唐孝 謝壽才
摘要:本文通過分析部分大學,文理兼收專業(yè)的課程教學情況,指出了文科類學生在學習高等數學中存在的主要問題。作者根據自己的教學經驗,提出了幫助文科類學生解決相關問題的對策,可以有效地提升同學們的成績。
關鍵詞:高等數學;文理兼收;教學方法
1 背景
隨著科技的不斷進步,很多學科領域的研究和發(fā)展都需要得到數學知識的支撐。比如自然工程和人文社科,如果沒有數學方面的基礎研究,就難以取得進步和提高。越來越多的人認識到,作為人文社會學科的工作者應該掌握一定的高等數學知識。
高等數學通過不斷地發(fā)展和改革,已經顛覆了人們認為其乏味無用的舊觀念,更多的人認為文科、理科的互相滲透,是提升學生的成績的必然選擇。如今的高校大多為綜合性大學,為了培養(yǎng)社會需求的復合型人才,高校的培養(yǎng)對象和招生模式隨之發(fā)生了轉變,傳統的文史類高校開設了理工類專業(yè),原本理工類高校也開設了文史類專業(yè),并且越來越多的專業(yè)開始實行了文理兼收。比如,在經濟學類、藝術體育類、中醫(yī)學類、管理科學與工程類、工商管理類、新聞傳播學類、教育學類、法學類等學科大類中,文理兼收專業(yè)的數量越來越多?,F在,在人才招聘的時候,都比較看重同時擁有文、理科背景的人才。越來越多的人認為,文理兼收的專業(yè)培養(yǎng)出來的人才,不僅具有理科思維,而且也有策劃、統籌工作的能力,所以大部分用人單位都喜歡招聘這些知識面更廣的人才。
這一轉變?yōu)榻窈蟠髮W的人才培養(yǎng)指明了方向,但是這給“高等數學”的課堂教學帶來了不少的問題。在我國,中學教育的現實情況是:在之前高中文、理分科教學的時候,很多同學從初中就做好打算,想要學文科。所以這一部分同學在學習理科知識時,就不太重視。更重要的是,他們覺得數學學起來很抽象,難點問題很多,所以選擇文科的同學大部分都不喜歡學習這一門課程。選擇文科的同學覺得,文科專業(yè)只需擁有較強的記憶力,就可以獲得很好的成績。在這樣的情況下,作為數學老師,必須認清學生們的這一狀況,努力改變這一現狀才能使學生熱愛數學,對學習產生興趣,從而學好數學。要想把數學的學習質量提上去,就必須注重培養(yǎng)同學們學習數學的興趣,提升同學們學習數學的主動性。接下來,我們在激發(fā)學生學習數學的興趣方面,淺談幾點體會。
2教學實踐中的思考與探索
2.1運用生活中素材,引導學生門體驗數學,消
除同學們對數學的抵觸情緒
數學知識都是對實際生活的歸納和總結,所以教學中應該更多的聯系生活實際,讓同學們覺得這一門很有用的學科。數學家華羅庚曾經說,生活中無論大事小事處處都離不開數學知識的應用,數學知識和人們的生活是息息相關的。
第一堂課對學生很關鍵,這可能會直接影響他大學四年對數學學習的態(tài)度。在大學給同學們講第一堂課教學的時候,應該給學生引入更多的生活中的例子,讓同學們感受到數學和生活的緊密聯系,從而提升對學習數學的興趣,而不是一上課就給同學們講晦澀難懂數學理論知識。只能讓同學們越來越反感學習數學。
例1.社會現象“扶與不扶”中的數學問題。
最近經常討論的社會熱點話題就是“扶與不扶”:一位老人跌倒,眾人圍觀,卻沒有人施以援手,好不容易等到某位好心人打了“120”,等到救護人員趕到的時候,可能老人已經錯過了最佳治療時間。為什么沒有好心人站出來?難道全民道德淪喪?
心理學家通過大量實例表明,旁觀者越多,愿意施以援手的人越少,被稱為“旁觀者效應”。我們也可以通過數學方法來討論這個問題:
假設旁觀者的人數為n,提供幫助的人能夠得到x的回報,施以援手會產生y的損失(耗費的精力、時間、被誣陷等)。按照常理,當y>x時,人們應該不會提供幫助,大家只會在x≥y≥0的情況下才會站出來幫忙。
若設每個人不報警的概率為p,那么根據經濟學中“納什均衡”原理p在p=(y/x) 時達到均衡。顯然p隨著n的增大而增大,反之,存在某人提供幫助的概率就為I-p,隨人數增加而減少。
從分析中可知,提供幫助的概率與y/x密切相關。因此,圍觀的人見死不救,不能說道德淪喪,要具體事情具體分析。一個社會的道德水平的提升,和諧社會的建立,除了盡可能的減少因為幫忙而產生的損失y外,還需要提高由正能量所能夠產生的回報x(比如社會榮譽、學生加分、經濟上的獎勵等)。
例2.名人生日問題。
眾所周知,名人、偉人都有不尋常的個人特性,如果將名人、學者的生日作為運算的數據,將這些數據隨機的排列,從而獲得另外一個數值。比如,1879314和4187139。用大的數減去小的數得到一個差:4187139-1879314 = 2307825。將差的各個位數相加得到一個數:2+3+0+7+8+2+5=27,再將這個數的位數相加,其和是9。即最后得到一個最大的一位數9。通過上面的計算方法來計算數學家高斯的出生日期1867117,進行重新的排列運算以后,將這兩個數取差值,再將他們的位數和計算出來,就可以得出:6+9+9+3+3+6 =36,再算位數之和,最后得3+6=9。同樣,最后得到一個最大的一位數9。
絕大部分名人偉人的生日,都具有這類特點,這就使得想要成為名人、偉人就必須具備這些特征。
通過這個例子,同學們可以算一算自己的生日,就可以同理推論同學們自己是否有成為名人的條件。通過這些有趣的實例,同學們學習數學時就不會有太強的抵觸情緒了
在公園或路旁,經??吹竭@樣的游戲:攤販前畫有一個圓圈,周圍擺滿了獎品,有鐘表、玩具、小梳子、……等等,然后,攤販拿出一副撲克讓游客隨意摸出兩張,并說好向哪個方向轉,將兩張撲克的數字相加(J、Q、K分別為11、12、13、A為1),得到的數字是多少就從這個數字開始按照預先說好的方向轉幾步,轉到什么數字,數字前面的獎品就歸游客,唯有轉到一個位置(如圖),必須交2元錢,其余的位置都不需要交錢。
真是太便宜了,不用花錢就可以玩游戲,而且得獎品的可能性“非常大”,交2元錢的可能性“非常小”。然而,事實并非如此,通過觀察可以看到,凡參與游戲的游客不是轉到2元錢就是轉到微不足道的一些小物品旁,而鐘表、玩具等貴重物品就沒有一個游客轉到過。這是怎么回事呢?是不是其中有“詐”?
這其實是騙人的把戲。通過圖可以看到:在轉盤上的任意數字,不管是左轉還是右轉,最終的結果都不可能獲得超過2元錢的物品。因為這樣的玩法不可能獲得偶數位置的數字,而如果是奇數的話,兩個奇數同時出現的可能性是沒有的。通過仔細的思考,就可以發(fā)現價值相對較低的獎品都擺在奇數的位置,而貴重的獎品都放在偶數所在的位置。
由于無論怎么轉也不會轉到偶數字,所以也不會獲得貴重物品了。
所以最后的結果就是,大部分的賣家都將2元錢的產品以5元錢的價格賣給了游客。
對于小攤販來說,游客花2元錢與得到小物品的可能性都是一樣的,都是1/2。所以相當于小攤販將每件小物品用2元的價格賣出去。
2.2讓生活實例貫穿教學的每個章節(jié),激發(fā)學生學習的興趣
很多的文科生數學思維邏輯能力都比較薄弱,所以老師在進行教學的時候,應該總體把握教材的內容,對學生進行由淺入深的指導。在文科生學習數學的時候,老師要加強對他們的變式訓練,大部分需要學生做到能夠舉一反三,在教學進度上不能過快,以免文科學生難以接受,在教學中應該將數學知識更加直觀的展現在同學們面前。
在時間允許的情況下,在各個章節(jié)添加本節(jié)知識的應用,讓學生感受到學習數學的樂趣,激發(fā)學生對知識的渴求[5]。
例4.法醫(yī)計算謀殺案中被殺者的死亡時間(微分方程的應用)。
在一次謀殺案件中,尸體的溫度按牛頓冷卻定律從37℃開始下降,假設兩小時后尸體的溫度變?yōu)?5℃,并且假設周圍環(huán)境溫度保持在20℃.試求尸體溫度T對時間t的變化規(guī)律。又如果尸體被發(fā)現時的溫度為30℃,時間為下午4點整,那么謀殺發(fā)生在何時?
解:由牛頓冷卻定律可建立此微分方程:
將T=30代入上式,可解得t≈8.4(小時)。由此可以推斷謀殺發(fā)生在下午4點尸體被發(fā)現前的8.4小時前,也即是謀殺發(fā)生于上午7點36分。
例5.水槽實驗、彈珠游戲(高斯分布)。
從高處水槽中往下面的水槽放水時,水從上往下垂直流動(水管大小一致),若下方有只兩個水槽,當上方水槽的水流盡時,下方水槽的積水為(1/2,1/2);若下方有三個水槽,當上方水槽的水流盡時,下方水槽的積水為(1/4,1/2,1/4);若下方有四個水槽,當上方水槽的水流盡時,下方水槽的積水為(1/8,3/8,3/8,1/8);若下方放置無數個大小一樣的水槽的話,則各水箱水量呈高斯分布(如下圖)。
2.3采用競爭機制,獎勵積極的學生,促使全體同學
學習的熱情
在過去的教學中將學生的考勤和作業(yè)完成程度,作為學生平時成績的評定標準,但是這樣的評分機制非常的死板,難以活躍課堂氣氛,調動學生學習數學的積極性。如果采用競爭機制,就可以改變這一現狀,不僅能提升課堂氛圍的活躍度,同時也能夠鍛煉學生的動手能力,從而有效地避免了學生們“翻開書了然,關上書茫然”的普遍情況。
2.4提高教師自身的素質,建立和諧的師生關系
在每個學期的教學中,都可以抽出3到4節(jié)課來和學生進行專門的溝通和交流,這是為了了解學生的學習狀態(tài),通過加深了解降低同學們在學習數學的過程中降低抵觸情緒,提升對數學知識和數學教師的接受程度,同時給他們鼓鼓勁。在學習了一個階段以后,對學生進行階段性的了解,對學生遇到的困難要及時解決,在同學們期末考試之前,要掌握他們的學習進度,增加和學生的溝通的時間和次數,幫助同學們取得更好的成績??偟膩碚f,老師在教學中要處理好和學生之間的關系,讓學生隨時保持學習的良好心態(tài),讓學生重拾丟失的學習信心。
3 總結
在教學過程中,教師應樹立“以學生為本”的原則,多了解學生的心理,抓住學生的特點,因材施教。從課堂教學上下功夫,認真?zhèn)湔n,發(fā)掘數學的美及其在生活中的應用,從而培養(yǎng)和發(fā)展學生對數學的興趣,以幫助學生提高學習成績,以學習為樂趣。只要我們在教學過程中深入鉆研教材,并在教學中注意課堂教學方法的設計,相信一定會收到好的教學效果。
參考文獻
[1]許秀珍.文科高等教學的教學反思[J].安徽教育學院學報,2004,22(3),97-99.
[2]高月琴.文理兼收專業(yè)“高等數學”教學淺談.中國 電力教育.2011,17,108-111.
[3]呂硯山,李誦雪,馬杰,莫德舉,數學與生活(譯著).人艮郵電出版社[M]. 2010.
[4]任勇.精彩數學就在身邊.中國人民大學出版社[M]. 2011.
[5]謝壽才,唐孝,大學數學微積分.科學出版社[M].2011.