基于教育心理學的大學數學課程教學的研究

季悅，孟慶雪，李碧維

國家發展的保障在于教育，教育的生命力在于教育質量。中國已進入高等教育大眾化時代，數學作為高等教育的一門基礎學科，在計算機、經濟、物理、化學、機械等理工專業具有舉足輕重的地位。教育心理學是研究在教育情境下人類的學習、教育干預的效果、教學心理的社會心理學[1]。正面利用教育心理學的特性，可以積極引導學生進行高效的數學學習。因此基于教育心理學的大學數學課程教學的研究對于大學生和高校都有重要而深刻的意義，本文結合教育心理學規律，分析了大學數學課程的模式。

一 淺談大學數學課程教學研究的必要性

（一）培養方向的變化

隨著人才競爭的日益激烈和科學技術的不斷發展，社會需要高素質的實用型人才，高校應該調整數學課程設置和各專業的培養方案和方向以適應社會需要。學科之間的交叉與日益滲透增強，是當今科學技術發展的一個顯著特點。因此，讓數學在各個科技領域發揮作用就顯得十分必要。

黨的十九大報告提出“加快建設創新型國家”，同時提出“創新是引領發展的第一動力”，要“培養造就一大批具有國際水平的戰略科技人才、科技領軍人才、青年科技人才和高水平創新團隊”。因此數學教育中，注重數學創新型人才的培養，成為新時代又一具體要求[2]。

（二）“新工科”的出現

新工科以新經濟，新產業為背景，包括大數據類、人工智能類、云計算類智能科學與技術類等等，這些“新工科”的出現對大學生的數學素養提出了更高的要求，要求在掌握數學知識的基礎上，對傳統工業進行改造 升級，這不僅僅是專業的要求，更是新經濟時代的發展要求。

（三）教育觀念發生變化

素質教育和創新教育成為我國教育改革的主要指導思想。數學教育從以知識傳授為本向和諧的人的全面素質發生轉變，其立足點從人的“階段教育”向“終身教育”轉變。另一方面，國際上盛行的“建構主義”教學，“問題解決”教學模式，“探究式、發現式”的教學方法，以及“數學開放題”“情景創設”等待教學經驗的傳播，也對數學課程提出了新要求。

二 當前大學數學課程模式的不足

數學是研究現代世界中抽象出來的空間形式和數量關系的科學。近年來我國的大學數學教育已經取得了一定的成績和效果也獲得了國內外的認可，但依然要看到我國當前大學數學教育現狀面臨的問題。

1. 數學課程設置不符合學生學習心理。課程過于緊湊或者間隔過長等都會影響學生對于數學學習知識的掌握。

2. 過于強調數學的邏輯性與嚴謹性，不利于學生進行創新思維的形成，導致機械死板的背公式背定理而不敢有所突破。

3. 數學課堂缺少自我學習和合作學習的過程。在大部分的高校中，還是采取的傳統的教學方式，離不開從“知識講解”到“例題練習”的過程，雖然加強了學生對于知識點的理解，卻極大地限制了學生的自我學習和合作學習的能力[3]。

4. 忽視對學生數學學習情懷的培養。在具體教學內容中，教師只注重課本內容的講解，而很少去闡述其產生的背景與意義，導致學生對數學的學習只停留在計算上，不能真正啟發學生對于數學的學習興趣。

三 對大學數學課程教學的幾點建議

（一）創設問題情境，促進學生自主探究

數學學習源于生活，又高于生活。因此數學教育要從實際出發，創設問題情境要從實際出發，才能符合學生的心理特征。以微分方程為例，它可以通過某實際對象隨時間變化的演變過程建立對象的動態模型，從而預測它的運動規律，例如人口模型、傳染病模型、天氣預報模型等[4]。教師可以創設具體問題情境，讓學生在掌握建立微分方程的方法，并且熟練掌握一次非線性微分方程及二階可降階微分方程的解法的基礎上，讓學生去解決實際問題。讓他們在實踐中主動發現問題、解決問題在討論中充分發表自己的觀點。根據桑代克的嘗試——錯誤基本規律中的練習律，這將會強化了學生對于知識點的理解也培養了學生的創新能力[5]。

（二）將傳統教學手段與現代教學手段有機結合，豐富課堂教學內容

隨著科學技術的不斷發展，“一支筆，一黑板”的單一教學手段已經無法當今的數學教學。教師應當適當引入數學教學軟件，進行很多數學軟件都是充分利用數學特點和編程實現的，有很強的演示功能以及很好的視覺效果。比如在抽象代數的教學中，教師可以引入Gap這樣的軟件，實現對群的一些復雜計算，既提高學習效率，也能讓學生直觀了解到群的某些特點。再如，以Matlab為例，Matlab是將符號運算、數值計算和繪圖功能結合在一起的軟件，由于它語言簡潔，交互性好及具有強大的繪圖功能便于實現數學的可視化，是非常實用的數學軟件[6]。教師可以運用它進行一些理論的證明，幫助學生進行理解。例如limx→0= 1，這是極限中非常重要的公式，用理論進行推導學生比較難理解，可以在教學中引入Matlab的強大的繪圖功能把極限的無線逼近用動畫來演示，這種直觀的數學表現可以作為一種場景式教學，不僅讓學生理解來抽象的知識，也加深了學生對該定理的記憶。

（三）通過合作學習，提升課堂吸引力

教學過程的整體功能決定了課堂活動為雙邊活動。數學教育中更應該重視學生心理，想法設法調動學生的積極性。合作學習在20世紀70年代興起于美國，是一種結構化、系統的學習策略，是富有創意和實效的教學理論與策略，在改善課堂內的社會心理氣氛、促進學生形成良好非認知品質等方面的實效顯著。在數學教學中，可以充分利用合作學習的優勢，彌補數學課堂過于 嚴謹枯燥的現狀。以概率論與數理統計為例，是綜合性能力要求比較強的學科，如果一味地書面地去講授如何進行參數估計如何假設檢驗，過于抽象，學生很難接受也提不起興趣。教師可以適度安排幾節課進行合作教學，三人一組，三組一隊，以這樣3*3的模式去探究解決實際問題。比如教師布置金融投資組合問題，一組負責利用數字特征建立具體的數學模型獲得最大收益，一組利用Matlab，Spss等軟件模型進行求解，一組對結果進行檢驗和回歸。在這樣多層次的合作學習中，學生不僅能更好的理解具體知識，也讓數學課堂擺脫了過于枯燥的現狀。在最后進行小組匯報時，可以將他們的成果按一定比例記入期末考核成績之中，以激勵學生的學習熱情[7]。

四 小結

大學數學課作為覆蓋面最廣的大學基礎課之一，為改變不合理的數學教學現狀以及適應新的社會需要對大學數學課程教學的改革與創新是必要的。大學數學課堂應該是學生學習知識、提升能力、熏陶數學情懷的地方，高校以及高校數學教師有義務提高數學課堂的學習效率和課堂氛圍，注重數學教學的藝術性，以啟發更多學生進行高效的數學學習。教師在數學教學設計時要充分利用教育心理學，鼓勵學生進行自主探究，并引導進行合作學習，對學生進行啟發式教學。另外，教師要注重積極培養學生對于數學的學習情懷，讓學生真正成為有能力有信念的人。