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(一)在教學(xué)過程中插入數(shù)學(xué)史教育
在教學(xué)過程中,涉及一些數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)的人物、歷史時(shí),可以利用課堂上的3~5分鐘向?qū)W生介紹一下,提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣,將高等數(shù)學(xué)中繁雜的數(shù)學(xué)符號(hào)、計(jì)算公式和有趣的數(shù)學(xué)歷史相融合,鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)參與到高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中。著名數(shù)學(xué)家陳省身說:“了解歷史的變化是了解這門科學(xué)的一個(gè)步驟。將數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史真實(shí)地展現(xiàn)給學(xué)生,是數(shù)學(xué)這一學(xué)科應(yīng)該毫不猶豫地?fù)?dān)起的職責(zé)。”高職院校高等數(shù)學(xué)教師提高自身數(shù)學(xué)素養(yǎng),將數(shù)學(xué)史內(nèi)容融入到高等數(shù)學(xué)教學(xué)教學(xué)中,勢(shì)在必行。高職院校學(xué)生相對(duì)于本科學(xué)生基礎(chǔ)弱,底子薄,在高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中會(huì)遇到許多問題,自然影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在課堂教學(xué)過程中融入數(shù)學(xué)史的內(nèi)容,從數(shù)學(xué)家們發(fā)現(xiàn)、發(fā)明解決問題的思路出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生思考解決問題,可以幫助學(xué)生更好地理解高等數(shù)學(xué)中的公理、公式,解決數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的各種困難,樹立學(xué)習(xí)信心,改變高等數(shù)學(xué)枯燥乏味、一味證明的課堂教學(xué)模式。
(二)將數(shù)學(xué)史蘊(yùn)涵的思想、方法融入到高等數(shù)學(xué)教學(xué)中
弗賴登塔爾在《作為教學(xué)任務(wù)的數(shù)學(xué)》中指出,數(shù)學(xué)概念、公理及數(shù)學(xué)語言符號(hào)等,包括數(shù)學(xué)問題解決,不應(yīng)機(jī)械地灌輸給學(xué)生,或僅是由結(jié)果出發(fā),推導(dǎo)出其他數(shù)學(xué)知識(shí)的方式,這種顛倒的教學(xué)法掩蓋了創(chuàng)造性思維過程,即學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不應(yīng)該重復(fù)人類的學(xué)習(xí)過程,而應(yīng)該進(jìn)行“再創(chuàng)造”。數(shù)學(xué)史烙印著數(shù)學(xué)家處理數(shù)學(xué)問題的痕跡,其中蘊(yùn)藏著數(shù)學(xué)家處理相關(guān)問題的思想和方法,比如歸納推理、概況分析、類比猜想等邏輯思維方法及跳躍性的直覺思維方法,這些恰是數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生所必須具備的。在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中,作為數(shù)學(xué)教師,數(shù)學(xué)中的這些思想、方法應(yīng)該利用數(shù)學(xué)史選擇典型的數(shù)學(xué)史題材,分析數(shù)學(xué)家發(fā)明、發(fā)現(xiàn)過程中的心智活動(dòng),透析數(shù)學(xué)家的腦海里的靈感,以對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)起到啟迪思維的作用。著名教育家斯金納(Skinner)說:“如果我們將所學(xué)過的東西忘得一干二凈,最后剩下的東西就是教育的本質(zhì)了。”最能傳承一門學(xué)科本質(zhì)的就是這門學(xué)科的歷史,高等數(shù)學(xué)也不例外。多數(shù)高職院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)完高等數(shù)學(xué)課程之后,由于多種原因,除少部分與專業(yè)相關(guān)的內(nèi)容外,其余知識(shí)都會(huì)慢慢淡忘,留在學(xué)生大腦中應(yīng)當(dāng)是高等數(shù)學(xué)獨(dú)有的思維方式,解決問題的方式、方法,這正是高等數(shù)學(xué)教育的目的和價(jià)值所在。數(shù)學(xué)史在這些方面的推動(dòng)作用是毋庸置疑的。數(shù)學(xué)思想的提煉和方法的運(yùn)用是數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵,數(shù)學(xué)思想方法在教學(xué)中的重要意義,受到很多數(shù)學(xué)教育家的重視。高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容始終圍繞著“基礎(chǔ)知識(shí)”與“思想方法”兩個(gè)基點(diǎn)。在教學(xué)中,教師必須深挖教材中的思想方法,化“無形”為“有形”。通過數(shù)學(xué)史的教育,將鮮活的數(shù)學(xué)思想方法滲透在數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中。
(三)數(shù)學(xué)史的融入符號(hào)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律
影響學(xué)生學(xué)習(xí)的心理學(xué)因素包括認(rèn)知因素和非認(rèn)知因素。直接參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)認(rèn)知活動(dòng)的因素稱為認(rèn)知因素,包括原有的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)、現(xiàn)有的思維發(fā)展水平和數(shù)學(xué)能力等;不直接參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)認(rèn)知活動(dòng)的因素稱為非認(rèn)知因素,包括興趣、動(dòng)機(jī)、情感和意志等。數(shù)學(xué)史可以幫助學(xué)生加深對(duì)數(shù)學(xué)概念、方法和思想的理解,數(shù)學(xué)史也影響學(xué)習(xí)中的記憶和遷移。同時(shí),數(shù)學(xué)史影響學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。認(rèn)知結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)者頭腦中的數(shù)學(xué)知識(shí)按照自己理解的深度、廣度,結(jié)合自己的感覺、直覺、記憶、思維、聯(lián)想等認(rèn)知特點(diǎn),組合成一個(gè)具有內(nèi)部規(guī)律的整體結(jié)構(gòu)。所以,數(shù)學(xué)史通過影響學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)參與學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)。數(shù)學(xué)教育的目的在于使受教育者獲得發(fā)展,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的結(jié)果不僅是知識(shí)的習(xí)得,更重要的是思維的發(fā)展、形成優(yōu)良的數(shù)學(xué)思維品質(zhì),數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善,等等。這一過程的完成,就需要抽象的數(shù)學(xué)思想方法的加入,這些思想方法的習(xí)得主要依靠數(shù)學(xué)史的融入實(shí)現(xiàn)。另外,高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中融入數(shù)學(xué)史教學(xué),也符合維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論,即教師在教學(xué)時(shí)必須考慮學(xué)生的兩種發(fā)展水平:一種是學(xué)生現(xiàn)有的發(fā)展水平,另一種是在他人尤其是成人指導(dǎo)下可以達(dá)到的較高的發(fā)展水平,這兩者之間的差距就叫做“最近發(fā)展區(qū)”。教學(xué)要想實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)和效果,必須考慮學(xué)生現(xiàn)有的思維發(fā)展水平,并要走在學(xué)生發(fā)展的前面。通過數(shù)學(xué)史的融入,可以幫助學(xué)生在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中在教師恰到好處的逐漸引導(dǎo)下學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)思想方法。在高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,遵循學(xué)生的心理發(fā)展規(guī)律,符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展水平,通過相關(guān)典型歷史材料的引入,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)及思想方法,促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知水平的再次升華。
二、結(jié)語
在現(xiàn)實(shí)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,由于課時(shí)減少了,而按照教學(xué)大綱的要求,內(nèi)容沒有減少,這樣很多教師為了能夠完成教學(xué)大綱的要求,經(jīng)常縮減習(xí)題課的上課時(shí)間,致使學(xué)生雖然聽懂了上課的內(nèi)容,但由于習(xí)題練習(xí)的比較少,經(jīng)常是聽講課時(shí)明明白白,做題時(shí)卻糊里糊涂。為什么會(huì)有這樣的情況呢?其實(shí),出現(xiàn)這種現(xiàn)象是非常正常的,從“聽懂”到“會(huì)做”中間需要有一個(gè)重要的環(huán)節(jié),即練習(xí)的過程。正如你懂得游泳的知識(shí)和你會(huì)游泳是兩碼事一樣,要想學(xué)會(huì)游泳需要有一個(gè)不斷練習(xí)的過程。
二、在習(xí)題課的授課過程中應(yīng)注意的問題
(一)精心選取習(xí)題
1.習(xí)題的選取要具有典型性與針對(duì)性,同時(shí)還要兼顧可行性,要注意服從習(xí)題課教學(xué)大綱的基本要求,要從學(xué)生實(shí)際出發(fā),把握深廣度,不要盲目地解決課后習(xí)題,要通過習(xí)題的選取、編排適當(dāng)?shù)拇涡颉⒑侠淼膬?nèi)容搭配,使學(xué)生很好地消化所學(xué)理論。如果設(shè)計(jì)的題目過難,就會(huì)對(duì)學(xué)生要求過高,給學(xué)生造成學(xué)習(xí)上的困難,影響學(xué)生對(duì)這門課的學(xué)習(xí)積極性;而過于簡(jiǎn)單的習(xí)題又會(huì)影響學(xué)生思維的質(zhì)量,思維活動(dòng)不能得到充分的展開,缺乏對(duì)其應(yīng)有的激勵(lì)作用。教師是否能夠把握好這個(gè)“度”,對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有很大的關(guān)系。
2.習(xí)題的選取要注重課本中的習(xí)題,但也不要局限于課本。課本中習(xí)題均是經(jīng)過專家多年經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),多次篩選后的題目,都是比較典型而且有代表性的,這就要求教師在題目選編中,要優(yōu)先考慮課本中的例題與習(xí)題,適當(dāng)延伸、演變,使其源于教材,又不拘泥于教材。在教學(xué)過程中精心設(shè)計(jì)和編制出一題多解、一題多變、一題多用、多題一法的具有代表性的習(xí)題,來提高學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。
(二)注重學(xué)生解題思想的正確引導(dǎo)教師在習(xí)題課授課過程中對(duì)題目的講解要指導(dǎo)到位,針對(duì)每一個(gè)選題教師要熟悉本題的訓(xùn)練內(nèi)容、訓(xùn)練目的、主要難點(diǎn)、哪些地方常犯錯(cuò)誤等,都要做到心中有數(shù),對(duì)學(xué)生指導(dǎo)要有針對(duì)性,盡量注意做到照顧所有學(xué)生,對(duì)學(xué)生普遍存在的、易犯錯(cuò)誤的地方通過反復(fù)強(qiáng)調(diào)來加深印象,切忌隨意性和盲目性,使學(xué)生每解一道題目都能有所收獲。教師在指導(dǎo)過程中要注意對(duì)學(xué)生多采用啟發(fā)引導(dǎo)的方式,留給學(xué)生足夠的獨(dú)立思考的時(shí)間,先讓他們說出自己的想法,然后針對(duì)學(xué)生的想法進(jìn)行啟發(fā)引導(dǎo),這樣久而久之能夠鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考與創(chuàng)新能力,學(xué)生一旦受啟發(fā)而發(fā)現(xiàn)題目的某種解法,就會(huì)顯著提高對(duì)高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣,從而使習(xí)題課的效能得到充分的發(fā)揮。
(三)習(xí)題課教學(xué)過程中多媒體和數(shù)學(xué)軟件的綜合運(yùn)用隨著高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,電腦等電子產(chǎn)品的應(yīng)用已不再是什么新鮮事,多媒體教學(xué)已經(jīng)在很多專業(yè)普遍使用,由于數(shù)學(xué)這門課程自身的原因,雖沒有普遍得到應(yīng)用,但也慢慢進(jìn)入了高等數(shù)學(xué)的部分課堂教學(xué)中。多媒體教學(xué)可以解決數(shù)學(xué)抽象和想象困難的難點(diǎn),比如需要求體積的問題基本上都是一些三維圖形,如果學(xué)生的空間想象力不好,不能很好地想象出圖形的話,可以借助多媒體結(jié)合數(shù)學(xué)軟件編程給大家做出具體的演示,可以在上課的過程中介紹一些如Maple、MATLAB等數(shù)學(xué)中常用的軟件,碰到有些題目的圖像不容易在黑板上畫出就可以做一下演示,這樣可以加深對(duì)題目的理解,例如第九章第二節(jié)“二重積分的計(jì)算法”,求兩個(gè)底圓半徑都等于R的直交圓柱面所圍成的立體的體積。
(四)在習(xí)題課教學(xué)過程中融入數(shù)學(xué)建模的思想數(shù)學(xué)建模就是用數(shù)學(xué)語言來描述實(shí)際現(xiàn)象的過程。數(shù)學(xué)建模突出的就是一個(gè)“建”字,針對(duì)同一個(gè)問題,不同的人有不同的思想,建立的實(shí)際模型往往也不同,這樣就得到了不同的“最優(yōu)解”,所以數(shù)學(xué)建模沒有最好,只有更好,關(guān)鍵是要看建立模型的獨(dú)特之處。因此,怎樣通過具體的實(shí)際問題引入數(shù)學(xué)建模的思想來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,這是非常關(guān)鍵的。在每次習(xí)題課要結(jié)束的時(shí)候,教師最好能介紹一些與本次習(xí)題課有關(guān)的數(shù)學(xué)建模題目和內(nèi)容,雖然時(shí)間可能不多,但是每次都要滲透一些,留給學(xué)生回去考慮、研究,久而久之,學(xué)生逐漸了解了什么是數(shù)學(xué)建模、怎樣建模。通過建模思想的滲透使學(xué)生綜合素質(zhì)與科研能力得到有效地提高,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的興趣,培養(yǎng)了學(xué)生合作研究的習(xí)慣,等等。這些都體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的意義所在。
三、結(jié)語
1.高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
(1)微積分方法的應(yīng)用
微積分是研究函數(shù)的微分、積分以及應(yīng)用其解決實(shí)際問題的數(shù)學(xué)分支,微積分是建立在實(shí)數(shù)、函數(shù)和極限的基礎(chǔ)上的.微積分是一種數(shù)學(xué)思想,簡(jiǎn)單說“無限細(xì)分”就是微分,“無限求和”就是積分,無限就是極限思想,并用“以直代曲”的理念解決實(shí)際問題.極限的思想是微積分的基礎(chǔ),他是用一種運(yùn)動(dòng)的思想考察問題.數(shù)學(xué)教師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)要充分應(yīng)用上述微積分的思想、理念貫穿平時(shí)的課堂教學(xué),讓學(xué)生在不斷的潛移默化中逐漸培養(yǎng)起微積分的思維的理念.
(2)極限思想方法的應(yīng)用
極限的思想是近代數(shù)學(xué)的一種重要思想,數(shù)學(xué)分析就是以極限概念為基礎(chǔ)、極限理論(包括級(jí)數(shù))為主要工具來研究函數(shù)的一門學(xué)科.所謂極限的思想,是指用極限概念分析問題和解決問題的一種數(shù)學(xué)思想.用極限思想解決問題的一般步驟可概括為:對(duì)于被考察的未知量,先設(shè)法構(gòu)思一個(gè)與它有關(guān)的變量,確認(rèn)這變量通過無限過程的結(jié)果就是所求的未知量;最后用極限計(jì)算來得到這結(jié)果.
在高中數(shù)學(xué)中極限思想方法典型的應(yīng)用有:球的表面積公式推導(dǎo),經(jīng)過(1)分割,(2)求近似和,(3)用極限推得準(zhǔn)確和.而雙曲線的漸近線,也是極限思想的具體應(yīng)用.教學(xué)可以利用高中數(shù)學(xué)中這些相關(guān)內(nèi)容很好的在教學(xué)中貫穿極限的思想.
(3)向量方法的應(yīng)用
向量是新課標(biāo)下高中數(shù)學(xué)內(nèi)容之一,向量法在代數(shù)方面的應(yīng)用就是用代數(shù)的方法來研究幾何問題,通過建立坐標(biāo)系把幾何中的點(diǎn)與坐標(biāo)對(duì)應(yīng)起來,把幾何中的圖形化為代數(shù)方程,用代數(shù)運(yùn)算來發(fā)現(xiàn)各種幾何量之間的關(guān)系,進(jìn)而由代數(shù)方法來認(rèn)識(shí)對(duì)應(yīng)的幾何圖形的幾何形態(tài),這種方法又被稱為幾何學(xué)的解析方法.向量法在平面幾何上的應(yīng)用十分廣泛,近年來,在高考命題中常常會(huì)見到平面向量與解析幾何結(jié)合的相關(guān)試題,如夾角、垂直、共線、軌跡等問題的處理.
向量作為近代數(shù)學(xué)的基本概念之一,是一種重要的數(shù)學(xué)工具,他的理論及應(yīng)用,是近代數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí).給高中生培養(yǎng)用向量解決幾何問題思維就顯得有實(shí)際意義.
2.高等數(shù)學(xué)教學(xué)與高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容銜接存在的問題
(1)脫節(jié)問題
在現(xiàn)實(shí)中,由于高考指揮棒的影響,一些在大學(xué)數(shù)學(xué)中作為基礎(chǔ)的知識(shí),在高考的考綱中沒有重點(diǎn)明確要求,這就使較多高中學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,往往忽視這些知識(shí)點(diǎn),影響了學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)后,學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的過程出現(xiàn)知識(shí)理解障礙.
如在高數(shù)的二階常系數(shù)線性齊次微分方程y"+py'+qy=0中,需先求出其特征方程r2+pr+q=0的根,后根據(jù)特征方程根的情況,寫出原微分方程方程的通解.在實(shí)際學(xué)習(xí)中,學(xué)生對(duì)一元二次方程r2+pr+q=0主要思維固化在Δ=p2-4q≥0有實(shí)數(shù)解,Δ=p2-4q<0無實(shí)數(shù)解的認(rèn)知水平上.從而為微分方程課程的學(xué)習(xí)設(shè)下誤區(qū).
(2)邏輯嚴(yán)密性問題
高度抽象性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬓允菙?shù)學(xué)的兩個(gè)基本性特點(diǎn).高中數(shù)學(xué)課程在有些知識(shí)點(diǎn)上面邏輯性就顯得有點(diǎn)缺乏.如在高中教材中沒有給出極限的定義,只是一種描述性表述,但在涉及導(dǎo)數(shù)的概念時(shí)又利用了極限的概念.高中教師為了教學(xué)的需要,會(huì)在課堂上對(duì)極限作直觀的介紹,造成學(xué)生對(duì)極限的理解較模糊甚或是錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),沒有從極限的本質(zhì)上得到認(rèn)識(shí).由于缺乏邏輯嚴(yán)密性,學(xué)生在高中階段對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的掌握完全就停留在表面及依葫蘆畫瓢的層面上,給高數(shù)的學(xué)與教帶來了負(fù)面的影響.
二、對(duì)策與建議
1.加快高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革,尤其是教學(xué)教材改革
在不斷改革的基礎(chǔ)上,需要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)教育與高等數(shù)學(xué)教育的關(guān)注與了解,做到基礎(chǔ)與高教的系統(tǒng)聯(lián)系,高數(shù)教師深入中學(xué)課程中,這樣有利于高中數(shù)學(xué)教學(xué)課程改革的.另在高中教學(xué)材料內(nèi)容的選擇與內(nèi)容結(jié)構(gòu)的安排,需要精心考慮與規(guī)劃,做好高中數(shù)教學(xué)內(nèi)容的更新以及高中數(shù)學(xué)內(nèi)容與高數(shù)有機(jī)的銜接.
2.立于高等數(shù)學(xué)的高度,拓寬解題視角
在高等數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)的銜接處,高中教師應(yīng)站在高等數(shù)學(xué)的高度上,把高數(shù)中的思維理念的處理方法,融入到高中數(shù)學(xué)的教學(xué)中,拓寬學(xué)生解解決問題的視角,這就要求教師必須具備相當(dāng)?shù)母叩葦?shù)學(xué)功底,站在高處,對(duì)學(xué)生高效的教學(xué),這種方法不僅能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),也能拓寬學(xué)生的知識(shí)面,為以后進(jìn)入大學(xué)奠定良好的基礎(chǔ).
3.縱橫聯(lián)系、融會(huì)貫通
以高等教學(xué)的思想方法來指導(dǎo)高中數(shù)學(xué)的教學(xué),可以加強(qiáng)對(duì)高中數(shù)學(xué)的體系管理,對(duì)高中數(shù)學(xué)問題系統(tǒng)的加以闡述,在思想上加以提煉,同時(shí)以高等數(shù)學(xué)學(xué)的思想方法來指導(dǎo)和總結(jié)高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作,幫組學(xué)生改變綜合復(fù)習(xí)中多、雜、難的“題海戰(zhàn)術(shù)”,做到科學(xué)有效的提升,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò),從而將知識(shí)融會(huì)貫通.
三、結(jié)語