大學數學專業課教學改革與創新

孫 欣, 劉桐彤

(沈陽師范大學 數學與系統科學學院, 沈陽 110034)

大學數學專業課教學改革與創新

孫 欣, 劉桐彤

(沈陽師范大學 數學與系統科學學院, 沈陽 110034)

研究了運用課堂監測一系列教學手段,對大學數學專業課課堂教學進行改革與創新。經過4年教學實踐,針對概率論與數理統計、解析幾何2門專業課的學生期末成績分布進行統計,得到相關數據。基于此,對教學各個方面進行了詳盡的對照分析。最終得出結論,豐富的教學經驗、有效的課堂監管與合理的課程設置會產生高質量的教學效果。

大學數學; 專業課; 課堂監測法; 創新探究

擴招之后,大學校園出現了一些值得關注的現象。經常,大學課堂學生聽課狀態不佳,學期末考前各科臨時突擊,為考試通過,通宵熬夜開夜車,造成學生身心俱疲。大學里學生這種學習狀態亟需改變,關鍵要重視平時的課堂教學監管,提高課堂教學質量,關于大學數學課堂教學質量的研究,可參考文獻[1-6]。本文針對大學數學專業課程的課堂教學改革,進行了探索和研究。首先,針對4年間所講授的概率論與數理統計、解析幾何2門課程,以表格形式統計出各個學期末學生成績分布數據;然后,運用各類比對方法,將數據變化趨勢用可視化的圖形進行呈現,根據圖形變化趨勢找規律;最后,針對各種圖形呈現的規律進行原因分析,總結經驗,對今后形成行之有效的教學方法提供依據和借鑒。

1 問題的形成

根據學校教務系統提供的各年級各專業的學生期末考試成績,分別統計了從2014年3月至2017年7月在數學學院任課期間,2012—2015級4個年級的概率論與數理統計課程、2014—2016級3個年級的解析幾何課程期末學生成績分布數據。以此為依據,對大學數學專業課程的課堂教學質量與教學效果進行研究,分析成因及各方面影響因素,總結教學經驗,探求教學規律。

2 主要結論

2.1 概率論與數理統計課程課堂教學質量與教學效果研究

概率論與數理統計課程是大二下學期開設的數學專業必修課,考核方式為閉卷考試。表1列出從2012—2015級4個年級,2個專業的學生期末成績各個分數段人數及所占比例。

表1 概率論與數理統計2012—2015級學生期末成績分布表Tab.1 Final exam results distribution of students enrolled in 2012-2015 for probability and mathematical statistics

1) 概率論與數理統計課程學生期末成績分布呈現規律

① 所有年級所有專業的不及格率均小于7%。

② 2013級、2014級數學與應用數學專業成績明顯呈現倒三角分布,優秀居多,良好次之,中等再次之,依次遞減,不及格最少。見圖1。

③ 2014級應用統計學專業優秀率低于良好率。

④ 2015級數學與應用數學專業成績優秀率略低,23.33%,其余呈現倒三角分布。見圖2。

圖1 2013、2014級數學與應用數學專業《概率論與數理統計》考試成績分布

圖2 2012—2015級數學與應用數學專業《概率論與數理統計》考試成績優秀率

2) 原因分析(逐條對照上述規律)

① 合理設計授課形式,科學指導學生學習,加強課堂監測,提高整體考試通過率。

講課板書結合PPT,板書整堂課程的知識框架、重點概念、定理、證明、以及例題,合理的板書設計有利于學生聽課思路跟上授課節奏。指導學生科學記課堂筆記,其優點如下:掌握整節課的知識框架;理解授課的重點內容; 集中精力跟上課堂思路;便于課下復習,理清當堂課的主要內容,解決課堂上未理解的問題。同時,每節課有針對性地安排課堂小測試, 以測驗的形式對重點學習內容進行驗收,既便于學生對當堂課程學習效果進行自檢,又便于教師實時了解授課效果,利于及時做出調整與改進。

② 學生素質好,教學方法得當,取得好成績。

2013級數學與應用數學專業,從選課的結果來看,年級前十五名學生多數在教學班中,帶動形成良好學風,學生整體素質好。教師精心備課,保證課堂教學質量。教學重點突出,層次分明,板書清晰;難點巧妙化解,降低學習難度,提高學習興趣;堅持課堂測試,課下親自批改,有針對性地對出現的典型問題進行課堂反饋,舉一反三,徹底解決同類問題。

2014級數學與應用數學專業,數院首批一本B段招生,生源質量明顯提高。課堂注重教學質量,提高課堂學習效率,課堂增加與學生互動環節,創設幽默風趣的良好氛圍,吸引學生,激發好奇心,培養學習興趣,調動學生學習主動性、能動性和積極性。要求學生記課堂筆記,保持注意力集中,利于學生緊跟課堂節奏,不掉隊。同時,課堂筆記利于將知識梳理、歸類,課下方便及時復習,堅持記課堂筆記,期末復習時基本不用看教材,減輕學業負擔;堅持課堂小測驗,利于對學生學習效果實時監控,課下批改,發現教學中未能完成的目標和出現的問題,及時進行調整、改進,完成教學當堂課的內容當堂清的目標。

③ 2014級應用統計學專業學生二本招生,入學分數低于同年級一本B段的數學與應用數學專業,學生專業素質略弱,學習能力稍差,學習相對吃力。

④ 專業課授課時間安排不合理,課程科目設置過多,造成學生課業負擔過重,優秀率降低,成績普遍下滑。

2017年3月至6月,15級,大二下學期,概率論與數理統計課程,12周,每周6學時。上課時間為周四9、10節,周五1、2節,周六1、2節。數學專業課安排在一天中最后2節,晚上5點半至7點10分,已經上了一天課,學生接受新知的能力明顯下降,有意注意的時間縮短,影響上課效果。而且,剛上完2節新課,還沒來得及復習,第2天1,2節馬上接著學習2節新課,新知的容量增大,而接受新知的時間變短,負擔明顯增加。接著,周六的1,2節新課,由于計算機國家二級考試等各種考試占用周六時間,所以周六的課程被耽誤過幾次,影響了課程正常進度,師生不得不利用其余休息時間進行補課,增加學生的課業負擔。15級學生課表顯示,大二下學期,學生開設專業必修課3門、專業選修課4門,其他課程7～8門,平均周學時52至54學時,考試科目12門,考查科目3門。學生學習負擔重,精力嚴重分配不足,造成專業課成績普遍下滑,優秀率下降。

2.2 解析幾何課程課堂教學質量與教學效果研究

解析幾何課程是大一上學期開設的數學專業必修課,考核方式為閉卷考試。表2列出從2014級到2016級3個年級的學生期末成績各個分數段人數及所占比例。

表2 解析幾何2014—2016級學生期末成績分布表Tab.2 Final exam results distribution of students enrolled in 2014-2016 for analytic geometry

1) 解析幾何課程學生期末成績分布呈現規律

① 2015級、2016級數學與應用數學專業成績明顯呈現倒三角分布,優秀居多,良好次之,中等再次之,依次遞減,不及格最少(圖3、圖4)。

② 2014級數學與應用數學專業成績分布遠不及2015、2016級好。

2) 原因分析(逐條對照上述規律)

① 合理運用教學方法,關愛學生,課堂監測保障教學質量。

解析幾何是大一上學期開設的專業必修課,將高中的解析幾何從二維平面拓展到三維空間,運用高等代數等相關知識研究。課程涉及的知識瑣碎,公式繁多,對于剛升入大學的高中生來說學習起來存在一定的難度。

首先,板書教學尤顯重要。除用立體圖形展現空間曲面、曲線運動、變化過程形成幾何圖形之外,其余知識均板書呈現。借助板書,可以將概念、定理、證明、例題、習題等知識形成過程清晰、完整展現,減少學生學習過程中知識的碎片化、斷層化、不完整化。同時,記課堂筆記,利于緊跟老師的上課思路,學得明白、學得會,自然有興趣,學習新知形成良性循環的鏈條,這點對于剛剛入學的大一新生非常重要。

圖3 2015、2016級數學與應用數學專業《解析幾何》考試成績分布對比

圖4 2016級數學與應用數學專業《解析幾何》考試成績分布呈倒三角

其次,關心學生、指導學習方法,幫助學生適應大學數學學習。高中學生學習數學慣于重點知識學過后配以大量、典型豐富的習題加以理解、鞏固和強化,知識點密度不大,重在應用。與之相比較,大學數學的學習理論性明顯增強,知識的深度、廣度增加,課堂容量增大。這些變化會使那些剛從高中上來的大一新生明顯感覺不適,以前的學習習慣應該隨新的學習任務改變而變化。要鼓勵學生保留溫故知新經常復習的好習慣,提高自學、獨立思考問題、解決問題的能力;與人研討問題表達、交流、溝通的能力;查閱相關學術、文獻的信息檢索能力等。對待大一新生,任課教師首先要了解學生的學情,包括學生基本的認知水平,對基礎知識的掌握情況,對大學數學學習的心理期待等內在心理要求。然后從思想上鼓勵、幫助學生,對學好大學數學樹立信心,規劃好專業課程學習。

第三,利用課堂監測,保障90分鐘高質量課堂教學。備課時做到三點: 一備教材內容,內化、理解、再加工; 二備學生,依據學情,制定教學方案; 三備教學組織形式,確定教學手段、板書內容、教學節奏、習題形式等。 課堂教學樹立理念:當堂內容當堂清,提高學生課上學習效率,減輕學業負擔。課堂監測采取兩點: 一要求學生記課堂筆記。記筆記便于學生課堂聽課, 課下復習,溫故知新, 簡化期末復習程序。 二堅持課堂測驗的習慣。 讓學生帶著明確的任務學習, 目標明確,一方面學生都有不甘落后的心理,另一方面保護其自尊心, 調動其學習積極性。對于學生, 課堂測試起到督促學習,幫助自檢的作用;對于教師, 課堂測試幫助了解學生學習的實際情況, 明晰課堂教學效果,利于對教學及時調整、改進。

② 2014級是第一次教授解析幾何課程的年級,教師對教學內容從不熟悉到熟悉,對教材的把握與處理,教學經驗的積累,教學手段的提高等方面尚需時間與過程。

2.3 學生主體基本相同,不同課程間教學效果差異研究

學生主體來源于2014級數學與應用數學專業,不同課程由于選課原因,學生個體有變化,但主體差別不大,可以認為一致。表3對2014級數學與應用數學專業學生的解析幾何與概率論與數理統計課程期末成績分布進行了對比。

表3 2014級數學與應用數學專業解析幾何與概率論與數理統計學生期末成績分布對比表

課 程90分以上人數及比例80～89分人數及比例70～79分人數及比例60～69分人數及比例<60分人數及比例總人數解析幾何7(7.6%)27(29.35%)28(30.43%)20(21.74%)10(10.87%)92概率論與數理統計33(35.48%)23(24.73%)23(24.73%)8(8.6%)6(6.45%)93

與其他幾個年級相比,解析幾何課程,2014級數學與應用數學專業學生成績不夠理想。而概率論與數理統計課程學生成績分布占優,呈倒三角分布,優秀最多,依次遞減,不及格最少。見圖5、圖6。

圖5 2014、2015、2016級數學與應用數學專業《解析幾何》考試成績分布對比

圖6 2014級數學與應用數學專業《解析幾何》與《概率論與數理統計》考試成績分布對比

2.4 原因分析

教師對教材內容熟悉程度、教學經驗豐富與否、教學方法運用得當等因素直接決定了教學效果,關系到學生的成績分布情況。對于2014級數學與應用數學專業學生主體基本不變,就教師而言,解析幾何第一次授課,而概率論與數理統計第5次授課,原因顯而易見。由此可見,教師在教學中占主體的地位直接決定了課堂教學質量,影響教學效果,關系到學生對知識掌握程度,對學生的成績分布起到關鍵的決定性作用。

3 結 語

本文調查了4年中所教2門專業課程的5個年級學生的學期末成績分布,分析了教學中各因素對教學質量和教學效果的影響,發現、總結了教學規律。教師的教學經驗,對教材內容的熟知、把握程度,合理的教學手段,課堂的駕馭能力,對學生學情、學習心理的了解都直接影響課堂教學質量和教學效果。學生對課程感興趣,對教師喜愛與信任就會激發其學習熱情、求知欲、創造力。反之亦然。所以教師備課,不僅要備知識,更要備學生。課堂教學如果能夠充分了解學情、合理運用教學手段、符合教學規律,那么教學質量就會提高,取得良好的教學效果。

[1]白云霄. 提高大學數學課堂教學質量的方法與實踐[J]. 數學學習與研究, 2015(3):24.

[2]王仲平. 淺談如何提高工科大學數學課堂教學質量[J]. 甘肅科技縱橫, 2014,43(9):105-107.

[3]張吉剛. 提高大學數學類課堂教學質量的一些思路[J]. 湖北科技學院學報, 2013,33(6):107+114.

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[5]崔麗英. 淺談如何提高大學數學課堂教學質量[J]. 中國西部科技, 2011,10(27):67-68.

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Researchofspecializedcourseinuniversitymathematicsbasedonclassroomsurveyteaching

SUNXin,LIUTongtong

(School of Mathematics and Systems Science, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

This paper focuses on the innovation research of specialized courses classroom teaching in university mathematics via series of approaches to classroom survey. Firstly, in four years of teaching practice on professional courses of probability and mathematical statistics and analytic geometry, final exam results distribution of students are obtained, and based on which, relevant data and graphs are made. Secondly, by various detailed comparions of results distribution, aspects of teaching are analysed fully. Finally, it is concluded that wide teaching experiences, effective classroom survey and reasonable curriculum could yield perfect quality of teaching effects.

university mathematics; specialized courses; classroom survey teaching; innovation research

2017-09-23。

國家自然科學基金資助項目(61374043)。

孫 欣(1972-),女,遼寧沈陽人,沈陽師范大學副教授,博士。

1673-5862(2017)04-0498-05

G642

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2017.04.023