高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)問題及策略

時(shí)間:2022-03-03 09:26:50

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高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)問題及策略

【摘要】高等數(shù)學(xué)是高等院校理工科開設(shè)的一門重要的公共基礎(chǔ)課程。新時(shí)期,如何培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、專業(yè)能力強(qiáng)、有一定創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才,是高校教師思考的現(xiàn)實(shí)問題。根據(jù)高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐,提出高等數(shù)學(xué)教學(xué)策略,包括加強(qiáng)高等數(shù)學(xué)教材建設(shè)、提高教師的教學(xué)能力、采取多樣化的教學(xué)方式、加強(qiáng)對學(xué)生的管理等。

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué);課程教學(xué);教學(xué)效果

高等數(shù)學(xué)是高等院校理工科重要的公共基礎(chǔ)課程,其教學(xué)是為培養(yǎng)高級工程技術(shù)人員和高級管理人員這一目標(biāo)服務(wù)的,主要講授后續(xù)專業(yè)課程需要用到的數(shù)學(xué)理論和計(jì)算方法。[1]筆者根據(jù)多年來的高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐,分析高等數(shù)學(xué)的特點(diǎn)以及課程教學(xué)存在的問題,提出相應(yīng)的教學(xué)策略

一高等數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn)

數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實(shí)世界空間形式和數(shù)量關(guān)系的一門學(xué)科。隨著時(shí)代的發(fā)展,數(shù)學(xué)研究的內(nèi)容越來越廣泛,同時(shí)數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的深度融合不斷產(chǎn)生新的邊緣學(xué)科,使得數(shù)學(xué)在科學(xué)領(lǐng)域的位置越來越重要,如人工智能、5G的發(fā)展對算法的要求越來越高,使得數(shù)學(xué)計(jì)算成為相關(guān)領(lǐng)域人才需要掌握的基本技能。高等數(shù)學(xué)是理工類專業(yè)開設(shè)的一門重要公共基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括微積分、向量代數(shù)與空間解析幾何、無窮級數(shù)和常微分方程等。通過本課程的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生具有熟練的數(shù)學(xué)計(jì)算能力、抽象思維能力、嚴(yán)密的邏輯推理能力及空間想象能力,養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)思維習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。數(shù)學(xué)是一門系統(tǒng)性、連貫性及邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科,除公理外的所有結(jié)論都需要經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理。由于數(shù)學(xué)知識的連貫性,新知識的學(xué)習(xí)總是在掌握原有知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。由于數(shù)學(xué)理論的嚴(yán)謹(jǐn)性,部分學(xué)生認(rèn)為高等數(shù)學(xué)很難學(xué),對學(xué)好高等數(shù)學(xué)有畏難情緒。如何進(jìn)一步深入研究高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)規(guī)律和教學(xué)方法是高等數(shù)學(xué)教師要認(rèn)真思考的問題,需要從高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和特點(diǎn)去研究。數(shù)學(xué)本身具有如下三大特性。第一,抽象性。數(shù)學(xué)的概念具有抽象性,如從3個(gè)蘋果中抽象出3,即把客觀事物與數(shù)分離,這是第一步抽象;用字母代替數(shù)這是進(jìn)一步抽象;再用字母做代數(shù)運(yùn)算,抽象程度就更高了。從數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程來看,數(shù)學(xué)總在發(fā)展中抽象,也在抽象中發(fā)展。第二,準(zhǔn)確性。數(shù)學(xué)的結(jié)論具有準(zhǔn)確性,任何結(jié)論都要經(jīng)過嚴(yán)格的邏輯證明,否則只能叫猜想或命題。從數(shù)學(xué)發(fā)展史來看,數(shù)學(xué)家提出了很多有趣的猜想,如著名的哥德巴赫猜想,雖然至今都還沒有人舉出這個(gè)結(jié)論不成立的反例,但也沒有人能完全證明它,因此這個(gè)結(jié)論目前還只能叫猜想。第三,應(yīng)用的廣泛性。數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍十分廣泛,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防及科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域都要用到數(shù)學(xué)。隨著科技的發(fā)展,數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的結(jié)合在不斷加深,產(chǎn)生了越來越多的邊緣學(xué)科。正因?yàn)槿绱?,現(xiàn)在很多高校的人文學(xué)科專業(yè)也開設(shè)了微積分課程,目的是讓文科生也要具備一定的數(shù)學(xué)素養(yǎng),并提高他們的邏輯推理能力。高等數(shù)學(xué)研究的主要對象是變量,各變量之間又相互聯(lián)系存在函數(shù)關(guān)系。函數(shù)概念在中學(xué)數(shù)學(xué)就學(xué)過,教師要把相關(guān)內(nèi)容講清楚,讓學(xué)生明白高等數(shù)學(xué)與初等數(shù)學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系。要著重講清楚研究高等數(shù)學(xué)的方法———極限方法。極限在高等數(shù)學(xué)中占有十分重要的地位,它既是學(xué)習(xí)和研究高等數(shù)學(xué)的重要方法,也是高等數(shù)學(xué)中一個(gè)非常重要的基本概念。能否把極限這個(gè)概念講清楚,并使學(xué)生學(xué)會(huì)如何求極限,關(guān)系到能否學(xué)好高等數(shù)學(xué)課程的第一步??梢赃@樣說,微積分的主要內(nèi)容可以用極限這根主線串起來,其他許多概念都是建立在極限概念基礎(chǔ)上來定義的。要學(xué)好高等數(shù)學(xué),就要抓住極限這根主線。微積分是高等數(shù)學(xué)課程的主要內(nèi)容,微分與積分互為逆運(yùn)算,通過牛頓—萊布尼茲公式把二者有機(jī)統(tǒng)一起來。高等數(shù)學(xué)中充滿了辯證法思想,如微分元素法體現(xiàn)了“變與不變”的辯證法思想,微分元素法的主要思想是要理解宏觀上在變化的量,從微觀上可以看成是不變的或常量。學(xué)好高等數(shù)學(xué)要對數(shù)學(xué)概念和相關(guān)理論有正確的理解,弄清楚公式、定理及法則成立的前提條件,注意它們的適用范圍,學(xué)習(xí)過程中將前后內(nèi)容融會(huì)貫通,學(xué)會(huì)舉一反三。通過高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué),能夠使學(xué)生受到嚴(yán)密邏輯推理及獨(dú)立思辨能力的訓(xùn)練。教師要注重學(xué)生各方面能力的綜合培養(yǎng)與提升,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S習(xí)慣,使學(xué)生具有高度的概括能力和抽象思維能力,著重培養(yǎng)學(xué)生利用專業(yè)理論知識與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合來建立數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問題的能力,全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

二高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

1.部分學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣部分學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)存在一些問題,表面上看他們在認(rèn)真聽課,也完成了作業(yè),但學(xué)習(xí)效果卻不理想。對這類學(xué)生教師要了解具體情況,找出原因?qū)ΠY下藥,幫助他們學(xué)好數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)有其內(nèi)在規(guī)律性,部分學(xué)生沒有養(yǎng)成“思”與“問”的習(xí)慣。古代著名教育家孔子提出:“學(xué)而不思則罔,思而不學(xué)則殆?!边@說明思考的重要性,教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)中思考,在思考中學(xué)習(xí)。[2]數(shù)學(xué)知識內(nèi)容連貫性較強(qiáng),各結(jié)論之間的邏輯推理非常明顯,只有在準(zhǔn)確理解概念、弄清定理的條件和結(jié)論的前提下,通過獨(dú)立思考及時(shí)完成課后作業(yè),養(yǎng)成獨(dú)立思考和舉一反三的學(xué)習(xí)習(xí)慣,才可能學(xué)好高等數(shù)學(xué)。學(xué)好高等數(shù)學(xué)還要多問,聽不懂的就要問。部分學(xué)生缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的習(xí)慣,學(xué)習(xí)依賴教師課上的講解,碰到問題等待教師解答,不會(huì)主動(dòng)查閱資料,也不積極思考分析,更不會(huì)主動(dòng)解決問題。另外,同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)、討論、研究問題的不多,缺乏良好的學(xué)習(xí)氛圍。布置作業(yè)的主要目的是了解學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容的理解與掌握程度,使學(xué)生主動(dòng)復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識。但少數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確,缺乏上進(jìn)心,上課不認(rèn)真聽講,課后沒有及時(shí)復(fù)習(xí),學(xué)習(xí)成績難以得到提升。2.部分教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,教學(xué)效果不佳目前,部分高等數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,沒有根據(jù)學(xué)生能力的差異、專業(yè)的差異以及后續(xù)課程的需要采取有效的教學(xué)方法,導(dǎo)致教學(xué)效果不佳,基礎(chǔ)不夠好的學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度,基礎(chǔ)較好的學(xué)生感覺太輕松,學(xué)生的學(xué)習(xí)成績兩極分化較為嚴(yán)重。有的教師根據(jù)多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力設(shè)計(jì)考試題目,降低了考試難度,無法真實(shí)反映高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)中有的教師采用“灌輸式”教學(xué)方法,注重完成教學(xué)任務(wù),忽視對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),教學(xué)質(zhì)量難以得到有效提升。

三高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)策略

1.加強(qiáng)高等數(shù)學(xué)教材建設(shè)教材是課程教學(xué)的載體,選擇合適的教材對學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)十分重要。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,新知識、新技術(shù)成果層出不窮,高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容也在不斷更新中。教師在教學(xué)過程中一方面要把傳統(tǒng)的內(nèi)容教授給學(xué)生,另一方面又要學(xué)習(xí)新的知識來不斷充實(shí)和提升自己,再把新知識傳授給學(xué)生。高等數(shù)學(xué)課程的基本內(nèi)容比較完善、豐富,很多院校根據(jù)本校的實(shí)際情況編寫出版了許多實(shí)用教材,如何選擇適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教材十分重要。隨著人才培養(yǎng)模式的改革以及高校專業(yè)的調(diào)整,作為理工科專業(yè)公共基礎(chǔ)課的高等數(shù)學(xué)的教材建設(shè)要與時(shí)俱進(jìn),教師對教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)行廣泛的調(diào)研論證。[3]高等數(shù)學(xué)教師要積極參與專業(yè)人才培養(yǎng)方案的修訂,聽取不同專業(yè)對數(shù)學(xué)教學(xué)的要求。只有這樣,高等數(shù)學(xué)課程建設(shè)和教材建設(shè)才更具針對性,課程教學(xué)目標(biāo)才更加明確,才能有效提升高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。教材建設(shè)的目的是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。高等數(shù)學(xué)課程是理工、經(jīng)管、農(nóng)、林、醫(yī)等專業(yè)都開設(shè)的公共基礎(chǔ)課,要編出一本各專業(yè)都適用的通用教材是不現(xiàn)實(shí)的。高校把高等數(shù)學(xué)課程按專業(yè)要求分為四類,即高等數(shù)學(xué)Ⅰ、高等數(shù)學(xué)Ⅱ、高等數(shù)學(xué)Ⅲ和高等數(shù)學(xué)Ⅳ,在此基礎(chǔ)上根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)及專業(yè)發(fā)展要求選擇要開設(shè)的高等數(shù)學(xué)課程。由于專業(yè)眾多,即使用同一類教材的專業(yè)對數(shù)學(xué)的要求和教學(xué)側(cè)重點(diǎn)也有差別,教學(xué)內(nèi)容不相同。這就要求教師按照不同專業(yè)的人才培養(yǎng)要求,結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。2.提高教師的教學(xué)能力在教學(xué)改革中,教師既是教改的設(shè)計(jì)者和參與者,也是教改的評價(jià)者,要不斷借鑒教改中的成功經(jīng)驗(yàn)來提升教改成效。積極開展同行評教,對新進(jìn)青年教師進(jìn)行一對一幫扶,讓新教師盡快成長起來,使他們的教學(xué)水平得到提高,在業(yè)務(wù)上盡快熟練起來。高等數(shù)學(xué)教師要積極參加各類高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)研討會(huì),學(xué)習(xí)同行先進(jìn)的教學(xué)理念及教學(xué)方法,不斷提升高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平,把高等數(shù)學(xué)課程打造成為有一定影響和引領(lǐng)作用的優(yōu)質(zhì)課程。3.采取多樣化的教學(xué)方式教學(xué)方式的改革對提高教學(xué)效果、提升課程建設(shè)及人才培養(yǎng)質(zhì)量非常重要。在高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師要積極進(jìn)行教學(xué)方式的創(chuàng)新,可以采用多樣化的教學(xué)方式。例如,采用分組討論式教學(xué),根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力等把學(xué)生分成若干小組,給每個(gè)小組擬定一個(gè)討論題目,小組成員圍繞題目相互學(xué)習(xí)、交流,完成學(xué)習(xí)任務(wù),提交一篇小論文。還可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開展數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)加深對所學(xué)知識的理解。有些數(shù)學(xué)內(nèi)容可以利用現(xiàn)代化教學(xué)手段,采取線上線下結(jié)合的教學(xué)方式講授。部分內(nèi)容可以利用網(wǎng)絡(luò)精品課程資源,讓學(xué)生先通過在線學(xué)習(xí),然后教師集中講解。這些教學(xué)方式可以單獨(dú)應(yīng)用,也可組合應(yīng)用。目前,許多課程的教學(xué)采用多媒體教學(xué)方式,其優(yōu)越性是直觀、形象、視覺效果好,圖文并茂,能調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官積極參與教學(xué)活動(dòng)。[4]但多媒體教學(xué)不是對所有課程都具有優(yōu)越性,對于語言、歷史、思政課程和制圖設(shè)計(jì)類課程,采用多媒體教學(xué)優(yōu)勢明顯,但對于偏重于邏輯推理的數(shù)學(xué)課程不宜全程采用多媒體教學(xué)。高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的邏輯推理性較強(qiáng),大部分結(jié)論都要經(jīng)過嚴(yán)格的邏輯演繹才能得到,傳統(tǒng)的板書教學(xué)讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)積極思考、吸收和消化的過程,而多媒體教學(xué)難以達(dá)到這樣的效果。高等數(shù)學(xué)教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理應(yīng)用多媒體教學(xué)方式,以提高教學(xué)效果。高等數(shù)學(xué)教學(xué)教學(xué)方法改革沒有標(biāo)準(zhǔn)模式,教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況靈活應(yīng)用,以提升教學(xué)質(zhì)量。4.加強(qiáng)對學(xué)生的管理高等數(shù)學(xué)課程一般在大學(xué)一年級開設(shè)。對大學(xué)新生來說,大學(xué)生活是人生的新起點(diǎn),有一個(gè)調(diào)整適應(yīng)的過程。同樣,從中學(xué)數(shù)學(xué)過渡到大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)也有一個(gè)適應(yīng)過程。高等數(shù)學(xué)是大一的主干基礎(chǔ)課,學(xué)生正處于養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和自我管理習(xí)慣的關(guān)鍵時(shí)期,對學(xué)生的正確引導(dǎo)十分重要。教師要在生活上關(guān)心學(xué)生,使學(xué)生養(yǎng)成自我管理的習(xí)慣,培養(yǎng)其獨(dú)立生活能力。多與學(xué)生溝通,與學(xué)生交朋友,了解學(xué)生的所思所想。在學(xué)習(xí)上要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。從某種意義上來說,學(xué)好高等數(shù)學(xué)對理工科專業(yè)學(xué)生今后的成長具有非常重要的影響。教書育人是教師的職責(zé),高等數(shù)學(xué)教師需要加強(qiáng)對學(xué)生各個(gè)方面的管理,加強(qiáng)“三觀”教育,培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀,使學(xué)生形成學(xué)習(xí)的內(nèi)生驅(qū)動(dòng)力,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

四小結(jié)

近年來,高校教學(xué)改革不斷深入。在這樣的背景下,高校在教育教學(xué)的過程中要立足培養(yǎng)創(chuàng)新性和實(shí)踐性人才的要求,創(chuàng)新教學(xué)理念,優(yōu)化教學(xué)模式,不斷加強(qiáng)課程體系的建設(shè),提升教學(xué)效果,從整體上提高辦學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高素質(zhì)人才。高等數(shù)學(xué)作為高校一門重要的基礎(chǔ)課程,也是一種多學(xué)科共同使用的精確的科學(xué)語言,對學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和思維素質(zhì)的培養(yǎng)起著重要的作用。傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式存在的較多問題,有必要對高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革進(jìn)行深入研究,以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的目標(biāo)。本文分析高等數(shù)學(xué)課程的特點(diǎn),指出高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中存在的主要問題,對高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)的方法及策略提出建議,改革高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法,構(gòu)建新的課程體系和教學(xué)模式。高等數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中,高校及高等數(shù)學(xué)教師要充分利用教學(xué)資源,創(chuàng)新教學(xué)方法,開闊學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,有效突破教學(xué)難點(diǎn),進(jìn)一步推動(dòng)高等數(shù)學(xué)課程改革。針對目前高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題,立足以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的現(xiàn)代教育理念,基于高等數(shù)學(xué)知識體系的特點(diǎn)以及對學(xué)生學(xué)情的分析,筆者提出課程教學(xué)改革的策略,如加強(qiáng)高等數(shù)學(xué)教材建設(shè)、提高教師的教學(xué)能力、采取多樣化的教學(xué)方式、加強(qiáng)對學(xué)生的管理等,以提升高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)符合社會(huì)需要的高素質(zhì)人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者:李繼猛 單位:邵陽學(xué)院 理學(xué)院