摘要:本文針對高等數(shù)學(xué)的學(xué)科特點及我國現(xiàn)階段高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的弊端,分析了學(xué)生在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)興趣不足的原因,并從四個方面闡述了如何培養(yǎng)學(xué)生對高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣:一要重視數(shù)學(xué)史在教學(xué)中的作用,二要做好中學(xué)數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)之間的銜接工作,三要培養(yǎng)學(xué)生的建模意識,四要合理使用多媒體教學(xué)設(shè)備。
關(guān)鍵詞:學(xué)習(xí)興趣;數(shù)學(xué)史;數(shù)學(xué)建模;多媒體課件
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)44-0238-03
數(shù)學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科,在自然科學(xué)的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用。隨著社會的發(fā)展,各門學(xué)科之間的聯(lián)系越來越緊密,越來越多的學(xué)科中出現(xiàn)的問題也都需要用數(shù)學(xué)解決。高等數(shù)學(xué)這門課程是大學(xué)課程中的重要基礎(chǔ)課,對于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新性思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究精神具有不可替代的作用。但是,由于高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容嚴(yán)謹(jǐn)、抽象,教學(xué)方法與手段相對單一,缺少實踐機會,使不少學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度較大,課堂氣氛沉悶,學(xué)習(xí)過程枯燥,從而缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動性,學(xué)習(xí)效果較差。所以,大學(xué)數(shù)學(xué)的課堂授課內(nèi)容、教學(xué)手段和方法需要教師精心設(shè)計,積極思考,從各方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效率。筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)了如下幾點體會。
一、重視數(shù)學(xué)史在教學(xué)中的作用,在教學(xué)內(nèi)容中增添數(shù)學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容
數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)科學(xué)發(fā)生、發(fā)展及其規(guī)律的科學(xué),簡單地說就是研究數(shù)學(xué)的歷史。它不僅追溯數(shù)學(xué)內(nèi)容、思想和方法的演變、發(fā)展過程,而且還探索影響這種過程的各種因素,以及歷史上數(shù)學(xué)科學(xué)的發(fā)展對人類文明帶來的影響。因此,數(shù)學(xué)史的研究對象不僅包括具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容,而且涉及歷史學(xué)、哲學(xué)、文化學(xué)、宗教等社會科學(xué)與人文科學(xué)內(nèi)容,是一門交叉性學(xué)科。在我國高校中,造成學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)缺乏興趣的原因之一就是在我國的大學(xué)教學(xué)模式中,最主要的教學(xué)方式仍是形式化的演繹推理,授課內(nèi)容大多是定義、定理和例題的堆砌,而這些定義、定理的提出背景、提出過程,定理中所滲透的數(shù)學(xué)思想,以及數(shù)學(xué)家在科學(xué)研究中追求真理、孜孜不倦的科學(xué)探索精神等內(nèi)容卻很少提到。實際上,上述幾個方面才是可以激發(fā)學(xué)生興趣的重要因素,它們可以幫助學(xué)生接受數(shù)學(xué)文化的熏陶,使學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)從盲目的轉(zhuǎn)變?yōu)橛心康?、有意義的,從而培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和理性思維,培養(yǎng)對科學(xué)知識的探索精神。正如日本教育家米山國藏所說:“成功的數(shù)學(xué)教育,應(yīng)當(dāng)是數(shù)學(xué)的精神、思想方法深深地永遠(yuǎn)地銘刻在學(xué)生的頭腦里,長久地活躍于他們?nèi)粘5臉I(yè)務(wù)中,雖然那時,數(shù)學(xué)的知識可能己經(jīng)淡忘了?!盵1]因此,在我們的教學(xué)過程中,可以適當(dāng)增加數(shù)學(xué)史的相關(guān)內(nèi)容。如果課時允許,可以加入較為詳細(xì)的介紹,如著名數(shù)學(xué)家的介紹,著名定理的提出過程,以及在數(shù)學(xué)的發(fā)展過程中數(shù)學(xué)思想、方法的演變等,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時受到科學(xué)家孜孜不倦的奮斗精神的鼓舞,增強學(xué)習(xí)興趣與動力。但有時受到課時的限制,不能講得很詳細(xì),這時我們可以在講授定理的過程中簡要介紹此定理的提出者,定理的提出背景及提出的簡要過程等,這些情節(jié)也可以讓學(xué)生對所學(xué)的知識更加容易接受,對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。
二、詳細(xì)介紹大學(xué)數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)的聯(lián)系和區(qū)別,做好中學(xué)數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)之間的銜接工作
在進入大學(xué)時,學(xué)生剛剛結(jié)束了高中的學(xué)習(xí),所以在大學(xué)課程的學(xué)習(xí)中,往往會沿用高中課程的學(xué)習(xí)方法和思路。從內(nèi)容上看,中學(xué)數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)確實有相似之處,如函數(shù)的極限,導(dǎo)數(shù)和微分的基礎(chǔ)知識,這些知識似乎是重疊的。但是仔細(xì)分析,這些看似重疊的知識還是顯示了不同。中學(xué)數(shù)學(xué)中對定義、定理的描述是直觀易懂的,如極限的定義、導(dǎo)數(shù)的定義等,敘述方式淺顯易懂,非常容易理解,但大學(xué)數(shù)學(xué)中雖然是同樣的名稱,但定義的敘述方式卻非常嚴(yán)格且深奧,不易理解,而且大學(xué)數(shù)學(xué)在內(nèi)容的廣度和深度上也遠(yuǎn)大于中學(xué)數(shù)學(xué)??梢赃@樣概括:中學(xué)數(shù)學(xué)是常量數(shù)學(xué),它的概念比較簡單且直觀易懂,比較容易被學(xué)生理解接受;與之相反,大學(xué)數(shù)學(xué)是變量數(shù)學(xué),它所研究的多是抽象、廣泛的空間形式和數(shù)量關(guān)系,所涉及的概念非常抽象,不容易理解。[2]基于這些區(qū)別,我們在大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中就需要合理利用兩個階段數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的這些聯(lián)系和區(qū)別,合理安排教學(xué)內(nèi)容,選擇教學(xué)方法。對于高中數(shù)學(xué)中學(xué)習(xí)過的一些概念,如數(shù)列的極限、函數(shù)的極限、導(dǎo)數(shù)等,首先要肯定高中數(shù)學(xué)中的定義描述,這些定義是正確的,我們可以用這些定義方式理解這些概念,但是從數(shù)學(xué)的角度來講,高中學(xué)習(xí)的這些定義還不是最嚴(yán)格的,然后我們可以在此基礎(chǔ)上引出大學(xué)數(shù)學(xué)中的嚴(yán)格定義。這樣一過渡,學(xué)生對大學(xué)數(shù)學(xué)中定義的理解就要容易一些。同時,既然學(xué)生對于極限和導(dǎo)數(shù)這些內(nèi)容有了一定的基礎(chǔ),那么我們在教學(xué)中對于這一部分內(nèi)容可以適當(dāng)減少一些基本的運算題,而注重培養(yǎng)學(xué)生對高等數(shù)學(xué)語言的理解和高等數(shù)學(xué)的思維方式。而對于不定積分、定積分、多元函數(shù)微積分等難度較大的內(nèi)容,我們就要更加注重基礎(chǔ)理論和基本方法的學(xué)習(xí)??偟膩碚f,認(rèn)真做好中學(xué)數(shù)學(xué)與大學(xué)數(shù)學(xué)之間的銜接工作是幫助學(xué)生盡快適應(yīng)大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié),它可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的效率。
三、培養(yǎng)學(xué)生的建模意識,鼓勵學(xué)生把理論知識應(yīng)用到實際問題中
數(shù)學(xué)建模是聯(lián)系數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和實際問題的橋梁,是大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)以致用的重要途徑?,F(xiàn)有的大學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)模式,一般是把基礎(chǔ)理論和實際應(yīng)用的學(xué)習(xí)分開,先學(xué)習(xí)理論知識,然后學(xué)習(xí)建模課程,甚至對于有些專業(yè)的學(xué)生,只安排理論的學(xué)習(xí),沒有建模知識的學(xué)習(xí)。這種模式是非常不合理的,理論與實踐分開,學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的時候看不到這些知識的用途,感受不到所學(xué)知識在實際問題中的重要性,就會感到抽象、枯燥,也就不會產(chǎn)生興趣。所以,我們在大學(xué)數(shù)學(xué)的理論講授過程中一定要適當(dāng)加入一些建模方面的教學(xué),使理論與實際聯(lián)系起來,這對于增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)效率是非常有幫助的。在我們進行數(shù)學(xué)建模教學(xué)時,需要注意的是一定要按照理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容而選擇適當(dāng)?shù)慕栴}進行介紹。比如學(xué)習(xí)無窮級數(shù)時,可首先引入圓面積的推算過程:先做出圓內(nèi)接正六邊形,其面積為S1,接著把這個正六邊形擴展成圓內(nèi)接正十二邊形,其面積為S1+S2,以此類推,每次都把圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)增加一倍,第n個圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)為3×2n,其面積為S1+S2+L+Sn,最后令圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)繼續(xù)無限增加,即n→∞,就得到圓的面積的表示方法S1+S2+L+Sn+L,這就是一個無窮級數(shù)。然后進一步介紹無窮級數(shù)的定義,將兩者結(jié)合起來,跟單純講解級數(shù)定義相比,效果更好。由此可見,在理論知識的學(xué)習(xí)中,有時只需要一些簡單的實際問題,就可以達到很好的效果。對建模問題的介紹,也要遵循由淺入深、由易到難的原則,使學(xué)生更好地掌握建模知識。endprint
四、合理使用多媒體教學(xué)設(shè)備,傳統(tǒng)與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合
多媒體課件是現(xiàn)階段的大學(xué)教學(xué)中普遍使用的,因為其具有清晰、生動、省時省力等優(yōu)點,現(xiàn)已成為各大學(xué)教學(xué)的主要教學(xué)手段,甚至有的教師完全摒棄了傳統(tǒng)的板書教學(xué)方式,完全采用多媒體課件教學(xué)。筆者在親身的教學(xué)實踐中也曾大量使用多媒體課件教學(xué),在使用的過程中總結(jié)了多媒體教學(xué)的優(yōu)點及缺點。首先,多媒體課件確實是教學(xué)手段的重要組成部分,具有非常多的優(yōu)點。第一,現(xiàn)在大學(xué)的教學(xué)模式一般是大教室授課,教室里的人數(shù)較多,使用大屏幕可以使所有的學(xué)生都能夠清晰地看到授課內(nèi)容,這是傳統(tǒng)的板書很難做到的。第二,多媒體課件對于某些問題的展示比板書更加直觀、生動,如二重積分的定義中有一個例子,就是曲頂柱體的體積問題。如果用板書展示,則很難將分割、近似、求和、取極限的過程清楚地展現(xiàn),用課件則不同,它可以非常清晰生動地表達這個過程,能使學(xué)生對二重積分的定義理解得更加透徹和牢固。第三,使用多媒體課件省時省力,這是顯而易見的。在授課過程中使用課件能夠節(jié)省板書的時間,而且圖形更加標(biāo)準(zhǔn)、美觀。同時,多媒體課件制作完成后可以重復(fù)使用,極大節(jié)省了教師的時間和精力,提高了教學(xué)效率。其次,多媒體課件也有一些不足之處。數(shù)學(xué)這門學(xué)科的邏輯性非常強,需要大量的運算、推理以及作圖。在理論知識如定義、定理的講授中用課件是適合的,但是在演繹推理的講授中,課件的缺點就會顯現(xiàn)。在問題的推理過程中,板書更適合引導(dǎo)學(xué)生的思維一點一點向前推進,老師寫板書的過程也正是學(xué)生集中注意力思考、理解的過程。在這個過程中,學(xué)生可以很好地參與到教學(xué)中,有助于積極思考。而多媒體課件往往跨度較大,速度也較快,容易使學(xué)生的思維跟不上幻燈片播放的節(jié)奏,從而不利于學(xué)生對所學(xué)知識的理解和消化。另外,如果課件制作不當(dāng),比如背景過于鮮艷,文字的出現(xiàn)方式過于花哨,或者整張幻燈片中的所有文字一起出現(xiàn)等,都將分散學(xué)生的注意力,打亂學(xué)生的思路,從而使學(xué)習(xí)的積極性受阻,教學(xué)效果反而不如板書。所以,多媒體設(shè)備的出現(xiàn)在一定程度上對大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)工作起到了推動作用,但它不能完全替代板書。那么我們在教學(xué)過程中,就要充分認(rèn)識到課件和板書各自的優(yōu)勢和不足。使用課件既然可以讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容看得更清晰、生動,我們就可以用課件展示定義、定理、較復(fù)雜的函數(shù)圖形及空間圖形等內(nèi)容;板書可以把推理的過程更詳細(xì)地展現(xiàn)出來,我們就可以使用板書講解例題、習(xí)題。有的時候,需要在一個問題中將兩者結(jié)合起來使用,比如做出函數(shù)圖形的題目,我們可以先用板書講解對函數(shù)單調(diào)性、凹凸性、極值、拐點等的研究,畫出每一段圖形的詳細(xì)過程,在題目的最后再用課件展示最終標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)圖形,這樣的教學(xué)過程既保證了教學(xué)內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性,又可以吸引學(xué)生的注意力,充分調(diào)動學(xué)生的積極性。
以上四點是筆者總結(jié)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的主要方法。在高等數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,針對各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容的不同,我們還可以不斷提出更多更新的方法。這就需要我們在教學(xué)工作中不斷總結(jié),不斷探索,更好地培養(yǎng)學(xué)生的理性思維方式,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探索精神。
參考文獻:
[1]秦應(yīng)兵,夏世芬,卿銘.關(guān)于提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的幾點思考[J].教育理論與實踐,2007,(20)???61-162.
[2]夏慶,龔艷,李永紅.大學(xué)數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)的銜接研究[J].科技創(chuàng)業(yè),2012,(5):122-124.
[3]蒲俊,張朝倫,李順初.探索數(shù)學(xué)建模教學(xué)改革,提高大學(xué)生綜合素質(zhì)[J].中國大學(xué)教學(xué),2011,(12):24-25.
[4]張桂梅.高等數(shù)學(xué)教學(xué)要注重學(xué)生非智力因素的培養(yǎng)[J].教育探索,2012,(4):66-67.
基金項目:醫(yī)藥類人才培養(yǎng)中數(shù)學(xué)建模教學(xué)的實踐與推廣(JYKT201228)
作者簡介:劉琳(1980-),女,碩士研究生,山東煙臺人,主要從事高等數(shù)學(xué)教學(xué)及控制論研究。endprint