計(jì)算機(jī)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革探討

韓　雪

摘 要：高等數(shù)學(xué)是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生必修的一門重要基礎(chǔ)理論課程。文章通過對近幾年國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革主體思路的分析與探討，淺析了自己教學(xué)改革的一些建議。

關(guān)鍵詞：高等數(shù)學(xué)；教學(xué)改革；數(shù)學(xué)文化

高等數(shù)學(xué)作為科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)和工具學(xué)科，對培養(yǎng)知識型人才發(fā)揮了重要作用。在計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)中，高等數(shù)學(xué)課程已成為重要的理論基礎(chǔ)課之一。學(xué)生通過對高等數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)，不僅可以學(xué)到數(shù)學(xué)概念、公式和結(jié)論，還為其它專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定了良好基礎(chǔ)。

通過對近幾年計(jì)算機(jī)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革成果的研究、對比與總結(jié)，筆者歸納了幾點(diǎn)目前國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的主要思路與方式。

1 近幾年國內(nèi)高校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革主體思路

1.1 改革高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容

目前，計(jì)算機(jī)專業(yè)高等數(shù)學(xué)課程所使用的教材主要沿用普通高等學(xué)校工科所使用的通用教材或自編講義。從總體來看，大部分內(nèi)容都是經(jīng)典的，但涉及現(xiàn)代的理論和方法的內(nèi)容較少，與計(jì)算機(jī)教學(xué)結(jié)合的也很少。雖然近幾年教學(xué)內(nèi)容有所更新，課程結(jié)構(gòu)有所改革，但教材大的框架沒有本質(zhì)上的變化，數(shù)學(xué)知識已不能滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)發(fā)展的需要。并且現(xiàn)有教材也不能滿足數(shù)學(xué)素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求。應(yīng)該編著針對計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展的具有科學(xué)性、實(shí)用性、先進(jìn)性、啟發(fā)性的特色教材。

1.2 注重高等數(shù)學(xué)與中學(xué)數(shù)學(xué)的聯(lián)結(jié)

中學(xué)數(shù)學(xué)是高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)，高等數(shù)學(xué)是中學(xué)數(shù)學(xué)的繼續(xù)與延伸，我們在教學(xué)中把二者看成是相輔相成的整體。

一方面強(qiáng)調(diào)高等數(shù)學(xué)對中學(xué)數(shù)學(xué)的指導(dǎo)作用。一些中學(xué)數(shù)學(xué)問題用中學(xué)數(shù)學(xué)的方法和理論不易解決或不能解決，只有用高等數(shù)學(xué)的思想方法才可完滿解決。如圓錐體的體積公式，在中學(xué)數(shù)學(xué)中就不可能徹底解決，用定積分的知識解決這一問題卻很方便。另一方面，要盡量利用中學(xué)數(shù)學(xué)的思想、方法解決高等數(shù)學(xué)中的問題，以彰顯中學(xué)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。如一些多元函數(shù)的極值與最值問題，用拉格朗日乘數(shù)法求解很不方便，但用中學(xué)數(shù)學(xué)中的不等式反而可輕松解決。

1.3 使用現(xiàn)代教育技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)作為一種形式體系，強(qiáng)調(diào)證明、推廣、抽象等一系列推理方式。但隨著計(jì)算機(jī)的普及，數(shù)學(xué)的內(nèi)涵得到了延伸，數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)已被人們高度重視并成為數(shù)學(xué)的重要組成部分，產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)，多媒體技術(shù)也在數(shù)學(xué)教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。我們利用多媒體課件優(yōu)勢，使知識內(nèi)容生動，清晰，具有強(qiáng)烈的表現(xiàn)力，使數(shù)學(xué)概念的形成、圖形的生成和發(fā)展具有可視性。如今豐富的數(shù)學(xué)軟件如“MATLAB”、“SPSS”、“Mathematics”等都可以用來為課堂教學(xué)服務(wù)。如:MATLAB 計(jì)算軟件具有強(qiáng)大的圖形輸出功能，其簡單的命令就能夠繪制出在高等數(shù)學(xué)中許多大家不容易理解的問題的幾何圖形。

1.4 改革高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法

傳統(tǒng)的以教師灌輸為主的“填鴨式”教學(xué)方法不能適應(yīng)培養(yǎng) 21 世紀(jì)高素質(zhì)人才的要求。通過對高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法的研究與革新，使計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生通過高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，不僅學(xué)到知識，能用數(shù)學(xué)方法來解決本專業(yè)的計(jì)算問題，而且學(xué)到良好的思維方式，形成科學(xué)的世界觀。掌握數(shù)學(xué)中辯證分析和定量分析的方法是高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法改革探索中的重要問題。

在實(shí)踐中可以采取如下教學(xué)方法改革措施：注重轉(zhuǎn)變大一學(xué)生學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)方法；加強(qiáng)討論課教學(xué)；強(qiáng)化練習(xí)、培養(yǎng)計(jì)算能力；因材施教；開設(shè)小型化、模塊化的新課，供全系學(xué)生選修。

1.5 增加實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識與能力

信息社會要求把培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)用意識作為數(shù)學(xué)教育的重要任務(wù)。通過對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能習(xí)慣地用數(shù)學(xué)對社會生活和經(jīng)濟(jì)生活中的具體問題進(jìn)行思考，樹立數(shù)學(xué)應(yīng)用意識，是高等數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的一項(xiàng)重要任務(wù)。

培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力，提高數(shù)學(xué)素質(zhì)，行之有效的方法之一是數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)。從數(shù)學(xué)教育發(fā)展的趨勢來看，數(shù)學(xué)建模能力也應(yīng)是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生具備的素質(zhì)之一，它對于全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)具有重要的作用。要在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中適當(dāng)滲透數(shù)學(xué)建模思想，使學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入“理論聯(lián)系實(shí)踐，實(shí)踐又促進(jìn)理論”的良性循環(huán)。在教學(xué)中，教師可多舉一些簡單的數(shù)學(xué)建模的例子，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識及初步的建模能力。

以上教改思路與措施凝聚了高等數(shù)學(xué)教改研究人員與一線教師的辛勤與智慧，為我國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)發(fā)展拓寬了思路，提供了研究基礎(chǔ)。而我們應(yīng)該怎樣利用這些已有成果，開展自己的教學(xué)改革呢？筆者認(rèn)為，借鑒學(xué)習(xí)前人的經(jīng)驗(yàn)固然重要，但結(jié)合本學(xué)校的教學(xué)基礎(chǔ)與教學(xué)特色，走出自己的教學(xué)改革之路才能真正實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值的教改目標(biāo)。

2 借鑒前人經(jīng)驗(yàn)，走自己的教改之路

即虛心學(xué)習(xí)、研究前人的研究成果，又不盲目追崇，結(jié)合本校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)與實(shí)際，走出一條真正適合自己的、行之有效的高數(shù)課程教改之路一直是筆者追求的目標(biāo)。

2.1 研究教學(xué)對象，設(shè)計(jì)不同的教改方案

“因材施教”這個(gè)字眼對于現(xiàn)代教育工作者來說早已不陌生了，在近年的教改措施中也常有人提起。但在“因材施教”對象范圍的分類與劃分過程中往往以不同專業(yè)方向?yàn)橹?，忽略了同一專業(yè)方向不同教學(xué)對象的需求。筆者認(rèn)為進(jìn)行教學(xué)改革首先要從這里入手，可采取如下措施：

對不同專業(yè)方向的學(xué)生，針對具體專業(yè)方向的特點(diǎn)調(diào)整總教學(xué)學(xué)時(shí)、周教學(xué)學(xué)時(shí)、教學(xué)學(xué)期的分配，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的增、刪、改；

對同一專業(yè)方向的學(xué)生，針對學(xué)生需求，將高等數(shù)學(xué)課程拆分成必修課部分與選修課部分。對于有特殊需求，如欲考研的學(xué)生，可以通過高數(shù)選修課的設(shè)置擴(kuò)充知識容量。

2.2 使用但不“迷信”現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備和教學(xué)手段

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)以其獨(dú)特的優(yōu)勢已經(jīng)在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域得以普遍應(yīng)用，并且已經(jīng)成為評價(jià)課程建設(shè)的重要指標(biāo)。將先進(jìn)的、科學(xué)的教學(xué)設(shè)備與教學(xué)手段應(yīng)用于本專業(yè)的教學(xué)是學(xué)科發(fā)展的必然趨勢。我們絕不能盲目的追捧，甚至為此拋棄傳統(tǒng)的教學(xué)方式。要認(rèn)真分析課程內(nèi)容，將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，讓二者互為補(bǔ)充、互相促進(jìn)。

2.3 與數(shù)學(xué)系合作，積極開展數(shù)學(xué)建模等實(shí)踐活動

計(jì)算機(jī)學(xué)科的研究型人才應(yīng)該有著良好的數(shù)學(xué)意識，能用數(shù)學(xué)的眼光來看待計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展中的問題，并自覺運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和方法來分析解決問題。計(jì)算機(jī)技術(shù)本質(zhì)上是一種數(shù)學(xué)技術(shù)，只有具備了一種數(shù)學(xué)意識，才有可能成為真正意義上的研究型人才。

2.4 彰顯數(shù)學(xué)的文化價(jià)值

張奠宙教授指出：“數(shù)學(xué)文化必須走進(jìn)課堂，在實(shí)際數(shù)學(xué)教學(xué)中使得學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中真正受到文化感染，產(chǎn)生文化共鳴，體會數(shù)學(xué)的文化品位和世俗的人情味?！币虼?，在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化的思想已成為一種教育理念。在教學(xué)中要注意拓展教材內(nèi)容的文化內(nèi)涵；要關(guān)注師生情結(jié)，展示教師的個(gè)性品質(zhì)；要突出數(shù)學(xué)藝術(shù)的價(jià)值，通過數(shù)學(xué)在音樂、繪畫、文學(xué)等藝術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的介紹，提高學(xué)生的藝術(shù)鑒賞能力，比如，達(dá)·芬奇繪畫藝術(shù)中的“黃金分割”、中國古代文學(xué)作品中的“數(shù)字文化”等。

總之，計(jì)算機(jī)專業(yè)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革是一個(gè)長期復(fù)雜艱巨的過程，牽涉到各方面的大量工作，有許多需要探討的課題。我們在高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，應(yīng)該結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容，采用相應(yīng)的教學(xué)手段，使學(xué)生能在輕松、愉快的環(huán)境下更直接、高效地接受和理解新的知識。

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作者簡介：韓雪，黑龍江省黑河市黑河學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系講師，計(jì)算機(jī)公共課教研室主任。