高職院校高等數(shù)學(xué)教育改革研究及探索

摘要： 數(shù)學(xué)的應(yīng)用已滲透到各個領(lǐng)域，本文作者圍繞高職教育的特點及現(xiàn)狀對高職院校高等數(shù)學(xué)教育進行了全面探討，在分析傳統(tǒng)教育狀況的基礎(chǔ)上，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面提出了自己的看法和建議，重點強調(diào)數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)實驗在高數(shù)教育改革中的重要地位。

關(guān)鍵詞： 高職 高等數(shù)學(xué) 改革 數(shù)學(xué)建模 發(fā)展 評價

1.前言

高等數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)工具學(xué)科，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程提供必要的數(shù)學(xué)知識和基本工具；更重要的是通過對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)，學(xué)會數(shù)學(xué)的思維方法，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)踏實的科學(xué)精神和意志，提高學(xué)生的整體素質(zhì)。隨著時代的進步和科技的發(fā)展，它的作用正越來越為人們重視，所以許多學(xué)校都把高等數(shù)學(xué)作為校級重點課程。如何提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量是從事高等教學(xué)的教師共同關(guān)心的話題。長期以來，由于受應(yīng)試教育的影響，加上教法、學(xué)法、環(huán)境等各方面的因素，這門課程的開設(shè)往往達不到預(yù)期效果。

二十一世紀(jì)以來，隨著我國高等教育事業(yè)的快速發(fā)展，高等職業(yè)教育也因此得到迅猛發(fā)展。但隨之而來的首先是高職院校入學(xué)新生的數(shù)學(xué)總體水平有明顯的降低，層次更加參差不齊。其次，知識經(jīng)濟時代的高要求和社會競爭的空前壓力使學(xué)生的課程比以前多得多，要求也更廣泛、全面，導(dǎo)致學(xué)生花在高等數(shù)學(xué)上的時間比以往相對減少許多，但教學(xué)內(nèi)容卻基本上沒有減少，教學(xué)要求更沒有降低，這給高等數(shù)學(xué)的教學(xué)帶來了困難。因此，尋找一種適應(yīng)不同層次學(xué)生的、較為靈活的教學(xué)方法就顯得尤為迫切。

深化高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革，提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)高職人才勢在必行。筆者通過對高職高專各專業(yè)學(xué)生的調(diào)查并結(jié)合自己對《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)的實踐進行了一些探索。

2.改革與創(chuàng)新

2.1教學(xué)思想

當(dāng)前高等教育己從精英型向大眾普及型轉(zhuǎn)化，高職教學(xué)中受教育的對象是企業(yè)未來的高級“藍領(lǐng)”。高等數(shù)學(xué)的教育注重的是學(xué)生學(xué)到了什么，是否會應(yīng)用，而不在于教師的理論水平有多高，對數(shù)學(xué)公式、定理的論證多完美。教師所要做的是將抽象、繁瑣的理論直觀化、簡單化，讓學(xué)生易于接受。傳統(tǒng)教學(xué)思想應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的新思路。

2.2教學(xué)內(nèi)容

2.2.1合理安排教學(xué)內(nèi)容，減少難點。

根據(jù)各專業(yè)的特點，認真鉆研大綱，對教學(xué)內(nèi)容進行增減。把學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識、基木方法，提高邏輯思維、推理論證和分析問題解決問題的能力放在首位，不過分追求數(shù)學(xué)知識的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，講透概念，淡化演繹，加強基本技能訓(xùn)練，如在微積分部分，重點講清一元微積分的思想與方法，精講多練，至于多元微積分，可引導(dǎo)學(xué)生采用歸納、推理、類比的方法去處理，而較復(fù)雜的邏輯證明，只作簡單說明或略去。教學(xué)中注重溝通新舊知識之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生建立一定的知識網(wǎng)絡(luò)，以不變應(yīng)萬變，減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負擔(dān)，化解知識的難點。

2.2.2理論與實際相結(jié)合。

現(xiàn)今的高等數(shù)學(xué)教材中是重理論輕應(yīng)用、重經(jīng)典輕現(xiàn)代，數(shù)學(xué)思想、應(yīng)用意識引導(dǎo)不足。而今數(shù)學(xué)的應(yīng)用不僅在傳統(tǒng)的物理領(lǐng)域，而且已經(jīng)滲透到了許多非物理領(lǐng)域。教師在教學(xué)過程中，應(yīng)針對不同專業(yè)靈活選用教材。結(jié)合專業(yè)，在講解數(shù)學(xué)概念時，與學(xué)生熟悉的生活實例或與專業(yè)相結(jié)合的實例聯(lián)系起來，效果會很好。例如在講導(dǎo)數(shù)概念時除舉出書本上的變化率問題，還可以結(jié)合不同專業(yè)多介紹些變化率的問題。比如在經(jīng)濟類專業(yè)可介紹邊際成本的概念，產(chǎn)品總產(chǎn)量對時間的導(dǎo)數(shù)就是總產(chǎn)量的變化率，產(chǎn)品總成本對占量的導(dǎo)數(shù)就是產(chǎn)品總成本的變化率；在機械電子類專業(yè)可介紹質(zhì)量非均勻分布細桿的線密度、變速圓周運動的角速度等變化率問題；在生物化工專業(yè)可介紹物體的冷卻速度、化學(xué)反應(yīng)速度等變化率實例。這樣不但能使學(xué)生建立明確的數(shù)學(xué)概念，提高整體教學(xué)效果，而且能拓寬學(xué)生的思路，有利于提高學(xué)生把實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題的能力。這種聯(lián)系實際的教學(xué)，使學(xué)生的理論理解和實際應(yīng)用能力都能得到提高，也有利于培養(yǎng)學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的興趣和學(xué)習(xí)的自覺性。

2.3教學(xué)方法

2.3.1現(xiàn)代多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)方式教學(xué)相結(jié)合。

現(xiàn)代多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)方式教學(xué)各有利弊。多媒體教學(xué)能把在傳統(tǒng)教學(xué)手段下難以表達的教學(xué)內(nèi)容或無法觀察到的現(xiàn)象，直觀、形象地表現(xiàn)出來，從而加深學(xué)生對問題的理解，提高其學(xué)習(xí)積極性。例如：函數(shù)y=x+2，當(dāng)自變量趨向于1時，函數(shù)y的極限為3。以往不用多媒體上課時，只能在黑板上畫圖像和列表格，教師用語言來表述“無限”接近這概念，顯得靜止呆板。不管教師如何賣力地講解，學(xué)生都必須抽象思考這些變化趨勢，效果并不好。而采用現(xiàn)代媒體手段教學(xué)，當(dāng)自變量在變化著且從左側(cè)或右側(cè)無限接近1時，函數(shù)也在變化著且無限接近3，這時不僅有數(shù)字上的“無限”接近，而且在圖像上能逼真地表現(xiàn)出“無限”接近，生動的場景能使學(xué)生更容易理解這一概念。

但是，傳統(tǒng)方式的教學(xué)，依然有它無法比擬的優(yōu)勢。在課堂上，師生可以更好地互動交流和相互啟發(fā)式地討論。教師邊板書邊敘述，既有眼神、表情，又有手勢等多種感官的刺激。不僅可以激發(fā)教師教學(xué)思維的激情，而且能帶動學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，促使學(xué)生思維能力和思維品質(zhì)的提高。例如：在表達數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)定理的推導(dǎo)過程時，現(xiàn)代多媒體就顯得非常機械呆板，具體解題過程枯燥乏味，無法體現(xiàn)教師設(shè)置懸念、啟發(fā)探究、奇思妙想的解題思路，難以收到好的教學(xué)效果。

為了提高教學(xué)效率，同時不影響教學(xué)效果，我們可以將兩者結(jié)合起來，取長補短。比如：在講解抽象的概念、現(xiàn)象時，可以利用多媒體技術(shù)直觀地將其描繪出來，幫助學(xué)生盡快理解。而在推導(dǎo)計算時，輔以粉筆教學(xué)，帶動學(xué)生的思維，這必然會帶來良好的教學(xué)效果。

2.3.2開設(shè)數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實驗課。

2.3.2.1開設(shè)數(shù)學(xué)建模課有百利而無一弊。數(shù)學(xué)建模進行數(shù)學(xué)教育的思想方法是：從實際問題出發(fā)，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，提出猜想，進行證明或論證。數(shù)學(xué)建模要求學(xué)生結(jié)合計算機技術(shù)，靈活運用數(shù)學(xué)的思想、方法獨立地分析和解決問題，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識，而且能培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作、不怕苦難、求實嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。由于受到高職教育時間的限制，分配給數(shù)學(xué)課程的課時數(shù)較少，因此可以將數(shù)學(xué)建模課作為選修課來開設(shè)。

2.3.2.2另一種更為可行的辦法是，將數(shù)學(xué)建模的思想和方法有機地貫穿到傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程中去，這是一種非常適合我國高等職業(yè)教育實際的教育方法。目前我國高職教育的幾乎所有的專業(yè)都開設(shè)了微積分課程，還有許多專業(yè)開設(shè)了線性代數(shù)、概率統(tǒng)計等課程。基于此，我們可以將某些數(shù)學(xué)模型，如銀行存款利率的增加、人口增長率、細菌的繁殖速率、新產(chǎn)品的銷售速度，甚至某些體育訓(xùn)練問題等，插入到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中去。

2.3.2.3引入計算機數(shù)學(xué)實驗課，打破數(shù)學(xué)課只有習(xí)題課，沒有實驗課的傳統(tǒng)模式。開設(shè)數(shù)學(xué)實驗課，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力、科學(xué)計算的方法與手段、數(shù)據(jù)處理能力。通過學(xué)習(xí)Mathematica、Matlab、Sas等數(shù)學(xué)軟件，學(xué)生能夠在不斷的應(yīng)用與探索中領(lǐng)會數(shù)學(xué)與現(xiàn)代高新技術(shù)的完美結(jié)合，并獲得現(xiàn)代科技所需要的數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)素質(zhì)，而且可以促進學(xué)生對數(shù)學(xué)規(guī)律的理解、認識，使講授→記憶→作業(yè)的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)過程變?yōu)閷W(xué)生自主探索→思考→解決問題→應(yīng)用的過程；不僅能加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解和掌握，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的意識和能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和主動性。

3.小結(jié)

社會需要的人才是多元化、多層次的，既需要理論、研究型人才，更需要大批應(yīng)用型人才。我們在平時教學(xué)的每個環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠?qū)W會應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決生產(chǎn)、科技中的問題，使人才從知識型向能力型轉(zhuǎn)化，全面提高他們的數(shù)學(xué)素質(zhì)。當(dāng)然，提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)并不是一蹴而就的，它是廣大數(shù)學(xué)教育工作者長期奮斗的目標(biāo)。

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