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關于高等數(shù)學教學的創(chuàng)新教育分析
論文摘要：創(chuàng)新是素質教育的核心。高等創(chuàng)新教育的成功與否,直接關系到當代大學生的科學思維和素質,關系到全面實現(xiàn)建設小康的目標。本文針對當前高等數(shù)學教育中的現(xiàn)狀,分析了其中存在的弊端,并從教育目標、教育內容、教育方法、教育手段等四個方面探討了高等數(shù)學創(chuàng)新教育的實施。
論文關鍵詞：高等數(shù)學;創(chuàng)新教育;實施
創(chuàng)新教育是素質教育的核心,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、知識嚴峻挑戰(zhàn),國際競爭異常激烈,國家創(chuàng)新能力直接關系到興的形勢下提出來的。實施創(chuàng)新教育,是要克服我國過去注重創(chuàng)新不夠的弱點,提高大學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,從而增強整個民族的創(chuàng)新精神和能力。中國工程院院士李釗在點評2003年大學生“挑戰(zhàn)杯”賽時指出:“本科教育應注重創(chuàng)新�！备叩葦�(shù)學的創(chuàng)新教育包含傳授一般科學創(chuàng)新所需的思維與實踐方法、結合專業(yè)的知識與技能等許多內容。
但是現(xiàn)行的高等數(shù)學教育并不盡人意。1)大多數(shù)學生主觀上認為學習高等數(shù)學并沒有多大用途,無非是多修幾個學分,客觀上主動學習的積極性不高;2)現(xiàn)行高等數(shù)學教學課時少、內容多,教學多以教師為主導,“填鴨式”教學,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)。這樣使學生覺得枯燥無味,學習興趣不高,有些對專業(yè)學習有用的知識未講,也導致了專業(yè)教師的不滿,加之高等數(shù)學的抽象性,使得高等數(shù)學的學習進入一種不良循環(huán)。所以高等數(shù)學的創(chuàng)新教勢在必行。
1 高等數(shù)學創(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)教育的基礎上,構建與創(chuàng)新人才培養(yǎng)相配套的創(chuàng)新教育模式。高等數(shù)學的傳統(tǒng)教育和創(chuàng)新教育在實踐教學中表現(xiàn)出截然不同的教育模式。
傳統(tǒng)型的高等數(shù)學學習者與創(chuàng)新型的高等數(shù)學學習者在學習目標、動機、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、理解固定的內容和知識;學習刻苦,意志堅定,完全聽從教師的安排,以考試成績?yōu)槟繕?使用模仿型的學習方法,熟悉教師的講課和書本內容;按規(guī)定的時間做完規(guī)定的作業(yè);尊重現(xiàn)有的成果,迷信權威,遵守紀律,創(chuàng)造力不足。創(chuàng)新型的學習者除書本以外,喜歡探究自己學習中的一些問題,并不一定以教師的授課內容或課程所限制,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,有較強的創(chuàng)造力。
2高等數(shù)學創(chuàng)新教育如何實施
我國著名教育學顧明遠教授認為,實施創(chuàng)新教育,第一,要有開放適宜的創(chuàng)新制度、和空間,關鍵是全社會的努力,不能光靠學校和老師;第二,從微觀上講,要給學生自由選擇學習的寬松環(huán)境,要改變學校教育中重結果不重過程的毛病,培養(yǎng)學生的探究精神和能力;第三,要有和諧的師生關系,變教師的權威、師道尊嚴、只是載體的形象為學生學習的者、伙伴和幫助者的形象,展開討論,激發(fā)學生的思想火花。
那么,如何更好地開展高等數(shù)學的創(chuàng)新教育呢?筆者結合教學實踐,認為應從以下四個方面入手:
2.1 教育目標的側重點的轉移
時代在變,教育目標也應隨之改變。荷蘭著名的數(shù)學教育家弗勒登塔爾(Freudenthal)把數(shù)學教育目標歸結為五個方面:掌握課程的整個體系,學會數(shù)學的實際應用,作為思維的訓練,作為篩選的工具和培養(yǎng)解決問題的能力。另外,從學習者角度看,數(shù)學是一種能拓展個人潛力和能力的符號技術,學習者不再滿足于掌握專門的數(shù)學知識。高等數(shù)學教育目標的重點應從掌握課程體系轉移到學會數(shù)學的實際應用,培養(yǎng)解決問題的能力等方面上來,加強發(fā)散思維、直覺思維、辯證思維、橫縱思維的培養(yǎng)和訓練。而是應該發(fā)展數(shù)學思維,發(fā)展創(chuàng)造能力、想象能力和批判能力等。
2.2 內容的改進和選取
1) 內容選取的原則是廣而淺,少而精、刪繁就簡。例如函數(shù)作為過渡性內容可略講,只需重點介紹分段函數(shù)、復合函數(shù)等;導數(shù)與微分中重點介紹導數(shù),微分則利用導數(shù)即微商這一關鍵點略講。函數(shù)的單調性、凹凸性、極值和最值等內容、可以縮成求曲線的最值問題或畫曲線圖像,減少課時,而有關于方程的近似解,�！瘮�(shù),最小二乘法等易被刪掉的章節(jié)應詳細介紹其中的思想方法,為學習專業(yè)課打下基礎。2) 教師應有意識地收集與教學內容相關的實例,盡可能多地將高等與學、生態(tài)學、學、軍事學等領域聯(lián)系起來,展現(xiàn)高等數(shù)學的巨大魅力。例如引出導數(shù)概念時可根據專業(yè)的不同介紹不同的例子。又如對實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,進一步介紹Logistic模型,說明該模型的廣泛應用性,如傳染病的、新產品的推廣等,說明看起來完全不同的實際問題可能服從同樣的數(shù)學規(guī)律。這些不僅讓學生了解到數(shù)學的巨大應用,而且大大提高了學生的學習興趣。3) 重視思想方法的教學。教師在高等數(shù)學教學過程中,應當對課程中蘊含的一些數(shù)學方法加以闡述,如類比、演繹、遞推、構造、換元、化歸、建模等方法,對深化學生知識,提高學生的分析問題、解決問題的能力,增強學生的整體素質有著重要作用。就拿建模來說,一切數(shù)學概念和知識都是從現(xiàn)實世界中的各種模型中抽象出來的,利用建模思想進行教學是理論與應用相結合的重要手段。許多看似不同的問題,其數(shù)學模型卻是相同的。貫徹數(shù)學建模思想,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)學教學的問題狀況,筆者認為高等數(shù)學的教學方法應逐步由教師講授為主過渡到學習研究性學習模式。研究性學習是基于人類對學習活動的不斷認識,逐步形成的一種現(xiàn)代學習觀,是“學生在教師下,從自然、社會和生活中選擇和確定專題進行研究,并在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動�！彼且越嬛髁x為理論基礎,主要從學習者個體發(fā)展的需要和認識規(guī)律出發(fā),重視聯(lián)系生活和社會實際尋找學習課題,強調學生通過主體性活動獲得體驗,注重學生之間的討論,提出了以“創(chuàng)造”為指向的學習形式及有關的學習內容。它采取開放式教學,主要由學生自主設計自行修習,時間安排上讓學生有更多的自主性和探索性。教師在學習的過程中起組織、指導作用。這樣的教學活動與被動接受教師知識傳輸?shù)膶W習方式不同,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、實踐能力頗為有利。
2.4教育手段的信息技術化
現(xiàn)代信息技術在高等數(shù)學教學上的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1)利用多媒體信息集成技術,可以創(chuàng)設和展示情境。創(chuàng)設情境的目的不僅是告知學生“這是什么”,更重要的是讓學生通過觀察、思考、比較、辨別,理解它有什么特點,探索其原因,發(fā)現(xiàn)數(shù)學中各變量之間的聯(lián)系,幫助學生思考“為什么”。2)利用超鏈接技術,可以構造教學信內容結構。這種結構更符合人類聯(lián)想方式的特點,使學習內容走向形式多樣化、思維立體化、交叉化和綜合化,有利于培養(yǎng)學生學會從多角度、多層次思考問題,訓練發(fā)散思維,從而培養(yǎng)創(chuàng)新思維。3)利用虛擬現(xiàn)實手段,構建模擬學習。由多媒體生成的交互式人工世界。在這個人工世界中學習的人,不僅能獲得強烈的感知,而且能動手操作虛擬世界中的各種對象。通過學生交互操作,進行模擬實驗,通過輸入不同的參數(shù),觀察不同的數(shù)據結果,進行分析比較,可以大大提高學生科學探究能力和創(chuàng)新能力。4)利用網絡傳輸技術,可以實現(xiàn)資源共享,實現(xiàn)合作學習。比如利用網絡,通過資源共享,使用全體學生共同觀察一個典型的問題情境,通過教師的調控,引導學生獨立思考、分組討論,用自己的表達見解,評價學習伙伴的學習結果。
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