四川 江忠
當前,高職高專的學生學習基礎(chǔ)學科《高等數(shù)學》存在著很多問題,時間短,學習內(nèi)容較多,學生的基礎(chǔ)不夯實,大部分學生對數(shù)學概念難以消化,望書興嘆,畏難情緒外泄,課堂有效的氛圍欠缺,甚至不知道學習了數(shù)學有何用處,在實際生活中,找不到數(shù)學應(yīng)用的影子,視為空中樓閣,水中月,鏡中花,學習沒有目的性,缺少方向感,不少學生對《高等數(shù)學》懨學情緒嚴重,以致于學生覺得學習枯燥乏味,與其它學科脫節(jié)。
現(xiàn)階段,高職高專的《高等數(shù)學》公共課進行了一系列改革,大幅壓縮理論課的教學時數(shù),用任務(wù)驅(qū)動模型的教學模型來組織教學,老師強“雙基”教學,使學生理解概念、掌握基礎(chǔ)知識,能夠進行基本的運算。其實,現(xiàn)在的教材就是一種簡化版,基本上忽略了公式、定理的推導(dǎo)和論證,直接給出概念和結(jié)論,強加給學生,學生被動接受,學生就算能記住,也會很快就忘記所學知識,甚至概念也不能抓住的關(guān)鍵詞,找到本質(zhì)的東西。在很緊張的時間里,不可能讓學生學習《數(shù)學分析》一樣來重復(fù)數(shù)學家們創(chuàng)造、探索的過程,如果學生只給出其籠統(tǒng)的講解,難以觸發(fā)其學生思維的靈性和智慧的火花,學習的知識也不會是自己的知識,終究來得快去得快。
通過多年來對學生的教學感悟和總結(jié),筆者在實踐環(huán)節(jié)中,試圖注入一些新的元素以期來打破堅冰,以“流動幾何圖形圖式教學法”來命名。學生學習數(shù)學由于短平快,缺乏嚴格邏輯證明和嚴密的定義,導(dǎo)致公式和結(jié)論缺乏支持點和前后相互映證,在大腦里沒有形成深刻印象。一方面時間不容許,對《高等數(shù)學》在一學期內(nèi)進行嚴格的論述,另一方面,學生找不到閃光點,對抽象概念難以固化、鈣化為自己的知識,并且感覺不到多少生動性、形象性。學生對直觀的幾何圖形容易接受和理解,并且回憶知識也方便,把數(shù)學的概念、定理、結(jié)論用一些相對應(yīng)的幾何圖形或者具體應(yīng)用的幾何圖形來作為學習數(shù)學知識的支撐點和發(fā)力點,這里幾何圖形不是一般意義上的,是經(jīng)過典型、示范性并且具備帶動性的鮮活事例,有很強的針對性;何謂“流動性”,就是形成一些的動的質(zhì)點,通過動態(tài)演示和形成來突出本質(zhì)的東西,使學生對所學東西進行深層的提示,有化龍點睛的作用;這里的圖式是指通過學生的認識規(guī)律來構(gòu)建學生自己的知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),學生學習知識的過程首先需要的是同化,把所學的新知識納入到已學的知識框架里,進行歸類學習,不同的知識便要進行順引的學習,這就要求新舊的知識的切入點要恰當、有活性,學生能構(gòu)建新的知識結(jié)構(gòu)體現(xiàn)數(shù)學思維的品質(zhì)。
使用“流動幾何圖形圖式教學法”,要注意以下幾點:
1.找準知識的難點制作生動具體形象的幾何圖形?,F(xiàn)有課本極限的概念沒有采用“ε-δ”、“ε-N”定義,降低了難度,學生還是對有限和無限的關(guān)系弄不清,這時,準備一個傳統(tǒng)的“烏龜和兔子賽跑”的故事,用一個動畫來說明,無限之和可變?yōu)橛邢薜年P(guān)系。
2.找到新舊知識的對比點來繪制直觀的幾何圖形。很多學生對導(dǎo)數(shù)微分很難區(qū)分掌握,如果用動畫來反映導(dǎo)數(shù)的幾何意義,從割線怎樣取極限后變成切線,從變的過程中,變出形象性,加深對概念理解;通過當Δx→0時,dy逼近Δy,在同一個圖形中對導(dǎo)數(shù)和微分的幾何圖形的動的變化,懂得其區(qū)別和聯(lián)系。
3.找出用幾何圖形來解決問題的容易點。學習分段函數(shù),學生對一些用代數(shù)的方法來解決問題感到困難,也容易出錯,如果用幾何圖形來動態(tài)生成一個同構(gòu)問題,這樣就事半功倍,學生很容易對問題進行駕馭。例如,對實數(shù)a和b,定義運算,設(shè)函數(shù)f(x)=(x2-2)(x-x2),x∈R,若函數(shù)y=(fx)+c的圖象與x軸恰有兩個公共點,則實數(shù)c的取值范圍是多少?根據(jù)定義的運算法則化簡函數(shù)(fx)=(x2-2)(x-x2)的解析式,并求出(fx)的取值范圍,函數(shù)y=(fx)+c的圖象與x軸恰有兩個公共點轉(zhuǎn)化為y=(fx),y=-c圖象的交點問題,結(jié)合圖象求得實數(shù)c的取值范圍。
4.找出解決問題的最佳表示方式?,F(xiàn)在多媒體制作軟件較多,有些圖形的在不同的軟件制作下,表達的方式不一,從而決定其生命力和影響力。比如說,簡單制作圖形用Powerpoint;靜態(tài)圖形圖像用Mathsmetica制作,其計算能力強,表達圖形準確;要快速高效制作動態(tài)圖像用超級畫板、幾何畫板;要設(shè)置一些情景的圖形動畫制作用flash;要用三維圖形可使用3DMax、Maya等軟件;若使用交互性強的集成軟件,則可用Authorware等。
5.創(chuàng)造對數(shù)學問題進行交流、交互的友好環(huán)境。課堂有效的數(shù)學教學方式就是講述、展示,但是教學如果缺少互動,學生缺乏參與度,終究是老師是教學的主體,學生變成了客體,如果設(shè)計出一個圖形軟件可以上學生通過人機對話,讓學生變成課堂的主體,學生主動而為,學習變成一種相互交流的活動,注重過程,主動探索規(guī)律,發(fā)現(xiàn)新識。這需要在軟件的制作過程中融入這些新的元素,來激活學生探知的欲望。
6.圖形制作要反映出問題的現(xiàn)實化、生活化、趣味化、導(dǎo)向化、思想化。如果制作的幾何圖形缺乏思考的深度,過于簡單化,沒有一定的啟迪性,不能激起學生好奇心;如果脫離實際,遠離生活或與已有知識圖式相去甚遠,會使學生喪失興趣。
7.這種方法把無形變有形,在實際動手中找出規(guī)律,在困惑中能找到解決問題的鑰匙,并不排斥其它教學形式和方式,與其它教學方法相互使用,從而達到相得益彰的效果。
教學中不僅培養(yǎng)學生獲取知識、攻克難關(guān)的意識,還要激發(fā)學生的興趣,從情境中培養(yǎng),從生活實際中提升,從操作中引發(fā),從游戲中體悟,從對話、討論中發(fā)現(xiàn),學會觀察,勤于思考,引導(dǎo)學生反思和提煉,形成解決問題的策略,擅于從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)本質(zhì)。
【注】基金項目:達州職業(yè)技術(shù)學院重點科研課題(項目編號:14DZY24)。
[1]江忠,余波.使用Authorware制作幾種常用測試題的方法[J].計算機時代,2012(3).
[2]江忠.簡論POWERPOINT的交互性[J].大觀周刊,2013(2).