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目前存在对高等数学教育在职业教育中的地位与作用认识不足,而数学教育在素质教育中的作用更多地表现为隐性,课程本身重理论轻应用,教学手段落后,教学模式单一,教学时数少,评价单一,学生数学基础差等现象,高等数学教育已不能适应高职教育的要求,不能很好地为实现专业人才培养目标服务。因此,高等数学在教学内容、教学模式、教学方法、教学手段、评价方法等方面的改革势在必行。
一、《高等数学》课程教学的现状
1.对高等数学重要性的认识不足。
部分高职院校对高等数学在高职教育中的地位和作用认识不一,导致忽视高等数学在实现人才培养目标中的作用,课时数一再压缩,有的专业数学课时占总课时不到3%,有的专业甚至不开设高等数学。
2.课程设置单一,不能满足各个层次学生的学习需要。
学生数学成绩差异大,尤其是文理兼收的专业班级,学生在高中时所学内容不同、对同一内容的要求也不同,文理学生的数学基础差别大。而在高职课堂教学的内容与进度都是统一的,导致基础好的“吃不饱”,基础差的“消化不了”。
3.教学方式落后。
教学模式基本上是班级集中式授课,教学手段基本上是“黑板加粉笔”,教学方法存在老师讲、学生听与记的“填鸭式”现象,缺乏学生的参与讨论,不利于调动学生的主观能动性,不利于学生创新潜能的发挥。
4.教师知识结构不能适应高职教育发展的需要。
教师只从事数学基础理论课的教学,与高职相关专业缺少必要的联系,对相关专业的人才培养目标、学生的职业能力等缺乏深入的了解、分析,对专业所需的数学知识是什么知之不多,因而知识结构单一,不能适应高职教育发展的需要。
5.教学内容过于强调学科的系统性和逻辑性,忽略应用性。
现有的教材过于强调数学本身的系统性和逻辑性,重视传授知识,轻视知识的应用,与专业的需要脱节,用数学知识解决专业问题少。
6.学生数学基础较差,学习积极性不高。
高职的招生对象主要是高考低分的学生和职高毕业生,他们的数学基础知识整体较差,数学能力不强,对数学的学习兴趣不浓,又加上无升学的压力,部分学生只求“六十分”,学习积极性差,这给数学教学增加了难度。
7.评价的内容、方式单一。
评价的内容侧重于数学的基本理论、基本计算,重结果轻过程,评价多采用试卷,重理论轻应用。
二、《高等数学》课程改革的目标
依据国家教育部关于高职高专教育教学改革的基本要求,我们应遵循高职教育人才培养的基本规律,更新教学观念,明确教学目标,变革教学内容,改进教学方法,改善教学手段,改革评价方法,实现“专业类别不同,开设课时不一,目标要求不同,侧重内容各异,精选教学内容,渗透思想方法,重在知识应用,提高综合素质”的改革目标,有效地促进学生个性、全面、和谐和可持续地发展。
具体目标是:确定各专业类别的教学内容;补充数学在相关专业上的应用,并编写成讲义;适当采用多媒体教学;制定专业类数学课程标准;建成精品课程。
三、《高等数学》课程改革的原则
教学目标上坚持“掌握概念、突出数学思想、培养应用能力、提高综合素质”的原则;教学内容上坚持“以能力培养为主,理论必需、够用”的原则,适度保持学科本身的理论性、系统性和严密性,突出课程的基础性和工具性;教学模式上采用分层次教学,关注全体学生的发展,突出全体性原则;教学手段上,坚持传统教学手段与现代教学手段有机结合的原则。
1.突出数学课程的基础性和工具性。
数学课是各专业人才培养课程体系中的基础课,课程内容应针对不同的专业,面向职业岗位或职业岗位群,按照突出应用性、实践性的原则,结合专业基础课与专业课重组课程结构,让学生学习有用的数学,获得必需的知识。一方面要体现“必需、够用”的原则,为专业课的学习提供必需的数学基本知识、思想方法,另一方面以提高学生的基础性素质为己任。
2.突出数学教育的全体性。
数学课程目标应面向全体学生,并能够满足学生多样化的学习需求,体现数学教育促进每一个学生全面发展的功能。数学教育既要关注全体学生的发展,又要关注不同学生的不同发展。高职学生中存在大量的数学后进生,教师应因材施教,分层设计目标,分层实施教育,让每一个有个性差异的学生充分展现自己独特的才华和兴趣,感受成功。要开发适合于不同学生学习水平的学习材料,为来源多元化的学生搭建一个公共学习平台。
3.坚持传统教学手段与现代教学手段有机结合的原则。
传统教学手段与现代教学手段各有优劣,教师要根据教学内容的不同选择适合的教学手段,以提高教学效果。
四、课程改革的内容
1.确立教学目标。
《高等数学》是高职各专业必修的基础课与工具课。一方面它为后续专业课程的学习提供必需的数学概念、理论方法和运算技能,另一方面培养学生的基本运算能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力和严谨的科学态度与科学的思维方式。高等数学更是一门解决实际问题的技术。它在培养和提高审美能力等方面发挥着特有的作用,对学生形成良好的思想品质和辩证唯物主义世界观有积极意义。
(1)知识目标:使学生获得数学的基本概念、基本理论、基本运算,了解数学在专业中的应用,为学习专业后续课程和进一步获得数学知识奠定一定的基础。
(2)数学思想方法与数学能力目标:领悟无穷与极限、微分与积分、数学建模等数学思想,鉴赏数学美,掌握求极限、导数、积分等基本方法性,提高基本运算能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力。
(3)应用能力目标:具备求最值、求解最优化问题的能力,具备求不规则的平面图形面积、几何体体积等能力,具备审美能力,并运用于工程、设计等实际工作中,具备一定的数学建模能力,并能用于求解相关专业中的面积、体积、投资与成本等问题。
(4)情感及素质目标:具有理性思维和科学素养,实事求是,尊重客观规律,反对迷信邪教,有较强的求知欲,有较强的毅力,具有鉴赏能力,有团结协作精神,有理想、有抱负,热爱祖国,有振兴中华的使命感和责任感,提高学生的数学素养、人文素养和可持续发展能力。
2.变革教学内容。
针对不同专业对数学教学的需求,选择适合专业需要的教学内容,增加数学在专业上的应用,弱化形式化的推理论证,强化知识的应用,体现数学的应用价值。大胆取舍内容,重新进行组合,构成不同专业类的数学课程体系。
3.更新教学模式。
根据(2004)16号、(2006)16号文件精神的要求,围绕高职人才培养目标,以专业人才培养方案为指导,以各专业岗位职业能力为依据,把高等数学课程内容分为基础应用模块和拓展模块等两大模块,其中基础应用模块分为《一元函数微积分》、《微分方程与拉普拉斯变换》、《概率统计》、《线性代数》、《级数与傅里叶变换》等五个子模块,拓展模块为《多元函数微积分》。
“基础应用模块”是教学内容的主体,它包含高等数学课程中的最基本的知识、在相关专业方面的应用和数学实验,对相关专业的学生都是必修课。建筑工程类专业的学生必修基础模块中的第一子模块《一元函数微积分》,生物工程类专业学生必修基础模块中的第一子模块《一元函数微积分》和第三子模块《概率统计》,机电类学生必修基础模块中的第一子模块《一元函数微积分》、第二子模块《微分方程》、第四子模块《线性代数》和第五模块《级数、拉普拉斯变换和傅里叶变换》,根据学生基础实际和相关专业教师要求,在机电类专业复习二次函数、向量,在生物工程类专业复习有关浓度计算问题。在基础模块的教学中,教师要根据专业的实际,补充数学在专业上的应用。在基础模块的教学中,教师要精讲,让学生熟练掌握,通过这些最基本的训练,让学生掌握常用的数学工具和基本的数学思想,了解数学实验和数学在相关专业中的应用。一方面满足后续课程对数学的要求,另一方面使学生学会运用高等数学的知识、思想方法去观察、分析和处理专业中的实际问题,提高学生数学建模能力。
“拓展模块”是选修模块,它是对教学内容体系的完备,它是为学生所学专业对数学课程有特殊要求或准备继续深造(专升本)的学生设置的,目的是使学生掌握微积分的较深层次知识,进一步提高学生的基本运算能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力。
4.改进教学方法。
根据不同的教学内容和教学对象,采用不同的教学方法,灵活采用迁移、类比、归纳、抽象、概括等方法,适时采用启发式教学方法。讲究教学方法的灵活性,增强教学内容的趣味性,削弱推理的逻辑性,突出知识的应用性,激发学生的学习兴趣。
5.改善教学手段。
(1)适当采用多媒体教学,优化课堂教学。引入多媒体教学,使现代教育技术与传统的教学手段有机结合起来。尤其对于数学上难懂且难以板书的部分(如导数、定积分的定义等)采用多媒体教学,为学生创设一个生动、形象、活泼的学习情景,有效突破教学难点,提高教学效率和教学效果。
(2)保留传统的教学模式。根据《高等数学》课程的特点,教师主要采用传统的课堂讲授方式,板书式教学直观,学生注意力不易分散,学生与教师的互动与共鸣效果好。一些逻辑推理、数学思想和方法的讲述还是通过传统课堂教学方法来完成,效果更好些。
(3)开设数学实验,打破数学课只有习题课,没有实验课的传统模式。开设数学实验课,培养学生的数学建模能力、科学计算的方法与手段、数据处理能力,使学生在不断的应用与探索中领会数学与现代高新技术的完美结合,并获得现代科技所需要的数学知识与数学素质;利用现代教育技术实现数学教学过程的演示、验证实验,通过数学计算、符号处理的数学实验,把数学应用引入理论教学中,促进对数学规律的理解、认识,使讲授—记忆—作业的传统学习过程变为学生自主探索—思考—解决问题—应用的过程。不仅使学生掌握必要的数学知识,而且使学生独立参与,从而提高学生学习数学的积极性和主动性,提高对数学的应用意识。
6.改革评价方法。
(1)评价的内容。恰当评价学生的知识和技能,注重学生学习过程和学习方法的评价,注重评价学生的知识和技能的运用和应用能力,重视评价学生的创新意识和创造性思维的能力,重视针对学生的科学素质的评价。
(2)评价的方式。形成性评价和终结性评价相结合,以形成性评价为主,定性评价与定量评价相结合。采用课堂评价、作业评价、小论文评价、阶段测验评价、学期终结考试评价等方式。
参考文献:
[1]张海滨,李大卫.高职院校高等数学课程教学的现状及改革对策.辽宁教育研究,2005,(09).
[2]李岚.高等数学改革研究进展.大学数学,2007,(04).
[3]田智,王喜斌.高职数学教学改革的体会和设想.中国成人教育,2006,(05).
一、《高等数学》课程教学的现状
1.对高等数学重要性的认识不足。
部分高职院校对高等数学在高职教育中的地位和作用认识不一,导致忽视高等数学在实现人才培养目标中的作用,课时数一再压缩,有的专业数学课时占总课时不到3%,有的专业甚至不开设高等数学。
2.课程设置单一,不能满足各个层次学生的学习需要。
学生数学成绩差异大,尤其是文理兼收的专业班级,学生在高中时所学内容不同、对同一内容的要求也不同,文理学生的数学基础差别大。而在高职课堂教学的内容与进度都是统一的,导致基础好的“吃不饱”,基础差的“消化不了”。
3.教学方式落后。
教学模式基本上是班级集中式授课,教学手段基本上是“黑板加粉笔”,教学方法存在老师讲、学生听与记的“填鸭式”现象,缺乏学生的参与讨论,不利于调动学生的主观能动性,不利于学生创新潜能的发挥。
4.教师知识结构不能适应高职教育发展的需要。
教师只从事数学基础理论课的教学,与高职相关专业缺少必要的联系,对相关专业的人才培养目标、学生的职业能力等缺乏深入的了解、分析,对专业所需的数学知识是什么知之不多,因而知识结构单一,不能适应高职教育发展的需要。
5.教学内容过于强调学科的系统性和逻辑性,忽略应用性。
现有的教材过于强调数学本身的系统性和逻辑性,重视传授知识,轻视知识的应用,与专业的需要脱节,用数学知识解决专业问题少。
6.学生数学基础较差,学习积极性不高。
高职的招生对象主要是高考低分的学生和职高毕业生,他们的数学基础知识整体较差,数学能力不强,对数学的学习兴趣不浓,又加上无升学的压力,部分学生只求“六十分”,学习积极性差,这给数学教学增加了难度。
7.评价的内容、方式单一。
评价的内容侧重于数学的基本理论、基本计算,重结果轻过程,评价多采用试卷,重理论轻应用。
二、《高等数学》课程改革的目标
依据国家教育部关于高职高专教育教学改革的基本要求,我们应遵循高职教育人才培养的基本规律,更新教学观念,明确教学目标,变革教学内容,改进教学方法,改善教学手段,改革评价方法,实现“专业类别不同,开设课时不一,目标要求不同,侧重内容各异,精选教学内容,渗透思想方法,重在知识应用,提高综合素质”的改革目标,有效地促进学生个性、全面、和谐和可持续地发展。
具体目标是:确定各专业类别的教学内容;补充数学在相关专业上的应用,并编写成讲义;适当采用多媒体教学;制定专业类数学课程标准;建成精品课程。
三、《高等数学》课程改革的原则
教学目标上坚持“掌握概念、突出数学思想、培养应用能力、提高综合素质”的原则;教学内容上坚持“以能力培养为主,理论必需、够用”的原则,适度保持学科本身的理论性、系统性和严密性,突出课程的基础性和工具性;教学模式上采用分层次教学,关注全体学生的发展,突出全体性原则;教学手段上,坚持传统教学手段与现代教学手段有机结合的原则。
1.突出数学课程的基础性和工具性。
数学课是各专业人才培养课程体系中的基础课,课程内容应针对不同的专业,面向职业岗位或职业岗位群,按照突出应用性、实践性的原则,结合专业基础课与专业课重组课程结构,让学生学习有用的数学,获得必需的知识。一方面要体现“必需、够用”的原则,为专业课的学习提供必需的数学基本知识、思想方法,另一方面以提高学生的基础性素质为己任。
2.突出数学教育的全体性。
数学课程目标应面向全体学生,并能够满足学生多样化的学习需求,体现数学教育促进每一个学生全面发展的功能。数学教育既要关注全体学生的发展,又要关注不同学生的不同发展。高职学生中存在大量的数学后进生,教师应因材施教,分层设计目标,分层实施教育,让每一个有个性差异的学生充分展现自己独特的才华和兴趣,感受成功。要开发适合于不同学生学习水平的学习材料,为来源多元化的学生搭建一个公共学习平台。
3.坚持传统教学手段与现代教学手段有机结合的原则。
传统教学手段与现代教学手段各有优劣,教师要根据教学内容的不同选择适合的教学手段,以提高教学效果。
四、课程改革的内容
1.确立教学目标。
《高等数学》是高职各专业必修的基础课与工具课。一方面它为后续专业课程的学习提供必需的数学概念、理论方法和运算技能,另一方面培养学生的基本运算能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力和严谨的科学态度与科学的思维方式。高等数学更是一门解决实际问题的技术。它在培养和提高审美能力等方面发挥着特有的作用,对学生形成良好的思想品质和辩证唯物主义世界观有积极意义。
(1)知识目标:使学生获得数学的基本概念、基本理论、基本运算,了解数学在专业中的应用,为学习专业后续课程和进一步获得数学知识奠定一定的基础。
(2)数学思想方法与数学能力目标:领悟无穷与极限、微分与积分、数学建模等数学思想,鉴赏数学美,掌握求极限、导数、积分等基本方法性,提高基本运算能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力。
(3)应用能力目标:具备求最值、求解最优化问题的能力,具备求不规则的平面图形面积、几何体体积等能力,具备审美能力,并运用于工程、设计等实际工作中,具备一定的数学建模能力,并能用于求解相关专业中的面积、体积、投资与成本等问题。
(4)情感及素质目标:具有理性思维和科学素养,实事求是,尊重客观规律,反对迷信邪教,有较强的求知欲,有较强的毅力,具有鉴赏能力,有团结协作精神,有理想、有抱负,热爱祖国,有振兴中华的使命感和责任感,提高学生的数学素养、人文素养和可持续发展能力。
2.变革教学内容。
针对不同专业对数学教学的需求,选择适合专业需要的教学内容,增加数学在专业上的应用,弱化形式化的推理论证,强化知识的应用,体现数学的应用价值。大胆取舍内容,重新进行组合,构成不同专业类的数学课程体系。
3.更新教学模式。
根据(2004)16号、(2006)16号文件精神的要求,围绕高职人才培养目标,以专业人才培养方案为指导,以各专业岗位职业能力为依据,把高等数学课程内容分为基础应用模块和拓展模块等两大模块,其中基础应用模块分为《一元函数微积分》、《微分方程与拉普拉斯变换》、《概率统计》、《线性代数》、《级数与傅里叶变换》等五个子模块,拓展模块为《多元函数微积分》。
“基础应用模块”是教学内容的主体,它包含高等数学课程中的最基本的知识、在相关专业方面的应用和数学实验,对相关专业的学生都是必修课。建筑工程类专业的学生必修基础模块中的第一子模块《一元函数微积分》,生物工程类专业学生必修基础模块中的第一子模块《一元函数微积分》和第三子模块《概率统计》,机电类学生必修基础模块中的第一子模块《一元函数微积分》、第二子模块《微分方程》、第四子模块《线性代数》和第五模块《级数、拉普拉斯变换和傅里叶变换》,根据学生基础实际和相关专业教师要求,在机电类专业复习二次函数、向量,在生物工程类专业复习有关浓度计算问题。在基础模块的教学中,教师要根据专业的实际,补充数学在专业上的应用。在基础模块的教学中,教师要精讲,让学生熟练掌握,通过这些最基本的训练,让学生掌握常用的数学工具和基本的数学思想,了解数学实验和数学在相关专业中的应用。一方面满足后续课程对数学的要求,另一方面使学生学会运用高等数学的知识、思想方法去观察、分析和处理专业中的实际问题,提高学生数学建模能力。
“拓展模块”是选修模块,它是对教学内容体系的完备,它是为学生所学专业对数学课程有特殊要求或准备继续深造(专升本)的学生设置的,目的是使学生掌握微积分的较深层次知识,进一步提高学生的基本运算能力、逻辑思维能力、分析解决问题能力。
4.改进教学方法。
根据不同的教学内容和教学对象,采用不同的教学方法,灵活采用迁移、类比、归纳、抽象、概括等方法,适时采用启发式教学方法。讲究教学方法的灵活性,增强教学内容的趣味性,削弱推理的逻辑性,突出知识的应用性,激发学生的学习兴趣。
5.改善教学手段。
(1)适当采用多媒体教学,优化课堂教学。引入多媒体教学,使现代教育技术与传统的教学手段有机结合起来。尤其对于数学上难懂且难以板书的部分(如导数、定积分的定义等)采用多媒体教学,为学生创设一个生动、形象、活泼的学习情景,有效突破教学难点,提高教学效率和教学效果。
(2)保留传统的教学模式。根据《高等数学》课程的特点,教师主要采用传统的课堂讲授方式,板书式教学直观,学生注意力不易分散,学生与教师的互动与共鸣效果好。一些逻辑推理、数学思想和方法的讲述还是通过传统课堂教学方法来完成,效果更好些。
(3)开设数学实验,打破数学课只有习题课,没有实验课的传统模式。开设数学实验课,培养学生的数学建模能力、科学计算的方法与手段、数据处理能力,使学生在不断的应用与探索中领会数学与现代高新技术的完美结合,并获得现代科技所需要的数学知识与数学素质;利用现代教育技术实现数学教学过程的演示、验证实验,通过数学计算、符号处理的数学实验,把数学应用引入理论教学中,促进对数学规律的理解、认识,使讲授—记忆—作业的传统学习过程变为学生自主探索—思考—解决问题—应用的过程。不仅使学生掌握必要的数学知识,而且使学生独立参与,从而提高学生学习数学的积极性和主动性,提高对数学的应用意识。
6.改革评价方法。
(1)评价的内容。恰当评价学生的知识和技能,注重学生学习过程和学习方法的评价,注重评价学生的知识和技能的运用和应用能力,重视评价学生的创新意识和创造性思维的能力,重视针对学生的科学素质的评价。
(2)评价的方式。形成性评价和终结性评价相结合,以形成性评价为主,定性评价与定量评价相结合。采用课堂评价、作业评价、小论文评价、阶段测验评价、学期终结考试评价等方式。
参考文献:
[1]张海滨,李大卫.高职院校高等数学课程教学的现状及改革对策.辽宁教育研究,2005,(09).
[2]李岚.高等数学改革研究进展.大学数学,2007,(04).
[3]田智,王喜斌.高职数学教学改革的体会和设想.中国成人教育,2006,(05).