劉曉莉 楊靈娥
在高等數(shù)學教材建設與實踐研究中,提出高等數(shù)學教材建設必須以學生為本,結合學校自身的實際情況和教學要求,才能在提高教學質(zhì)量等方面取得顯著的成效。
高等數(shù)學教材建設教學改革教學質(zhì)量大學數(shù)學教學質(zhì)量,不僅影響學生學習的興趣和成績,也會影響學生對后繼課程的學習和數(shù)學能力的提高,以及高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。為提高我校大學數(shù)學課程的教學質(zhì)量,我們以學生為本,進行了分層次、分類別、加強基礎、注重實踐的教學改革和教材建設,編寫出版了面向21世紀規(guī)劃教材《高等數(shù)學》和《高等數(shù)學學習指導與提高》。該系列教材在對高等數(shù)學課程內(nèi)容進行系統(tǒng)優(yōu)化的基礎上,通過對比國內(nèi)外優(yōu)秀教材的特點和結合地方院校自身的實際情況和教學要求,精心設計,完成初稿。并根據(jù)同行和學生的信息反饋,作了適當?shù)男薷?,以滿足高等數(shù)學課程的教學要求。
一、注重數(shù)學基本內(nèi)容和思想內(nèi)在完整性、系統(tǒng)性的展示
在知識的總量呈指數(shù)增長,知識的陳舊周期急劇加速的當今,基礎數(shù)學基本內(nèi)核卻是相對穩(wěn)定的,這是數(shù)學區(qū)別于其他學科的重要特點。高等數(shù)學知識體系是由基本概念、基本理論和方法形成一個個知識點,這些知識點之間又有著內(nèi)在聯(lián)系,并有機聯(lián)結最終形成一個科學合理又相對成熟的知識體系,必須加以傳承。在教材的編寫體例上,應注重數(shù)學基本內(nèi)容和思想內(nèi)在完整性、系統(tǒng)性的展示,和諧處理具體與抽象,定量與定性,直觀判斷與邏輯推理等關系。
在概念的引入、講解和思想方法的提煉上進行了一定的加強。在保證知識與理論的科學性、系統(tǒng)性和嚴謹性的前提下,盡可能地深入淺出,通俗易懂,力求既能降低學習難度又能滿足課程教學的基本要求。用現(xiàn)代分析的觀點和方法來處理和表達傳統(tǒng)的基礎內(nèi)容,適當?shù)貪B透應用數(shù)學的思想和方法、一些簡單代數(shù)結構和拓撲概念、初步的數(shù)值計算的概念和方法等。在一元微積分學和多元微積分學內(nèi)容的編寫中,重點突出“極限——微分——積分”這根理論主線等,使學生更好地了解高等數(shù)學與初等數(shù)學的差別,對數(shù)學的整體認識上一個新的臺階,從而激發(fā)學生探索新知識的積極性與學習數(shù)學的濃厚興趣。
二、注重現(xiàn)代數(shù)學思想和方法在各學科中的應用
客觀世界眾多的實際問題,可以抽象為各類數(shù)學問題,并采用各種不同的數(shù)學方法加以解決,是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、應用數(shù)學知識分析問題和解決問題的能力的基石。在教材的編寫中注意將現(xiàn)代數(shù)學的觀點、思想,包括一些符號、術語滲透到傳統(tǒng)的微積分內(nèi)容中,做好微積分內(nèi)容與現(xiàn)代數(shù)學內(nèi)容的有機結合,以達到整體優(yōu)化的目的。以幾何直觀、實際背景或典型例題等作為引入基本概念的切入點,盡量予以交待和闡述。增加介紹數(shù)學建模的方法、基本思想和建模實例。
為幫助學生從以重復性解題操練為基礎的高中數(shù)學,順利地過渡到以系統(tǒng)性思想探究為主旨的高等數(shù)學,無論教學內(nèi)容還是配置的習題,減少了繁瑣的計算題,加大了物理、化學和經(jīng)濟管理等方面活動中的范例,以及富于啟發(fā)性的討論和思考問題,如“解疑釋惑”等,使學生自始至終帶著問題學習和思考微積分,了解教材里的精髓,以提高學生的數(shù)學素質(zhì)及運用數(shù)學工具解決實際問題的能力。
三、重視教材內(nèi)容與“先修課程”和“后續(xù)課程”的銜接與協(xié)同
近年來,隨著中學數(shù)學教學改革不斷深入,中學數(shù)學與高等數(shù)學之間教學內(nèi)容重復的部分和知識延伸的重點也在不斷地發(fā)生變化,這些變化不斷地影響著大學生對高等數(shù)學的學習。有些學生開始學習高等數(shù)學時,就很不適應,即便是高中數(shù)學成績比較好的同學,也不能輕松自如地學習,花了不少精力和時間,就是學不好,越學越畏難,這與高等數(shù)學教材與初等數(shù)學的內(nèi)容銜接的不好不無關系。
中學有關微積分的教學主要是以直觀性描述為主,高等數(shù)學則呈現(xiàn)出一定的嚴謹性和系統(tǒng)性以及更具抽象性。因此,必須精心設計教材的框架結構,在編寫方式上細致入微,充分體現(xiàn)高中數(shù)學和高等數(shù)學內(nèi)容的銜接與區(qū)別,便于教師和學生更好的掌控。如反三角函數(shù)是一類重要的基本初等函數(shù),在高等數(shù)學中經(jīng)常用到,但在高中數(shù)學中卻沒授課計劃,學生很陌生。還有三角函數(shù)公式的使用也是學生較薄弱,這些內(nèi)容都作了補充和加強。另外,也要重視與“后續(xù)課程”的某種縱向關系,以及與理工類、經(jīng)濟類、農(nóng)醫(yī)類等專業(yè)課程的橫向關系。如應用統(tǒng)計中的最小二乘法原理,經(jīng)濟學中的邊際和彈性,物理中的旋度與環(huán)流量等概念,以及相關變化率和相對變化率等應用問題,在教材中都以較大的篇幅進行展示,為學生后繼課程的學習和日后工作的需要,打下堅實的數(shù)學基礎。
四、結語
大學生與中學生不同,獨立意識更強,應充分利用數(shù)學培養(yǎng)學生探究問題能力。有些概念和內(nèi)容,不用編寫的太詳細,要給學生留有獨立思考的余地。一是通過提供參考書目,包括我們編寫的高等數(shù)學學習指導與提高,使其養(yǎng)成查閱參考資料習慣,在遇到問題的時候,可以更快、更方便地找到有關的資料加以解決。二是通過向?qū)W生提供從事數(shù)學活動的機會,如數(shù)學實驗、數(shù)學建模競賽,幫助他們在自主探索和合作交流的過程中真正理解和和掌握數(shù)學知識與技能、數(shù)學思想和方法,獲得廣泛的數(shù)學活動經(jīng)驗。
當學生學習情況不佳時,不能片面地認為是學生學習不努力,學習不得法,只從學生方面找原因。事實上,有這樣的情況:幾個基本情況相近的同專業(yè)、不同屆的班級,由于采用不同的教材,或者是幾個基本情況相近的同專業(yè)、同屆的班級,由于不同的教師講授,學生學習情況差距很大。這些說明,適用性強的教材和優(yōu)秀的師資是取得良好教學效果的兩個必要前提條件。由于在教材的建設中,實施者對數(shù)學及相關學科的理解和認識更加透徹,可使其在教學中游刃有余,必將促進教學水平的提高。
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