高等數(shù)學(xué)教學(xué)的創(chuàng)新教育分析
論文摘要：創(chuàng)新是素質(zhì)教育的核心。高等創(chuàng)新教育的成功與否,直接關(guān)系到當(dāng)代大學(xué)生的科學(xué)思維和素質(zhì),關(guān)系到全面實(shí)現(xiàn)建設(shè)小康的目標(biāo)。本文針對當(dāng)前高等數(shù)學(xué)教育中的現(xiàn)狀,分析了其中存在的弊端,并從教育目標(biāo)、教育內(nèi)容、教育方法、教育手段等四個方面探討了高等數(shù)學(xué)創(chuàng)新教育的實(shí)施。
論文關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué);創(chuàng)新教育;實(shí)施
創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的核心,是教育改革發(fā)展的主要趨勢,它是在我國面對世界科技飛速發(fā)展、知識嚴(yán)峻挑戰(zhàn),國際競爭異常激烈,國家創(chuàng)新能力直接關(guān)系到興的形勢下提出來的。實(shí)施創(chuàng)新教育,是要克服我國過去注重創(chuàng)新不夠的弱點(diǎn),提高大學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,從而增強(qiáng)整個民族的創(chuàng)新精神和能力。中國工程院院士李釗在點(diǎn)評2003年大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”賽時指出:“本科教育應(yīng)注重創(chuàng)新。”高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教育包含傳授一般科學(xué)創(chuàng)新所需的思維與實(shí)踐方法、結(jié)合專業(yè)的知識與技能等許多內(nèi)容。
但是現(xiàn)行的高等數(shù)學(xué)教育并不盡人意。1)大多數(shù)學(xué)生主觀上認(rèn)為學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)并沒有多大用途,無非是多修幾個學(xué)分,客觀上主動學(xué)習(xí)的積極性不高;2)現(xiàn)行高等數(shù)學(xué)教學(xué)課時少、內(nèi)容多,教學(xué)多以教師為主導(dǎo),“填鴨式”教學(xué),教師往往按部就班地講授教材,忽視對提出問題、分析問題、解決問題的能力培養(yǎng)。這樣使學(xué)生覺得枯燥無味,學(xué)習(xí)興趣不高,有些對專業(yè)學(xué)習(xí)有用的知識未講,也導(dǎo)致了專業(yè)教師的不滿,加之高等數(shù)學(xué)的抽象性,使得高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)入一種不良循環(huán)。所以高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教勢在必行。
1 高等數(shù)學(xué)創(chuàng)新教育與傳統(tǒng)教育之間的差別
創(chuàng)新教育,需要一種全新的教育思想。素質(zhì)教育的提出為這種全新的教育思想的形成勾勒了一個希望的輪廓。傳統(tǒng)高等數(shù)學(xué)的教育中存在大量與創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)不相符的思想與行為,必須予以變革,在合理繼承傳統(tǒng)教育的基礎(chǔ)上,構(gòu)建與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相配套的創(chuàng)新教育模式。高等數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)教育和創(chuàng)新教育在實(shí)踐教學(xué)中表現(xiàn)出截然不同的教育模式。
傳統(tǒng)型的高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者與創(chuàng)新型的高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)目標(biāo)、動機(jī)、策略或方法等方面表現(xiàn)出截然不同的行為傾向。傳統(tǒng)型的傾向于記憶、理解固定的內(nèi)容和知識;學(xué)習(xí)刻苦,意志堅定,完全聽從教師的安排,以考試成績?yōu)槟繕?biāo),使用模仿型的學(xué)習(xí)方法,熟悉教師的講課和書本內(nèi)容;按規(guī)定的時間做完規(guī)定的作業(yè);尊重現(xiàn)有的成果,迷信權(quán)威,遵守紀(jì)律,創(chuàng)造力不足。創(chuàng)新型的學(xué)習(xí)者除書本以外,喜歡探究自己學(xué)習(xí)中的一些問題,并不一定以教師的授課內(nèi)容或課程所限制,有時會對教師講述持有異議;主動尋找一些課外讀物,有批判精神,善于發(fā)現(xiàn)問題,拓展知識;不盲從,不迷信,有較強(qiáng)的創(chuàng)造力。
2高等數(shù)學(xué)創(chuàng)新教育如何實(shí)施
我國著名教育學(xué)顧明遠(yuǎn)教授認(rèn)為,實(shí)施創(chuàng)新教育,第一,要有開放適宜的創(chuàng)新制度、和空間,關(guān)鍵是全社會的努力,不能光靠學(xué)校和老師;第二,從微觀上講,要給學(xué)生自由選擇學(xué)習(xí)的寬松環(huán)境,要改變學(xué)校教育中重結(jié)果不重過程的毛病,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和能力;第三,要有和諧的師生關(guān)系,變教師的權(quán)威、師道尊嚴(yán)、只是載體的形象為學(xué)生學(xué)習(xí)的者、伙伴和幫助者的形象,展開討論,激發(fā)學(xué)生的思想火花。
那么,如何更好地開展高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)新教育呢?筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,認(rèn)為應(yīng)從以下四個方面入手:
2.1 教育目標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移
時代在變,教育目標(biāo)也應(yīng)隨之改變。荷蘭著名的數(shù)學(xué)教育家弗勒登塔爾(Freudenthal)把數(shù)學(xué)教育目標(biāo)歸結(jié)為五個方面:掌握課程的整個體系,學(xué)會數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,作為思維的訓(xùn)練,作為篩選的工具和培養(yǎng)解決問題的能力。另外,從學(xué)習(xí)者角度看,數(shù)學(xué)是一種能拓展個人潛力和能力的符號技術(shù),學(xué)習(xí)者不再滿足于掌握專門的數(shù)學(xué)知識。高等數(shù)學(xué)教育目標(biāo)的重點(diǎn)應(yīng)從掌握課程體系轉(zhuǎn)移到學(xué)會數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,培養(yǎng)解決問題的能力等方面上來,加強(qiáng)發(fā)散思維、直覺思維、辯證思維、橫縱思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練。而是應(yīng)該發(fā)展數(shù)學(xué)思維,發(fā)展創(chuàng)造能力、想象能力和批判能力等。
2.2 內(nèi)容的改進(jìn)和選取
1) 內(nèi)容選取的原則是廣而淺,少而精、刪繁就簡。例如函數(shù)作為過渡性內(nèi)容可略講,只需重點(diǎn)介紹分段函數(shù)、復(fù)合函數(shù)等;導(dǎo)數(shù)與微分中重點(diǎn)介紹導(dǎo)數(shù),微分則利用導(dǎo)數(shù)即微商這一關(guān)鍵點(diǎn)略講。函數(shù)的單調(diào)性、凹凸性、極值和最值等內(nèi)容、可以縮成求曲線的最值問題或畫曲線圖像,減少課時,而有關(guān)于方程的近似解,Γ—函數(shù),最小二乘法等易被刪掉的章節(jié)應(yīng)詳細(xì)介紹其中的思想方法,為學(xué)習(xí)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。2) 教師應(yīng)有意識地收集與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)例,盡可能多地將高等與學(xué)、生態(tài)學(xué)、學(xué)、軍事學(xué)等領(lǐng)域聯(lián)系起來,展現(xiàn)高等數(shù)學(xué)的巨大魅力。例如引出導(dǎo)數(shù)概念時可根據(jù)專業(yè)的不同介紹不同的例子。又如對實(shí)際問題如何建立微分方程模型是比較難的,在介紹微分方程時可以舉抵押貨款買房問題、增長等例子,進(jìn)一步介紹Logistic模型,說明該模型的廣泛應(yīng)用性,如傳染病的、新產(chǎn)品的推廣等,說明看起來完全不同的實(shí)際問題可能服從同樣的數(shù)學(xué)規(guī)律。這些不僅讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)的巨大應(yīng)用,而且大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3) 重視思想方法的教學(xué)。教師在高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)對課程中蘊(yùn)含的一些數(shù)學(xué)方法加以闡述,如類比、演繹、遞推、構(gòu)造、換元、化歸、建模等方法,對深化學(xué)生知識,提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的整體素質(zhì)有著重要作用。就拿建模來說,一切數(shù)學(xué)概念和知識都是從現(xiàn)實(shí)世界中的各種模型中抽象出來的,利用建模思想進(jìn)行教學(xué)是理論與應(yīng)用相結(jié)合的重要手段。許多看似不同的問題,其數(shù)學(xué)模型卻是相同的。貫徹數(shù)學(xué)建模思想,是將問題解決思想貫徹到每個環(huán)節(jié),而不只是用作某些部分的引入手段。
2.3創(chuàng)新教育方法
針對目前高等數(shù)學(xué)教學(xué)的問題狀況,筆者認(rèn)為高等數(shù)學(xué)的教學(xué)方法應(yīng)逐步由教師講授為主過渡到學(xué)習(xí)研究性學(xué)習(xí)模式。研究性學(xué)習(xí)是基于人類對學(xué)習(xí)活動的不斷認(rèn)識,逐步形成的一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)觀,是“學(xué)生在教師下,從自然、社會和生活中選擇和確定專題進(jìn)行研究,并在研究過程中主動地獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。”它是以建構(gòu)主義為理論基礎(chǔ),主要從學(xué)習(xí)者個體發(fā)展的需要和認(rèn)識規(guī)律出發(fā),重視聯(lián)系生活和社會實(shí)際尋找學(xué)習(xí)課題,強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過主體性活動獲得體驗(yàn),注重學(xué)生之間的討論,提出了以“創(chuàng)造”為指向的學(xué)習(xí)形式及有關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。它采取開放式教學(xué),主要由學(xué)生自主設(shè)計自行修習(xí),時間安排上讓學(xué)生有更多的自主性和探索性。教師在學(xué)習(xí)的過程中起組織、指導(dǎo)作用。這樣的教學(xué)活動與被動接受教師知識傳輸?shù)膶W(xué)習(xí)方式不同,對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力頗為有利。
2.4教育手段的信息技術(shù)化
現(xiàn)代信息技術(shù)在高等數(shù)學(xué)教學(xué)上的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1)利用多媒體信息集成技術(shù),可以創(chuàng)設(shè)和展示情境。創(chuàng)設(shè)情境的目的不僅是告知學(xué)生“這是什么”,更重要的是讓學(xué)生通過觀察、思考、比較、辨別,理解它有什么特點(diǎn),探索其原因,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)中各變量之間的聯(lián)系,幫助學(xué)生思考“為什么”。2)利用超鏈接技術(shù),可以構(gòu)造教學(xué)信內(nèi)容結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)更符合人類聯(lián)想方式的特點(diǎn),使學(xué)習(xí)內(nèi)容走向形式多樣化、思維立體化、交叉化和綜合化,有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會從多角度、多層次思考問題,訓(xùn)練發(fā)散思維,從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。3)利用虛擬現(xiàn)實(shí)手段,構(gòu)建模擬學(xué)習(xí)。由多媒體生成的交互式人工世界。在這個人工世界中學(xué)習(xí)的人,不僅能獲得強(qiáng)烈的感知,而且能動手操作虛擬世界中的各種對象。通過學(xué)生交互操作,進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),通過輸入不同的參數(shù),觀察不同的數(shù)據(jù)結(jié)果,進(jìn)行分析比較,可以大大提高學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新能力。4)利用網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)資源共享,實(shí)現(xiàn)合作學(xué)習(xí)。比如利用網(wǎng)絡(luò),通過資源共享,使用全體學(xué)生共同觀察一個典型的問題情境,通過教師的調(diào)控,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、分組討論,用自己的表達(dá)見解,評價學(xué)習(xí)伙伴的學(xué)習(xí)結(jié)果。
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