□ 天津科技大學(xué) 張大克 王玉杰
普通院校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革的策略
□ 天津科技大學(xué) 張大克 王玉杰
高等教育大眾化給普通院校的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)帶來了巨大影響,多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展又對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。在這樣的新形勢(shì)下,如何進(jìn)行數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)改革,以適應(yīng)時(shí)代的要求,是一個(gè)非常值得研究的課題。文章分析了目前普通院校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)存在的主要問題,給出了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)和解決問題的方法和策略。
普通院校;數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程;教學(xué)改革;策略
高等教育大眾化給普通院校的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)帶來了巨大影響,學(xué)生的總體入學(xué)水準(zhǔn)和綜合素質(zhì)(包括專業(yè)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)自覺性等)下移明顯,而普通院校的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)還在慣性地延續(xù)精英教育時(shí)期的教學(xué)模式和教育質(zhì)量定位要求,沒有考慮到因材施教,教與學(xué)的矛盾日益突出的現(xiàn)狀。另外,多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,又對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn),學(xué)生獲取知識(shí)和接受知識(shí)的方式和方法改變了,專業(yè)學(xué)習(xí)和專業(yè)發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)、方法及能力的需求改變了,信息化、數(shù)字化對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教育提出了新的要求。在這樣的新形勢(shì)下,如何進(jìn)行數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革,一方面解決教與學(xué)的矛盾,另一方面利用多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使我們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教育適應(yīng)新時(shí)代的要求,是一個(gè)非常值得研究的課題。
教學(xué)內(nèi)容相對(duì)精英教育時(shí)期雖有一些改變,但沒有本質(zhì)的變化,這與現(xiàn)在普通院校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)定位的要求明顯不相符,同時(shí),也不適應(yīng)目前學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)和未來專業(yè)發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)理論、方法及能力的需要。對(duì)非數(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)教育的目的并不是要把他們培養(yǎng)成數(shù)學(xué)科學(xué)的研究者,而是讓他們掌握專業(yè)學(xué)習(xí)和未來專業(yè)發(fā)展必備的數(shù)學(xué)理論和方法,使他們能夠運(yùn)用所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決本專業(yè)的實(shí)際問題。現(xiàn)在數(shù)學(xué)軟件對(duì)于各種數(shù)學(xué)計(jì)算可以說是無所不能,只要輸入所要計(jì)算的數(shù)據(jù)和命令,計(jì)算機(jī)會(huì)以驚人的速度給出計(jì)算結(jié)果。而我們的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué),還在花費(fèi)大量教學(xué)時(shí)間停留在對(duì)學(xué)生進(jìn)行計(jì)算方面的技巧性訓(xùn)練,專注于使學(xué)生能夠通過手工完成所需要的計(jì)算上面。顯然,在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,還對(duì)學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練是無意義的,我們應(yīng)該把教學(xué)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力上來,讓學(xué)生知道所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)理論和方法有什么用,怎么用,使他們能夠運(yùn)用所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)理論和方法建立數(shù)學(xué)模型,解決本專業(yè)的各種棘手問題,實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新。至于數(shù)學(xué)模型的求解計(jì)算,可以利用數(shù)學(xué)軟件來完成。
另外,在現(xiàn)在的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容中,還存在著一些純數(shù)學(xué)理論性問題的探討。一些教師認(rèn)為這些純理論性問題的探討,有利于對(duì)學(xué)生抽象思維能力和邏輯推理能力的培養(yǎng)。然而,這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)和探討,雖然有利于對(duì)學(xué)生抽象思維能力和邏輯推理能力的培養(yǎng),但是教學(xué)實(shí)踐表明,目前普通院校的學(xué)生往往很難理解這些內(nèi)容。而對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練,并非只是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力,同時(shí),也是對(duì)學(xué)生抽象思維能力和邏輯推理能力的一個(gè)培養(yǎng)和訓(xùn)練過程。沒有較好的抽象思維能力和邏輯推理能力,建立數(shù)學(xué)模型,解決本專業(yè)的各種棘手問題,實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新是不可能的。
在教學(xué)方法的改革上,遇到了兩大主要困難:一是學(xué)生經(jīng)過12年的中小學(xué)教育,已經(jīng)習(xí)慣于坐在課堂上靜靜地聽教師講課,習(xí)慣于被動(dòng)思考,缺乏主動(dòng)思考的意識(shí),這就給教師開展互動(dòng)式教學(xué)帶來了困難;二是教學(xué)內(nèi)容多學(xué)時(shí)少,學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力和自學(xué)能力又明顯不足,對(duì)教師的依賴程度很高,這就使得教師不得不把所有的教學(xué)內(nèi)容都面面俱到地講解一遍,在課堂上幾乎沒有時(shí)間來開展互動(dòng)式教學(xué),其結(jié)果,導(dǎo)致學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力和自學(xué)能力得不到鍛煉,如此形成惡性循環(huán),使教師的課堂教學(xué)無法擺脫“滿堂灌”的狀態(tài)。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,學(xué)生獲取知識(shí)和接受知識(shí)的方式和方法改變了,但是我們的教學(xué)手段還僅限于多媒體課件的輔助教學(xué)和少的可憐的網(wǎng)上課程資源,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)提高數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量的作用。
一是教學(xué)內(nèi)容多學(xué)時(shí)少,課堂上可用于師生互動(dòng)的時(shí)間太少。
二是學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)重,復(fù)習(xí)和思考時(shí)間較少,新學(xué)習(xí)的知識(shí)得不到及時(shí)鞏固,讀不懂、理解不了的知識(shí)日積月累,最終容易導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的信心和興趣,使得作業(yè)抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重,厭學(xué)現(xiàn)象普遍存在,考試不及格率居高不下。
三是教與學(xué)的矛盾日益突出,教師抱怨學(xué)生不認(rèn)真刻苦學(xué)習(xí),學(xué)生則抱怨教師講的太快,要求太高。實(shí)際上,教與學(xué)矛盾的產(chǎn)生既不在教師,也不在學(xué)生,而是源于教與學(xué)這個(gè)系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)。
要充分認(rèn)識(shí)高等教育大眾化給普通院校數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)帶來的影響,正確估量多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)提出的挑戰(zhàn),結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況和學(xué)校的本科人才培養(yǎng)目標(biāo)定位,分別就知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教育質(zhì)量的目標(biāo)要求重新進(jìn)行定位,統(tǒng)一思想,更新理念,使教師和學(xué)生都明確自己的任務(wù)和目標(biāo)。
在課程體系設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容選擇上,要堅(jiān)持以應(yīng)用為導(dǎo)向,以需要為目的,在保證知識(shí)邏輯完備性的前提下,刪減或淡化不必要的數(shù)學(xué)純理論性證明和討論,引入數(shù)學(xué)建模教學(xué)案例和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)。加強(qiáng)對(duì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng),以及對(duì)運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件完成復(fù)雜計(jì)算的能力進(jìn)行訓(xùn)練。通過以教學(xué)大綱的形式給出具體的知識(shí)目標(biāo)定位,用以指導(dǎo)教師開展教學(xué)。
在教學(xué)內(nèi)容上,要針對(duì)學(xué)生的實(shí)際能力,給出一部分內(nèi)容讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自學(xué)。自學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的意識(shí)和能力的有效手段和途徑,也是杜絕學(xué)生不主動(dòng)學(xué)習(xí)、不積極思考、過度依賴教師問題的有效手段。
在教學(xué)方法上,要采用問題驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法開展課堂教學(xué),問題則要來源于工程和管理實(shí)際,讓學(xué)生從中感受到所學(xué)習(xí)的知識(shí)確實(shí)存在著客觀需要,繼而因需要產(chǎn)生興趣,因興趣產(chǎn)生動(dòng)力,有了動(dòng)力學(xué)生才能刻苦學(xué)習(xí)。在不斷地提出問題和解決問題過程中,通過師生的共同分析和討論,學(xué)生才能深刻地理解知識(shí)的內(nèi)涵,他們的自學(xué)能力、抽象思維能力、邏輯推理能力才能得到訓(xùn)練和提高,而這是一個(gè)人能否實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新的核心能力。教學(xué)實(shí)踐證明,問題驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的意識(shí)和能力具有顯著效果。
要充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)把教學(xué)工作開展的更生動(dòng)形象、更容易理解、更人性化,讓學(xué)生能更好地享受教育。建設(shè)豐富、立體化的網(wǎng)上課程資源,實(shí)現(xiàn)校際之間的網(wǎng)上課程資源共享,不僅為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和拓展知識(shí)面提供了便利的條件,也給學(xué)生營造了一個(gè)了解數(shù)學(xué)文化的氛圍,讓他們有一個(gè)感受數(shù)學(xué)美的空間。在課堂教學(xué)中,既可以把那些需要較長時(shí)間才能寫在黑板上的內(nèi)容顯示在多媒體屏幕上,也可以把那些在黑板上很難演示的幾何圖像和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)用多媒體來演示,從而提高知識(shí)的直觀性,便于學(xué)生理解。這些現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用,還可為教師留出更多課堂教學(xué)時(shí)間,為師生的共同分析和討論創(chuàng)造條件,使問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法的開展成為可能。
對(duì)學(xué)生進(jìn)行考試,一方面是為了檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力的掌握情況,另一方面也是對(duì)教師教學(xué)質(zhì)量的考核。只有通過教師的高質(zhì)量教學(xué)和學(xué)生的刻苦學(xué)習(xí),才能使我們的課程教育質(zhì)量目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
考試是一個(gè)指揮棒,它一方面能督促和指導(dǎo)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí),培養(yǎng)自己的能力;另一方面也能督促教師不斷提高自己的教學(xué)質(zhì)量,根據(jù)課程教育質(zhì)量目標(biāo)定位的要求開展教學(xué)。如何充分發(fā)揮這個(gè)指揮棒的作用,也是非常值得研究的課題。
在教考分離的制度下,數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程的考試命題絕不能再由不擔(dān)任該課程教學(xué)的教師依據(jù)自己對(duì)教學(xué)大綱的理解和對(duì)能力培養(yǎng)的主觀認(rèn)識(shí)來命題。其原因有兩個(gè):一是課程教學(xué)大綱中所用理解、掌握、了解等語言描述的知識(shí)目標(biāo)定位很難讓命題人把握;二是每個(gè)人的觀點(diǎn)、能力都有所不同,因此在這類題目的設(shè)計(jì)上,很難保證試卷對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的測(cè)試功能,更談不上依據(jù)課程教育質(zhì)量的能力和素質(zhì)目標(biāo)定位,對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)進(jìn)行有控制、有針對(duì)性的測(cè)試。上述兩方面原因,容易導(dǎo)致試卷的整體難度忽高忽低,試卷中題目的難度梯度失去控制,使學(xué)生的考試成績分布千變?nèi)f化,測(cè)試不出課程教育質(zhì)量目標(biāo)定位的實(shí)現(xiàn)情況。教師也難以依據(jù)課程的教育質(zhì)量目標(biāo)定位、教學(xué)大綱來開展教學(xué)和控制教學(xué),學(xué)生也不清楚自己對(duì)知識(shí)的掌握程度,致使教和學(xué)雙方都容易失去信心。
為了充分發(fā)揮考試這個(gè)指揮棒的作用,實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量目標(biāo)定位,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)可依據(jù)課程教育質(zhì)量目標(biāo)的定位和教學(xué)大綱,集體研究確定考核的知識(shí)點(diǎn)以及對(duì)知識(shí)、能力及素質(zhì)進(jìn)行測(cè)試的題目類型和形式。這種由團(tuán)隊(duì)教師按考核的知識(shí)點(diǎn)、題型和不同的難度系數(shù)分組所設(shè)計(jì)的題目,經(jīng)集體討論確認(rèn)后方可作為組建試卷的試題。這些題目通過考試的不斷改進(jìn)和完善,最終建立適合于本校學(xué)生使用、能促進(jìn)課程教育質(zhì)量目標(biāo)定位實(shí)現(xiàn)的試題庫。每學(xué)期的期中和期末考試要按照知識(shí)測(cè)試、能力測(cè)試、素質(zhì)測(cè)試及試題題目難度系數(shù)的比例分配,從試題庫中抽題組成試卷,對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。
在保證課程教育質(zhì)量目標(biāo)定位實(shí)現(xiàn)的過程中,不能僅僅依靠考試這個(gè)指揮棒的作用,還要注重在平時(shí)對(duì)學(xué)生所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行鞏固,尤其是學(xué)生課后作業(yè)和練習(xí)的功能,包括網(wǎng)上課程資源對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用更不可忽視。為此,課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該按照建設(shè)試題庫的模式來研究開發(fā)學(xué)生的課后統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),并為學(xué)生完成好作業(yè)建設(shè)豐富的網(wǎng)上課程資源。從考試的命題和學(xué)生的課后作業(yè)兩個(gè)方面來控制課程教育質(zhì)量目標(biāo)的定位,避免因不同教師對(duì)課程教育質(zhì)量目標(biāo)定位認(rèn)識(shí)的差異給教學(xué)帶來的影響。
數(shù)學(xué)建模能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件解決復(fù)雜計(jì)算的能力是對(duì)普通院校非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)教育的主要目的。由于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)的課時(shí)很緊張,因此,僅靠數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件計(jì)算的能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為此,建議各院校一方面可通過課后作業(yè)或課程論文的形式,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)建模練習(xí),并在模型的求解過程中,訓(xùn)練他們運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件解決復(fù)雜計(jì)算的能力;另一方面,可開設(shè)數(shù)學(xué)建模和數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)選修課,通過舉辦學(xué)校的數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽,培訓(xùn)、指導(dǎo)、鼓勵(lì)和支持學(xué)生參加一年一次的全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽和美國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽。實(shí)踐表明,采用“課上與課下、教學(xué)與競(jìng)賽相結(jié)合”的模式來培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力,有利于保證課程教育質(zhì)量能力目標(biāo)定位的實(shí)現(xiàn)。
[1]高等學(xué)校非數(shù)學(xué)類專業(yè)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).關(guān)于大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀和提高教學(xué)質(zhì)量的建議[J].中國大學(xué)教學(xué),2005(2):9-11.
[2]教育部關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見.教高〔2007〕2號(hào).
[3]李大潛.將數(shù)學(xué)建模思想融入數(shù)學(xué)類主干課程[J].中國大學(xué)教學(xué),2006,(1):9-11.
[4]吳堅(jiān).農(nóng)林類數(shù)學(xué)教學(xué)改革成果與現(xiàn)狀分析[J].中國大學(xué)教學(xué),2005(2):26-27.
[5]楊宏林,丁占文,田立新.關(guān)于高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)思考[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2004(2):74-76.
[6]李林,邢鐵驎.大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的一些問題與思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2004(6):8-10.
[7]胡端平.關(guān)于高等教育大眾化的數(shù)學(xué)教育思考[J].湖北教育學(xué)院學(xué)報(bào),2004(5):54-55.
[8]翟忠信,龔東山.高等數(shù)學(xué)的教與學(xué)[J].高等理科教育,2004(6):29-34.
[9]潘江敏.大學(xué)生數(shù)學(xué)思維的難點(diǎn)分析[J].高等理科教育,2004(5):40-42,32.
G642.0
項(xiàng)目名稱:天津市高等學(xué)校本科教學(xué)改革與質(zhì)量建設(shè)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目。項(xiàng)目號(hào):B06-0701。