工程技術(shù)人才培養(yǎng)中的高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)改革

劉嬋 江偉

【摘要】在工程技術(shù)人才培養(yǎng)中，解決問題的能力被看得尤為重要.高等數(shù)學(xué)是我國(guó)本科教育中一門重要的學(xué)科，它是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ).然而，現(xiàn)行的高等數(shù)學(xué)教學(xué)因其過分強(qiáng)調(diào)理論的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、系統(tǒng)性，授課方式單調(diào)等原因，無法引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.本文提出以實(shí)際例子為出發(fā)點(diǎn)，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，結(jié)合專業(yè)，適當(dāng)調(diào)整授課內(nèi)容，借助多媒體豐富授課方式，借助數(shù)學(xué)軟件解決高等數(shù)學(xué)中最讓學(xué)生頭疼也最容易出錯(cuò)的計(jì)算問題，將授課重心轉(zhuǎn)移到數(shù)學(xué)思想的理解與實(shí)際問題的數(shù)學(xué)化上來.這樣可以減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生切實(shí)感受到高等數(shù)學(xué)是有用的，易用的.該教學(xué)方案的實(shí)施旨在教會(huì)學(xué)生解決實(shí)際問題，讓高等數(shù)學(xué)成為無處不在的真正有用的工具，具有實(shí)際意義.

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué)；課堂教學(xué)改革；數(shù)學(xué)軟件

【中圖分類號(hào)】G642.0

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

一、研究背景及現(xiàn)狀

1.高等數(shù)學(xué)在本科教育中的重要地位

高等數(shù)學(xué)是我國(guó)本科教育中一門重要的學(xué)科，這是因?yàn)橐环矫嫫湓谟?jì)算機(jī)，物理，經(jīng)濟(jì)等專業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基本工具，同時(shí)也是許多學(xué)科研究生入學(xué)考試的必考課程[1].另一方面它能逐步培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、邏輯推理能力、空間想象能力和自學(xué)能力，能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題，對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)和形成具有重要意義[2].不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下基礎(chǔ)，更能為學(xué)生日后的持續(xù)發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力.

2.高等數(shù)學(xué)課程改革中存在的問題

目前高等數(shù)學(xué)課程改革取得了不少的成績(jī)，但也存在一些問題，許多高校為了加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)而不合理地壓縮高等數(shù)學(xué)這門基礎(chǔ)學(xué)科的教學(xué)課時(shí)，但主要的內(nèi)容卻沒多大變化，導(dǎo)致高等數(shù)學(xué)課程上課節(jié)奏較快，又由于高等數(shù)學(xué)和初高中數(shù)學(xué)相比，具有概念性更復(fù)雜，理論性更強(qiáng)，表達(dá)形式更加抽象和推理更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)忍攸c(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易遇見困難，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的興趣.許多學(xué)生覺得高等數(shù)學(xué)沒有用處，抱著“60分萬歲”的態(tài)度來學(xué)習(xí)，只是為了拿到畢業(yè)證和學(xué)位證，老師盡管強(qiáng)調(diào)高等數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課有幫助，但由于對(duì)學(xué)生專業(yè)課程內(nèi)容也知之甚少，很難說明有什么具體的應(yīng)用，所以也難以引起學(xué)生的重視，種種原因?qū)е赂叩葦?shù)學(xué)變成了教師難教、學(xué)生難學(xué)、掛科率高的課程.

3.高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的必要性

近十年來，我國(guó)各高校高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革也在如火如荼地進(jìn)行著，但是實(shí)際效果遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)定的期望[1].學(xué)生之所以學(xué)不好高等數(shù)學(xué)課，除了自身的一些原因外，還有就是高等數(shù)學(xué)課程本身內(nèi)容復(fù)雜，教學(xué)方法落后單調(diào)，授課存在一刀切或者是表面分層次但沒有實(shí)質(zhì)區(qū)別的現(xiàn)象.興趣是最好的老師，沒有興趣就不可能學(xué)好，因此高等數(shù)學(xué)的改革是必須的，要想徹底改革高等數(shù)學(xué)課程首先要從授課內(nèi)容的改革做起.高等數(shù)學(xué)改革的最終目標(biāo)是要讓學(xué)生感到高等數(shù)學(xué)是有趣的，有用的，易用的，從而使學(xué)生從“學(xué)數(shù)學(xué)”到“用數(shù)學(xué)”轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮數(shù)學(xué)的實(shí)用價(jià)值.

4.研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)分析

對(duì)高等數(shù)學(xué)體系進(jìn)行改革是當(dāng)前各大高校都在進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作，近些年來，各院校對(duì)高等數(shù)學(xué)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐，提出了一些新的教學(xué)模式，積累了一些改革的經(jīng)驗(yàn).其中，分層次教學(xué)和模塊化教學(xué)是其中比較有代表性的兩種改革模式.然而無論是分層次教學(xué)還是模塊化教學(xué)，都不能從根本上解決當(dāng)前普通工科院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的諸多問題[3].因此，研究和探索普通工科院校高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革的新的途徑，以提高教學(xué)水平和工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量，是一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù).

二、研究?jī)?nèi)容

因材施教是高等學(xué)校在培養(yǎng)人才時(shí)的一貫原則，在對(duì)工程技術(shù)人才進(jìn)行培養(yǎng)的時(shí)候，應(yīng)該秉著“社會(huì)需要什么樣的人才，我們就培育什么樣的人才”，培育真正能適應(yīng)社會(huì)的人才.

1.整合課堂教學(xué)

以往的灌輸式教學(xué)，許多學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性，課前不預(yù)習(xí)，課后不復(fù)習(xí)，學(xué)習(xí)效率較差，課堂教學(xué)效果不理想.我們提倡將課堂每個(gè)45分鐘進(jìn)行分割，前面15分鐘老師提出一個(gè)跟本節(jié)課有關(guān)的問題，讓學(xué)生自己看書思考，中間的15分鐘教師對(duì)本節(jié)課的主要只是進(jìn)行精講，最后15分鐘學(xué)生在老師的提示與講解下自行解決問題，那么這節(jié)課的作業(yè)就可以是這個(gè)問題的完善.

2.采用多媒體授課與傳統(tǒng)授課方式相結(jié)合[4]

多媒體授課是大學(xué)教學(xué)中的常見授課方式，但是部分院校的高等數(shù)學(xué)課程授課方式還是以傳統(tǒng)的板書授課為主（部分使用多媒體上課的老師要求全程使用多媒體），雖然這種傳統(tǒng)的授課方式可以鍛煉教師的基本功，對(duì)于新教師的培養(yǎng)有一定的好處，但是多媒體授課也有它的魅力所在，比如說，通過展示動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)幫助學(xué)生理解極限的定義，瀏覽圖片引入現(xiàn)實(shí)生活中的例子再用所學(xué)知識(shí)解決問題，畫出三維立體圖形讓學(xué)生了解空間圖形的特點(diǎn)、曲線曲面的交線、投影等，便于學(xué)生學(xué)習(xí)多元函數(shù)的積分學(xué).此外，用多媒體課件涵蓋的知識(shí)量顯然比傳統(tǒng)方式上課要大的多，因此建議高等數(shù)學(xué)課程采用多媒體授課與傳統(tǒng)授課相結(jié)合的方式.

3.以需求為導(dǎo)向，調(diào)整授課內(nèi)容[5]

高等數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)主要以概念的講解，定理的證明，以及計(jì)算為主，而這些在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)以及走上工作崗位之后根本用不到，工作之后沒有人會(huì)拿一道積分題讓人算，也沒有人會(huì)要你證明某一個(gè)定理，因此我們應(yīng)該注重?cái)?shù)學(xué)的實(shí)用性，以社會(huì)需求為向?qū)В越虝?huì)學(xué)生用數(shù)學(xué)為目.實(shí)際工作中，人們遇到的是實(shí)實(shí)在在的問題，數(shù)學(xué)概念都是從實(shí)例中引入的，如何將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題才是每個(gè)人應(yīng)該掌握的重要技能，這也是為什么近年來數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽這門受熱捧的原因，因?yàn)樗鼘?shí)際，因?yàn)樗杏茫覀円寯?shù)學(xué)課也變成這種真正有用的課程.

4.采用計(jì)算機(jī)教學(xué)與課堂教學(xué)相結(jié)合

數(shù)學(xué)軟件Matlab和Mathematics都可以用來求解高等數(shù)學(xué)中的計(jì)算問題[6]，因此建議在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的同時(shí)，用一部分學(xué)時(shí)來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)軟件，而在平時(shí)的教學(xué)過程中弱化計(jì)算，讓軟件代替繁瑣的計(jì)算過程，將高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)重心放到如何將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題上來.將計(jì)算交給計(jì)算機(jī)，既能讓學(xué)生多掌握一種計(jì)算機(jī)語言，又能減輕學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的心理排斥情緒，為學(xué)生開闊學(xué)習(xí)思路等.

5.考核形式多元化[7]

教學(xué)內(nèi)容與方法進(jìn)行了改革，考核方式就有必要進(jìn)行調(diào)整，可采取開閉卷相結(jié)合的方式，也可以采取機(jī)考和筆試相結(jié)合的方式.可以像數(shù)學(xué)建模一樣，讓學(xué)生解決一個(gè)實(shí)際問題，內(nèi)容上可以涉及學(xué)過的知識(shí)，也可以是未學(xué)過的知識(shí)、其目的在于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題與解決問題的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)包括計(jì)算機(jī)和寫作的能力，真正把素質(zhì)教育落實(shí)到高等數(shù)學(xué)教學(xué)中去.

三、研究意義

將實(shí)際問題作為研究對(duì)象，使學(xué)生不再對(duì)高等數(shù)學(xué)的實(shí)用性產(chǎn)生質(zhì)疑，真正體會(huì)到數(shù)學(xué)是有用的；

用有趣易懂的實(shí)例來講解抽象的數(shù)學(xué)概念，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能用一種輕松地心態(tài)去體會(huì)數(shù)學(xué)趣味與美，不再霧里看花.

將如何把實(shí)際問題轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)問題作為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，可以使學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)能輕松入手；將數(shù)學(xué)軟件融入日常教學(xué)可以使數(shù)學(xué)形象化；教會(huì)學(xué)生用數(shù)學(xué)軟件輔助學(xué)習(xí)簡(jiǎn)化復(fù)雜的計(jì)算，可以使學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)掌握最多最有用的數(shù)學(xué)知識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)“用數(shù)學(xué)”而非單純的“學(xué)數(shù)學(xué)”.

相信這樣的高等數(shù)學(xué)課不僅可以提高數(shù)學(xué)的趣味性，降低數(shù)學(xué)的復(fù)雜性，也可以讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)的有用性使學(xué)生印象深刻并且受益匪淺.

【參考文獻(xiàn)】

[1]梁瑞喜.高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革探討[J].數(shù)學(xué)理論與應(yīng)用，2011，2（31）.

[2]段玉林.比較分析法在高等數(shù)學(xué)課教學(xué)中的運(yùn)用[J].高等數(shù)學(xué)研究，2013（01）.

[3]李春艷.普通工科院校高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革現(xiàn)狀分析與思考[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011（23）.

[4]丁虹，王吟，李美蓉.關(guān)于對(duì)高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的若干思考[J].合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，28（6）：10-12.

[5]夏程洋.我眼中的高等數(shù)學(xué)課程改革[J].價(jià)值工程，2011（18）：252.

[6]張步英，馬靜宇，張宏衛(wèi)，王艷娟.淺談高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法改革[J].科教縱橫，2012（07）：106.

[7]張康明，肖為勝.高等數(shù)學(xué)考試改革的探討[J].考試周刊，2011（61）：1-2.