上海第二工業(yè)大學(xué)文理學(xué)部 羅 琳 劉麗麗 謝曉強
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完全學(xué)分制下應(yīng)用型高校大學(xué)數(shù)學(xué)答疑模塊探索和實踐
上海第二工業(yè)大學(xué)文理學(xué)部羅琳劉麗麗謝曉強
數(shù)學(xué)在大學(xué)教育體系中占有重要地位,是理工類和經(jīng)管類學(xué)生學(xué)習(xí)其他課程的重要基礎(chǔ)課程,是培養(yǎng)具有數(shù)學(xué)素養(yǎng)的工程技術(shù)人才和管理人才的必備課程。多年來,各高等院校特別重視對大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)改革與創(chuàng)新,大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)工作不斷被提出新的要求,特別是在完全學(xué)分制下,如何提高大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量,如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維能力的應(yīng)用型人才一直受到全社會關(guān)注。本文主要研究在完全學(xué)分制下大學(xué)數(shù)學(xué)的答疑模塊,通過對大學(xué)數(shù)學(xué)授課式答疑模塊、在線式答疑模塊、跟蹤式答疑模塊和討論式答疑模塊等探索與實踐,提出大學(xué)數(shù)學(xué)公共課程教學(xué)改革的具體措施,希望能為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供有益參考和借鑒。
大學(xué)數(shù)學(xué) 答疑模塊 教學(xué)改革
大學(xué)數(shù)學(xué)是高校理工類和經(jīng)管類學(xué)生必須學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論課程,如《微積分》《線性代數(shù)》《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》等課程。這幾門課程使學(xué)生可以系統(tǒng)地掌握大學(xué)數(shù)學(xué)的基本知識,必要的理論基礎(chǔ)和常用的計算思維方法,其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的計算能力、邏輯思維能力和分析歸納總結(jié)能力,使學(xué)生能在后續(xù)的專業(yè)課程中利用大學(xué)數(shù)學(xué)的有關(guān)知識解決實際問題。本文提出開展大學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)答疑模塊的探討和實踐,希望能為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供有益參考和借鑒,為創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)提供有益幫助。
大學(xué)數(shù)學(xué)課程知識具有抽象性和邏輯性強,各知識點之間具有連貫性,應(yīng)用定理性質(zhì)解決問題的靈活性較強,定理性質(zhì)多,學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中能做到當(dāng)時懂,但課后產(chǎn)生課堂知識遺忘、前后知識混淆甚至面對課后習(xí)題無從下手的尷尬。
課堂教學(xué)結(jié)束之后,由大學(xué)數(shù)學(xué)教研室統(tǒng)一安排一次或者兩次公共習(xí)題課,提供授課式輔導(dǎo)答疑,由有經(jīng)驗的大學(xué)數(shù)學(xué)教師擔(dān)任集體授課輔導(dǎo)工作。
授課輔導(dǎo)答疑過程中,教師可以先把新知識與舊知識做串講提煉,歸納主要知識點以及知識點之間的聯(lián)系,然后通過典型習(xí)題講解的方式歸納常見解題思路和解題突破口,啟發(fā)式地逐步傳授給學(xué)生,幫助學(xué)生通過習(xí)題輔導(dǎo)反思解題突破口,達到觸類旁通、舉一反三的效果。
函數(shù)無窮小替換的思想可以使問題簡單化,這種方法在求函數(shù)極限過程中非常重要。教師在課堂教學(xué)中應(yīng)將該方法傳授給學(xué)生,但學(xué)生運用該方法過程中還會遇到用錯或無法靈活處理的問題。集體授課式輔導(dǎo)過程中,教師可以將該方法通過典型例題的方式再次傳授給學(xué)生,強化學(xué)生記憶。
各高校逐步推行在線學(xué)習(xí)平臺,為學(xué)生創(chuàng)造自由、開放式的補充學(xué)習(xí)機會,學(xué)生可以針對課堂上不清楚的知識點通過上網(wǎng)在線學(xué)習(xí)的方式補充學(xué)習(xí)、補充練習(xí)、在線測試,加強對每個重要知識點的掌握程度。
我校采取在線式答疑模塊,學(xué)生通過課堂授課學(xué)習(xí)、課后在線補充學(xué)習(xí)練習(xí)后在規(guī)定的時間內(nèi)自行進行一次小測試。測試試卷隨機出現(xiàn),相鄰兩個學(xué)生的試卷各不相同,但考察的知識點一致。通過測試,學(xué)生可以及時判斷自己對這部分知識的掌握的情況。
為了方便學(xué)生在線學(xué)習(xí),教師可以每周確定兩個晚自習(xí)的時間開展在線答疑。這樣的答疑模塊不能滿足學(xué)生的所有學(xué)習(xí)要求,但可以幫助學(xué)生解決在學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)過程中遇到的問題,尤其是共性問題。只要學(xué)生在線,有一個學(xué)生提出,教師答疑后其他同學(xué)都可以共享這份資源。這個過程可以補充課堂教學(xué)不足,對提高班級整體教學(xué)質(zhì)量具有幫助作用。
2014-2015學(xué)年度第一學(xué)期,我校按照這一過程開展大學(xué)數(shù)學(xué)在線輔導(dǎo)答疑,學(xué)生的期末考試及格率得到明顯提高。例如,《微積分A》及格率達到了80%以上,其中90分以上20%。具體情況如下:
1.全校平行班共有1133個同學(xué)參加考試,期末考試成績分布如下:
分數(shù)段90-100 80-89 70-79 60-69 0-59學(xué)生人數(shù)234 240 217 172 270百分比20.60% 21.10% 19.10% 20.30% 15.10%
從上表可以清楚地看出每個成績段的學(xué)生人數(shù)在20% 左右,60 分以下的學(xué)生比例縮小。
2. 提高班考試情況:提高班共108 人,成績分布如下:
分數(shù)段90-100 80-89 70-79 60-69 0-59學(xué)生人數(shù)53 22 16 8 9百分比49.07% 20.30% 14.80% 7.40% 8.30%
從上表中可以看出,提高班有50% 左右的成績分布在90~100分,即提高班高分比例高而不及格率控制在10%以下。
大學(xué)數(shù)學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的應(yīng)用能力。而工科和商科學(xué)生進校一至兩年的時間里基本能完成大學(xué)數(shù)學(xué)三門基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生在這個基礎(chǔ)上能否將之轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)應(yīng)用能力還需要跟蹤式答疑輔導(dǎo)過程。這就是說,大學(xué)數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)不僅是大一大二的學(xué)生,還要貫穿到大學(xué)四年中,大三、大四期間大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程主要體現(xiàn)在競賽輔導(dǎo)方面,如數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)競賽等。這部分答疑工作可以通過競賽輔導(dǎo)、競賽培訓(xùn)方式進行。
例如,數(shù)學(xué)建模競賽答疑輔導(dǎo)過程中,我們可以給出部分歷年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模問題,這些問題都是一些實際應(yīng)用問題,但本質(zhì)來說是數(shù)學(xué)問題。學(xué)生需要根據(jù)實際問題建立合理的數(shù)學(xué)模型(如數(shù)學(xué)方程或方程組),再用大學(xué)數(shù)學(xué)課程中的數(shù)學(xué)知識求解建立的模型。這個過程中,學(xué)生需要教師輔導(dǎo)答疑,逐步解決問題。
又如,2010年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽A題:儲油罐的變位識別問題需要建立數(shù)學(xué)模型研究罐體變位后對罐容表的影響。這個問題需要用到大學(xué)數(shù)學(xué)中的重積分知識、泰勒公式用于近似計算等知識。通過教師的跟蹤式輔導(dǎo),學(xué)生充分體會到大學(xué)數(shù)學(xué)知識是怎樣被應(yīng)用到實際問題解決過程中的,逐步提升大學(xué)數(shù)學(xué)知識的實際應(yīng)用能力。
大學(xué)數(shù)學(xué)輔導(dǎo)答疑貫穿大學(xué)四年學(xué)習(xí)過程,能堅持參加答疑輔導(dǎo)的學(xué)生都是數(shù)學(xué)能力提升最快的學(xué)生,是最具創(chuàng)新思維能力的學(xué)生。跟蹤式輔導(dǎo)答疑需要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,興趣是持續(xù)跟蹤答疑的基礎(chǔ),是數(shù)學(xué)能力不斷提升的過程,是解決問題的能力突飛猛進的過程。這個過程對高等教育創(chuàng)新型應(yīng)用人才的培養(yǎng)具有重要意義。
完成授課式答疑模塊后,部分有數(shù)學(xué)思維能力的學(xué)生希望有機會挑戰(zhàn)自己,主動要求解決一些比課本難度大的問題,拿出其他資料上的問題向教師請教和討論。針對這一現(xiàn)象,一個知識內(nèi)容或一個重要知識點結(jié)束后,教師可以穿插一些有挑戰(zhàn)性的數(shù)學(xué)問題供學(xué)生分組討論(group study),充分發(fā)揮學(xué)生個體和集體的智慧甚至是多種解決問題的方法,發(fā)揮學(xué)生主體的積極思考問題、解決問題的能力,開拓教師的教學(xué)方法,開闊學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,幫助學(xué)生提高應(yīng)用大學(xué)數(shù)學(xué)知識的能力。輔導(dǎo)答疑模塊中,教師可以討論數(shù)學(xué)題的解法,也可以討論實際應(yīng)用問題。
例如,由于競賽題具有發(fā)散思維特點,比課本里的題目難,教師可以組織參賽學(xué)生一起討論,研究解決問題的著眼點、出發(fā)點和解決問題所需的知識點、突破口等。學(xué)生可以綜合自己掌握的大學(xué)數(shù)學(xué)知識提出解決問題的方法。這一過程不僅能一題多解,更重要的是鍛煉了學(xué)生的思維能力,拓寬了學(xué)生的知識面,更重要的是提高了學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識、解決數(shù)學(xué)問題的興趣。
這類幾何應(yīng)用問題可以提高學(xué)生運用大學(xué)數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。通過分析討論,學(xué)生運用不同的大學(xué)數(shù)學(xué)方法找到解決同一問題的不同突破口,獲得解決這一問題的最優(yōu)方法,拓寬知識面,培養(yǎng)運用數(shù)學(xué)知識解決應(yīng)用問題的思維和興趣,提高應(yīng)用大學(xué)數(shù)學(xué)知識的能力。
大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新思維能力、綜合實踐應(yīng)用能力。對于應(yīng)用型科技大學(xué)來說,在完全學(xué)分制下學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)數(shù)學(xué)知識不僅體現(xiàn)在課堂教學(xué)中,更要充分利用輔導(dǎo)答疑模塊提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。而這些能力的培養(yǎng)不僅體現(xiàn)在大一、大二學(xué)生的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,而要貫穿大學(xué)四年的學(xué)習(xí),使學(xué)生對這種思維能力和實踐能力的培養(yǎng)形成一種興趣、一種習(xí)慣、一種常態(tài)。本文提到的授課式輔導(dǎo)答疑、在線式輔導(dǎo)答疑、跟蹤式輔導(dǎo)答疑、討論式輔導(dǎo)答疑等四大模塊只是眾多答疑模塊的一部分,希望能為大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革提供有益參考和借鑒,希望能為高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供有益幫助。
[1]朱志斌.高校輔導(dǎo)答疑的探討[J].高教論壇,2007
[2]席 敏,肖愛玲.淺談大學(xué)數(shù)學(xué)公共學(xué)習(xí)中心的構(gòu)建[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2015
[3]陳 麗.大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難因素分析及對策[J].學(xué)園,2014
(本文受基金資助:上海第二工業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項目,編號:A01GY15H018;應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)科,編號:XXKPY1604)
ISSN2095-6711/Z01-2016-06-0185
羅琳(1968.02—),女,上海第二工業(yè)大學(xué),教授,博士研究生