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摘要:面对目前高职数学教育的现状和困惑,积极采取了以下应对措施:优化数学课程,数学建模渗透教学中;挖掘数学思想,数学文化渗透教学中;更新教师理念,学科前沿渗透教学中;加强数学实验,软件渗透教学中;考试制度多样,过程渗透教学中。
关键词:高职数学;数学文化;渗透
作者简介:金环(1969-),女,回族,山东济宁人,济宁职业技术学院基础部,副教授;孔凡清(1966-),男,山东济宁人,济宁职业技术学院基础部,副教授。(山东 济宁 272037)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)13-0093-01
一、高职数学教学中的困惑
高职培养的目标是高素质高技能型专门人才。为缓解生源不足,高职院校采取宽进方式吸引学生,势必造成整体数学基础偏差;学生在校学习2年,校外顶岗实习1年,在校学习时间是定数;各专业为“紧跟时代潮流”,都在压缩数学基础课;科学技术的发展,又使数学和各学科间的联系更加紧密,很多学科前沿遇到的瓶颈其实是数学,数学应用的触角几乎伸向一切领域,数学的重要性日益凸显。现有教材与现代数学、各专业学科脱节,内容滞后,对数学应用重视不够,导致数学无用论观念的产生;教学中知识的灌输、教材为本、“粉笔+黑板”的单一教学模式加重了学生的厌学心理。教改停留在低层次的摸索上,效果不明显,教师在学生一届不如一届的叹息声中无可奈何。
现实的困惑、教学一线的不断探索,多次走访各专业课程教师、学生,广泛收集信息,结合济宁职业技术学院现状、学生的知识水平、学习的需要、企业的需求,我们采取以下应对措施,以数学与专业课程的深度融合为基础,培养学生运用数学分析、解决实际问题的能力。
二、高职数学教学中采取的措施
1.优化数学课程,数学建模渗透教学中
为加强专业竞争力,各系都在强调专业特色,赢得市场。作为专业基础的数学,要为专业学习服务和奠定基础,因专业施教,就必须突破原有课程的界限,根据各专业特点灵活选用教学内容。
比如经管类可将“微积分”、“线性代数”、“线性规划”、“概率论与数理统计”、“数学软件”整合为“经济应用数学”课程。通过这种优化,适度保持数学自身的系统性、逻辑性,尽可能显示直观性、应用性,恰当把握教学内容的深度和广度。
数学建模融入教学已成共识,数学建模是用数学思想和方法解决实际问题的过程,是数学知识与应用能力共同提高的结合点。模型的建立,即把错综复杂的实际问题简化、抽象为具有合理的数学结构的过程。模型其实是系统的代名词,我们说某一个系统,就意味着使用它的某一种模型;同一个系统,从不同角度、用不同方法可以建立各种模型;同一个模型,对它的参数、变量赋予具体各异的物理意义,可描述不同的系统。整个建模过程能让学生体会到数学从实践中来,再到实践中去。建模需要查阅大量文献资料,需要学生合作,求同存异,共同完成任务,这有助于培养学生的团结合作。教师的引导、指导性与学生的积极、主动性得到充分的结合,达到最优互动关系。
(1)以探索知识的发生过程为背景渗透。如切线斜率、变速直线运动的速度等具体实例的分析,将其归纳为“函数平均增量的极限”这一数学模型,从而引入导数概念;采用“警察抓小偷”的逻辑分析,引入命题逻辑;物流管理中生产运输、最优库存、最佳进货量问题,利用数学的基本原理和方法来量化管理中定性的问题,在探求知识的过程中掌握内容。
(2)以问题解决为背景渗透。机票为何经常打折?假设某航空公司运载一位旅客的成本是340元,它为何以每张140元的票价卖给学生呢?低于成本价格航空公司会亏损,为何还这样做呢?以问题为背景,激发学生的求知欲,然后引入教学内容,即如果学习了边际分析法,就找到了答案。用数学来解决商场进货必定要考虑准备多少货源,既能满足市场需求,又不会产生积压,使资金使用最佳、收益最优。所以,在教学中采用这种“问题情境—建立模型—求解—解释与应用”的模式展开,让学生经历数学知识的形成与应用过程,从而更好地理解数学知识的意义,教学变得生动有趣,克服了厌学情绪。
(3)以实际应用为背景渗透。从街区洒水车、扫雪问题到灾情巡视的数学模型,其实就是著名的欧拉图问题、哈密顿回路问题;图论中的节点是对客观事物的抽象,在人际关系网图中,节点表示每个人;万维网图中,节点代表不同网页,找到生活的原型及实际应用,拉近了与生活的距离,让学生感到数学就在身边。
2.挖掘数学思想,数学文化渗透教学中
数学处处渗透着一种哲学思想,潜移默化地影响学生的世界观。教学中注重挖掘数学思想,加强数学思维训练,培养学生的人文素质,将数学文化渗透到教学中。高职学生在缺少高学历优势的情况下,想扭转被动局面,首先要有良好的人文素质作为支撑。通过数学教学帮助学生养成一种新的精神,一种超越现象、认识隐藏于事物背后本质、后天养成的理性精神。
如“变”与“不变”、“匀速”和“变速”、“直”与“曲”在一定条件下可以转换,比较剖析;简单公式蕴含了丰富的变化规律,也是重要的理论基础,这些美妙公式印证了“大道至简”,使简单性和复杂性统一起来。哥尼斯堡七桥问题、一笔画、周游世界故事陈述的形式引入;地图着色,设置悬念引入;函数及反函数图像的同一性与“横看成岭侧成峰”、极限与“孤帆远影碧空尽”相联系,借助诗的意境理解数学概念,增强了趣味性,让数学课堂绽放精彩。
3.更新教师理念,学科前沿渗透教学中
教师的专业知识容量是影响教学水平的关键因素,为拓宽课程的广度,鼓励不同学科内容的融合,打破不同学科之间的壁垒,把新知识嵌入已有的知识结构,及时渗透现代数学的观点、概念和方法,为现代数学提供展示的窗口,这对教师的素质提出了更高的要求。通过学科前沿的渗透,拓宽学生的知识面。如互联网的发展和广泛应用,网络的重要性及对社会的影响越来越大。与此同时,网络的安全、保密问题成为日益严重的现实问题。网上信息被泄露、篡改和黑客入侵、病毒蔓延等极大危害了网络的安全,而其核心技术是密码学,最终是数学的应用。混沌架起沟通确定性、随机性的桥梁,确定性与随机性常被视为是完全对立的,混沌理论证明了两者是相通的,引入混沌是对我们现开设的确定性数学和随机数学的有效补充;用灰色系统理论研究社会经济系统,可以从变化规律不明显的情况中找出规律,通过规律再去分析事物的变化和发展。通过这些前沿知识的渗透,让学生感受数学是随着时代不断变化的,是与时俱进的。
建立一支专业化的数学教师队伍迫在眉睫。教师可以每周选定合适时间和专业课教师集体备课,参加专业教研会,采取“培训+学习+实践+反思”的方式,最终提高将数学知识专业化和将专业知识数学化的互译能力。并通过自学研修,丰富自己在应用数学及交叉学科的知识,了解数学进展和热点,教学中才能有针对性地渗透这种全新的科学前沿,丰富和完善现有数学课程。
4.加强数学实验,软件渗透教学中
“数学实验”课程是一种将符号计算、数值计算、数据处理、数学软件和数学建模相结合的新型课,是传统教学的补充和拓展。
学生在校学习时间毕竟是定数,如何选择适当的实验课题、对选定的实验课题如何设计出高质量的问题等都需要慎重思考。所选实验课题最好有多种解决方法,留出发挥的空间。比如围绕天体运动规律学习微分方程数值解法,围绕最速降线学习各种优化方法等;求解曲边梯形面积引入定积分定义时,可利用MATLAB编程,动态地描述这个过程,学生可以形象、直观地理解“分割、近似求和、取极限”的思想。同时,对MATLAB数学软件有初步认识,通过数学实验,加强了学生数学实践应用能力,一举两得。实验可以分为实验工具介绍、验证性实验、数据处理型实验、应用探索性实验4个层次进行,循序渐进,相互渗透,让学生充分领悟数学实验的内涵。数学软件Mathematica的介绍,可以摈弃大量繁琐的计算过程。但不同的软件平台各有优势,比如MATLAB擅长数值计算、Lingo擅长优化、Spss则擅长统计,无论何种实验,注重实验内容的趣味性、实用性都是十分重要的,数学实验给传统教学注入了活力。
5.考试制度多样,过程渗透教学中
突出考试的诊断性和发展性功能,理论考试侧重知识的转换角度,重点考核学生的解题思路和过程;学习过程中的评价与学习效果评价相结合,注重考试结果的运用,积极进行评价反馈,多采取正面激励。关注学生在各个阶段的进步状况,从而让学生在不同阶段的评价中享受到成功的喜悦。
三、结语
高职数学教育同任何客观事物一样,都是在实践中不断调整、变化、完善发展的,是需要教师长期努力、集体参与的系统工程,需要不断开发数学的潜力。
参考文献:
[1]张红.数学教学中的隐性课程及其开发[J].数学教育学报,2008,8(4):57-59.
[2]云连英.面向专业需求的高职数学课程设置研究[J].数学教育学报,2008,8(4):73-76.
[3]姜大源,吴全全.德国职业教育学习领域的课程方案研究[J].中国职业技术教育,2007,(2):47-54.
[4]丁大正.Mathematica5在大学数学课程中的应用[M].北京:电子工业出版社,2006.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:高职数学;数学文化;渗透
作者简介:金环(1969-),女,回族,山东济宁人,济宁职业技术学院基础部,副教授;孔凡清(1966-),男,山东济宁人,济宁职业技术学院基础部,副教授。(山东 济宁 272037)
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)13-0093-01
一、高职数学教学中的困惑
高职培养的目标是高素质高技能型专门人才。为缓解生源不足,高职院校采取宽进方式吸引学生,势必造成整体数学基础偏差;学生在校学习2年,校外顶岗实习1年,在校学习时间是定数;各专业为“紧跟时代潮流”,都在压缩数学基础课;科学技术的发展,又使数学和各学科间的联系更加紧密,很多学科前沿遇到的瓶颈其实是数学,数学应用的触角几乎伸向一切领域,数学的重要性日益凸显。现有教材与现代数学、各专业学科脱节,内容滞后,对数学应用重视不够,导致数学无用论观念的产生;教学中知识的灌输、教材为本、“粉笔+黑板”的单一教学模式加重了学生的厌学心理。教改停留在低层次的摸索上,效果不明显,教师在学生一届不如一届的叹息声中无可奈何。
现实的困惑、教学一线的不断探索,多次走访各专业课程教师、学生,广泛收集信息,结合济宁职业技术学院现状、学生的知识水平、学习的需要、企业的需求,我们采取以下应对措施,以数学与专业课程的深度融合为基础,培养学生运用数学分析、解决实际问题的能力。
二、高职数学教学中采取的措施
1.优化数学课程,数学建模渗透教学中
为加强专业竞争力,各系都在强调专业特色,赢得市场。作为专业基础的数学,要为专业学习服务和奠定基础,因专业施教,就必须突破原有课程的界限,根据各专业特点灵活选用教学内容。
比如经管类可将“微积分”、“线性代数”、“线性规划”、“概率论与数理统计”、“数学软件”整合为“经济应用数学”课程。通过这种优化,适度保持数学自身的系统性、逻辑性,尽可能显示直观性、应用性,恰当把握教学内容的深度和广度。
数学建模融入教学已成共识,数学建模是用数学思想和方法解决实际问题的过程,是数学知识与应用能力共同提高的结合点。模型的建立,即把错综复杂的实际问题简化、抽象为具有合理的数学结构的过程。模型其实是系统的代名词,我们说某一个系统,就意味着使用它的某一种模型;同一个系统,从不同角度、用不同方法可以建立各种模型;同一个模型,对它的参数、变量赋予具体各异的物理意义,可描述不同的系统。整个建模过程能让学生体会到数学从实践中来,再到实践中去。建模需要查阅大量文献资料,需要学生合作,求同存异,共同完成任务,这有助于培养学生的团结合作。教师的引导、指导性与学生的积极、主动性得到充分的结合,达到最优互动关系。
(1)以探索知识的发生过程为背景渗透。如切线斜率、变速直线运动的速度等具体实例的分析,将其归纳为“函数平均增量的极限”这一数学模型,从而引入导数概念;采用“警察抓小偷”的逻辑分析,引入命题逻辑;物流管理中生产运输、最优库存、最佳进货量问题,利用数学的基本原理和方法来量化管理中定性的问题,在探求知识的过程中掌握内容。
(2)以问题解决为背景渗透。机票为何经常打折?假设某航空公司运载一位旅客的成本是340元,它为何以每张140元的票价卖给学生呢?低于成本价格航空公司会亏损,为何还这样做呢?以问题为背景,激发学生的求知欲,然后引入教学内容,即如果学习了边际分析法,就找到了答案。用数学来解决商场进货必定要考虑准备多少货源,既能满足市场需求,又不会产生积压,使资金使用最佳、收益最优。所以,在教学中采用这种“问题情境—建立模型—求解—解释与应用”的模式展开,让学生经历数学知识的形成与应用过程,从而更好地理解数学知识的意义,教学变得生动有趣,克服了厌学情绪。
(3)以实际应用为背景渗透。从街区洒水车、扫雪问题到灾情巡视的数学模型,其实就是著名的欧拉图问题、哈密顿回路问题;图论中的节点是对客观事物的抽象,在人际关系网图中,节点表示每个人;万维网图中,节点代表不同网页,找到生活的原型及实际应用,拉近了与生活的距离,让学生感到数学就在身边。
2.挖掘数学思想,数学文化渗透教学中
数学处处渗透着一种哲学思想,潜移默化地影响学生的世界观。教学中注重挖掘数学思想,加强数学思维训练,培养学生的人文素质,将数学文化渗透到教学中。高职学生在缺少高学历优势的情况下,想扭转被动局面,首先要有良好的人文素质作为支撑。通过数学教学帮助学生养成一种新的精神,一种超越现象、认识隐藏于事物背后本质、后天养成的理性精神。
如“变”与“不变”、“匀速”和“变速”、“直”与“曲”在一定条件下可以转换,比较剖析;简单公式蕴含了丰富的变化规律,也是重要的理论基础,这些美妙公式印证了“大道至简”,使简单性和复杂性统一起来。哥尼斯堡七桥问题、一笔画、周游世界故事陈述的形式引入;地图着色,设置悬念引入;函数及反函数图像的同一性与“横看成岭侧成峰”、极限与“孤帆远影碧空尽”相联系,借助诗的意境理解数学概念,增强了趣味性,让数学课堂绽放精彩。
3.更新教师理念,学科前沿渗透教学中
教师的专业知识容量是影响教学水平的关键因素,为拓宽课程的广度,鼓励不同学科内容的融合,打破不同学科之间的壁垒,把新知识嵌入已有的知识结构,及时渗透现代数学的观点、概念和方法,为现代数学提供展示的窗口,这对教师的素质提出了更高的要求。通过学科前沿的渗透,拓宽学生的知识面。如互联网的发展和广泛应用,网络的重要性及对社会的影响越来越大。与此同时,网络的安全、保密问题成为日益严重的现实问题。网上信息被泄露、篡改和黑客入侵、病毒蔓延等极大危害了网络的安全,而其核心技术是密码学,最终是数学的应用。混沌架起沟通确定性、随机性的桥梁,确定性与随机性常被视为是完全对立的,混沌理论证明了两者是相通的,引入混沌是对我们现开设的确定性数学和随机数学的有效补充;用灰色系统理论研究社会经济系统,可以从变化规律不明显的情况中找出规律,通过规律再去分析事物的变化和发展。通过这些前沿知识的渗透,让学生感受数学是随着时代不断变化的,是与时俱进的。
建立一支专业化的数学教师队伍迫在眉睫。教师可以每周选定合适时间和专业课教师集体备课,参加专业教研会,采取“培训+学习+实践+反思”的方式,最终提高将数学知识专业化和将专业知识数学化的互译能力。并通过自学研修,丰富自己在应用数学及交叉学科的知识,了解数学进展和热点,教学中才能有针对性地渗透这种全新的科学前沿,丰富和完善现有数学课程。
4.加强数学实验,软件渗透教学中
“数学实验”课程是一种将符号计算、数值计算、数据处理、数学软件和数学建模相结合的新型课,是传统教学的补充和拓展。
学生在校学习时间毕竟是定数,如何选择适当的实验课题、对选定的实验课题如何设计出高质量的问题等都需要慎重思考。所选实验课题最好有多种解决方法,留出发挥的空间。比如围绕天体运动规律学习微分方程数值解法,围绕最速降线学习各种优化方法等;求解曲边梯形面积引入定积分定义时,可利用MATLAB编程,动态地描述这个过程,学生可以形象、直观地理解“分割、近似求和、取极限”的思想。同时,对MATLAB数学软件有初步认识,通过数学实验,加强了学生数学实践应用能力,一举两得。实验可以分为实验工具介绍、验证性实验、数据处理型实验、应用探索性实验4个层次进行,循序渐进,相互渗透,让学生充分领悟数学实验的内涵。数学软件Mathematica的介绍,可以摈弃大量繁琐的计算过程。但不同的软件平台各有优势,比如MATLAB擅长数值计算、Lingo擅长优化、Spss则擅长统计,无论何种实验,注重实验内容的趣味性、实用性都是十分重要的,数学实验给传统教学注入了活力。
5.考试制度多样,过程渗透教学中
突出考试的诊断性和发展性功能,理论考试侧重知识的转换角度,重点考核学生的解题思路和过程;学习过程中的评价与学习效果评价相结合,注重考试结果的运用,积极进行评价反馈,多采取正面激励。关注学生在各个阶段的进步状况,从而让学生在不同阶段的评价中享受到成功的喜悦。
三、结语
高职数学教育同任何客观事物一样,都是在实践中不断调整、变化、完善发展的,是需要教师长期努力、集体参与的系统工程,需要不断开发数学的潜力。
参考文献:
[1]张红.数学教学中的隐性课程及其开发[J].数学教育学报,2008,8(4):57-59.
[2]云连英.面向专业需求的高职数学课程设置研究[J].数学教育学报,2008,8(4):73-76.
[3]姜大源,吴全全.德国职业教育学习领域的课程方案研究[J].中国职业技术教育,2007,(2):47-54.
[4]丁大正.Mathematica5在大学数学课程中的应用[M].北京:电子工业出版社,2006.
(责任编辑:麻剑飞)