高崚嶒
(南京工業職業技術學院 文理學院,江蘇 南京 210023)
傳統本科層次的高等數學是一門重要的公共基礎課,課程理論性強,但與專業結合不夠緊密;體系完整,邏輯嚴謹,推理嚴密,但內容編排不夠科學;重視課堂,教師為主,但沒能充分發揮學生的學習主動性,尤其沒能充分發揮課外時間的價值;教學手段堅守傳統的同時也發揮了現代化教學手段,但沒有充分發揮一些典型軟件的作用;重視知識點的傳授,但對數學思想方法和數學哲學思想等重視不夠;教學考核重視考試結果,但是輕視了學習過程.專科層次的高職《高等數學》教材幾乎是本科層次的高等數學教材的簡化版,高職專科的課程體系也是模仿傳統的專科或本科.傳統本科和高職專科的課程體系中職業教育的特色體現不明顯. 所以,我們要構建具有職業教育特色的高職本科高等數學課程體系[1]8-9.
高職本科高等數學作為一門公共基礎課,它和傳統本科相比較,具有難度低、課時少、應用性強的特點.在把握“以必須、夠用為度”的原則下,首先,要能培養學生的科學素養、理性思維和辯證目光. 其次,培養學生的運算能力、邏輯思維能力和空間想象能力.能應用所學知識,分析解決一些實際問題.最后,在教學中與專業課程緊密聯系,為學生學習相關專業課程奠定基礎.職業教育強調終身教育,扎實的數學基礎會讓學生受益終身.既重視具體知識,也重視思想方法,知識和思想方法同等重要.
高等數學以函數為研究對象,極限是重要的推理工具,微分學和積分學是兩大支柱,加上無窮級數、常微分方程、空間解析幾何和向量代數,構成了整個課程的教學內容.在總共128個學時前提下,為了突出職業教育特點,我們精簡內容,弱化理論,減少證明,淡化技巧.比如說我們刪除了函數極限的“ε-δ”語言,改為極限的直觀性定義.關于函數極限的性質、平面點集的一些概念、一致連續等都進行了精簡.去掉了一些定理的嚴格證明,淡化了解題技巧.我們根據知識點之間的內在邏輯聯系,對內容進行模塊化,同時不再遵循傳統的教學順序,而是根據模塊重新安排教學順序,使得內容編排更合理,教學順序更科學.模塊名稱及內容如表1.
教學手段上,實行板書結合多媒體的教學.板書和多媒體各有千秋,板書過程是個老師與學生雙向交流的過程,老師通過語言、結合表情以及語調的變化,將重要的計算推理過程在黑板上逐步展現出來,十分有利于學生同步理解,而且方便教學節奏的控制和重難點的把握.多媒體教學直觀形象,圖文并茂,信息量大,課件豐富多彩能吸引學生的注意力,同時可以節省大量板書時間,化解內容多課時少的矛盾.特別是幾何部分,如旋轉體的體積,三重積分等,更適合采用多媒體教學.還可以演示利用MATLAB軟件進行極限、定積分的計算,微分方程的求解,圖形的描繪等[2]45-46.
在教學方法上,可以大量采用主線教學法、對比教學法和歸納總結法.整個高等數學課程有主線,各個章節也有主線.主線教學法圍繞主要知識點的先后邏輯順序,循序漸進,層層展開,逐步深入.對比教學法將不同的概念從不同的角度進行比較分析,便于理解和搞清不同概念之間的區別與聯系.在具體教學中,這兩種方法交叉運用.我們還要善于對重點知識點的歸納總結. 向量的點乘與叉乘、平面與空間直線的對比教學分別如表2和表3所示.

表1 高等數學模塊名稱及內容

表2 向量的點乘與叉乘

表3 平面與空間直線
積分學可以采用主線教學法和對比教學法,從定積分到二重積分、再到三重積分這是一條主線,同時可以從定義、性質、幾何意義、計算等角度進行比較.三者的積分區間(域)分別強調兩個點、四條線、六個面.極限內容可以采用歸納總結法,比如函數的連續性、間斷點的類型、導數的定義、定積分的定義、偏導數的定義、二重積分的定義、無窮級數的收斂性、冪級數的收斂半徑等都與極限有關,體現了極限是非常重要的推理工具.
高職本科教育不同于傳統本科,它以能力為本位,以就業為導向,所以這門基礎課要更好地與專業課程銜接,為學生學好專業課程、掌握實用技能服務.教學觀念緊跟時代,課程緊密結合專業.采用案例教學直觀生動,如《機械制圖》中的各種制圖與圖形結構分析和空間解析幾何相結合;《模擬電子技術》中的負反饋對放大電路性能的影響和函數的微分、常微分方程相結合;《工程力學》中連續量的力矩的計算和定積分計算及微元法相結合.
高等數學不僅要傳授具體知識,更要重視思想方法的滲透.高等數學中體現了極限為基礎的運動觀點,微分學和積分學互逆等普遍聯系的觀點,質量互變規律,對立統一規律.很多概念成對出現,如連續和離散、有限和無限、無窮大和無窮小、收斂和發散等.高等數學中蘊含了大量唯物辯證法,這些一對一的矛盾相依存在,又在一定條件下互相轉化,這不僅是自然界的普遍規律,也是數學中的普遍規律.高等數學還體現了數學形式的簡單美、幾何對稱美、邏輯推導的嚴謹美.及時進行數學的哲理性教育和審美性教育,訓練學生的數學哲學思維,有利于學生形成科學的世界觀、人生觀、價值觀.
除了課內教學保證高效外,還要充分發揮課外時間的價值.老師要自己編寫《高等數學學習指導》供學生課后學習;向學生推薦參考書目和好的視頻網站;開設講座和選修課;自己制作視頻課件、微課課件;還可以利用QQ、飛信、微信等與學生保持聯系,及時發布學習資料,熱情為學生答疑解惑.實現課外輔導信息化.
以前我們多采用結果性教學考核,非常重視考試.大部分本科學校將平時成績和期末考試成績按照3∶7的比例加權平均后得出學生的最終總評成績.高職院校可以將兩者比例調整為4∶6甚至5∶5,提高平時成績的比重.平時成績采用過程性考核,靈活機動,除了學生的課堂表現、出勤情況、作業完成情況外,還可以組織分組討論,布置小論文,讓學生自己寫學習心得、課程總結,還可以通過數學實踐,數學上機試驗等方式全面考察學生.教學考核最終將過程考核和結果考核結合起來,過程考核看平時,結果考核看考試.
構建高等數學課程體系首先需要強大的師資力量,教師要與時俱進,不斷更新教學觀念,掌握先進教學手段和方法,加強與專業的融合.現在的高等數學與專業融合還不夠,MATLAB等軟件在數學教學中還沒有發揮應有的價值.其次,應用型高職本科剛剛起步,一切還在探索中,現有的高等數學課程體系還要經歷實踐——反思——再實踐——再反思的螺旋發展過程.最后,目前慕課大規模興起,這對高等數學這門傳統的課程帶來巨大沖擊.只有不斷研究高職教育規律,了解學生特點和專業需求,以“必須、夠用”為度,以能力為本位,以就業為導向,做到因材施教. 結合相關軟件,積極融合專業,構建科學的課程體系,形成高等數學課程的特色,才能在競爭中立于不敗之地,才能更好地為高職教育服務[3]8.
[1] 傅 葦.高等數學教學方法的探索與實踐[J].大學數學,2007(6).
[2] 錢冰冰.高職理工科高等數學課程體系改革的探討[J].常州職業技術學院學報,2008(6).
[3] 吳欽寬,孫福樹.高等數學[M].北京:科學出版社,2010.