王有德
(遼寧工業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,遼寧 錦州 121001)
高等教育改革的目的之一是培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才,而課程教學(xué)及考核模式的優(yōu)化在這一階段起著重要作用?!犊臻g解析幾何》隱藏了豐富的教學(xué)思想方法,是高中相關(guān)知識的延續(xù)和提高。但現(xiàn)階段,該門課程仍使用傳統(tǒng)方法進行教學(xué),忽視了數(shù)學(xué)思想方法逐步漸進的滲透,致使學(xué)生對其學(xué)習(xí)的興趣逐漸減弱。本文作者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗,從教學(xué)模式、教學(xué)手段以及考核模式等方面總結(jié)了現(xiàn)階段解析幾何教學(xué)所存在的問題,并就這一系列問題的解決方法提出幾點淺薄的看法。
1.學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識不強。學(xué)生對專業(yè)知識的積極探求稱為專業(yè)學(xué)習(xí)興趣[1]。在如今的數(shù)學(xué)教學(xué)中大部分仍采用理論式教學(xué)方式,削弱了問題產(chǎn)生的實際背景和來源。學(xué)生們進行機械化的背題刷題訓(xùn)練從而取得高分,學(xué)習(xí)過程只剩下了公式和定理,數(shù)學(xué)思想被忽略。繁重的題海學(xué)習(xí)任務(wù)使得學(xué)生感受不到探索未知知識的神秘感和成就感,漸漸地消磨了學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。簡單易懂的教學(xué)內(nèi)容也許會激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而遇到復(fù)雜難懂的問題時,其中一部分學(xué)生就會產(chǎn)生畏難心理。這樣的心理影響了學(xué)生們對基礎(chǔ)知識的掌握,在后序的章節(jié)中漸漸失去學(xué)習(xí)的動力,如此下去會導(dǎo)致學(xué)生的積極性更加不足。
2.教學(xué)方法需要更新,教學(xué)效率低。在傳統(tǒng)的大學(xué)教育中,解析幾何課堂是通過教師的“粉筆+黑板”形式授課,教師一個人占據(jù)了整個教學(xué)過程,學(xué)生們只能接受這種形式的“灌輸”,而教師所傳授知識的信息量小且效率低。在涉及到定理的推理證明和計算推導(dǎo)過程中,這樣的教學(xué)效果會比較好,但是在作圖時不利于直觀展示空間圖形。例如空間曲線、空間曲面以及其他難畫又費時的圖形?!胺酃P+黑板”的教學(xué)模式只能描繪靜態(tài)圖形,不利于觀察該幾何體的形態(tài)及特點。近年來,多媒體技術(shù)在高校教學(xué)的地位顯著提高,但以教師為中心的教學(xué)模式仍然沒有被改變。從某種意義上講,多媒體教學(xué)的廣泛使用只是把從前的“教師灌輸式”教學(xué)改成了“多媒體灌輸式”教學(xué),“讀課件”的現(xiàn)象越來越多。而有些課件制作的過程中過于強調(diào)追求視覺效果,使用鮮艷的色彩背景和動畫,這樣的內(nèi)容華而不實,更容易使學(xué)生的注意力分散??偠灾?,學(xué)生作為教學(xué)課堂的主體,如果始終處于這一被動地位,那么理想的教學(xué)效果肯定難以達到。
3.考核形式缺乏科學(xué)性,理論的應(yīng)用意識待加強。目前,高校的考核方式大多以書面形式考查學(xué)生對知識的掌握程度,這種重知識輕能力的考核形式基本無法準確地檢測出學(xué)生的綜合能力。而單一地對學(xué)生掌握書面知識的程度進行考核不僅缺乏考核的科學(xué)性,還不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)??臻g解析幾何這門課程具有理論價值及實際應(yīng)用價值。在日常生活中的園林設(shè)計、樓房架構(gòu)設(shè)計以及航空航天器械設(shè)計等領(lǐng)域都涉及到空間解析幾何的內(nèi)容。高校對這門課程的教學(xué)仍然側(cè)重于理論的研究及推導(dǎo),只要求學(xué)生學(xué)會計算和證明。在這種情況下,學(xué)生既不能建立這些圖形的三維空間想象能力,更不會對這些圖形進行應(yīng)用和創(chuàng)新。
1.使用雨課堂。“雨課堂”通過將先進的教育理念與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)巧妙地融合在一起,形成全新教學(xué)體系,促進師生之間的互動,形成良好的課堂教學(xué)體驗。這種教學(xué)模式充分發(fā)揮了教與學(xué)的能量,推動教學(xué)改革。雨課堂包含三個教學(xué)環(huán)節(jié),分別為課前、課上以及課后,為師生提供詳細的反饋記錄,讓教與學(xué)變得更加簡單明了。
課前準備:教師可將相關(guān)的預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機軟件上。由于空間解析幾何的教學(xué)任務(wù)繁重但課時又相對緊張,學(xué)生如果不提前進行預(yù)習(xí)就很難達到理想的學(xué)習(xí)效果。雨課堂的出現(xiàn)可以輕松解決這一顧慮,生動趣味的課前預(yù)習(xí)視頻可以吸引學(xué)生對新知識的極大興趣,這對下一階段的學(xué)習(xí)有顯著的作用。
課上互動:首先,課程開始時,教師可以通過發(fā)起學(xué)生簽到請求從而快速掌握學(xué)生的出勤情況,相比人工點名這一功能更方便快捷。其次,學(xué)生們可以通過雨課堂的彈幕功能在課堂上進行實時提問、互動及搶答,與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比這更有利于師生間的實時互動。再次,雨課堂的測試功能可以在教師講授理論知識之后強化學(xué)生對知識點的理解,教師也可以清晰地掌握學(xué)生對新知識的接受程度。對于正確比例高的題目,教師可以適當(dāng)縮短講解時間,而對于正確率偏低的試題,教師可以對知識點進行鞏固和擴展從而使學(xué)生徹底掌握知識點?!坝暾n堂”的隨機點名功能也可以讓分心的同學(xué)盡快專心到課堂中來,進而調(diào)動學(xué)生的積極性。
課后評價:教師在課程結(jié)束后可以根據(jù)雨課堂對本次授課的學(xué)生答題統(tǒng)計數(shù)據(jù)掌握學(xué)生的回答準確率和參與程度。在日后的期末打分環(huán)節(jié),也可以適當(dāng)做出區(qū)別。
2.將數(shù)學(xué)趣味發(fā)展史及MATLAB 軟件引入到教學(xué)課堂??紤]到剛剛接觸空間解析幾何的學(xué)生對該課程缺乏熱情,教師在講授課程之初應(yīng)該引入解析幾何的發(fā)展史,講授一些有趣的名人小故事從而吸引學(xué)生們的注意力。比如,古希臘學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)球的體積和表面積與其外切圓柱體的理論,為數(shù)學(xué)界做出了巨大的貢獻。人們?yōu)榱思o念他,在其墓碑刻上相應(yīng)的圖形。德國數(shù)學(xué)家高斯發(fā)現(xiàn)了正十七邊形的尺規(guī)作法,他曾提議為他自己建造正十七邊形棱柱為底座的墓碑。這些小故事必然會使學(xué)生們對空間解析幾何這一門課程充滿好奇,使教師教學(xué)有良好的效果。
在空間解析幾何的學(xué)習(xí)中,會涉及大量繁瑣的運算,教師應(yīng)該合理引入MATLAB軟件。通過編程學(xué)生們可以輕松得到難以理解的曲線及曲面圖形。這不僅會節(jié)約教師在黑板上畫圖的時間,鍛煉學(xué)生的編程能力,還在一定程度上簡化了學(xué)生對復(fù)雜圖形的想象。例如,學(xué)生通過輸入如下程序,即可得到一個復(fù)雜的三維曲面圖形[2]。見圖1。
圖1 三維曲面圖
3.改革考核模式??己朔绞降母母锊粌H是形式上的改革,更應(yīng)該是理念上的改革。考核方式的設(shè)立需要滿足以下幾點:一是能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性;二是保證考核形式的公平公正;三是使學(xué)生形成正確的學(xué)習(xí)意識;四是能準確反映出教師的教學(xué)質(zhì)量??臻g解析幾何這一課程不應(yīng)只采用單一的考核方式,考核形式應(yīng)包括平時成績、軟件編程的能力以及模型建立與系統(tǒng)設(shè)計的能力。這有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也對教師的教學(xué)水平和學(xué)生管理能力有一定的提高。
為了加強學(xué)生有關(guān)空間解析幾何知識和能力的培養(yǎng),本文對解析幾何教學(xué)的課堂實踐經(jīng)驗進行了總結(jié)和分析。通過將雨課堂、數(shù)學(xué)教育和MATLAB軟件引入課堂,并通過改進單一考核方式的方法對學(xué)生綜合能力進行合理的評分,構(gòu)建新型的教學(xué)模式從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。