高職高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

劉 莉 劉傳寶

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽蕪湖 241000)

高職高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

劉 莉 劉傳寶

(安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽蕪湖 241000)

高等數(shù)學(xué)是當(dāng)今普通高等院校一門重要的公共基礎(chǔ)課程,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和應(yīng)用能力具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)更新的速度加快,高等數(shù)學(xué)課程的改革也層出不窮。本文主要介紹了高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考評(píng)方式的改革情況和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索。

高等數(shù)學(xué);教學(xué)改革;數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn);數(shù)學(xué)軟件

高等數(shù)學(xué)是當(dāng)今高職高專院校一門重要的公共基礎(chǔ)課程,然而多數(shù)人對(duì)于它在高職教育中的定位認(rèn)識(shí)有失偏頗,不清楚學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)對(duì)于培養(yǎng)“實(shí)用型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型”人才的作用。美國(guó)國(guó)家研究會(huì)在一份報(bào)告中指出“當(dāng)今高新技術(shù)本質(zhì)上就是數(shù)學(xué)技術(shù)”,“新經(jīng)濟(jì)就是數(shù)字化經(jīng)濟(jì)”,事實(shí)上,計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不但大大加強(qiáng)了高等數(shù)學(xué)在科學(xué)技術(shù)中的基礎(chǔ)地位,而且也使它日益成為經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的核心推動(dòng)力,所以高等數(shù)學(xué)成為理工類、經(jīng)濟(jì)類學(xué)生必備的基本知識(shí)和思維素質(zhì)。隨著科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新日新月異和知識(shí)的不斷更新,傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法已跟不上形勢(shì)的發(fā)展,因此,高等數(shù)學(xué)課程的改革勢(shì)在必行。

一、高等數(shù)學(xué)課程改革的必要性

伴隨著高中階段教育普及程度的提高和高等教育大眾化步伐的加快,高職院校迅速崛起,招收的學(xué)生數(shù)大幅度上升,但同時(shí)也帶來(lái)所招學(xué)生的學(xué)習(xí)素質(zhì)和能力急劇下降的問(wèn)題。在高職院校高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)中普遍存在以下問(wèn)題①:一是高等數(shù)學(xué)從體系到內(nèi)容,從講授方法到教學(xué)目標(biāo),一直沒(méi)有從傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)的條條框框中解放出來(lái),不能大膽刪增內(nèi)容,應(yīng)用性和先進(jìn)性得不到體現(xiàn);二是高等數(shù)學(xué)課程與后續(xù)課程的配合,物理、力學(xué)、PLC系統(tǒng)控制等課程需要的內(nèi)容在高等數(shù)學(xué)課中還不能及時(shí)給出,從而影響某些后續(xù)課程的講授;三是當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)在高速發(fā)展,計(jì)算機(jī)作為一種先進(jìn)工具在高等數(shù)學(xué)課程中運(yùn)用不多,而高等數(shù)學(xué)關(guān)于極限、微積分的計(jì)算往往偏重技巧,花費(fèi)時(shí)間多,效果卻并不好;四是在高校評(píng)估的大背景下,目前高職高專院校的教學(xué)重點(diǎn)都放在了專業(yè)課的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)上,基礎(chǔ)理論教學(xué)課時(shí)一般較少,有些院校為了達(dá)到理論課與實(shí)踐課的目標(biāo)比例,將數(shù)學(xué)課時(shí)減少一半,甚至有些專業(yè)則干脆砍掉了數(shù)學(xué)課,這樣就會(huì)導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的容量多與教學(xué)課時(shí)少的矛盾,教師更多地注重傳授知識(shí),無(wú)暇顧及學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng),教學(xué)內(nèi)容學(xué)生消化不了,“填鴨式”的教育方式挫傷了高職高專學(xué)生本來(lái)就脆弱的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。

二、高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的實(shí)踐

針對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題,不少高職院校進(jìn)行了各種各樣的改革,總的來(lái)說(shuō)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1、教學(xué)理念發(fā)生轉(zhuǎn)變,由過(guò)去的傳授知識(shí)逐漸向素質(zhì)教育過(guò)渡,更加注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和應(yīng)用能力;2、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,由原來(lái)注重學(xué)科的完整性、統(tǒng)一性逐漸轉(zhuǎn)向?yàn)閷I(yè)課程服務(wù)的工具性,結(jié)合專業(yè)設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,逐漸改變了過(guò)去不分專業(yè)的“大一統(tǒng)”現(xiàn)象;3、教學(xué)方法更加注重多樣性,在傳統(tǒng)的講授法的基礎(chǔ)上輔以問(wèn)題啟發(fā)法、報(bào)告法、案例驅(qū)動(dòng)法等新方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;4、教學(xué)手段更加現(xiàn)代化,強(qiáng)調(diào)借助多媒體更形象地闡述問(wèn)題。下面介紹我院高等數(shù)學(xué)課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法、成績(jī)考核等方面改革情況。

1、重新編訂教材,改革教學(xué)內(nèi)容

我校以前使用的高等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容豐富、詳實(shí)細(xì)致,偏重知識(shí)傳授、強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),但對(duì)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題、高職學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)等很少關(guān)注。老教材經(jīng)過(guò)幾年的使用我們發(fā)現(xiàn)在教學(xué)實(shí)踐中越來(lái)越不適用,于是在2010年對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了大膽的改革,本著簡(jiǎn)單化、形象化、實(shí)用化原則,刪除了原教材中抽象的理論和復(fù)雜的計(jì)算,保留基本概念、基本原理和基本方法,同時(shí)引入了Mathematica數(shù)學(xué)軟件的使用。定理基本上不再證明,教師講解的時(shí)候再介紹知識(shí)的來(lái)源、解釋定理的內(nèi)容和用途;能用圖像說(shuō)明的問(wèn)題盡量不用文字說(shuō)明;例題注重簡(jiǎn)單、經(jīng)典、實(shí)用,通過(guò)例題讓學(xué)生掌握方法即可。新教材通過(guò)一年多的使用,學(xué)生比較容易接受,比如讓學(xué)生頭疼的極限運(yùn)算、不定積分計(jì)算、微分方程求解等,用Mathematica數(shù)學(xué)軟件只需要掌握相關(guān)操作命令很輕易地就可以解決了,減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),基本改變了學(xué)生“高等數(shù)學(xué)難學(xué)”的觀念,也大大降低了高等數(shù)學(xué)課程的補(bǔ)考率。

2、改革教學(xué)模式,探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)

第一,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

數(shù)學(xué)課堂中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生在課堂上參與數(shù)學(xué)軟件操作的探索過(guò)程,這在很大程度上能夠滿足學(xué)生好奇、好玩、好動(dòng)的天性,使枯燥無(wú)味的數(shù)學(xué)變得形象生動(dòng),進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。數(shù)學(xué)課堂上的分組實(shí)驗(yàn)教學(xué),有利于培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神,能夠提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力具有特殊的作用②。

第二,運(yùn)用Mathematica軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試

在2010—2011學(xué)年我們抽取部分學(xué)時(shí)運(yùn)用Mathematica軟件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的嘗試,基本思想和方法是不把數(shù)學(xué)看作成先驗(yàn)的邏輯體系,而把它看作“實(shí)驗(yàn)科學(xué)”,從問(wèn)題出發(fā),借助計(jì)算機(jī),通過(guò)學(xué)生親自設(shè)計(jì)和動(dòng)手,體驗(yàn)解決問(wèn)題的過(guò)程,從實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí),探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律。具體做法是:課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,把學(xué)生分成若干小組 (每5人一組),課堂上教師先講解相關(guān)數(shù)學(xué)概念和思想、介紹Mathematica軟件使用方法和注意事項(xiàng),然后請(qǐng)小組成員共同合作解決一個(gè)問(wèn)題,解決問(wèn)題的過(guò)程呈現(xiàn)在多媒體教室的大屏幕上,期間學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤,先由小組成員協(xié)作糾錯(cuò),解決不了再求助班級(jí)其它同學(xué),最后由教師點(diǎn)評(píng)。

通過(guò)這次嘗試,我們欣喜的看到學(xué)生參與積極性很高,課堂氣氛十分活躍,根據(jù)隨堂詢問(wèn)調(diào)查,九成左右的學(xué)生歡迎這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式?？梢?jiàn),要想轉(zhuǎn)變學(xué)生“高等數(shù)學(xué)枯燥無(wú)趣”的觀念,就要改變我們的教學(xué)方法和教學(xué)模式,點(diǎn)燃學(xué)生的興奮點(diǎn)。Mathematica軟件的使用并不困難,但是輸入的內(nèi)容要精準(zhǔn),要符合系統(tǒng)設(shè)定的格式,錯(cuò)一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都無(wú)法運(yùn)行。在實(shí)驗(yàn)中,讓學(xué)生親自上機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作、發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤、解決問(wèn)題的過(guò)程,培養(yǎng)了學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

在實(shí)踐中,我們也發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)尚存在以下問(wèn)題:部分學(xué)生課前準(zhǔn)備工作不充分,電腦操作不熟,導(dǎo)致課堂時(shí)間的浪費(fèi);實(shí)驗(yàn)小組成員的分工協(xié)作不流暢;另外一些在理論學(xué)習(xí)中成績(jī)較好的學(xué)生,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的表現(xiàn)卻差強(qiáng)人意,這說(shuō)明了一些學(xué)生的動(dòng)手能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)比較薄弱。出現(xiàn)這些問(wèn)題的主要原因是學(xué)生長(zhǎng)期以來(lái)一直接受“灌輸式”教育,學(xué)習(xí)得主動(dòng)性和協(xié)作性有所欠缺,這是今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)要注意改進(jìn)的問(wèn)題。

3、融入專業(yè)改革,整合教學(xué)資源

機(jī)械類的專業(yè)基礎(chǔ)課《工程力學(xué)》要求學(xué)生具有扎實(shí)的物理基礎(chǔ)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?、抽象?wèn)題能力,近幾年由于擴(kuò)招等原因?qū)W生的基礎(chǔ)和能力普遍薄弱,距離該課程的目標(biāo)和要求有很大差距。教師費(fèi)力地教,學(xué)生吃力地學(xué),能聽(tīng)懂的學(xué)生卻寥寥無(wú)幾,有的學(xué)生干脆就放棄,上課睡覺(jué)、玩手機(jī),教師的教學(xué)測(cè)評(píng)成績(jī)也很低,形成了教師厭教、學(xué)生厭學(xué)的惡性循環(huán)。

根據(jù)省教育廳關(guān)于高職院校專業(yè)設(shè)置的指導(dǎo)精神,我院機(jī)械類的專業(yè)基礎(chǔ)課《工程力學(xué)》進(jìn)行了大膽地改革,把工程力學(xué)中的難點(diǎn)理論力學(xué)部分 (即質(zhì)點(diǎn)、剛體力學(xué)部分)分離出來(lái),同時(shí)把公共基礎(chǔ)課《高等數(shù)學(xué)》中與機(jī)械類專業(yè)相關(guān)的知識(shí)抽出來(lái),二者在一起進(jìn)行優(yōu)化整合新編教材《工程數(shù)學(xué)》。教材的編寫有兩個(gè)原則:(1)、要符合專業(yè)的特點(diǎn);(2)、要符合職業(yè)學(xué)校學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與認(rèn)知特點(diǎn) (文化基礎(chǔ)差,形象思維活躍,不善抽象思維)。

教材的問(wèn)題已解決,接下來(lái)的問(wèn)題是由誰(shuí)來(lái)教、怎么教?原來(lái)的工程力學(xué)教師都是物理學(xué)相關(guān)專業(yè)出身,習(xí)慣從自身的視角分析問(wèn)題,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)告訴學(xué)生這是什么問(wèn)題以及這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該怎樣做,而學(xué)生缺乏經(jīng)驗(yàn),不會(huì)分析思考,即使會(huì)做題也只是機(jī)械地套用公式,學(xué)生過(guò)分依賴?yán)蠋?缺乏主動(dòng)思維,這也是造成這門課程教師難教、學(xué)生難學(xué)的主要原因。要想取得良好的教學(xué)效果,需要?jiǎng)?chuàng)造性的教學(xué),教師需要了解教材、了解學(xué)生,有針對(duì)性的去教。我院對(duì)工程力學(xué)專業(yè)教師和數(shù)學(xué)教師進(jìn)行了優(yōu)化組合。首先由專業(yè)教師對(duì)數(shù)學(xué)教師進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn),然后由數(shù)學(xué)教師教授《工程數(shù)學(xué)》。在教學(xué)中堅(jiān)持兩個(gè)原則: (1)、“以學(xué)生為中心”;(2)、“去經(jīng)驗(yàn)主義”。數(shù)學(xué)教師沒(méi)有深刻的物理專業(yè)知識(shí)背景,在教學(xué)中從學(xué)生的視角出發(fā),按照學(xué)生的思維分析問(wèn)題,在解決問(wèn)題的過(guò)程中指出學(xué)生思考的錯(cuò)誤之處、分析錯(cuò)誤原因,最后糾正錯(cuò)誤,通過(guò)“犯錯(cuò)—析錯(cuò)—糾錯(cuò)”的過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性。

《工程數(shù)學(xué)》的改革經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐取得了顯著效果,幫助學(xué)生克服了對(duì)《工程力學(xué)》的恐懼心理,學(xué)生對(duì)老師的滿意度大大提高,既減輕了《工程力學(xué)》課程的負(fù)擔(dān),又增加了《高等數(shù)學(xué)》課程的實(shí)用性,實(shí)現(xiàn)了高等數(shù)學(xué)與專業(yè)課程的真正結(jié)合。

4、結(jié)合學(xué)生實(shí)際能力,改革考評(píng)方式

高等數(shù)學(xué)作為公共基礎(chǔ)課,長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容一樣,考核內(nèi)容也一樣,成績(jī)?cè)u(píng)定方式也僅一種“平時(shí)成績(jī)30%+考試成績(jī)70%”形式,這種一刀切的做法使教師面對(duì)的是成績(jī)表上的一片紅燈和逐年增加的不及格率,因此,考評(píng)方式必須改革。

近幾年來(lái),高職的錄取批次是專一、專二或者兩者并存,生源有普高的學(xué)生,也有對(duì)口升學(xué)的學(xué)生,還有自主招生的學(xué)生;另外部分專業(yè)有理科類學(xué)生也有文科類學(xué)生。這種多層次、多種類的招生帶來(lái)的是學(xué)生成績(jī)的良莠不齊,考評(píng)方式的改革必然要多元化。首先,根據(jù)專業(yè)內(nèi)容與數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合的緊密程度把考核分為考試和考查兩種形式,考核內(nèi)容也不盡相同,它跟教師安排的教學(xué)內(nèi)容有關(guān)。其次,學(xué)生成績(jī)的評(píng)定方式也不再是單一的“三七開(kāi)”,而是根據(jù)專業(yè)和生源的不同情況選擇合適的形式。比如部分理工類專業(yè)采取“30%平時(shí)成績(jī)+30%期中成績(jī)+40%期末成績(jī)”的方式,文科類專業(yè)采取“30%平時(shí)成績(jī)+20%讀書報(bào)告+50%期末成績(jī)”的方式,再比如對(duì)口升學(xué)的學(xué)生長(zhǎng)于動(dòng)手能力而理論基礎(chǔ)欠缺,他們的考核就采取“50%平時(shí)成績(jī)+50%實(shí)驗(yàn)成績(jī)”的方式。其中,實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)跀?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行,教師事先布置題目,學(xué)生三個(gè)人一組自由組合,在規(guī)定的時(shí)間完成,最后以報(bào)告形式上交評(píng)分。經(jīng)過(guò)近兩年的實(shí)踐,改變了學(xué)生成績(jī)表上的一片“紅燈”和逐年增加的不及格率現(xiàn)象,學(xué)生的整體成績(jī)也呈現(xiàn)正態(tài)分布趨勢(shì)。

經(jīng)過(guò)一系列改革,高等數(shù)學(xué)課程從內(nèi)容到形式變得更加多樣化,更富有活力。然而,在改革的實(shí)踐中也會(huì)遇到很多問(wèn)題和困難,今后我們還需要不斷改進(jìn)。作為數(shù)學(xué)教育從業(yè)者,只有在教學(xué)的過(guò)程中不斷地總結(jié),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式、考核的體制等各方面不斷地進(jìn)行完善,我們的數(shù)學(xué)教育才有可能實(shí)現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)為宗旨的素質(zhì)教育。

注 釋:

①樓天容,鄭昱.改革高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)的設(shè)想 [J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào),1999,(1).

②錢常寶.高職數(shù)學(xué)課中的實(shí)驗(yàn)教學(xué) [J].職業(yè)教育研究,2007,(12).

[1]張濱燕,李大衛(wèi).高職院校高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)的現(xiàn)狀及改革對(duì)策 [J].遼寧教育研究,2005,(9).

[2]尚春虹.數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐 [J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2002,(3).

[3]何文閣.在高職院校開(kāi)展數(shù)學(xué)建模活動(dòng)的意義與實(shí)踐 [J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育,2005,(9).

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1008-7508(2012)05-0134-03

2012-03-16

劉莉 (1980～),安徽宿州人,女,碩士,安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部,講師,主要研究方向:數(shù)論,數(shù)學(xué)建模,基礎(chǔ)教學(xué)。劉傳寶 (1965～),安徽蕪湖人,安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部,副教授,教研室主任,主要研究方向:數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),基礎(chǔ)教學(xué)。