高等数学教学改革的探讨

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  在我们步入21世纪的时刻,科学、技术和社会都发生了巨大的变化。作为高等院校的基础课程之一的高等数学在其他各个领域及学科中发挥出越来越大的作用。数学不但深入到物理、化学、生物等传统领域,而且深入到经济、金融、信息、社会等各领域中。对于大多数人而言,他们并不希望成为一个数学专业人员,他们希望将数学作为研究其他学科的工具,如何使非数学专业的人员能够很好地学好高等数学是摆在我们数学教育工作者面前的一大课题。
  
  一、提高认识,转变观念
  
  传统的教学观念是以保证三基(基本概念、基本理论、基本方法)为中心,即把数学等同于各种数学知识(包括概念、命题、算法、解决技巧等)的汇集,而忽视了数学知识乃是数学活动(包括创造与再创造)的产物。在这一指导思想指引下,数学教学已经背离了教学大纲所确定的方向,把全面传授数学基础知识和培养数学能力的目的任务,歪曲成为“题海大战”;其结果是学生只会死做题,而当让他们解决实际问题时,则只会照搬照套,或者束手无策。徐利治先生早在1988年就说过:“在现代高等数学教学中,特别反映在教材与教法中,似乎过于偏重演绎论证的训l练,把学生的注意力都吸引到形式论证(逻辑推理)的严密性上去,这对于培养学生的创造力来说是不利的”。为此,为实现教学目标,我们必须转变观念,因为观念在数学教学活动中是极其重要的,首先,任何教师都必然是在一定教学目标和教学观念指导下从事教学活动的,其次,对学生来说,观念的重要性则在于数学学习不『又是指知识的学习和能力的提高,而且也是观点、信心、态度等形成的过程,而后者则将对他们今后的数学学习乃至整个人生产生重要影响。
  
  二、更新教学内容,改进教学方法
  
  目前多数院校非数学专业的本科生高等数学课讲授48~64学时。为使学生在有限学时内获得专业相关的必要的微积分学、微分方程等必要的基础知识,精选教学内容、改进教学方法尤为关键。从内容上要着重体现出相关专业的特点,以实用为准绳,着眼于后继课程的应用。要精选教学内容,重点突出,采取精讲与略讲相结合、理论与实践相结合、主讲与自学相结合、课堂教学与校园网络辅助教学相结合。在教学中必须打破以往数学命题的严格证明和各部分内容的过于系统、紧密性衔接等旧的教学模式,着重直观叙述概念或演示示范,以便于学生的理解和记忆。对命题及公式力求避免繁琐的推导证明,重点让学生学会怎样用其解决实际问题。要敢于简化或舍弃对后续课程的教学影响不太大的内容。此外还要针对学生的专业特点,多结合与专业有关的例子进行教学,诱发学生的思维和学习兴趣,开拓学生的视野。
  
  三、采用灵活多样的多媒体教学课件,增大信息量
  
  各不同专业对高等数学课程的要求层次有一定的差异,不同的专业计划学时也有不同的特点。在教学大纲的基础上,开发制作适用于各个教学平台的教学课件。充分发挥多媒体、电子课件的教学优势,以解决课时少内容多的矛盾,增大每一节课的课容量及授课信息量。课件的设计要根据授课对象的不同制定明确的教学目标,精心选材,重点突出;要着重从主次分明、富于多样性、艺术性和针对性等方面,科学地应用多媒体辅助教学,这样有利于学生的学习兴趣、自主学习能力和创造性思维的培养,提高其学习效率及认知能力。比如,讲授定积分的近似计算时,可通过演示来说明积分近似值随分点n的变化过程。再比如,在讲解多元函数中的曲面方程与图形的对应关系时,也可以采用动态的图形演示来直观地揭示方程与曲面形态之间的关系,使学生易于接受和理解。
  
  四、加强教材建设,增设选修课
  
  1.适应时代要求。教材是联系师生的桥梁,我们在《高等数学》教材编写时,遵循“少而精,广而浅”的原则。略去一些较为繁琐的完理证明和冗长的理论推导,在内容安排上,按照“量力性”和“循序渐进”要求,概念引入,力求朴实、简明和自然,尽可能由读者身边的情境化问题引入;理论学习,尽可能做到严谨。但强调理论证明与直观说明并重,核心是突出数学的思想和方法;实践应用,强调数学建模的作用,并结合用计算机处理问题。
  2.强调数学的功能。《高等数学》历来以突出“工具性”为主要任务,但它所包含的“思维能力”以及“数学文化”功能,对现代人来说,也是非常重要的内容。不过应根据专业的不同要求有所侧重而不能按统一要求,对全体学生进行相同能力的培养。如对理工科学生,就应以突出工具性为前提,进行思维能力和数学文化教育;而对文科学生就应以思维能力和文化教育为主线,适度地强调高等数学的工具性。我们在《高等数学》教材编写中,在每章知识结构后面,增加“理论应用”单元,以展示高等数学中,一些具有代表的思想方法的优美之处,增强人们用数学的意识。
  3.突出数学建模。今日的数学已发展为一门普通性的“技术”,在解决人类重大问题中发挥重要作用。这正是数学建模的作用所在,尤其随计算机的普及,使得数学建模更加容易实现,而且国家每年的大学生数学建模竞赛,为数学建模的训练提供了良好的环境。因此,我们在《高等数学》教材编写中,在每章知识结构后面,还增加“数学模型举例”单元,以展示数学建模的作用,提高人们用数学解决实际问题的能力。
  
  (作者单位:赣南教育学院)
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