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        新工科教育背景下大學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

        2021-01-05 14:14:48聶東明
        時代人物 2020年29期
        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)課堂教師

        聶東明

        (安徽新華學(xué)院通識教育部 安徽合肥 230088)

        大學(xué)數(shù)學(xué)目前的現(xiàn)狀和改革必要性

        19 8 9年由美國、英國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、愛爾蘭6個國家的民間工業(yè)團(tuán)體共同發(fā)動與簽署了《華盛頓協(xié)議》(Washington Accord)[1],也就是本科工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)議。2013年我國加入了《華盛頓協(xié)議》成為預(yù)備成員,2016年6月成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員。截至2017年底,教育部高等教育評估中心和中國的教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會共同認(rèn)證了198所高校的846個工科專業(yè),計(jì)劃2020年實(shí)現(xiàn)所有專業(yè)大類的覆蓋。安徽新華學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校,一直堅(jiān)持地方性、應(yīng)用型的辦學(xué)定位;堅(jiān)持“需求導(dǎo)向、產(chǎn)教融合、錯位爭先、特色發(fā)展”的辦學(xué)道路;并且赴其他院校學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),爭取培養(yǎng)出的學(xué)生達(dá)到工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在理工科高等教育中,大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)毫無疑問是其他各門學(xué)科教育的基石,它具有學(xué)時多、覆蓋面寬、影響面廣的特點(diǎn),其地位可以說是重中之重。數(shù)學(xué)不只是一種重要的工具和解決問題的方法,同時是一種思維模式,是一種數(shù)學(xué)素質(zhì)。因此,大學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目的不僅僅局限于數(shù)學(xué)的訓(xùn)練,數(shù)學(xué)知識的擁有,它的最終目的是通過數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)使學(xué)生初步具有應(yīng)用數(shù)學(xué)知識分析問題、解決問題的實(shí)踐能力。

        近年來,高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革在全國很多院校都在開展,也有很多教師對工科類的高等數(shù)學(xué)的教學(xué)進(jìn)行各種嘗試。如:從教學(xué)理念、教學(xué)主體、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段方面,對高等數(shù)學(xué)的教改提出改革建議;從上好緒論課、重視高等數(shù)學(xué)的人文價值及育人功能、注重?cái)?shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用、促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展等4個方面提出了建議;從"體現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn)、順應(yīng)時代潮流"的思想,對高等數(shù)學(xué) 教學(xué)改革做了一些探索;從課程目標(biāo)、課程體系、教材建設(shè)等幾方面改革進(jìn)行了探討并提出了相應(yīng)的建議。那么根據(jù)我們學(xué)校的學(xué)生基礎(chǔ)以及我們的教學(xué)目標(biāo)定位我們可以從以下幾個方面進(jìn)行教學(xué)改革。

        幫助學(xué)生完成從初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)的過渡

        近年來,隨著生源人數(shù)的增加,相當(dāng)一部分學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好,一開始就帶著畏懼的心理看待高等數(shù)學(xué)。那么幫助學(xué)生完成從初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)思想和方法的改變是我們一開始就要克服的難題。初等數(shù)學(xué)側(cè)重于具體數(shù)學(xué)知識點(diǎn)的掌握和熟練應(yīng)用,而高等數(shù)學(xué)課程則側(cè)重于數(shù)學(xué)思想和方法的傳授,上課速度相對較快。因此我們在最開始授課的時候要放慢教學(xué)進(jìn)度,注意合理安排教學(xué)內(nèi)容,從易到難,循序漸進(jìn),課堂上安排一些與學(xué)生基礎(chǔ)能力相當(dāng)?shù)念}目給學(xué)生做,使學(xué)生體會到數(shù)學(xué)的樂趣與成功的喜悅;同時注意與初等數(shù)學(xué)相聯(lián)系,使學(xué)生慢慢適應(yīng)高等數(shù)學(xué)的知識和教學(xué)方法。我們的教師要增加自己的知識面,把現(xiàn)實(shí)生活中的問題引入到數(shù)學(xué)課堂。引入數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)史,這樣我們既可以活躍課堂氣氛,又讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的也是生動的,與現(xiàn)實(shí)緊密相連的。在教學(xué)模式上,我們應(yīng)該采用多種教學(xué)模式相結(jié)合,把傳統(tǒng)的上課方式與慕課,微課以及雨課堂相結(jié)合,使各種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)利用到最大化,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

        高等數(shù)學(xué)的課程定位應(yīng)該突出與專業(yè)課相融合

        除了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好,很多學(xué)生沒有學(xué)習(xí)動力。大學(xué)一年級學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)專業(yè)課程,根本不清楚高等數(shù)學(xué)在專業(yè)課中有何用途,如何應(yīng)用,甚至有一些學(xué)生畢業(yè)后,發(fā)現(xiàn)在工作中根本用不到高等數(shù)學(xué)。而我們的數(shù)學(xué)教師大多是數(shù)學(xué)專業(yè)畢業(yè)的,有夯實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),但對專業(yè)課了解一般較少,因此教學(xué)過程中教師往往注重?cái)?shù)學(xué)過程邏輯的完美,計(jì)算的巧妙以及步驟的完整,而不知專業(yè)課真正需要數(shù)學(xué)的哪些知識。那么,作為教師,要與專業(yè)課教師相聯(lián)系,查閱專業(yè)課程書籍,了解數(shù)學(xué)知識如何運(yùn)用于專業(yè)課中。比如高等數(shù)學(xué)在以下專業(yè)課中主要運(yùn)用下列知識點(diǎn):

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        另外,與專業(yè)相結(jié)合還要體現(xiàn)在不同專業(yè)講課重難點(diǎn)不同上。比如在建筑學(xué)專業(yè)中,應(yīng)該突出幾何形體的數(shù)學(xué)描述,從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)上,無論多么龐大的建筑物,它們都是點(diǎn)、線、面的不同組合。所以可以采用模塊式結(jié)構(gòu)來規(guī)劃內(nèi)容??煽紤]兩大模塊,一是代數(shù)與幾何模塊,一是微積分及其應(yīng)用。又比如電子通信的各專業(yè),用到的數(shù)學(xué)是相非常的多,所需要的不僅僅是微積分、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì),而且還要用到復(fù)變函數(shù)和積分變換。比如“電路基礎(chǔ)”這門課,所用到的“共性映射、拉普拉斯變換、傅里葉變換”等等完全是高等數(shù)學(xué)的知識,很多應(yīng)用問題到最后都變成了數(shù)學(xué)中的微分方程,如果學(xué)生沒有學(xué)好數(shù)學(xué)課中的基本知識和解題方法,那么學(xué)習(xí)專業(yè)課時就會感覺非常困難。又比如計(jì)算機(jī)專業(yè),在編程中所用到的定積分的求法,迭代法等等,同樣的在概率統(tǒng)計(jì)和線性代數(shù)上也提出很多的要求,我們要加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)內(nèi)容在實(shí)際問題中應(yīng)用的了解。又比如曲率、傅里葉級數(shù)在數(shù)學(xué)大綱上都是選講的內(nèi)容。但是,對于土木學(xué)院的學(xué)生,曲率的部分一定要細(xì)講,并要舉一些應(yīng)用題。對于電子學(xué)院的學(xué)生,傅里葉級數(shù)一定要細(xì)講,因?yàn)閷W(xué)生在后面學(xué)習(xí)復(fù)變函數(shù)以及專業(yè)課時都要用到這些知識。

        數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)性與工具性兼而有之

        對于一門課程,有什么的定位,就有著什么樣的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果。新工科對學(xué)生的要求是具有應(yīng)用與創(chuàng)造性,那么就要加強(qiáng)數(shù)學(xué)的應(yīng)用能力的培養(yǎng)。然而數(shù)學(xué)課教師更多的強(qiáng)調(diào)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)性,邏輯性、技巧性;專業(yè)課教師則更多的注重?cái)?shù)學(xué)的工具性,注重會用數(shù)學(xué)知識計(jì)算具體的問題。最終,往往是作為數(shù)學(xué)教師的觀念決定著數(shù)學(xué)課的定位和作用,專業(yè)課教師的觀念影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。因此,很多學(xué)校開設(shè)了數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課,學(xué)生只注重學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件。的確,數(shù)學(xué)軟件的功能越來越強(qiáng)大,在計(jì)算過程中的優(yōu)越性越來越明顯,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件對學(xué)生解決具體的問題確實(shí)很方便。然而對于數(shù)學(xué)軟件我們不能太多夸大他的數(shù)學(xué)功能,我們不能由此忽略了高等數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)過程。因?yàn)樵谏钪泻芏嗄P偷慕⑹切枰劝褜?shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,如果不知道實(shí)際問題抽象后的數(shù)學(xué)模型是什么,而只是一味的模擬,只能抹殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力。因?yàn)橐坏┘右恍┩庠跅l件到問題中,學(xué)生就不知道怎么用了。沒有具體的數(shù)學(xué)公式與模型,數(shù)學(xué)軟件也就無用武之地了。因此,我們應(yīng)該加強(qiáng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的培養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)知識在實(shí)際應(yīng)用中的了解和操作,對于具體的計(jì)算主要傳授數(shù)學(xué)方法即可。為了加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識在實(shí)際中的應(yīng)用,在我們上課時應(yīng)注重學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)。

        課程考核改革

        高等數(shù)學(xué)課程考核改革我們所在的學(xué)院一直在進(jìn)行改革,如與專業(yè)相融合,在應(yīng)用的題目中添加與不同專業(yè)相關(guān)的知識點(diǎn),采用數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)理論課程同時考試的方式。由于我們是培養(yǎng)應(yīng)用型的人才,為了加強(qiáng)數(shù)學(xué)的應(yīng)用,我們應(yīng)該在平時的考核中加大力度。除了我們平時作業(yè)、課堂提問及總結(jié),我們可以實(shí)施以下方式:1、小論文的形式。每章內(nèi)容講解完后,設(shè)置幾個數(shù)學(xué)建模題目,結(jié)果以小論文的形式出現(xiàn)。或者讓每位同學(xué)根據(jù)自己對所學(xué)的內(nèi)容的理解程度,撰寫體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法和相關(guān)應(yīng)用的小論文。2、課堂討論。課堂討論主要是一節(jié)課中的重點(diǎn)、難點(diǎn)做題技巧。這種討論一般不要放在正常課堂中,可以放在習(xí)題課的處理中,如在處理分部積分習(xí)題課時,可以讓學(xué)生自己尋找或上網(wǎng)查找分部積分的規(guī)律,這樣可以讓學(xué)生對這些步驟更加有深刻印象。3、對于期終考試的試卷,試卷的結(jié)構(gòu)盡量以基本概念、基本理論、及基本運(yùn)算為主,適當(dāng)加一些應(yīng)用題。

        高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是一項(xiàng)長期艱巨的任務(wù),我們教師要改變思想,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,加強(qiáng)高等數(shù)學(xué)在專業(yè)課中的應(yīng)用。在教學(xué)改革的過程中,教師要起主導(dǎo)作用,要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新思維。教師要對教學(xué)進(jìn)行思考,不斷改變教學(xué)方式,探索教學(xué)規(guī)律,積累經(jīng)驗(yàn),逐步提高教學(xué)能力和水平,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)的教學(xué)目的,培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才。

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