高等數(shù)學教學的創(chuàng)新教育分析
論文摘要：創(chuàng)新是素質(zhì)教育的核心。高等創(chuàng)新教育的成功與否,直接關(guān)系到當代大學生的科學思維和素質(zhì),關(guān)系到全面實現(xiàn)建設小康的目標。本文針對當前高等數(shù)學教育中的現(xiàn)狀,分析了其中存在的弊端,并從教育目標、教育內(nèi)容、教育方法、教育手段等四個方面探討了高等數(shù)學創(chuàng)新教育的實施。
論文關(guān)鍵詞：高等數(shù)學;創(chuàng)新教育;實施
創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的核心,是教育改革發(fā)展的主要趨勢,它是在我國面對世界科技飛速發(fā)展、知識嚴峻挑戰(zhàn),國際競爭異常激烈,國家創(chuàng)新能力直接關(guān)系到興的形勢下提出來的。實施創(chuàng)新教育,是要克服我國過去注重創(chuàng)新不夠的弱點,提高大學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,從而增強整個民族的創(chuàng)新精神和能力。中國工程院院士李釗在點評2003年大學生“挑戰(zhàn)杯”賽時指出:“本科教育應注重創(chuàng)新。”高等數(shù)學的創(chuàng)新教育包含傳授一般科學創(chuàng)新所需的思維與實踐方法、結(jié)合專業(yè)的知識與技能等許多內(nèi)容。
但是現(xiàn)行的高等數(shù)學教育并不盡人意。1)大多數(shù)學生主觀上認為學習高等數(shù)學并沒有多大用途,無非是多修幾個學分,客觀上主動學習的積極性不高;2)現(xiàn)行高等數(shù)學教學課時少、內(nèi)容多,教學多以教師為主導,“填鴨式”教學,教師往往按部就班地講授教材,忽視對提出問題、分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)。這樣使學生覺得枯燥無味,學習興趣不高,有些對專業(yè)學習有用的知識未講,也導致了專業(yè)教師的不滿,加之高等數(shù)學的抽象性,使得高等數(shù)學的學習進入一種不良循環(huán)。所以高等數(shù)學的創(chuàng)新教勢在必行。
1 高等數(shù)學創(chuàng)新教育與傳統(tǒng)教育之間的差別
創(chuàng)新教育,需要一種全新的教育思想。素質(zhì)教育的提出為這種全新的教育思想的形成勾勒了一個希望的輪廓。傳統(tǒng)高等數(shù)學的教育中存在大量與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)不相符的思想與行為,必須予以變革,在合理繼承傳統(tǒng)教育的基礎上,構(gòu)建與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相配套的創(chuàng)新教育模式。高等數(shù)學的傳統(tǒng)教育和創(chuàng)新教育在實踐教學中表現(xiàn)出截然不同的教育模式。
傳統(tǒng)型的高等數(shù)學學習者與創(chuàng)新型的高等數(shù)學學習者在學習目標、動機、策略或方法等方面表現(xiàn)出截然不同的行為傾向。傳統(tǒng)型的傾向于記憶、理解固定的內(nèi)容和知識;學習刻苦,意志堅定,完全聽從教師的安排,以考試成績?yōu)槟繕?使用模仿型的學習方法,熟悉教師的講課和書本內(nèi)容;按規(guī)定的時間做完規(guī)定的作業(yè);尊重現(xiàn)有的成果,迷信權(quán)威,遵守紀律,創(chuàng)造力不足。創(chuàng)新型的學習者除書本以外,喜歡探究自己學習中的一些問題,并不一定以教師的授課內(nèi)容或課程所限制,有時會對教師講述持有異議;主動尋找一些課外讀物,有批判精神,善于發(fā)現(xiàn)問題,拓展知識;不盲從,不迷信,有較強的創(chuàng)造力。
2高等數(shù)學創(chuàng)新教育如何實施
我國著名教育學顧明遠教授認為,實施創(chuàng)新教育,第一,要有開放適宜的創(chuàng)新制度、和空間,關(guān)鍵是全社會的努力,不能光靠學校和老師;第二,從微觀上講,要給學生自由選擇學習的寬松環(huán)境,要改變學校教育中重結(jié)果不重過程的毛病,培養(yǎng)學生的探究精神和能力;第三,要有和諧的師生關(guān)系,變教師的權(quán)威、師道尊嚴、只是載體的形象為學生學習的者、伙伴和幫助者的形象,展開討論,激發(fā)學生的思想火花。
那么,如何更好地開展高等數(shù)學的創(chuàng)新教育呢?筆者結(jié)合教學實踐,認為應從以下四個方面入手:
2.1 教育目標的側(cè)重點的轉(zhuǎn)移
時代在變,教育目標也應隨之改變。荷蘭著名的數(shù)學教育家弗勒登塔爾(Freudenthal)把數(shù)學教育目標歸結(jié)為五個方面:掌握課程的整個體系,學會數(shù)學的實際應用,作為思維的訓練,作為篩選的工具和培養(yǎng)解決問題的能力。另外,從學習者角度看,數(shù)學是一種能拓展個人潛力和能力的符號技術(shù),學習者不再滿足于掌握專門的數(shù)學知識。高等數(shù)學教育目標的重點應從掌握課程體系轉(zhuǎn)移到學會數(shù)學的實際應用,培養(yǎng)解決問題的能力等方面上來,加強發(fā)散思維、直覺思維、辯證思維、橫縱思維的培養(yǎng)和訓練。而是應該發(fā)展數(shù)學思維,發(fā)展創(chuàng)造能力、想象能力和批判能力等。
2.2 內(nèi)容的改進和選取
1) 內(nèi)容選取的原則是廣而淺,少而精、刪繁就簡。例如函數(shù)作為過渡性內(nèi)容可略講,只需重點介紹分段函數(shù)、復合函數(shù)等;導數(shù)與微分中重點介紹導數(shù),微分則利用導數(shù)即微商這一關(guān)鍵點略講。函數(shù)的單調(diào)性、凹凸性、極值和最值等內(nèi)容、可以縮成求曲線的最值問題或畫曲線圖像,減少課時,而有關(guān)于方程的近似解,Γ—函數(shù),最小二乘法等易被刪掉的章節(jié)應詳細介紹其中的思想方法,為學習專業(yè)課打下基礎。2) 教師應有意識地收集與教學內(nèi)容相關(guān)的實例,盡可能多地將高等與學、生態(tài)學、學、軍事學等領(lǐng)域聯(lián)系起來,展現(xiàn)高等數(shù)學的巨大魅力。例如引出導數(shù)概念時可根據(jù)專業(yè)的不同介紹不同的例子。又如對實際問題如何建立微分方程模型是比較難的,在介紹微分方程時可以舉抵押貨款買房問題、增長等例子,進一步介紹Logistic模型,說明該模型的廣泛應用性,如傳染病的、新產(chǎn)品的推廣等,說明看起來完全不同的實際問題可能服從同樣的數(shù)學規(guī)律。這些不僅讓學生了解到數(shù)學的巨大應用,而且大大提高了學生的學習興趣。3) 重視思想方法的教學。教師在高等數(shù)學教學過程中,應當對課程中蘊含的一些數(shù)學方法加以闡述,如類比、演繹、遞推、構(gòu)造、換元、化歸、建模等方法,對深化學生知識,提高學生的分析問題、解決問題的能力,增強學生的整體素質(zhì)有著重要作用。就拿建模來說,一切數(shù)學概念和知識都是從現(xiàn)實世界中的各種模型中抽象出來的,利用建模思想進行教學是理論與應用相結(jié)合的重要手段。許多看似不同的問題,其數(shù)學模型卻是相同的。貫徹數(shù)學建模思想,是將問題解決思想貫徹到每個環(huán)節(jié),而不只是用作某些部分的引入手段。
2.3創(chuàng)新教育方法
針對目前高等數(shù)學教學的問題狀況,筆者認為高等數(shù)學的教學方法應逐步由教師講授為主過渡到學習研究性學習模式。研究性學習是基于人類對學習活動的不斷認識,逐步形成的一種現(xiàn)代學習觀,是“學生在教師下,從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究,并在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。”它是以建構(gòu)主義為理論基礎,主要從學習者個體發(fā)展的需要和認識規(guī)律出發(fā),重視聯(lián)系生活和社會實際尋找學習課題,強調(diào)學生通過主體性活動獲得體驗,注重學生之間的討論,提出了以“創(chuàng)造”為指向的學習形式及有關(guān)的學習內(nèi)容。它采取開放式教學,主要由學生自主設計自行修習,時間安排上讓學生有更多的自主性和探索性。教師在學習的過程中起組織、指導作用。這樣的教學活動與被動接受教師知識傳輸?shù)膶W習方式不同,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、實踐能力頗為有利。
2.4教育手段的信息技術(shù)化
現(xiàn)代信息技術(shù)在高等數(shù)學教學上的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1)利用多媒體信息集成技術(shù),可以創(chuàng)設和展示情境。創(chuàng)設情境的目的不僅是告知學生“這是什么”,更重要的是讓學生通過觀察、思考、比較、辨別,理解它有什么特點,探索其原因,發(fā)現(xiàn)數(shù)學中各變量之間的聯(lián)系,幫助學生思考“為什么”。2)利用超鏈接技術(shù),可以構(gòu)造教學信內(nèi)容結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)更符合人類聯(lián)想方式的特點,使學習內(nèi)容走向形式多樣化、思維立體化、交叉化和綜合化,有利于培養(yǎng)學生學會從多角度、多層次思考問題,訓練發(fā)散思維,從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。3)利用虛擬現(xiàn)實手段,構(gòu)建模擬學習。由多媒體生成的交互式人工世界。在這個人工世界中學習的人,不僅能獲得強烈的感知,而且能動手操作虛擬世界中的各種對象。通過學生交互操作,進行模擬實驗,通過輸入不同的參數(shù),觀察不同的數(shù)據(jù)結(jié)果,進行分析比較,可以大大提高學生科學探究能力和創(chuàng)新能力。4)利用網(wǎng)絡傳輸技術(shù),可以實現(xiàn)資源共享,實現(xiàn)合作學習。比如利用網(wǎng)絡,通過資源共享,使用全體學生共同觀察一個典型的問題情境,通過教師的調(diào)控,引導學生獨立思考、分組討論,用自己的表達見解,評價學習伙伴的學習結(jié)果。
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