體系沒有考慮各專業(yè)學科對數(shù)學的不同需求,使得80%的不同專業(yè)的學生對數(shù)學課沒有選擇的余地,這與學生多樣化的需求不符。同時這種單一的必修課體系也不利于培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識分析和解決本專業(yè)問題的能力,學生也無法了解當代數(shù)學的最新進展。[2]
因此考慮不同的專業(yè)、學生的不同需求,以及數(shù)學教師缺乏等實際情況,我們認為針對理學、工學專業(yè)的高等數(shù)學應該開設兩種模塊:I和II,均為周5學時,以適應不同專業(yè)對數(shù)學的需求。針對經(jīng)濟學和管理學專業(yè)的微積分應該開設三個模塊:I、II和選修,其中I模塊為周4學時,II模塊為周3學時,選修課為周2學時。這樣可以解決不同專業(yè)、不同學生的需求,比如經(jīng)濟學專業(yè)希望出國、考研的同學可以選I類,希望畢業(yè)即可的學生可以選II類;行政管理專業(yè)希望畢業(yè)即可的學生就可以選擇選修。線性代數(shù)開設兩個模塊,必修課和選修課,其中必修課為周3學時,選修課為周2學時。概率論與數(shù)理統(tǒng)計開設三個模塊:I、II和選修課,其中I模塊為周4學時,主要為理工科學生以及對數(shù)學需求多的專業(yè)和學生設置,II模塊為周4學時,主要針對大部分的經(jīng)濟管理類專業(yè)學生,選修課為周2學時。
除了上述傳統(tǒng)的數(shù)學課外,可以面向全校學生開設周3學時的數(shù)學建模課,使學生了解怎樣用數(shù)學解決實際問題。
另外,考慮到越來越多的專業(yè)直接用數(shù)學解決本學科問題,為開闊學生的視野,可以不定期舉辦數(shù)學講座,介紹數(shù)學在經(jīng)濟管理學中的應用。
課程體系的改革需要有與之對應的系列教材。針對上述的課程體系,一個合理的數(shù)學教材系列除了目前常見的教材外,還應當有這樣幾種配套教材或材料:習題課教材、選修課教材、實驗課教材、多媒體教材(課件)、參考資料選編。[3]
目前大學數(shù)學教材比較多,但在內(nèi)容體系編排上基本沿襲數(shù)學專業(yè)教材的編寫模式:先介紹定理或公式,然后是對應的例題。這種方式使學生錯誤地認為數(shù)學就是一個個定理和公式的堆積,而定理或公式的作用就是解某類習題。同時因為列舉的例題多脫離實際,與其他專業(yè)聯(lián)系較少,讓學生搞不清楚數(shù)學在本專業(yè)中的用途,不會用所具有的數(shù)學知識解決自己的專業(yè)問題。
由于經(jīng)濟管理類專業(yè)的大學數(shù)學與數(shù)學專業(yè)的數(shù)學不同,學生的學習目的,不是掌握數(shù)學定理、公式的嚴密證明和推導,而是為了解決專業(yè)問題,定量分析各類經(jīng)濟管理現(xiàn)象,建立相應的數(shù)學模型,進行預測、決策。因此,在教材內(nèi)容的編排上,主要應講清基本概念和基本方法,對較難的定理和結(jié)論,忽略其證明和推導過程,強調(diào)理解和應用,盡可能多地介紹一些經(jīng)濟管理類專業(yè)所需的數(shù)學知識。因此教材的編寫既要有數(shù)學本身的特性又要與專業(yè)相聯(lián)系,同時增加一點趣味性。比如適合經(jīng)濟類專業(yè)的概率論與數(shù)理統(tǒng)計教材,在隨機變量的數(shù)字特征這部分內(nèi)容里可以加入馬克維茨的現(xiàn)代投資理論,編寫一些計算投資組合的預期收益(即隨機變量的數(shù)學期望)、風險(即方差)的例題,使學生感到數(shù)學可以解決經(jīng)濟問題,與日常的經(jīng)濟活動緊密相連。
為方便學生、教師,針對不同學科、專業(yè)的教材需要編寫配套的習題課教材。但習題課教材不只是單純的課后習題解答,而應該是教材的補充。對每節(jié)、每章知識的總結(jié)一定要到位,例題的選擇要有難度層次,解題的方法能夠開闊學生的思路。
相比課堂、習題課教材,數(shù)學實驗課和選修課教材相對比較少,這也使得選修課和實驗課的質(zhì)量受到影響。數(shù)學實驗課教材介紹常用數(shù)學軟件的使用,如Matlab等,使學生能夠使用這些軟件進行數(shù)值計算、科學繪圖,同時選擇能夠體現(xiàn)數(shù)學思想、方法的實驗,比如可以讓學生做蒲風掉針實驗,得到相應的概率后,引導學生由此可以得到圓周率的近似值。選修課教材應該盡量避免理論推導,而要從數(shù)學發(fā)展的歷史、實際生活經(jīng)驗得到所需結(jié)論。
生動形象的多媒體課件可以改善教學氛圍,使得枯燥的內(nèi)容變得有趣,吸引學生的注意力,增加學生學習的樂趣。[3]
參考資料選編應該受到重視,因為它一方面意在拔高學生,滿足對數(shù)學有更多需求的學生,另一方面更加結(jié)合了學生的專業(yè),使學生看到如何運用數(shù)學解決本專業(yè)問題。在參考資料選編中可以列出比較經(jīng)典的參考書目、著名數(shù)學家的傳記、涉及教材內(nèi)容的數(shù)學史資料、有價值的網(wǎng)絡資源、應用數(shù)學解決其他專業(yè)問題的經(jīng)典文獻等,使學生在遇到問題的時候,能夠很快、很方便地找到有關的資料。
大學教育的“大眾化”,使更多的人走進了大學的校門,也使得學生間的數(shù)學基礎差異加大,以中等生為標準的傳統(tǒng)數(shù)學教學模式無法適應這種新情況,造成基礎好的和基礎差的學生都有怨言,使許多想考研的學生,因數(shù)學成績不理想而受到影響,部分學生由于基礎太差,無法跟上正常教學進度,也產(chǎn)生了混的想法。[4]此外,我校很多專業(yè)文理兼招,一個班里既有文科生又有理科生,他們在學習習慣、學習方法、學習能力等方面的差異非常明顯。面對學生參差不齊的實際狀況,因材、因需施教才能使學生的需求得到滿足。
根據(jù)我校的情況,針對學生選擇比較多的模塊(比如線性代數(shù)必修、概率論與數(shù)理統(tǒng)計II類)可以實行分層教學。入學初對學生統(tǒng)一測試,按測試成績分層,同時也允許學生根據(jù)個人的數(shù)學基礎、能力及需求,選擇適合自己的層次。[5]應針對不同層次制定不同的教學大綱、設置不同的教學內(nèi)容、采取不同的教學方法、布置不同層次的作業(yè)、期末試題涵蓋各層次(當然基礎題要占絕大部分)。完整的分層教學體系應使數(shù)學能力、需求有差異的學生都能有所收獲,從而達到學科的基本要求。
對選擇數(shù)學選修課的學生,教學中應該著重培養(yǎng)興趣,注意基礎知識和基本能力的培養(yǎng),淡化理論教學,強調(diào)數(shù)學的應用,對內(nèi)容實行精選、精講,盡量通過引例、實例、幾何圖形說明概念的直觀來源,強化數(shù)學知識的直觀性和應用性,增加課堂討論時間,將課堂講解和課堂討論有機結(jié)合。
隨著網(wǎng)絡的普及,教師可以把自己上課的視頻、多媒體課件等掛在教學網(wǎng)上,以方便學生預習、復習。
積極鼓勵學生參加數(shù)學競賽、數(shù)學建模比賽,了解怎樣用數(shù)學解決實際問題,提高學生學習數(shù)學的興趣,也培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
建議學生成立數(shù)學俱樂部,有興趣的同學可以不定期舉行交流活動。每次活動確定一個主題,請相關的指導老師參與,在交流討論中,大家暢所欲言,相互交流,共同提高。
目前的數(shù)學教學內(nèi)容是人類長期以來積累的科學文化知識,涉及現(xiàn)代內(nèi)容的少,因此體現(xiàn)出面向過去的特點,無法面對科學技術迅猛發(fā)展的今天和未來。這樣培養(yǎng)出來的學生沒有接受到現(xiàn)代數(shù)學思想的熏陶,影響了學生數(shù)學素質(zhì)的提高,不適應社會對人才的要求。因此要求從事大學數(shù)學教學的教師要追蹤國內(nèi)外數(shù)學的發(fā)展趨勢,認真探索和研究當前數(shù)學的教學內(nèi)容,在教學過程中既要傳授傳統(tǒng)的數(shù)學知識,又要注意滲透現(xiàn)代數(shù)學的思想、內(nèi)容和方法,以提高學生獲取現(xiàn)代知識的能力。
現(xiàn)在的數(shù)學已經(jīng)不再是間接地用于社會經(jīng)濟、技術領域,而是廣泛地、直接地應用于各專業(yè)領域。而大學公共數(shù)學作為基礎課,本身就是為專業(yè)服務的。目前,由于數(shù)學教學內(nèi)容和各專業(yè)教學脫節(jié)現(xiàn)象嚴重,數(shù)學教師不懂專業(yè),以至于學生學完數(shù)學以后不知道怎么用。因此,我們認為應該讓某位數(shù)學教師長期教授某專業(yè)的公共數(shù)學課,鼓勵教師副修此專業(yè)的專業(yè)課,使教師逐漸了解這個專業(yè),知道此專業(yè)對數(shù)學的需求程度,在教學中促進數(shù)學內(nèi)容和專業(yè)內(nèi)容的融合,為學生進一步的專業(yè)知識的學習做好鋪墊,這樣的數(shù)學教學一定會使學生多多受益。
總之,對現(xiàn)有的大學數(shù)學課程體系應進行改革,設立不同的課程體系,使其符合學科專業(yè)的發(fā)展與需要;然后結(jié)合數(shù)學自身的內(nèi)容,以及不同的課程體系,加強教材建設,豐富教材體系,適應各課程體系的需求;改進教學方法、形式,根據(jù)學生能力、需求的不同實行多層次教學,滿足不同層次學生對數(shù)學的要求;既注重傳統(tǒng)數(shù)學內(nèi)容傳授,又將前沿的應用數(shù)學介紹給學生,以適應社會對人才的要求。
對數(shù)學教學各個環(huán)節(jié)的改革是大學教育應對多樣化的社會需求的必然結(jié)果。
[1] 趙菊珊.大學有效教學及教學管理的理念與思考[J].中國大學教學,2010(1).
[2] 賀莉,紀躍芝,朱天星.略論工科高等數(shù)學課程改革[J].長春工業(yè)大學學報(高教研究版),2005(3).
[3] 朱莉.淺談大學數(shù)學教學改革中的幾個重要因素[J].科技信息,2009(26).
[4] 吳波,韓雪.淺談高等數(shù)學教學中的分層教學[J].重慶科技學院學報(自然科學版),2010(10).
[5] 鄔國根.實施院內(nèi)分級教學全面提高教學質(zhì)量[J].大學數(shù)學,2006(8).