齊金云
(廊坊師范學院,河北 廊坊 065000)
高等數(shù)學是大學理工科、經(jīng)濟類科學、管理科學、人文科學等非數(shù)學專業(yè)的一門重要的理論工具課,具有很強的應用性和服務性。非數(shù)學專業(yè)學生在高等數(shù)學的學習中,由于對數(shù)學的重視不夠,應用性認識不清,導致忽略數(shù)學學習,只能掌握一些數(shù)學皮毛知識、公式名詞等。這樣,非數(shù)學專業(yè)的高等數(shù)學教育就失去了其根本的目的和意義——實踐應用。因而,大學數(shù)學教師,要抓住問題的根源,增強學生的數(shù)學應用意識。
首先,高等數(shù)學教材的編排多以嚴格的理論推導和論述為主,體系過于封閉,嚴重脫離實際,應用性例題少,與學生所學專業(yè)相去甚遠;其次,高等數(shù)學教材分類不細,多個專業(yè)共用一個教材,嚴謹?shù)睦碚撏茖ё寣W生看不到數(shù)學與所學專業(yè)的任何關系,對數(shù)學的有用性產(chǎn)生質疑。學生在學習和社會實踐中缺乏用數(shù)學的自覺意愿與意識,從而無法用數(shù)學解決實際問題。
數(shù)學教師在教學過程中注重定理公式的推導、解題方法以及分析方法的講解,忽略了數(shù)學應用性、工具性的一面。教師對所教授學生專業(yè)背景的生疏,以及專業(yè)知識的陌生,使得在聯(lián)系實際問題上有了更大的距離。
剛經(jīng)歷高考的學生們,在中學幾年題海戰(zhàn)術的應試教育下,還存在著數(shù)學就是看書做題的思維定勢,缺乏數(shù)學應用意識,如果沒有教師的積極引導,這種意識一時難以轉變。
在數(shù)學教學中,學生經(jīng)常問的一個問題就是:數(shù)學對于我們所學專業(yè)有什么用呢?數(shù)學無用論,導致了學習動力的直接喪失,而數(shù)學作為一門基礎學科,承載了絕大部分自然科學的研究以及社會科學的思維推導,如此重要的意義并不是說一說學生就可以理解的。
教學中枯燥的課本理論的講解、應用的缺失,使得學生對數(shù)學的認識片面化、單一化、狹隘化,導致了許多學生對數(shù)學的應用價值認識不足,甚至認為數(shù)學沒有任何的應用價值。許多學生就認為:數(shù)學不過是一些邏輯證明和計算,數(shù)學只是一門必修的科目,一個考試的幌子。因此,失去了學習興趣,除了應付性的學習,沒有任何熱情而言。
作為服務性和工具性的高等數(shù)學,教師必須結合相應專業(yè)的需要,突出數(shù)學的應用性,培養(yǎng)學生的應用意識。在高等數(shù)學教學中,教師要緊緊圍繞教學生應用數(shù)學這一中心,以應用為主服務學生所學專業(yè),改變教條的數(shù)學理論教學。意識需要培養(yǎng),教師要培養(yǎng)學生的數(shù)學應用意識,首先自己必須要具備一定的數(shù)學應用意識。由于教師對學生所學專業(yè)的陌生,應對教師進行崗前培訓,以深入了解專業(yè)知識以及發(fā)展前沿,在必要的情況下,要進行相關課程的培訓。在和專業(yè)知識緊密聯(lián)系的情況下,高數(shù)教學才不會脫離現(xiàn)實,學生也才會明白數(shù)學在所學專業(yè)中的重要性,自然也就會提高學習積極性。
數(shù)學教學實際上是數(shù)學模型的教學。抽象是數(shù)學的特點之一,在數(shù)學理論中,純數(shù)學概念、數(shù)學命題以及數(shù)學推理都不是具體存在的,而是從大量具體存在中多次抽象概括而形成的。數(shù)學中即使極簡單的數(shù)學概念,也是客觀現(xiàn)實經(jīng)過至少兩次抽象而形成的,高等數(shù)學教材編排的言簡意賅,實例缺乏,尤其是相關專業(yè)實例更是少之又少,使得高數(shù)教材的理論教條得以產(chǎn)生。再者,高數(shù)教材大范圍的統(tǒng)一應用,使得專業(yè)特色嚴重缺乏,因此,高數(shù)教材要按專業(yè)細分,比如,生物、化學,要有自己專用的教材,并在內容上要增加專業(yè)應用實例。高數(shù)教師在教學過程中,要緊密聯(lián)系相關專業(yè),強調數(shù)學在該專業(yè)的應用。比如,學習方程的知識時,可介紹在物理學中的混合運動問題,可聯(lián)系地理學中的降水量、溫度問題,化學中化學方程式的計算等;學習一次函數(shù)知識時,可聯(lián)系物理中的霍克定律,經(jīng)濟學中的利息、外匯換算,化學中的定量計算,信息學中的圖表等;學習立體幾何時,可聯(lián)系化學晶體結構、美術透視,地理中地球的運動、太陽直射點的移動、黃赤交角等高線中的應用;學習排列組合時,可聯(lián)系化學原子、離子等微粒組成的物質種類,聯(lián)系生物中遺傳基因自由組合可能性的討論等。再如,三角函數(shù)在物理交流電、簡諧振動中的應用;向量在力學中力、運動的合成和分解、速度、加速度等的應用。當然,數(shù)學在計算機中的應用更是舉不勝舉,有目共睹。教師還可以向學生介紹高等數(shù)學在各個領域的作用。比如微積分在物理學中的應用,第谷·布拉赫用數(shù)學方法發(fā)現(xiàn)了海王星,用微分方程寫出了電磁學的基本規(guī)律。再如,噴氣機和航天器的制造與導航、CT掃描的醫(yī)療設備、大規(guī)模戰(zhàn)爭的運籌方案等,本質上都是數(shù)學技術。還可以讓學生了解數(shù)學在制造原子彈、導彈和衛(wèi)星中的作用,幫助學生體會數(shù)學的應用價值。
生活中的數(shù)學問題與書本上的數(shù)學問題有很大的聯(lián)系,卻又不盡相同。一方面,我們要明白書本上的數(shù)學問題是從實際生活中的數(shù)學問題中作適當簡單化、抽象出來的;另一方面,我們在運用所學的數(shù)學知識和技能解決實際問題時,要考慮實際的情況,要進行創(chuàng)造性的運用。因此,應適當減少傳統(tǒng)單調的計算證明作業(yè)題目,而應該布置討論研究性課題,引導學生應用數(shù)學的現(xiàn)成公式、定理、法則,進行一定的應用數(shù)學活動,教師要為學生營造一個適合他們去尋找應用數(shù)學的意境,讓學生能主動嘗試用數(shù)學的知識解決問題,從而培養(yǎng)學生用數(shù)學的意識和能力,同時提高學生的自學能力。
增強非數(shù)學專業(yè)學生數(shù)學應用意識,學會用數(shù)學知識解決專業(yè)問題,不僅能克服對數(shù)學的厭學、怕學現(xiàn)象,而且能激發(fā)學生學好數(shù)學的內在動機,這對提高學生的專業(yè)素養(yǎng)及以后的進一步學習和科研有著深遠的意義。
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