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摘要:本文针对大学数学教学普遍存在“内容多、学时少”,“重理论、轻实践”,“满堂灌”的“填鸭式”教学模式,“跑步式”赶进度的教学现状,提出教学团队与建模团队相互渗透的数学教学模式,旨在提倡团队协作,增加必要的实践环节,提高学生的创新意识与动手能力,进而提高教学质量。
关键词:教学团队;建模团队;教学模式
作者简介:吴云天(1962-),男,陕西咸阳人,陕西科技大学理学院,副教授,主要研究方向:数学与应用;马菊侠(1962-),女,陕西咸阳人,陕西科技大学理学院,教授,主要研究方向:自动控制理论与应用。(陕西 西安 710021)
基金项目:本文系陕西科技大学2009年度教育教改研究重点项目资助项目(项目编号:09ZJ25)的研究成果。
在当今的信息时代,社会正经历着由工业社会向信息社会过渡的变革,高等教育要在信息化的社会培养出高水平的科技人才,就必须进行数学教学模式的改革,才能适应“科技兴国”的宏伟目标。本文介绍了陕西科技大学(以下简称“我校”)理学院教学团队与建模团队相互渗透的工科数学教学模式:积极改革课堂教学内容,实行归类教学法,注重实践应用,重视团队协助,将数学建模、数学专家、数学应用融入课堂教学,在大学的各个年级开设“数学知识与探求”、“数学建模”选修课等系列教学改革。在十年的教学探讨与实践中,我们在教学效果、数学建模、科研等方面都取得了丰硕成果。
一、研究动因
随着高等教育日益大众化,生源发生了很大变化,加上信息时代知识更新速度快,市场经济的社会大环境迫使学生除了要具有丰富的知识外,更应该具有熟练运用科学理论解决实际问题的能力与创新能力。而目前教学中还存在着以下问题。
(1)数学知识老化,理解肤浅,与专业课脱节。
(2)基础课程学时不断压缩,导致课堂教学的“满堂灌”、“填鸭式”教学模式,跑步式地赶进度。
(3)重视传授知识、轻视能力培养。长期以来,“大学数学教育中教学模式单一,教学方法和手段落后,教学中灌输大量的定义、定理、推导、证明、计算”。—些教师对数学思想方法和创新能力的培养缺乏应有的认识,认为数学教学的根本任务就是传授已有的数学知识,忽视了能力培养。
(4)目前我国的大学数学教材讲求严密性、系统性、抽象性,重理论分析和解题技巧训练,没有或很少提及数学的实际应用。有也只局限于几何物理方面,没有反映现代数学观点和数学在更多领域内的广泛应用。在教学方法上,仍然是以教师、教材、传授知识为中心,学生处于被动地位。教师向学生灌输一大批定义、定理和解题技巧,学生则记住有关知识,应付考试,取得学分。学生没有必要也没有机会去独立思考,更谈不上用数学理论中蕴含的深刻思想方法去解决实际问题。
为了克服以上问题,我们自2000年起,成立组建了教学团队、建模团队,进行教学法的研究,积极开展全校的建模活动,让建模进入课堂,让数学问题实际化,让数学知识兴趣化,让数学方法归类化、系统化,使教学知识与数学应用达到有机的结合与渗透。组织学生参与数学建模及竞赛活动,感受数学的生机与活力,使各方面应用能力增强,从而激发起他们学习数学的兴趣,提高创新能力。
二、 基本内容
1.教学方法改革
归类式教学法是将数学知识、概念、定理、题型、方法技巧进行系统的归纳,使数学知识条理化、系统化、兴趣化,方法系统化,题型归类化的教学方法。它是在原有计划学时的前提下,以系统化、归类化的知识体系进入课堂的一种新型教学法,能有效节约理论授课学时,从而将数学建模、专家课堂、创新教育、专题讲座等融入课堂。该教学法进一步优化教学理念,进行改革,探索并致力于数学的“归类式教学”模式研究,将数学的题型、方法进行有效整合,注重题目的多变性、梯度性,与硕士研究生考试接轨,继而有效地提高数学知识的衔接与综合,提高教学效果,并提高考研的应试能力。
2.建立统一的数学资源建设平台与课程资源中心
制作“归类教学网页”,做到“一个教师”让成千上万学生受益。打破学生学习时间和空间的约束,加强各种数字化优质教学资源的建设。学生通过互联网、手机即可获取这些教学资源。与此同时,编辑出版大学数学归类系列丛书《题型归类、方法点拨、考研辅导 高等数学》、《题型归类、方法点拨、考研辅导 线性代数》、《题型归类、方法点拨、考研辅导 概率论与数理统计》等归类丛书,有效实现了教学资源共享,提高了数学教育教学质量。
3.将数学建模的思想、方法融入课堂
数学建模问题来源于实际,不像传统数学课程中的数学练习题只需对已有的数学模型进行求解,而要用数学知识及方法去解决实际生活中出现的问题。首先应通过分析与推理,将实际问题用数学语言加以表述,使之成为一个数学问题,并提出一系列符合该问题实际背景的假设,建立起相应的数学模型,进而寻求适当的数学工具、相应的算法及计算机软件来获取模型的结果,最后还需将模型的结果用通俗的语言表达出来,才能应用于实际。数学建模的过程是反复应用数学知识与方法对实际问题进行分析、推理与计算,以得出实际问题的最佳数学模型及模型最优解的过程,因而学生明显感到自己这方面能力在具体的建模过程中得到了较大提高。
4.教学团队与建模团队协作,打造具有创新能力的新一代
教育部高教司在全国普通高校开展数学建模竞赛,旨在“培养学生解决实际的能力和创造精神,全民提高学生的综合素质”。[1]我们的教学团队积极加入到建模行列,与建模团队商讨,组织并参与到数学建模竞赛中。由于建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,学生在规定的三天时间内,可以收集资料,使用软件,展开讨论,进行团队协作,针对同一问题,从不同角度、用不同的数学方法去解决,因而有利于学生发挥其创造能力与团队合作精神。数学家华罗庚说过:“困难的是提出公式,而不是证明公式。”从这个意义上说,提出一个问题要比解决一个问题更重要,如果没有主动的参与、积极的思考,很难想象学生能提出一个有价值的问题。在与毕业生座谈时,建模学生如此说:“建模不在乎是否能获奖(获奖更好),关键是我们体验到了团队的协作精神,让我们终生受益。”[2]
三、实践成果
1.在教学方面的应用效果
团队教师的教学内容明显充实,尤其是青年教师的教学效果与知识水平得到了较大的提高。在本教学成果的实施过程中,一批中年教师成为教学科研骨干,有的走上了教学科研领导岗位。青年教师经过训练,成为科研能手和教学先进人物,并在我校青年教师讲课比赛中,获得一等奖五人次以上。部分教师获得“教学标兵”、“先进授课教师”、“优秀主讲教师”、“青年教师教学十杰”等光荣称号。
2.教学辅助建设方面
编辑出版教学辅导书《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》(国防工业出版社出版)等题型方法系列丛书 8部,教材《经济数学》1部。
3.在建模方面的应用效果
为了配合高等数学的教学改革,培养创造性的人才,我们积极动员并参与到建模中。在全校各个年级范围内开设“数学建模”、“数学知识与探求”选修课,反响较好。近几年来,我们团队指导的学生获得陕西省数学建模二等奖54名,陕西省数学建模一等奖36名,国家数学建模二等奖 15名,国际数学建模二等奖 6名。
4.在科研方面的应用效果
我们的团队与其他院合作,参与国家自然科学基金1项;团队合作申请实用新型专利2项;发表学术论文总计50余篇,SCI收录4篇,EI 收录4篇,ISTP收录1篇。
5.在学生方面的效果
在团队老师指导下做毕业设计的学生,一般都能做与生产实际或科研项目相关的毕业设计题目,从知识的连贯性到动手能力等都能得到系统的训练,培养出的学生比较受企事业单位的欢迎,学生走上工作岗位后也容易进入角色。
参考文献:
[1]张清华,等.以数学建模为契机,加强对学生创新能力的培养[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2008,(6).
[2]叶其孝.把数学建模、数学实验的思想和方法融入高等数学的教学中去[J].工程数学学报,2003,20(8).
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:教学团队;建模团队;教学模式
作者简介:吴云天(1962-),男,陕西咸阳人,陕西科技大学理学院,副教授,主要研究方向:数学与应用;马菊侠(1962-),女,陕西咸阳人,陕西科技大学理学院,教授,主要研究方向:自动控制理论与应用。(陕西 西安 710021)
基金项目:本文系陕西科技大学2009年度教育教改研究重点项目资助项目(项目编号:09ZJ25)的研究成果。
在当今的信息时代,社会正经历着由工业社会向信息社会过渡的变革,高等教育要在信息化的社会培养出高水平的科技人才,就必须进行数学教学模式的改革,才能适应“科技兴国”的宏伟目标。本文介绍了陕西科技大学(以下简称“我校”)理学院教学团队与建模团队相互渗透的工科数学教学模式:积极改革课堂教学内容,实行归类教学法,注重实践应用,重视团队协助,将数学建模、数学专家、数学应用融入课堂教学,在大学的各个年级开设“数学知识与探求”、“数学建模”选修课等系列教学改革。在十年的教学探讨与实践中,我们在教学效果、数学建模、科研等方面都取得了丰硕成果。
一、研究动因
随着高等教育日益大众化,生源发生了很大变化,加上信息时代知识更新速度快,市场经济的社会大环境迫使学生除了要具有丰富的知识外,更应该具有熟练运用科学理论解决实际问题的能力与创新能力。而目前教学中还存在着以下问题。
(1)数学知识老化,理解肤浅,与专业课脱节。
(2)基础课程学时不断压缩,导致课堂教学的“满堂灌”、“填鸭式”教学模式,跑步式地赶进度。
(3)重视传授知识、轻视能力培养。长期以来,“大学数学教育中教学模式单一,教学方法和手段落后,教学中灌输大量的定义、定理、推导、证明、计算”。—些教师对数学思想方法和创新能力的培养缺乏应有的认识,认为数学教学的根本任务就是传授已有的数学知识,忽视了能力培养。
(4)目前我国的大学数学教材讲求严密性、系统性、抽象性,重理论分析和解题技巧训练,没有或很少提及数学的实际应用。有也只局限于几何物理方面,没有反映现代数学观点和数学在更多领域内的广泛应用。在教学方法上,仍然是以教师、教材、传授知识为中心,学生处于被动地位。教师向学生灌输一大批定义、定理和解题技巧,学生则记住有关知识,应付考试,取得学分。学生没有必要也没有机会去独立思考,更谈不上用数学理论中蕴含的深刻思想方法去解决实际问题。
为了克服以上问题,我们自2000年起,成立组建了教学团队、建模团队,进行教学法的研究,积极开展全校的建模活动,让建模进入课堂,让数学问题实际化,让数学知识兴趣化,让数学方法归类化、系统化,使教学知识与数学应用达到有机的结合与渗透。组织学生参与数学建模及竞赛活动,感受数学的生机与活力,使各方面应用能力增强,从而激发起他们学习数学的兴趣,提高创新能力。
二、 基本内容
1.教学方法改革
归类式教学法是将数学知识、概念、定理、题型、方法技巧进行系统的归纳,使数学知识条理化、系统化、兴趣化,方法系统化,题型归类化的教学方法。它是在原有计划学时的前提下,以系统化、归类化的知识体系进入课堂的一种新型教学法,能有效节约理论授课学时,从而将数学建模、专家课堂、创新教育、专题讲座等融入课堂。该教学法进一步优化教学理念,进行改革,探索并致力于数学的“归类式教学”模式研究,将数学的题型、方法进行有效整合,注重题目的多变性、梯度性,与硕士研究生考试接轨,继而有效地提高数学知识的衔接与综合,提高教学效果,并提高考研的应试能力。
2.建立统一的数学资源建设平台与课程资源中心
制作“归类教学网页”,做到“一个教师”让成千上万学生受益。打破学生学习时间和空间的约束,加强各种数字化优质教学资源的建设。学生通过互联网、手机即可获取这些教学资源。与此同时,编辑出版大学数学归类系列丛书《题型归类、方法点拨、考研辅导 高等数学》、《题型归类、方法点拨、考研辅导 线性代数》、《题型归类、方法点拨、考研辅导 概率论与数理统计》等归类丛书,有效实现了教学资源共享,提高了数学教育教学质量。
3.将数学建模的思想、方法融入课堂
数学建模问题来源于实际,不像传统数学课程中的数学练习题只需对已有的数学模型进行求解,而要用数学知识及方法去解决实际生活中出现的问题。首先应通过分析与推理,将实际问题用数学语言加以表述,使之成为一个数学问题,并提出一系列符合该问题实际背景的假设,建立起相应的数学模型,进而寻求适当的数学工具、相应的算法及计算机软件来获取模型的结果,最后还需将模型的结果用通俗的语言表达出来,才能应用于实际。数学建模的过程是反复应用数学知识与方法对实际问题进行分析、推理与计算,以得出实际问题的最佳数学模型及模型最优解的过程,因而学生明显感到自己这方面能力在具体的建模过程中得到了较大提高。
4.教学团队与建模团队协作,打造具有创新能力的新一代
教育部高教司在全国普通高校开展数学建模竞赛,旨在“培养学生解决实际的能力和创造精神,全民提高学生的综合素质”。[1]我们的教学团队积极加入到建模行列,与建模团队商讨,组织并参与到数学建模竞赛中。由于建模题材有较大的灵活性,没有统一的标准答案,学生在规定的三天时间内,可以收集资料,使用软件,展开讨论,进行团队协作,针对同一问题,从不同角度、用不同的数学方法去解决,因而有利于学生发挥其创造能力与团队合作精神。数学家华罗庚说过:“困难的是提出公式,而不是证明公式。”从这个意义上说,提出一个问题要比解决一个问题更重要,如果没有主动的参与、积极的思考,很难想象学生能提出一个有价值的问题。在与毕业生座谈时,建模学生如此说:“建模不在乎是否能获奖(获奖更好),关键是我们体验到了团队的协作精神,让我们终生受益。”[2]
三、实践成果
1.在教学方面的应用效果
团队教师的教学内容明显充实,尤其是青年教师的教学效果与知识水平得到了较大的提高。在本教学成果的实施过程中,一批中年教师成为教学科研骨干,有的走上了教学科研领导岗位。青年教师经过训练,成为科研能手和教学先进人物,并在我校青年教师讲课比赛中,获得一等奖五人次以上。部分教师获得“教学标兵”、“先进授课教师”、“优秀主讲教师”、“青年教师教学十杰”等光荣称号。
2.教学辅助建设方面
编辑出版教学辅导书《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》(国防工业出版社出版)等题型方法系列丛书 8部,教材《经济数学》1部。
3.在建模方面的应用效果
为了配合高等数学的教学改革,培养创造性的人才,我们积极动员并参与到建模中。在全校各个年级范围内开设“数学建模”、“数学知识与探求”选修课,反响较好。近几年来,我们团队指导的学生获得陕西省数学建模二等奖54名,陕西省数学建模一等奖36名,国家数学建模二等奖 15名,国际数学建模二等奖 6名。
4.在科研方面的应用效果
我们的团队与其他院合作,参与国家自然科学基金1项;团队合作申请实用新型专利2项;发表学术论文总计50余篇,SCI收录4篇,EI 收录4篇,ISTP收录1篇。
5.在学生方面的效果
在团队老师指导下做毕业设计的学生,一般都能做与生产实际或科研项目相关的毕业设计题目,从知识的连贯性到动手能力等都能得到系统的训练,培养出的学生比较受企事业单位的欢迎,学生走上工作岗位后也容易进入角色。
参考文献:
[1]张清华,等.以数学建模为契机,加强对学生创新能力的培养[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2008,(6).
[2]叶其孝.把数学建模、数学实验的思想和方法融入高等数学的教学中去[J].工程数学学报,2003,20(8).
(责任编辑:麻剑飞)