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摘要:高等数学是理工科类各专业一门必修的基础理论课,在高等教育大众化的形势下,由于其枯燥性和高度的抽象性,学习比较困难。本文从教学内容、课程体系、教学方法等方面探讨高等数学教学改革的重要性,以及如何进行高等数学的教学改革,如何提高教学质量和学生学习兴趣等问题。
关键词:高等数学;教学内容;教学方法;创新能力
高等数学是高等院校理、工、医、财、管等各类专业的一门基础理论课,其涉及面之广仅次于外语课程,可见该课程之重要。随着现代科学技术的飞速发展和经济管理的日益高度复杂化,高等数学的应用范围越来越广,正在由一种理论变成一种通用的工具。因而高等数学的教学效果直接影响着各类大学生的思想、思维及他们分析和处理实际问题的能力。如何改进教学内容,优化教学结构,推进教育改革向纵深发展,使学生在有限的课时内学到更多、更有用的知识,是新时期我国高等数学教学改革的一大课题。经过多年的教学实践,结合我国高等学校(非重点院校)的实际情况,我们认为,新时期内高等数学教学改革应该从以下几个方面进行。
1.优化教学内容,改进教学方法
基础理论课的教学应该以“必需、够用”为度,以掌握概念、强化应用为重点,这是改革的总体目标。一般普通高等学校(非重点院校)培养的大多是生产一线的工艺师,因此,高等数学教材应是在“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则上编写的,必须强调理论与实际应用相结合。教学中应尽量结合工程专业的特点,筛选数学教学内容,坚持以必需、够用为度。减少理论性较强的内容(如极限的精确定义等),精减繁琐的证明过程及理论推导(如中值定理、泰勒公式等的证明推导),减少高技巧的难题(如不定的有关内容等)。多从日常生活和工程实际中提出数学问题,并建立其数学模型(问题可不必太难);多介绍数学特别是微积分在专业中的应用;多出一些有工程专业背景的例题、习题;多一些理论联系实际的应用题;多开展一些课堂讨论以利于调动学生的主动性和创造性。通过以上一系列手段或方法的运用,调动学生学习数学的积极性,提高对高等数学课程重要性的认识,逐步培养他们灵活运用数学方法去分析和解决实际问题的能力。
2.紧跟时代步伐,采用多种教学方法
计算机的出现使人们的科研、教育、工作及生活均发生了重大转变。电子计算机的强大计算能力使数学如虎添翼。过去手算十分困难和繁琐的数学问题,现在用计算机可以轻而易举地解决;过去许多数学工作者津津乐道的方法、技巧,在强大的计算机软件系统面前黯然失色。当前,如何使用和研究计算机推进数学科学发展,深化数学教学改革,是新时期高等数学教学内容、教学方法、教学手段的改革和实践的一个新课题。因此,应当把计算机软件引进数学教材,引入高等数学的课堂教学中。比如应把Mathematica系统、Matlab系统编入高等数学教材,让学生利用这些数学软件,借助计算机来解决高等数学中的计算问题,包括高难度、高技巧的计算。我们不必向学生介绍这些系统的程序是怎样编写出来的,但只要会应用,就能增加许多本领。正如汽车司机不必懂汽车制造技术一样,只要能开车,照样能发挥其巨大的作用。有了计算机软件系统和“机器证明”方法,教学过程中繁重的演算方法减少了,还可以引入新的数学知识和数学方法,扩大学生的知识面。同时,概念的教学将会加强,数学建模能力将更重要,创新能力的培养将更突出,传统的教学内容和教学方法将逐步改变。
3.以学生为中心,着重创新能力的培养
培养创新能力是21世纪教育界的一大课题。因此,必须在数学教学中强调培养学生的创新精神和创新能力。传统单一的满堂灌、保姆式的课堂教学,容易造成学生对老师的依赖,不利于调动学生的主观能动性,更不利于激发学生的创造性思维。培养学生的创新意识和创新能力不仅可以活跃课堂气氛,而且有利于激发学生的学习热情。数学本身包含着许多思维方法,如从有限到无限、从特殊到一般、归纳法、类比法、倒推分析法等,其本质都是创造性思维方法。首先必须培养学生对实践的兴趣。作为未来的工艺工程师的学生,应该有从丰富的日常生活中和工程实际中发现问题、研究问题、解决问题的兴趣。在这里,引入数学建模的思想与方法是十分有用的。“今天,在科学技术中最有用的数学研究领域是数值分析和数学建模”。数学建模,就是对一般的社会现象(如工程问题)运用数学思想,由此及彼,由表及里,抓住事物的本质,培养学生的创造性思维,运用数学语言把它表达出来,即数学模型。而在建模过程中需要用到计算机等其他学科的知识,对那些实际问题在一定的条件下进行简化,并与某些数学模型进行类比联想,增强综合运用知识和解决实际问题的能力。在数学建模过程中学生能够经历研究实际、抓住事物的主要矛盾、建立数学模型、解决问题的全过程,从而提高对实践的兴趣。因此,在数学教学中应介绍数学建模的思想、方法。其次,在数学教学中,向学生传授科学的思维方法,应成为数学教师的一项特别的工作,成为数学教师的教学任务和教学内容。
总之,高等数学的改革是一项十分复杂的系统工程,而面向21世纪的高等数学的教学内容和课程体系、教学方法和教学手段的改革,值得探讨的问题很多,希望诸位同行都来重视并研究这个问题。
参考文献:
[1]王宪杰.增加应用实例比例有利于高等数学教学效果的进一步提高.大学数学,2008,VOL24,(1):4.
[2]曹广福,叶瑞芬.谈谈高等数学教材内容与体系的改革.大学数学,2008,VOL24,(1):1.
[3]闵兰,陈晓敏.高等数学教学改革的几点思考.西南师范大学学报(自然科学版),2012,VOL37,(2):139.
[4]刘一龙,徐立新.关于工科高等数学教学改革的思考[J].成功(教育),2012,(2):16.
关键词:高等数学;教学内容;教学方法;创新能力
高等数学是高等院校理、工、医、财、管等各类专业的一门基础理论课,其涉及面之广仅次于外语课程,可见该课程之重要。随着现代科学技术的飞速发展和经济管理的日益高度复杂化,高等数学的应用范围越来越广,正在由一种理论变成一种通用的工具。因而高等数学的教学效果直接影响着各类大学生的思想、思维及他们分析和处理实际问题的能力。如何改进教学内容,优化教学结构,推进教育改革向纵深发展,使学生在有限的课时内学到更多、更有用的知识,是新时期我国高等数学教学改革的一大课题。经过多年的教学实践,结合我国高等学校(非重点院校)的实际情况,我们认为,新时期内高等数学教学改革应该从以下几个方面进行。
1.优化教学内容,改进教学方法
基础理论课的教学应该以“必需、够用”为度,以掌握概念、强化应用为重点,这是改革的总体目标。一般普通高等学校(非重点院校)培养的大多是生产一线的工艺师,因此,高等数学教材应是在“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则上编写的,必须强调理论与实际应用相结合。教学中应尽量结合工程专业的特点,筛选数学教学内容,坚持以必需、够用为度。减少理论性较强的内容(如极限的精确定义等),精减繁琐的证明过程及理论推导(如中值定理、泰勒公式等的证明推导),减少高技巧的难题(如不定的有关内容等)。多从日常生活和工程实际中提出数学问题,并建立其数学模型(问题可不必太难);多介绍数学特别是微积分在专业中的应用;多出一些有工程专业背景的例题、习题;多一些理论联系实际的应用题;多开展一些课堂讨论以利于调动学生的主动性和创造性。通过以上一系列手段或方法的运用,调动学生学习数学的积极性,提高对高等数学课程重要性的认识,逐步培养他们灵活运用数学方法去分析和解决实际问题的能力。
2.紧跟时代步伐,采用多种教学方法
计算机的出现使人们的科研、教育、工作及生活均发生了重大转变。电子计算机的强大计算能力使数学如虎添翼。过去手算十分困难和繁琐的数学问题,现在用计算机可以轻而易举地解决;过去许多数学工作者津津乐道的方法、技巧,在强大的计算机软件系统面前黯然失色。当前,如何使用和研究计算机推进数学科学发展,深化数学教学改革,是新时期高等数学教学内容、教学方法、教学手段的改革和实践的一个新课题。因此,应当把计算机软件引进数学教材,引入高等数学的课堂教学中。比如应把Mathematica系统、Matlab系统编入高等数学教材,让学生利用这些数学软件,借助计算机来解决高等数学中的计算问题,包括高难度、高技巧的计算。我们不必向学生介绍这些系统的程序是怎样编写出来的,但只要会应用,就能增加许多本领。正如汽车司机不必懂汽车制造技术一样,只要能开车,照样能发挥其巨大的作用。有了计算机软件系统和“机器证明”方法,教学过程中繁重的演算方法减少了,还可以引入新的数学知识和数学方法,扩大学生的知识面。同时,概念的教学将会加强,数学建模能力将更重要,创新能力的培养将更突出,传统的教学内容和教学方法将逐步改变。
3.以学生为中心,着重创新能力的培养
培养创新能力是21世纪教育界的一大课题。因此,必须在数学教学中强调培养学生的创新精神和创新能力。传统单一的满堂灌、保姆式的课堂教学,容易造成学生对老师的依赖,不利于调动学生的主观能动性,更不利于激发学生的创造性思维。培养学生的创新意识和创新能力不仅可以活跃课堂气氛,而且有利于激发学生的学习热情。数学本身包含着许多思维方法,如从有限到无限、从特殊到一般、归纳法、类比法、倒推分析法等,其本质都是创造性思维方法。首先必须培养学生对实践的兴趣。作为未来的工艺工程师的学生,应该有从丰富的日常生活中和工程实际中发现问题、研究问题、解决问题的兴趣。在这里,引入数学建模的思想与方法是十分有用的。“今天,在科学技术中最有用的数学研究领域是数值分析和数学建模”。数学建模,就是对一般的社会现象(如工程问题)运用数学思想,由此及彼,由表及里,抓住事物的本质,培养学生的创造性思维,运用数学语言把它表达出来,即数学模型。而在建模过程中需要用到计算机等其他学科的知识,对那些实际问题在一定的条件下进行简化,并与某些数学模型进行类比联想,增强综合运用知识和解决实际问题的能力。在数学建模过程中学生能够经历研究实际、抓住事物的主要矛盾、建立数学模型、解决问题的全过程,从而提高对实践的兴趣。因此,在数学教学中应介绍数学建模的思想、方法。其次,在数学教学中,向学生传授科学的思维方法,应成为数学教师的一项特别的工作,成为数学教师的教学任务和教学内容。
总之,高等数学的改革是一项十分复杂的系统工程,而面向21世纪的高等数学的教学内容和课程体系、教学方法和教学手段的改革,值得探讨的问题很多,希望诸位同行都来重视并研究这个问题。
参考文献:
[1]王宪杰.增加应用实例比例有利于高等数学教学效果的进一步提高.大学数学,2008,VOL24,(1):4.
[2]曹广福,叶瑞芬.谈谈高等数学教材内容与体系的改革.大学数学,2008,VOL24,(1):1.
[3]闵兰,陈晓敏.高等数学教学改革的几点思考.西南师范大学学报(自然科学版),2012,VOL37,(2):139.
[4]刘一龙,徐立新.关于工科高等数学教学改革的思考[J].成功(教育),2012,(2):16.