摘 要:構(gòu)建 KTAC 一體化的高等數(shù)學課程內(nèi)容體系有助于高等數(shù)學課程理論的豐富和完善,又有助于高等數(shù)學課程研究的深入和細化,同時為指導和改善高等數(shù)學教學實踐提供借鑒,為高等數(shù)學課程改革的具體落實提供一定參考,促進高等數(shù)學與學科教學的有效對接、高等數(shù)學教學質(zhì)量的提高以及學生的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:KTAC一體化;課程;高等數(shù)學
建設性后現(xiàn)代教育提倡通過豐富性、關(guān)聯(lián)性、嚴密性和回歸性的課程促使學生探索“迷人的想象王國”,促進學生知識、能力和素質(zhì)的全面發(fā)展。高等數(shù)學課程要以學生的發(fā)展為最終價值取向,根據(jù)高等數(shù)學本身的知識體系,綜合考慮社會、學科和學生等因素及其需求,盡量選擇有效的,無可代替的,穩(wěn)定而不易老化的知識,準確把握高等數(shù)學知識發(fā)展的前沿信息,把最新發(fā)展的內(nèi)容及時補充到課程體系當中。大學課程體系不可能以頻繁的直接變化來應對,這就要求課程決策者對社會因素有開放態(tài)度,主動吸收社會環(huán)境的各方面因素,并在辨別、比較中使社會因素有機地成為課程內(nèi)容的積極因素。高等數(shù)學課程體系亦應如此。為此,結(jié)合高等數(shù)學學科的特質(zhì),提出高等數(shù)學課程構(gòu)建模式——KTAC 模式。(K(KNOWLEDGE)數(shù)學知識 、T(THINKING)數(shù)學思想 、A(APPLICATION)數(shù)學應用、C(CULTURE)數(shù)學文化)。
1.突出數(shù)學應用
問題解決是學習數(shù)學的一種方式。問題解決既包括通過解決純數(shù)學問題,也包括解決在其他情境中出現(xiàn)的問題。相對于傳統(tǒng)的基本數(shù)學能力如運算能力、邏輯思維能力、空間想象能力而言,數(shù)學問題解決能力具有更強的實踐意義,學生學習數(shù)學知識一般都要經(jīng)歷了解——掌握——應用知識解決問題這一基本過程。相較于一般的數(shù)學學習活動,學生在問題解決的過程中思維更為積極主動,問題解決更有利于培養(yǎng)學生的高級思維。“問題解決”應成為高等數(shù)學教材編寫的主線和核心,作為“問題解決”的一個方面,“數(shù)學應用”應在“問題解決”的大框架下進行編寫。在“問題解決”的框架下編寫“數(shù)學應用”要特別注意以下幾方面的問題。內(nèi)容和形式要豐富。既要有一些封閉的、經(jīng)典的、純數(shù)學的問題,也要選編一些與高等數(shù)學基本知識與技能相適配的開放性、探索性、綜合性、時代性的問題,開放式問題更能夠促進學生的靈活思考,增強學生的問題解決能力。體現(xiàn)問題解決的思路、方法與策略。編寫“數(shù)學應用”,不僅僅是為了解決一些具體的數(shù)學問題或相關(guān)問題,更重要的是使學生在解決問題的過程中積極展開思考,提高應用數(shù)學知識解決具體問題的能力。波利亞對數(shù)學解題過程所做的四階段劃分——弄清題意、擬訂計劃、實現(xiàn)計劃、回顧,事實上包含了策略選擇的自我監(jiān)控、調(diào)節(jié)、反思等等。注重提高學生提出問題的能力。在真實情境下開展問題提出的的數(shù)學探究活動,有利于激發(fā)學生的直覺思維、批判思維和創(chuàng)造思維。著眼于數(shù)學素質(zhì)的提高。獲得某個問題完整、漂亮的解答僅僅是“數(shù)學應用”的一部分,“數(shù)學應用”更重要的目的在于學生數(shù)學素質(zhì)的提高,既包括猜想、探究、推理、歸納、概括、反思等數(shù)學思維能力和品質(zhì),也包括信心、意志、理性、創(chuàng)新等數(shù)學精神。
2.融入數(shù)學文化
數(shù)學是一種文化,體現(xiàn)在它是一種科學精神、語言、思維和美的文化,是一個動態(tài)的創(chuàng)造過程??巳R因( F. C. KLEIN) 認為,數(shù)學既是現(xiàn)代文化創(chuàng)生的主要力量,也是現(xiàn)代文化中重要的元素之一。在多爾看來,每一門學科都要結(jié)合學科背景和特點解釋豐富性。數(shù)學文化使人們?nèi)碌馗惺艿綌?shù)學不僅是一門知識體系、一種科學語言、一種技術(shù)工具,而且是一種具有新的美學緯度的精神空間,一種充滿人類創(chuàng)造力和想象力的文化境界。
在數(shù)學教材中,基于大學生的認知水平、已有經(jīng)驗及情感需求,多維度建構(gòu)數(shù)學文化模塊與內(nèi)容,使不同層次的學生理解、體悟數(shù)學的本質(zhì)與文化。可從數(shù)學史實、數(shù)學的發(fā)展脈絡、數(shù)學美、數(shù)學與其它學科的交融點等方面入手建構(gòu)數(shù)學文化點:
其一,科學精神??茖W精神洋溢在數(shù)學發(fā)展的漫漫長河中,希帕索斯發(fā)現(xiàn)無理數(shù),希爾特提出 23 個問題,懷爾斯證明費馬大定理,陳景潤研究哥德巴赫猜想等等?;跀?shù)學史實,向?qū)W生介紹有關(guān)數(shù)學知識的起源、經(jīng)典數(shù)學問題和當前數(shù)學的發(fā)展及應用,重現(xiàn)數(shù)學家的原始思考,使學生在學習數(shù)學的過程中不斷養(yǎng)成對科學頑強追求的執(zhí)著精神,進而養(yǎng)成勤奮進取的品格和百折不撓的意志。
其二,數(shù)學語言。整個數(shù)學大廈有一套獨特的語言系統(tǒng),符號化、形式化的簡潔數(shù)學語言表征豐富的數(shù)學意義,不同的數(shù)學學科分支又借助自身的語言體系使知識碎片連成一串。從數(shù)學為各種現(xiàn)象提供抽象的理論模型,到用計算機語言來實現(xiàn)這些模型的算法,相對獨立的數(shù)學語言已成為真理必不可少的語言。
其三,數(shù)學思維?!八季S是數(shù)學的靈魂。數(shù)學從它誕生的那一天起,就一刻也沒有離開過思維”。特別是在數(shù)學建模的過程中,關(guān)注數(shù)學與其他學科和社會生產(chǎn)、生活之間存在著的密切聯(lián)系,抓住這些聯(lián)系的紐帶和本質(zhì),并將其融入到高等數(shù)學課程的相關(guān)內(nèi)容模塊中。例如,函數(shù)的導數(shù)、微分方程、級數(shù)等可以融入許多物理、化學、生物、醫(yī)學、日常生活等現(xiàn)實模型,學生在構(gòu)建數(shù)學模型、處理數(shù)學模型、用數(shù)學知識解釋數(shù)學模型的過程中,發(fā)展數(shù)學思維。
其四,數(shù)學美。數(shù)學世界充滿了美,簡潔的數(shù)學概念,對稱、和諧的數(shù)學公式,奇異、統(tǒng)一的邏輯性數(shù)學命題,普適、抽象的數(shù)學模型等都是數(shù)學美的體現(xiàn)。對美感的向往與追求促使人們將紛亂整理為井然,使經(jīng)驗升華為習慣與規(guī)律,努力探尋各種物質(zhì)運動的簡潔、和諧的數(shù)學表達等等,潛移默化地熏陶著人們的精神世界,往往成為人們進行創(chuàng)新實踐的一種動力源泉。
參考文獻:
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作者簡介:
汪玲(1987- ),女,漢族,黑龍江大慶人,本科學歷,大慶鐵人學院公共課教學部教師,研究方向:高校數(shù)學教育,高校數(shù)學課堂思政、育人。