高职高等数学课程教学改革的探索与实践

刘 莉 刘传宝

(安徽机电职业技术学院,安徽芜湖 241000)

高职高等数学课程教学改革的探索与实践

刘 莉 刘传宝

(安徽机电职业技术学院,安徽芜湖 241000)

高等数学是当今普通高等院校一门重要的公共基础课程,对于培养学生的逻辑思维和应用能力具有重要意义。随着科学技术创新和知识更新的速度加快,高等数学课程的改革也层出不穷。本文主要介绍了高等数学课程教学内容、教学方法、考评方式的改革情况和数学实验教学的探索。

高等数学;教学改革;数学实验;数学软件

高等数学是当今高职高专院校一门重要的公共基础课程,然而多数人对于它在高职教育中的定位认识有失偏颇,不清楚学习数学对于培养“实用型、应用型、创新型”人才的作用。美国国家研究会在一份报告中指出“当今高新技术本质上就是数学技术”,“新经济就是数字化经济”,事实上,计算机技术的发展不但大大加强了高等数学在科学技术中的基础地位,而且也使它日益成为经济竞争的核心推动力,所以高等数学成为理工类、经济类学生必备的基本知识和思维素质。随着科学技术创新日新月异和知识的不断更新,传统的教学观念、教学模式、教学内容和教学方法已跟不上形势的发展,因此,高等数学课程的改革势在必行。

一、高等数学课程改革的必要性

伴随着高中阶段教育普及程度的提高和高等教育大众化步伐的加快,高职院校迅速崛起,招收的学生数大幅度上升,但同时也带来所招学生的学习素质和能力急剧下降的问题。在高职院校高等数学课程的教学中普遍存在以下问题①:一是高等数学从体系到内容,从讲授方法到教学目标,一直没有从传统高等数学的条条框框中解放出来,不能大胆删增内容,应用性和先进性得不到体现;二是高等数学课程与后续课程的配合,物理、力学、PLC系统控制等课程需要的内容在高等数学课中还不能及时给出,从而影响某些后续课程的讲授;三是当今计算机技术在高速发展,计算机作为一种先进工具在高等数学课程中运用不多,而高等数学关于极限、微积分的计算往往偏重技巧,花费时间多,效果却并不好;四是在高校评估的大背景下,目前高职高专院校的教学重点都放在了专业课的教学和实训教学上,基础理论教学课时一般较少,有些院校为了达到理论课与实践课的目标比例,将数学课时减少一半,甚至有些专业则干脆砍掉了数学课,这样就会导致教学内容的容量多与教学课时少的矛盾,教师更多地注重传授知识,无暇顾及学生应用能力的培养,教学内容学生消化不了,“填鸭式”的教育方式挫伤了高职高专学生本来就脆弱的学习主动性和积极性。

二、高等数学教学改革的实践

针对高等数学教学中存在的问题,不少高职院校进行了各种各样的改革,总的来说主要体现在以下几个方面: 1、教学理念发生转变,由过去的传授知识逐渐向素质教育过渡,更加注重培养学生的思维能力和应用能力;2、教学内容进行优化调整,由原来注重学科的完整性、统一性逐渐转向为专业课程服务的工具性,结合专业设置相应的教学内容,逐渐改变了过去不分专业的“大一统”现象;3、教学方法更加注重多样性,在传统的讲授法的基础上辅以问题启发法、报告法、案例驱动法等新方法,激发学生的学习兴趣;4、教学手段更加现代化,强调借助多媒体更形象地阐述问题。下面介绍我院高等数学课程在教学内容、教学模式、教学方法、成绩考核等方面改革情况。

1、重新编订教材,改革教学内容

我校以前使用的高等数学教材内容丰富、详实细致,偏重知识传授、强调结构严谨,但对知识的发生发展过程、应用数学知识解决实际问题、高职学生的数学学习特点等很少关注。老教材经过几年的使用我们发现在教学实践中越来越不适用,于是在2010年对教材内容进行了大胆的改革,本着简单化、形象化、实用化原则,删除了原教材中抽象的理论和复杂的计算,保留基本概念、基本原理和基本方法,同时引入了Mathematica数学软件的使用。定理基本上不再证明,教师讲解的时候再介绍知识的来源、解释定理的内容和用途;能用图像说明的问题尽量不用文字说明;例题注重简单、经典、实用,通过例题让学生掌握方法即可。新教材通过一年多的使用,学生比较容易接受,比如让学生头疼的极限运算、不定积分计算、微分方程求解等,用Mathematica数学软件只需要掌握相关操作命令很轻易地就可以解决了,减轻了学生的学习负担,基本改变了学生“高等数学难学”的观念,也大大降低了高等数学课程的补考率。

2、改革教学模式,探索实验教学

第一,实验教学的意义

数学课堂中的实验教学是学生在课堂上参与数学软件操作的探索过程,这在很大程度上能够满足学生好奇、好玩、好动的天性,使枯燥无味的数学变得形象生动,进而激发学生的数学学习兴趣。数学课堂上的分组实验教学,有利于培养学生的协作精神,能够提高学生应用数学方法解决实际问题的意识与能力,对于培养学生的创造性思维、创新意识和实践能力具有特殊的作用②。

第二,运用Mathematica软件进行实验教学的尝试

在2010—2011学年我们抽取部分学时运用Mathematica软件进行了实验教学的尝试,基本思想和方法是不把数学看作成先验的逻辑体系,而把它看作“实验科学”,从问题出发,借助计算机,通过学生亲自设计和动手,体验解决问题的过程,从实验中去学习,探索和发现数学规律。具体做法是:课前布置学生预习相关内容,把学生分成若干小组 (每5人一组),课堂上教师先讲解相关数学概念和思想、介绍Mathematica软件使用方法和注意事项,然后请小组成员共同合作解决一个问题,解决问题的过程呈现在多媒体教室的大屏幕上,期间学生可能会出现各种错误,先由小组成员协作纠错,解决不了再求助班级其它同学,最后由教师点评。

通过这次尝试,我们欣喜的看到学生参与积极性很高,课堂气氛十分活跃,根据随堂询问调查,九成左右的学生欢迎这种实验教学的形式。可见,要想转变学生“高等数学枯燥无趣”的观念,就要改变我们的教学方法和教学模式,点燃学生的兴奋点。Mathematica软件的使用并不困难,但是输入的内容要精准,要符合系统设定的格式,错一个标点符号都无法运行。在实验中,让学生亲自上机现场操作、发现错误、解决问题的过程,培养了学生思维的严谨性、创新意识和团队协作精神。

在实践中,我们也发现实验教学尚存在以下问题:部分学生课前准备工作不充分,电脑操作不熟,导致课堂时间的浪费;实验小组成员的分工协作不流畅;另外一些在理论学习中成绩较好的学生,在实验教学中的表现却差强人意,这说明了一些学生的动手能力、应用能力和创新意识比较薄弱。出现这些问题的主要原因是学生长期以来一直接受“灌输式”教育,学习得主动性和协作性有所欠缺,这是今后的实验教学和理论教学要注意改进的问题。

3、融入专业改革,整合教学资源

机械类的专业基础课《工程力学》要求学生具有扎实的物理基础和严谨的分析、抽象问题能力,近几年由于扩招等原因学生的基础和能力普遍薄弱,距离该课程的目标和要求有很大差距。教师费力地教,学生吃力地学,能听懂的学生却寥寥无几,有的学生干脆就放弃,上课睡觉、玩手机,教师的教学测评成绩也很低,形成了教师厌教、学生厌学的恶性循环。

根据省教育厅关于高职院校专业设置的指导精神,我院机械类的专业基础课《工程力学》进行了大胆地改革,把工程力学中的难点理论力学部分 (即质点、刚体力学部分)分离出来,同时把公共基础课《高等数学》中与机械类专业相关的知识抽出来,二者在一起进行优化整合新编教材《工程数学》。教材的编写有两个原则:(1)、要符合专业的特点;(2)、要符合职业学校学生的学习基础与认知特点 (文化基础差,形象思维活跃,不善抽象思维)。

教材的问题已解决,接下来的问题是由谁来教、怎么教?原来的工程力学教师都是物理学相关专业出身,习惯从自身的视角分析问题,依据经验告诉学生这是什么问题以及这个问题应该怎样做,而学生缺乏经验,不会分析思考,即使会做题也只是机械地套用公式,学生过分依赖老师,缺乏主动思维,这也是造成这门课程教师难教、学生难学的主要原因。要想取得良好的教学效果,需要创造性的教学,教师需要了解教材、了解学生,有针对性的去教。我院对工程力学专业教师和数学教师进行了优化组合。首先由专业教师对数学教师进行专业知识的培训,然后由数学教师教授《工程数学》。在教学中坚持两个原则: (1)、“以学生为中心”;(2)、“去经验主义”。数学教师没有深刻的物理专业知识背景,在教学中从学生的视角出发,按照学生的思维分析问题,在解决问题的过程中指出学生思考的错误之处、分析错误原因,最后纠正错误,通过“犯错—析错—纠错”的过程培养学生独立探究能力,激发学生学习的主动性、积极性和创造性。

《工程数学》的改革经过两年的实践取得了显著效果,帮助学生克服了对《工程力学》的恐惧心理,学生对老师的满意度大大提高,既减轻了《工程力学》课程的负担,又增加了《高等数学》课程的实用性,实现了高等数学与专业课程的真正结合。

4、结合学生实际能力,改革考评方式

高等数学作为公共基础课,长期以来,学生学习的内容一样,考核内容也一样,成绩评定方式也仅一种“平时成绩30%+考试成绩70%”形式,这种一刀切的做法使教师面对的是成绩表上的一片红灯和逐年增加的不及格率,因此,考评方式必须改革。

近几年来,高职的录取批次是专一、专二或者两者并存,生源有普高的学生,也有对口升学的学生,还有自主招生的学生;另外部分专业有理科类学生也有文科类学生。这种多层次、多种类的招生带来的是学生成绩的良莠不齐,考评方式的改革必然要多元化。首先,根据专业内容与数学知识结合的紧密程度把考核分为考试和考查两种形式,考核内容也不尽相同,它跟教师安排的教学内容有关。其次,学生成绩的评定方式也不再是单一的“三七开”,而是根据专业和生源的不同情况选择合适的形式。比如部分理工类专业采取“30%平时成绩+30%期中成绩+40%期末成绩”的方式,文科类专业采取“30%平时成绩+20%读书报告+50%期末成绩”的方式,再比如对口升学的学生长于动手能力而理论基础欠缺,他们的考核就采取“50%平时成绩+50%实验成绩”的方式。其中,实验成绩在数学实验课进行,教师事先布置题目,学生三个人一组自由组合,在规定的时间完成,最后以报告形式上交评分。经过近两年的实践,改变了学生成绩表上的一片“红灯”和逐年增加的不及格率现象,学生的整体成绩也呈现正态分布趋势。

经过一系列改革,高等数学课程从内容到形式变得更加多样化,更富有活力。然而,在改革的实践中也会遇到很多问题和困难,今后我们还需要不断改进。作为数学教育从业者,只有在教学的过程中不断地总结,从教学内容、教学方法、教学模式、考核的体制等各方面不断地进行完善,我们的数学教育才有可能实现以培养学生数学素质为宗旨的素质教育。

注 释:

①楼天容,郑昱.改革高等数学课程教学的设想 [J].南昌工程学院学报,1999,(1).

②钱常宝.高职数学课中的实验教学 [J].职业教育研究,2007,(12).

[1]张滨燕,李大卫.高职院校高等数学课程教学的现状及改革对策 [J].辽宁教育研究,2005,(9).

[2]尚春虹.数学实验教学的探索与实践 [J].数学教育学报,2002,(3).

[3]何文阁.在高职院校开展数学建模活动的意义与实践 [J].中国职业技术教育,2005,(9).

G712

A

1008-7508(2012)05-0134-03

2012-03-16

刘莉 (1980～),安徽宿州人,女,硕士,安徽机电职业技术学院基础教学部,讲师,主要研究方向:数论,数学建模,基础教学。刘传宝 (1965～),安徽芜湖人,安徽机电职业技术学院基础教学部,副教授,教研室主任,主要研究方向:数学实验,基础教学。