朱紅寶,汪忠志
(安徽工業(yè)大學(xué) 數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院,安徽 馬鞍山 243002)
高等數(shù)學(xué)是一門重要的公共基礎(chǔ)課,是學(xué)習(xí)專業(yè)知識和技術(shù)的基礎(chǔ)性工具。高等數(shù)學(xué)的教學(xué)除了為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程提供必需的數(shù)學(xué)知識外,還以其理論上的嚴謹性和方法上的靈活性,幫助學(xué)生培養(yǎng)邏輯推理能力、抽象概括能力、分析解決問題能力以及創(chuàng)造思維能力等。
一般的高等院校,都存在著理工科專業(yè)與經(jīng)管文科類專業(yè)共存的現(xiàn)象,而各專業(yè)對高等數(shù)學(xué)知識和應(yīng)用的需求也各不相同,因此,高等數(shù)學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)大綱以及教學(xué)課時應(yīng)根據(jù)不同的專業(yè)需求而區(qū)別安排。我校根據(jù)專業(yè)不同,把高等數(shù)學(xué)課程分為:高等數(shù)學(xué)A、B、C、D以及大學(xué)文科數(shù)學(xué)五類。學(xué)生可根據(jù)本專業(yè)的不同需求來選擇相應(yīng)的課程。例如,所有的理工科專業(yè)修高等數(shù)學(xué)A,其總課時172學(xué)時,每周6學(xué)時,其教學(xué)內(nèi)容幾乎覆蓋高等數(shù)學(xué)的所有內(nèi)容;經(jīng)管類的專業(yè)修高等數(shù)學(xué)B,其總學(xué)時144學(xué)時,一般每周4學(xué)時,內(nèi)容是在高等數(shù)學(xué)A的基礎(chǔ)上刪除了泰勒展開、三重積分、曲線曲面積分以及傅里葉級數(shù)等。而大學(xué)文科數(shù)學(xué)只是針對學(xué)校的二級運動員開設(shè)的一門課程,總學(xué)時80,其內(nèi)容只是簡單介紹高等數(shù)學(xué)的一些基本知識、概念以及簡單的計算。
為了實現(xiàn)高等數(shù)學(xué)教學(xué)與各專業(yè)課程實際需求有效連接,僅僅依靠教學(xué)內(nèi)容的不同安排是不夠的,還需要數(shù)學(xué)課程教師和專業(yè)課程教師的通力合作。首先,數(shù)學(xué)課教師和各專業(yè)課教師組成臨時教研小組,結(jié)合專業(yè)實際修訂教學(xué)計劃、教學(xué)大綱等教學(xué)指導(dǎo)性文件,合理調(diào)整高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容。其次,高等數(shù)學(xué)教師要加強自身對高數(shù)專業(yè)應(yīng)用方面的學(xué)習(xí),對所教專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識要有所了解,適當?shù)卦谏险n過程中進行專業(yè)引導(dǎo),將高等數(shù)學(xué)教學(xué)與學(xué)生所學(xué)專業(yè)有機地結(jié)合起來,以此來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。同時應(yīng)考慮教師本身的專業(yè)背景,合理地進行師資配置,比如安排有金融數(shù)學(xué)背景的教師進行經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生高數(shù)課程教學(xué),從而充分發(fā)揮教師的專業(yè)特長,實現(xiàn)教師和學(xué)生的優(yōu)化配置。
目前國內(nèi)的高等數(shù)學(xué)教材版本眾多,其結(jié)構(gòu)安排也各有不同。選擇一本適合教師使用,適合學(xué)生學(xué)習(xí)的高等數(shù)學(xué)教材也是高校教材征訂者需要認真考慮的問題。高等數(shù)學(xué)教材征訂應(yīng)該征求授課教師的意見建議,尋求一本比較權(quán)威的教材。
高等數(shù)學(xué)教材作為教師授課的素材,需要教師進行處理,教材內(nèi)容不等于教學(xué)內(nèi)容,教師在教學(xué)中應(yīng)該根據(jù)教學(xué)需求以及教學(xué)特點對教材內(nèi)容進行調(diào)整,哪些內(nèi)容精講,哪些內(nèi)容略講,哪些內(nèi)容不講,都要根據(jù)實際對教材進行優(yōu)化處理。通過處理后的教材教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式,要有利于引起學(xué)生的興趣和思考,同時要考慮學(xué)生的認知水平和接受能力。教材中儲存的信息既有學(xué)生已知的,也有學(xué)生未知的,所以有些內(nèi)容,可一帶而過,而那些容易引發(fā)學(xué)生思考、培養(yǎng)能力的部分,應(yīng)作為教學(xué)重點,深入挖掘。如高等數(shù)學(xué)有關(guān)極限部分內(nèi)容的講授時,對概念性的內(nèi)容可以簡單介紹,主要要求掌握各種求極限的方法,而這種極限的思想并不能讓學(xué)生立刻接受,需要在以后的學(xué)習(xí)中慢慢去體會。
教師是高校傳道授業(yè)的主要資源,一個優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教師,上課過程中能將比較枯燥的數(shù)學(xué)原理生動活潑地展現(xiàn)出來,積極與學(xué)生進行互動交流,吸引絕大多數(shù)同學(xué)的上課注意力。優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教師,不會只停留在教學(xué)上,還會管理好班級,改變一個班級的班風(fēng)、學(xué)風(fēng),引導(dǎo)學(xué)生積極進取,學(xué)習(xí)鉆研。高等數(shù)學(xué)教師在課堂上要起到主導(dǎo)作用,要努力做學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、促進者和組織者,做學(xué)生學(xué)習(xí)的參與者以及學(xué)習(xí)效果的評價者。高等數(shù)學(xué)教師不管職稱高低都要把好的教學(xué)理念和方法傳授給學(xué)生和其他教師,并主動幫助年輕教師站好站穩(wěn)講臺。因此,要把這些優(yōu)秀數(shù)學(xué)教師分布在各種高數(shù)課程里,如高等數(shù)學(xué)A、B、C等里面都應(yīng)既有優(yōu)秀教師,同時也要安排年輕教師跟著優(yōu)秀教師助課,以便年輕教師早日成長起來。另外安排課程時,為了能夠以專業(yè)為導(dǎo)向,要盡量考慮教師和學(xué)生的優(yōu)化配對,充分發(fā)揮教師的專業(yè)特長。
圖書館是知識庫、信息庫、情報庫,也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要場所。要充分發(fā)揮圖書館的作用,利用好圖書館的資源,方便學(xué)生查閱高等數(shù)學(xué)相關(guān)的各種書籍文獻資料,幫助學(xué)生學(xué)好高等數(shù)學(xué)。
教室是集中學(xué)習(xí)的必要場所,現(xiàn)代數(shù)學(xué)教育要保證教室里有必要的硬件設(shè)備。另外,考慮到教學(xué)效果問題,高等數(shù)學(xué)課程應(yīng)采用自然班級上課為妥,學(xué)生人數(shù)一般在50人左右。
在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上,高中數(shù)學(xué)和大學(xué)數(shù)學(xué)存在著很大的差異。高中數(shù)學(xué)教學(xué)進度慢、課堂信息量小、知識點講解細致,而高等數(shù)學(xué)教學(xué)進度快、單節(jié)知識量多、課堂練習(xí)機會少。在高等數(shù)學(xué)課堂上,教師只是作為一個引導(dǎo)者,采取的是提綱挈領(lǐng)、點到輒止的教學(xué)方法,突出的是對數(shù)學(xué)思維的訓(xùn)練,對數(shù)學(xué)知識綜合運用能力的培養(yǎng),并不要求學(xué)生在課堂上消化所學(xué)知識點。教學(xué)方法的巨大差異使很多初學(xué)者難以適應(yīng),教學(xué)效果也大打折扣。因此,教師要主動學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育思想和教學(xué)手段,不斷變革教學(xué)方式方法,提升教學(xué)綜合水平,及時與學(xué)生溝通,從培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自學(xué)能力和綜合運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力出發(fā),幫助學(xué)生順利完成從高中數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的平穩(wěn)過渡。高等數(shù)學(xué)教師更要做好教學(xué)內(nèi)容上的銜接,要研究中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與大學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容的不同,做到心中有“數(shù)”,在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中,要知道哪里要講,哪里不用講,哪里可以略講。
高等數(shù)學(xué)教學(xué)要合理使用多媒體,引入大量圖片、動畫、應(yīng)用范例,讓學(xué)生更直觀地了解數(shù)學(xué)原理在現(xiàn)實中的應(yīng)用,發(fā)揮其輔助工具的作用。但也要認識到這種教學(xué)方式有利有弊,雖然利用多媒體教學(xué)在某些方面很形象很直觀,能夠吸引學(xué)生們的注意力以及提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,但在教學(xué)一些定理的證明或推理以及某些問題的演算過程中,利用多媒體只會讓學(xué)生感覺像是在看電影、聽天書,根本來不及思考,只有通過板書才能讓學(xué)生看懂演算推導(dǎo)的詳細過程,在黑板演算過程中讓學(xué)生跟上思考的節(jié)奏。
傳統(tǒng)的黑板粉筆結(jié)合多媒體教學(xué)模式,會讓高等數(shù)學(xué)教學(xué)顯得枯燥乏味,學(xué)生產(chǎn)生不了濃厚的學(xué)習(xí)興趣。所以高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中可以適當穿插其他的形式,如討論課、習(xí)題課等,還有可以將翻轉(zhuǎn)課堂運用到高等數(shù)學(xué)的教學(xué)中來,從而讓學(xué)生能夠融入課堂,增強學(xué)生學(xué)習(xí)高數(shù)的主動性。例如,高數(shù)課程每章都至少安排一次習(xí)題課,通過練習(xí),讓學(xué)生達到對所學(xué)高數(shù)內(nèi)容的理解與掌握。
作為分層次教學(xué)的有效補充形式,目前我校采用的是重學(xué)的手段,幫助部分學(xué)習(xí)不好的重新學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)。例如每學(xué)期我們都會集中在周末安排高等數(shù)學(xué)A、B、C等的重修,輔導(dǎo)成績不好的學(xué)生再集中學(xué)習(xí)一次高等數(shù)學(xué)。另外對成績較好的學(xué)生,可以讓他們參加一年一度的高等數(shù)學(xué)競賽,再經(jīng)過集中培訓(xùn)的方式進行教學(xué),組織參賽。每學(xué)年,我校都會通過校內(nèi)預(yù)賽的方式挑選一批高等數(shù)學(xué)成績優(yōu)秀的學(xué)生參加高等數(shù)學(xué)競賽,再通過專題輔導(dǎo),讓他們參加省賽乃至國家級比賽。
要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,就要充分重視數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系,讓學(xué)生更為直觀地看到數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,感受到數(shù)學(xué)對推動社會發(fā)展的作用。因此,將數(shù)學(xué)建模的思想融入教學(xué)之中,教會學(xué)生如何以數(shù)學(xué)軟件為手段,解決超越課本之外的、形形色色的現(xiàn)實問題,讓他們更多地體驗數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造之旅,在理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用之間搭起一座橋梁,無疑具有非常重要的現(xiàn)實意義。教學(xué)過程中加入數(shù)學(xué)實驗和數(shù)學(xué)建模,將學(xué)生從被動的受教者轉(zhuǎn)變到教學(xué)過程的參與者。目前國際上通用的數(shù)學(xué)軟件有Maple、Mathematica、Matlab、SPSS等。高等數(shù)學(xué)課程中,在極限的計算、導(dǎo)數(shù)的計算、二次曲面及積分的計算,微分方程等部分,都可以引入Mathematica軟件的教學(xué)內(nèi)容,教會學(xué)生使用數(shù)學(xué)軟件輔助計算。
充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的信息交流作用,是提高高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量有效途徑。可以嘗試對學(xué)生采用網(wǎng)絡(luò)答疑的輔助教學(xué)手段,建立QQ群、微信群,每周固定時間在線答疑。學(xué)生平時有疑問也可以在網(wǎng)上留言,微信交流,與學(xué)生及時溝通學(xué)習(xí)狀況,定時上傳學(xué)習(xí)資料,及時反饋學(xué)習(xí)的各種信息。
提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量是一項長期復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要高校管理方、高數(shù)教師密切協(xié)作,下功夫不斷地進行研究、探索和完善。