梁華
摘要: 作者通過對高等數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)踐和思考,針對目前教學(xué)中出現(xiàn)的各種情況,討論了在高等數(shù)學(xué)教育教學(xué)中應(yīng)注意的幾個(gè)環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞: 高等數(shù)學(xué)教學(xué)學(xué)生實(shí)際情況基本知識數(shù)學(xué)思想方法創(chuàng)新能力
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,高等教育水平的不斷提高,數(shù)學(xué)已滲透到自然科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、金融、社會等各個(gè)領(lǐng)域,影響著人文科學(xué)和社會的進(jìn)步。高等數(shù)學(xué)作為大學(xué)的基礎(chǔ)課程之一,它的知識體系中蘊(yùn)涵著豐富的理論知識、數(shù)學(xué)思想和方法,不僅是理工科學(xué)生學(xué)習(xí)后繼課程的重要工具,而且是培養(yǎng)學(xué)生理性思維和創(chuàng)造能力的重要途徑。由于高校擴(kuò)招,大部分院校的生源質(zhì)量都有不同程度的降低,而幾乎各所院校對高等數(shù)學(xué)課的要求卻越來越高。針對這種情況,采取什么樣的措施才能獲得較好的教學(xué)效果,是每個(gè)從事高等數(shù)學(xué)教學(xué)的教師都應(yīng)思考的問題。下面我結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)踐,談?wù)剬Ω叩葦?shù)學(xué)教學(xué)的認(rèn)識和感悟。
一、根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,選擇合適的教材是前提。
不同院校的生源質(zhì)量不盡相同,甚至差別很大,同一院校的不同專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不同,對高等數(shù)學(xué)的要求也不同。選用教材過于簡單,達(dá)不到教學(xué)的目的,教材過于難,甚至教材中的符號過于復(fù)雜,都會使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)信心。所以我們不能簡單地給理工科專業(yè)學(xué)生用統(tǒng)一的教材,而給文科專業(yè)學(xué)生用另一種統(tǒng)一教材,而應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況及專業(yè)要求,選擇合適的教材。關(guān)于這方面工作,東南大學(xué)做得比較細(xì),值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。
二、做好對教材中的基本知識的傳授是基礎(chǔ)。
掌握高等數(shù)學(xué)的基本知識是學(xué)生學(xué)好高等數(shù)學(xué)并能運(yùn)用其來解決各種問題的基礎(chǔ)。自然地,做好高等數(shù)學(xué)基本知識傳授就是我們教學(xué)的最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)。但高等數(shù)學(xué)概念抽象、公式和定理眾多,不少學(xué)生對高等數(shù)學(xué)產(chǎn)生一種畏懼感。如何消除學(xué)生的畏懼感,進(jìn)而培養(yǎng)他們對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,使他們學(xué)好這門課程呢?這需要在平時(shí)的教學(xué)中不斷進(jìn)行思考和探索,總結(jié)并不斷改進(jìn)教學(xué)方法。
高等數(shù)學(xué)中的多數(shù)概念都是從實(shí)際問題中產(chǎn)生并在數(shù)學(xué)上加以提煉得到的,因此,在概念教學(xué)中,要結(jié)合實(shí)際問題講清數(shù)學(xué)概念本質(zhì),讓學(xué)生從一接觸新概念就知道數(shù)學(xué)并不完全是一堆符號的邏輯運(yùn)算,同時(shí)它也是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科。如求變速直線運(yùn)動的瞬時(shí)速度和切線的斜率等函數(shù)的變化率問題,產(chǎn)生了導(dǎo)數(shù)的概念;求變速直線運(yùn)動的路程和曲邊梯形的面積這種“無限分割,無限求和”的過程導(dǎo)致了定積分的出現(xiàn);同樣這種“無限分割,無限求和”的方法用到求非均勻薄片的質(zhì)量和曲頂柱體的體積方面就有了二重積分。在進(jìn)行定理和公式教學(xué)時(shí),不只要講解定理和公式的內(nèi)容,還要講解定理和公式適用的條件,對于學(xué)生易犯的錯(cuò)誤加以強(qiáng)調(diào)。例如,極限運(yùn)算法則:若a=a,b=b,則有(a+b)=a+b,ab=ab。此公式學(xué)生很容易掌握,但在講解時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn),一是只有數(shù)列{a},極限都存在時(shí)公式才成立,如錯(cuò)誤解法sinn=×sinn=0×sinn=0,此解法的錯(cuò)誤在于sinn不存在。二是只有有限個(gè)數(shù)列的情形公式才成立,如錯(cuò)誤解法:(++…+)=++…+=0,此解法的錯(cuò)誤在于所求極限的表達(dá)式是n項(xiàng)之和,而n不定。此外,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容靈活選擇教學(xué)方法可以獲得更好的教學(xué)效果。例如應(yīng)用多媒體教學(xué),通過數(shù)形結(jié)合,借助形象的幾何圖形引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生觀察、分析,使學(xué)生更容易理解概念和定理。
三、在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想方法和創(chuàng)新能力是關(guān)鍵。
高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)目的有二,一是培養(yǎng)理性思維,二是為了應(yīng)用。在課堂教學(xué)中,除了要教會學(xué)生掌握基本的定義、定理,以及用定義、定理進(jìn)行基本的數(shù)學(xué)計(jì)算之外,更重要的是要教會學(xué)生用數(shù)學(xué)的意識和觀點(diǎn)去觀察、解釋和表述周圍的現(xiàn)實(shí)問題。學(xué)會把現(xiàn)實(shí)問題表示成簡單的數(shù)學(xué)問題,并用學(xué)過的數(shù)學(xué)知識建立數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)學(xué)問題來解決實(shí)際問題。
如果將高等數(shù)學(xué)的基本知識點(diǎn)比作是學(xué)生已熟悉的“工具”,那么我們的主要任務(wù)就是引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會靈活、合理選擇這些“工具”來解決各種高等數(shù)學(xué)問題及實(shí)際問題,而在這個(gè)過程中,學(xué)生的數(shù)學(xué)思想方法顯得尤為重要。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想方法,這是我們教學(xué)的重點(diǎn)。一方面,我們要善于總結(jié),將各類問題的解決方法總結(jié)給學(xué)生,同時(shí)也要讓學(xué)生逐步學(xué)會進(jìn)行自我總結(jié),做到遇見問題就能知道這個(gè)問題有哪些常規(guī)的解決方法。另一方面,要逐步引導(dǎo)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題中題設(shè)和結(jié)論,以及問題和所學(xué)知識之間的聯(lián)系。此外,我們在分析問題之前應(yīng)盡可能地先留一定的時(shí)間讓學(xué)生思考,并作適當(dāng)提示,引導(dǎo)他們的思維。與學(xué)生產(chǎn)生互動,使他們逐步學(xué)會自己思考問題。如計(jì)算定積分x[dt]dx,可能很多同學(xué)做到這道題都不知所措,之所以會這樣,一方面可能是因?yàn)榫o張,更主要的原因是他們平時(shí)沒有學(xué)會如何去考慮問題,遇到陌生的問題就沒辦法了。看到這道題目,首先應(yīng)想到的是計(jì)算定積分,只有換元積分法和分部積分法兩種常規(guī)方法,而換元積分法對于此題來說不好用,從而很自然地想到此題可能用分部積分法,試探如下:
x[dt]dx=[dt]dx=[xdt]-x·dx=-sinxdx=cosx|=(cos1-1)。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思想方法和創(chuàng)新能力是一長期的過程,需要在平時(shí)的教學(xué)中不斷地向?qū)W生灌輸數(shù)學(xué)思想,做到循序漸進(jìn)。
四、課外進(jìn)行復(fù)習(xí)和有針對性的練習(xí)是保障。
對于學(xué)生來說,聽課只是從老師那里接受了知識,課后首先應(yīng)認(rèn)真復(fù)習(xí),并進(jìn)行思考;其次,進(jìn)行適當(dāng)練習(xí)則是在老師已傳授方法的指導(dǎo)下進(jìn)行自己的思維。這個(gè)過程是鍛煉學(xué)生思維方式的重要途徑,也是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)必不可少的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生只有動手實(shí)踐,才會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,從而真正理解、掌握并會應(yīng)用所學(xué)知識。當(dāng)然,課外練習(xí)如何選取值得思考,不少學(xué)生都有相應(yīng)于教材的參考書,書中又往往配備了教材上的習(xí)題答案。這樣,在做教材中的習(xí)題時(shí),難免會造抄而不愿自己動腦思考,從而沒有達(dá)到訓(xùn)練思維的根本目的。因此,老師布置的習(xí)題盡量不要全部來自教材,可以適當(dāng)補(bǔ)充一些教材外的習(xí)題,讓學(xué)生去完成,這樣可能效果會更好。此外,我認(rèn)為任課老師不應(yīng)只是負(fù)責(zé)課堂,課外也應(yīng)給學(xué)生適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo),引導(dǎo)他們學(xué)會考慮問題的方法,對于學(xué)生作業(yè)中出現(xiàn)的問題應(yīng)及時(shí)予以個(gè)別輔導(dǎo)或習(xí)題課時(shí)加以講解,讓學(xué)生的“錯(cuò)誤”思想及時(shí)得以糾正。
總之,學(xué)無止境,教無定法。我們在教學(xué)實(shí)踐中,要注意探索,注意挖掘,重視高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法的改進(jìn),為教育事業(yè)盡自己的微薄之力。
參考文獻(xiàn):
[1]李尚志.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的探索[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2003,19(1):46-50.
[2]李天然.工科數(shù)學(xué)在創(chuàng)新教育中的作用[J].中國大學(xué)教學(xué),2002,(9):38-39.
[3]趙登虎.如何把抽象高等數(shù)學(xué)講得生動有趣[J].大學(xué)數(shù)學(xué),2011,27(4):196-198.
[4]同濟(jì)大學(xué).高等數(shù)學(xué)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2002.
[5]陳光曙.大學(xué)數(shù)學(xué)(理工類)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2010.