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我国科学技术发展的总体目标是自主创新能力显著增强,科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强,为全面建设小康社会提供强有力的支撑;基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强,取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果,进入创新型国家行列,为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础[1]。
广大高校教师对当前科技研究及发展方向有深刻理解,在整个国家人才类型需求与人才培养之间扮演着纽带角色,不但有科研能力还有教书育人的能力,因此在国家科技发展过程中的地位举足轻重。国家需要的人才是由高校教师来培养,教师对学生的培养应以国家需要为依据,而学校应以国家对人才的需求而制定相应的教学大纲和教学内容,以保证国家需要的人才与学校及教育机构培养的人才一致。国家、科技项目、教师和学生这4个环节只有保持协调一致,才能使国家科技稳步快速的向前发展。
智能科学技术是信息科学技术的核心和现代科学技术的前沿和制高点,涉及自然科学的深层奥秘,触及哲学的基本命题。智能科学技术的研究将对国民经济、社会进步、国家安全生产产生深刻而巨大的影响,并将为智力革命、知识革命和信息革命建立理论基础,为智能系统的研制提供新概念、新思想、新途径。
1国家科技项目中与智能相关的内容
国家每年会颁布一些科研项目指南,如863、973、国家科技重大专项、国家科技支撑计划和国家重大科学研究计划等。这些项目指南中均包含大量与智能相关的内容。下面以国家科技重大专项和973计划为例加以说明:
1) 国家科技重大专项。
2011年国家科技重大专项中包含2项有关智能方面的项目,其中“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大专项中包含一个“智能海量数据资源中心”课题;“新一代宽带无线移动通信网”重大专项中包含2个有关智能的课题:“移动互联网及业务应用研发”和“物联网及泛在网”。
2)973计划。
据不完全统计,在2008年到2011年的973计划指南中关于“智能”一词的出现频率如表1所示。
从上述统计数字可以看出,“智能”一词的出现次数由1次增加到12次;出现在一级标题的次数由1个增加到3个,出现在二级标题的次数由空白增加到4个。由此不难分析出,智能科学技术在973计划中的比例逐年增加,其重要性不言而喻。
这些项目的前期研究以及后续成果的产业化,不可避免地需要更多的智能方面的专业人才。在设立智能科学与技术一级学科的建议书中提到,智能科技人才的社会需求占整个信息领域人才需求的1/6左右,而且将不断增长。高校需要培养这方面的人才,满足国家和社会的需要。
2河北省和天津市科技项目与智能相关内容
河北工业大学隶属于河北省,坐落于天津市,形成了立足天津面向河北的发展战略,为河北省和天津市提供有力的技术支撑。
河北省当前正在实施转变经济发展方式的战略部署,充分发挥科技创新在推进传统产业技术进步和培育战略性新兴产业中的重要作用,并于2010年3月启动了光伏、风电装备、钢铁节能减排等8个支柱产业的技术路线图的编制工作,河北工业大学承担了其中“河北省风电装备产业技术路线图”的绘制工作,该路线图为全国首个关于风电的路线图,对我国风电产业的健康发展将起到积极的推动作用。
以2011年天津市科技支撑计划重点项目指南为例,该计划以促进产业技术升级和结构调整为主攻方向,以提高原始创新、集成创新和消化吸收再创新为目标,通过关键技术的突破、引进技术的消化吸收再创新、高新技术的应用及产业化,为天津市产业结构调整、社会可持续发展和提高人民生活质量提供技术支撑。2011年共安排25个专项,与“智能”相关的内容有软件专项中的创意产业关键技术和数据挖掘与信息检索技术;数字技术专项中的智能检测、监控技术研发及应用;可再生能源及能源存储转换专项中的智能电网等。
由上面的分析,可以看出智能科学技术在河北省和天津市的科技项目布局中占有重要的地位,这也对高校提出了培养高素质人才的要求。
3河北工业大学智能科学与技术专业现状
据教育部统计,自2004年北京大学自主设置“智能科学与技术”本科专业通过备案以来,先后有北京邮电大学、南开大学、西安电子科技大学、北京信息科技大学、首都师范大学、武汉工程大学、西安邮电学院、北京科技大学、湖南大学、厦门大学、河北工业大学、桂林电子科技大学、重庆邮电大学、大连海事大学、中南大学和上海理工大学共17所高校建立了智能科学技术本科专业。
河北工业大学在结合自身优势和借鉴兄弟院校办学经验的基础上,智能科学与技术专业的教学体系和课程内容逐步合理化;紧跟科技发展新趋势,突出智能科学与技术专业的特色,注重学生实践能力的培养,在智能化电器、智能化楼宇、智能机器人、智能化机器、智能化物流等方面培养社会急需的特色人才;在控制科学与工程一级学科硕士点下设立“智能科学与技术”的相关研究方向,加强该专业的学术梯队建设和人才培养,促进控制科学与工程学院整体教学科研的和谐发展。
我们努力使学生德、智、体、美全面发展,具有坚实的数学、电子、计算机、自动控制和信息处理的基础知识,系统地掌握智能科学的基础理论、基础知识和基本技能与方法,受到良好的科学思维、科学实验及初步科学研究的训练,使其具有分析问题和解决问题的能力,知识自我更新和不断创新的能力。在个人素质方面,要求学生具有全面的文化素质、良好的知识结构和较强的适应新环境、新群体的能力,并具有良好的语言和计算机运用能力。
4教学内容的思考
目前智能科学与技术专业隶属于控制科学与工程学院,本学院包括自动化、风能与动力工程和智能科学与技术3个本科专业。自动化专业作为一个成熟专业,有稳定的社会认可度,其近年的发展受到了无行业背景的限制;风能与动力工程专业是一个新兴专业,为了满足国家风力发电的强势发展需求而设立的,具有显著的行业背景,从目前情况看,学生就业前景很好;智能科学与技术专业作为新兴专业,没有固定的行业背景,因此有必要根据学校的实际情况确定1~2个背景,体现个1~2个特色,以使学生的学习落在实处。
我校的智能科学与技术专业拟将智能网络和风力发电机组控制系统作为本科生的学习指向,在相关课程的讲授中以它们作为实例讲解,筹建智能网络的平台,以及利用风能与动力工程专业的实验平台进行相关内容的操作和演示,在课外科技活动中以它们作为选题方向,激发学生的学习兴趣。
我校作为地方工科院校,结合自身特点和优势,对智能科学与技术专业的特色定位于工业过程和实际工程中的智能控制与智能决策,相对应的核心课程包括智能控制、智能信息处理、复杂系统建模、智能系统、智能机器人和智能工程。我们希望通过这些课程教学内容的规划,使培养的学生“考研考得上,分配分得出”。
1) 智能控制课程在介绍控制理论的同时,通过课内实验和单独学时的课程设计使学生对智能网络、风力发电机组等在内的实际系统先进控制方案/方法的实现有较深入了解,并侧重于硬件实现。
2) 智能信息处理课程主要介绍经典人工智能、计算智能和其他智能理论,通过方法的介绍和推导,培养学生理论素养,并通过将具体方法代码化提高学生的编程能力,其中可以将风电场数据作为研究对象。
3) 复杂系统建模课程在介绍复杂系统基本概念、理论基础以及与建模相关问题的同时,着重以复杂网络和风力发电机组为着力点,对这两大类系统的模型进行建立和分析。
4) 智能系统课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某些领域的同时,侧重分析如何应用于智能网络特别是物联网领域,以及如何应用于风力发电领域。
5) 智能机器人课程在介绍机器人基本工作原理以及控制方法的同时,加强与实际工程的结合,如自动化仓库等领域。
6) 智能工程课程在介绍人工智能技术如何具体应用于某个实际工程的同时,着重考虑目前国家急待发展的工程方向。
通过上述课程的学习,并基于软硬件的结合与课内课外的配合,学生可对目前体现前沿科技的行业有所熟悉,为进一步的深造和就业打下坚实基础。
5结语
前沿性、时代性是大学课程的一大特点。20世纪以来,现代科学技术的快速发展,使知识的更新周期越来越短,大大丰富了大学的课程及其内容,也改变了课程设置的技术与方法。
通过对前沿科技和人才培养的需求进行分析,可以总结出学校的教学应针对国家对人才类型的需求而制定,使人才得到相应的供应,保持供求平衡。
作为一名初中数学教师,目前面对这样的两个现象:一是学生的学习成绩来分化比小学阶段更为严重,后进生比例越来越大,学生学习成绩越来越差,学习的效果亟待提高;二是课堂教学变成了活动宣传片,尤其是数学课堂教学中常出现调子很高,也很热闹,但和者甚少的现象,常让老师有一种知音难觅的遗憾味道。
因此,为解决上述难题,教师首先需要做的就是要学会教学反思,逐步完善自己的教学艺术,才能找到培养和发展学生创新能力的有效途径,才能找到提高学习效果的有效办法。
通过数学课堂教学的经验,我认为教学反思主要包括以下两个方面:
一、加强教师对“教”的反思
教师要加强反思自己的教学行为,总结教学的得失与成败,养成对教学过程进行回顾、分析和审视的习惯,才能形成自我反思的意识和自我监控的能力,才能不断丰富自我素养,提升自我发展的能力,进而完善自己的教学艺术。对教师对“教”的反思具体如下:
1.教学活动前的反思
从目前教师备课的现状看,主要有两种不良倾向:一是照搬现成的教案,以他人的思想代替自己的思想,不考虑学生实际;二是有些老师备课时过分依赖多年积累的教学经验,不注重反思自己的经验,凭原有的经验设计教学。出现这种现象主要在于老师的懒。要克服这些问题,教师备课时先要对过去的经验进行反思,对新的教育理念进行反思,对学生现在实际情况进行反思,对现有的教学条件进行反思,对现在的教学手段、教具、学具进行反思,从而使新的教学设计建立在对过去经验、教训和现在教育理念进行反思的基础上,设计教学方案时,可自我提问:“学生已有哪些生活经验和知识储备”,“怎样依据有关理论和学生实际设计易于学生接受和理解的教学方案”,“学生在接受新知识时会出现哪些情况”,“出现这些情况后如何处理”等,为自己的课堂教学做准备。
2.教学过程中进行反思
没有交往,没有互动,就不存在或未发生教学。教学中进行反思,即及时、自觉地在行为中反思。备课时,尽管教师会预备好各种不同的教学方案,但实际教学中,还会出现一些意想不到的问题,如学生不能按计划时间回答问题,师生之间、同学之间出现争议等,这时,教师要根据学生反馈的信息,反思“为什么会出现这样的问题,我如何调整教学计划,采取怎样的有效策略与措施”,从而顺着学生的思路组织教学,确保教学过程沿着最佳轨道运行,这种反思能使教学高质有效的运行。
一是反思学习内容是否得到充分地展示,还需要哪些方面进行补充,师生之间在课堂上交流与对话和合作是否充分。课堂活跃不等于教学设计合理。有的教师设计活动一个接一个,学生积极踊跃的参加,课堂上热闹非凡,一派繁荣景象,但要问每个活动景象的用意,每个活动要达到的教学目的时,有的教师竟说不出个所以然,存在为活动而活动倾向,因此,教师必须围绕教学目的进行教学设计。
二是反思教学过程是否适用于每一个学生,是否还有学生不适应,怎么引导参与教学活动,课堂上回答问题活跃不等于思维活跃,教师应根据学生已有的知识水平精心设计,启发学生积极有效的思维,从而保持课堂张力。
三是反思自己对知识准备和课前的教学设计方案是否合理,特别是在导入新课时,要设法由学生自己提出问题,然后再将学生的思考引向深入,学生只有经过思考,教学内容才能真正进入他们的头脑。
3.教学活动后的反思
教师课后对课堂教学过程进行思考性概括,对教师的教学观念、教学行为和学生的表现及教学的成败进行梳理,教学的结果如何?学生在完成学习任务的同时,是否学会了学习?因为教会不只是提供给学生某种学习方法,让学生按照一定的步骤、程序去学习,而且设法让学生多体验、多感悟,引导学生总结适宜自己的学习方法,经过自己感悟出来的方法对学习者来说才是管用的、最好的。
二、培养学生对“学”的反思
会解决问题是学生学好数学的必由之路,培养学生把解决问题后的反思应用到整个数学学习过程中,形成解决问题后进行反思的习惯,养成良好思维品质,对提高学生学习效果有积极的作用。
比如在完成解直角三角形“应用举例”的5个例题后,启发学生对5个题目的解题过程进行类比性反思,出示反思题目:请同学们再看看例题的解题过程,特别要注意在这些过程中相同方法的归纳概括,通过类比反思你能发现什么?在教师的引导下,同学们发现这几个题目表面虽有许多不同之处,但却有如下几点相同:(1)它们都有一个实际问题作背景;(2)都用到了方程的知识;(3)都用到了锐角三角函数的定义;(4)都用到了几何知识。在此基础上老师说:老师通过解这几个题的过程获得的反思与同学们相似,我的反思结论是它们都运用了同一个解题策略或同一个解题模式,就是实际问题几何化、几何问题方程化,而列方程的根据正好是刚学过的锐角的三角函数的定义,这样就把几个例题的思考过程和解题过程统一成了下列模式(板书,并解释每个箭头的意义),通过对5个例题解题后的反思,学生对解决这类问题的思路更加清晰了,并对反思的对象和方法有了一些体会。
鼓励学生结合所解问题,提出问题,并将其指定为反思内容之一,既能充分发挥学生的主体性,又能形成师生互动、生生互动的教学情境,还能培养学生的不断探索的精神,从而使学生的创新意识得到保护和培养。
论文摘要:数据库系列课程的教学改革与探索有着极为现实的目的和意义。通过构建科学的数据库课程体系,完善和优化教学内容,构建立体化的试验教学体系,探索采用新的教学方法,改善教学技术,在提高教学效率的同时,通过建立多方位的质量保障体系使数据库系列课程教学活动更加合理、更加高效,为同一层次高等学校提供一种可借鉴和参考的数据库系列课程教学模式。
一、引言
现在高校许多专业都开设了与数据库技术相关的课程,这对学生毕业后从事相关领域的研究及应用等工作打下了必要的知识基础。由于各个学校在培养目标、教学观念、教学计划、师资、实验环境等方面的差异,在数据库系统的具体课程设置上存在很大差异。兰州商学院和甘肃省其他一些高校,近年在这方面作了一系列探讨,在培养目标和课程设置上基本上有一定的共识。比如,数据库系统的课程设置不要过分的讲述其原理、概念和新技术,而是在对数据库基本原理讲述学习的基础上,重点学习和实践数据库的实际应用与开发。综观几年的教学实践,特别是通过学生毕业设计对数据库应用能力的体现和毕业生的工作反馈,说明数据库的这种教学模式针对我们这个层次学生还是有一定的效果。
二、完善数据库课程体系
(一)现有数据库课程体系存在的问题
目前,数据库课程设置存在以下两个方面的缺陷:一是教材内容划分不明确,相互重叠现象比较严重二是每本教材只注重了教材所涉及到的内容的逻辑性,而未考虑整个数据库技术的系统性。
(二)数据库课程体系的设计与完善
数据库系统的系列课程一般包括数据库原理、数据库分析与设计和数据库应用系统开发三个部分,数据库原理是基础,数据库分析与设计和数据库应用系统开发是提高,它们相辅相成、互相促进。
在课程体系的构建上,要紧紧围绕教学型大学学生学习数据库系列课程的目标是为了数据库相关信息管理系统的分析、设计、开发和使用这一目标,可确定数据库系列课程的核心课程为:数据库系统原理及系统设计、大型数据库管理系统和数据库应用系统开发。整个数据库系列课程体系应体现原理、方法和应用的有机结合。
三、结论
通过对数据库系列课程教学内容、方法和教学技术的整合与优化研究,实现课程设置与人才培养目标紧密结合,构建科学的数据库课程体系;在注重结合学生的应用型能力特点的同时,注意知识的连续性与知识的创新性有机结合,努力优化教学内容,使教学内容与实际紧密结合;构建一个多层次、立体化的试验教学体系,充分调动学生学习的积极性和主动性,切实提高学生实际动手能力;探索采用新的教学方法,激发学生的学习积极性;在改善教学技术,提高教学效率的同时,通过建立多方位的质量保障体系使数据库系列课程教学活动更合理、更高效,为同一层次高等学校提供一种可借鉴的数据库系列课程教学模式;同时也使通过这种模式培养的学生有较强的分析解决问题的能力、实际动手能力和创新能力,使其在走向社会时成为用人单位真正需要的人才,在工作岗位也能很快适应工作要求。
参考文献:
[1]顾鸿飞."数据库技术"课程教学改革探讨[j].教育研究,2009,3
[2]李俊山.数据库系统原理与设计[m].西安交通大学出版社,2003
1. 融古诗词于数学教学中 数学课堂常给学生的印象大多是枯燥,乏味,抽象,不像物理的实验生动,不像语文的意境深远,满堂的A、B、C、D、加、减、乘、除。如何调节课堂氛围,激发学习兴趣,引导学生欣赏数学美呢?若结合教学内容巧妙的运用一些古诗词,会使学生耳目一新,课堂变得别有一番风味,学生学得津津乐道,并学而后思、举一反三、触类旁通,颇有裨益。
(1)借诗巧记。有时在数学教学中引入一些古诗词、典故等,可以巧妙、快速地识记一些枯燥生涩的公式和数字。往往能活跃课堂气氛,激发学习兴趣,融洽师生感情。
(2)以诗巧导 。根据数学课堂所要教学的内容,结合学生的年龄特征和学生的心理特点,充分衔接语文学科蕴含的课程资源,巧妙导入,创设情境,激发学生学习数学的兴趣。如巧妙借用高鼎的《春居》巧设疑问,学生头脑中生动鲜活的形象再次被激活,学习气氛极其浓烈。
(3)寓诗讲解。在教学三视图时,引用苏轼的“题西林壁”中的“横看成岭侧成峰,远近高低各不同,不识庐山真面目,只缘身在此山中”。在讲点线面体之间的关系时,引用“两从黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天。窗含西岭千秋雪,门泊东吴万里船。”第一句“两个黄鹂鸣翠柳”,描写的是两个“点”,第二句“一行白鹭上青天”,描写的是“一条线”,第三句“窗含西岭千秋雪”,描写的是一个“面”,第四句“门泊东吴万里船”,描写的是一个“空间体”。正是由于这首诗概括了几何的四个基本要素,才构造出了一幅完整的画卷,创设出了一种难以言表的美妙意境。
(4)用诗激励。 在进行数学实践活动时,也可以用诗词来激励学生勤于动手,乐于操作。例如在教学《三角形的认识》中“三角形两条边的和大于第三边”时,教师并没有直接出示这一结论,而是提问:为什么会这样?学生大都说不出个所以然。这时,教师引用宋代大诗人陆游曾说过的:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”(意思是:要想真正明白其中的道理,只有自己亲自动手才知道。)教师给出三根小棒,让学生试着围一个三角形,通过尝试,学生发现围不成三角形。通过操作,学生发现只有当两根小棒的长度和大于第三根小棒的长度时,才能围成三角形。至此,很自然地得出了“三角形两条边的和大于第三边”这一结论。
2. 融成语故事于数学教学中 在数学课堂教学中融入适当的成语,能提高学生的学习热情,使学生的理解程度更深刻,使学生的数学思维品质更优化。
例,二年级下学期的《认识方向》一课时,教材通过先复习上学习东南西北四个方向的基础上,引入东北、东南、西北、西南四个方向,这样学生认识的方向达到了八个。教师提示道:“在我们语文课当中有一个成语叫'四面八方',在语文上的解释是四周。那你知道这个成语在数学上的解释吗?”学生们一下子兴趣来了,又反应快的学生马上意识到“八方”就是指:东、南、西、北、东北、东南、西北、西南八个方向,但“四面”呢?“谁记得在一年级时我们先学习了哪四个面?”马上就有学生想到是:前、后、左、右四个面。教师小结道:“数学是与语文有着紧密联系的吧?今天我们已经把四面八方学完了,你能够理解为什么语文上把'四面八方'解释为四周了吧?”学生纷纷点头。
3. 数学与童话故事的有效沟通 学习最好的动机是对所学的学科的兴趣。根据教材的实际情况及学生的年龄、心理特征,恰当的在教学中创设童话故事,吸引学生学习的注意力,提高学生在课堂上的学习动力。
如在教学《可能和一定》一课时创设这样的情境:夜深了,猴妈妈呜呜呜地一直哭,怎么回事呢?原来小猴不见了。动物们知道了都赶紧帮忙找。找啊找啊,终于在一口井里找到了,动物们纷纷想办法:大象伸出了长鼻子;小熊找来了一根树藤;猴妈妈和猴爸爸扛了一根长长的竹竿,到底谁能把小猴救出呢?学生们发现这和以往的确定值不一样,需要不同的假设,不同的假设所引发的结果又不一样,学生纷纷陷入激烈的讨论当中,在讨论的过程中,学生们对可能和一定的概念有了深刻的认识。
4. 数学与儿歌成语的完美结合 儿歌是儿童喜闻乐见的艺术表现形式,深受学生的喜爱。教师编写儿歌时既要符合教学要求,能突出数学知识的重点和难点,又要体现儿歌的特点,使之通俗易懂,琅琅上口。用简练的语言文字(数字)表述教学要求和学生需要掌握的知识技能,用欢欣愉快的歌词代替了单调枯燥的概念,在欢快的歌声中进一步加强了对知识、技能的认识。
如教学“射线和角”时,设计让学生编唱一首儿歌:
头儿尖尖一个角/小于九十叫锐角,等于九十叫直角/大于九十什么角?是钝角/千万不要太大了,两边一直变平角/绕过一圈成周角,切记切记别忘了!
学生通过学唱这首儿歌,很快便掌握了这些角的特征,在欢声笑语中,他们发现数学原来还可以这样学。
【关键词】大学 数学基础课程 教学内容 体系改革
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)04C-0051-02
高等学校工科类、管理类或经济类本科生数学基础课程主要包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计。这几门课程共同承担起培养非数学专业学生数学素养的重要作用,为学生的专业学习奠定良好的分析、推理、归纳和演绎等理性的思维模式。虽然数学基础课程对我国创新型人才的培养起着非常重要的基础作用,但是,传统的课程教学内容、课程体系、教学方法和手段以及考核方式等似乎已不适应时代的发展,各个高校都在针对如何实施数学基础课程的教学进行着各种各样的尝试和改革,也已取得了一系列的成果,但仍然是一个值得不断探讨的课题。值得注意的是,目前各学科的研究领域从传统的“线性问题”和“确定性问题”为主正在转向以“非线性问题”、“随机性问题”、“模糊性问题”、“数值分析问题”和“反问题”等研究为主,如何在数学基础课程教学中加强这些现代数学思维和思想方法的渗透,培养学生应用数学知识解决实际问题的能力,塑造学生良好的数学素质,这已成为了一个迫切需要解决的课题。本文主要从高等数学、线性代数、概率论与数理统计等课程探讨教学内容和课程体系中如何融入现代的科学思维和科学方法。
一、大学数学基础课程的教学内容改革
(一)高等数学课程教学内容改革
高等数学课程的教学内容主要包括函数、极限和连续的概念,一元函数微积分学及其应用,多元函数微积分学及其应用,无穷级数和常微分方程等。教材的编排往往是从给出概念到证明定理,然后计算求解的模式,于是教学上也遵循严谨的数学推导和论证,然后到计算技巧的灌输。如何在教学内容上既能培养学生的逻辑思维能力,又能使学生掌握一定的计算技巧,还能激发学生的学习兴趣,真正做到以人为本,以学生为主体是一个值得研究的重要问题。当然,经典的主要内容是不能修改的,但我们可以有所侧重,有所“加”和“减”。首先,在基本定义教学中加入适当的物理和几何背景。比如极限的定义,我们一般并不要求学生掌握用极限定义证明或求解问题,但极限定义又起着基础性的作用,所以我们可以设置一个开放性的研讨课,从为什么要有极限的定义的实际背景和几何图形上分别考虑极限的定义及不满足定义的各种情形进行讨论。增强学生的学习兴趣和开发他们的创造性思维。还有导数、微分、定积分等概念,都有明显的物理和几何背景,把这些背景融入教学中,增强其在教学中的地位,让学生在开放的讨论中既能让学生学会知识,又能为今后的应用打下很好的理论联系实际的基础,也许还能产生意外的和突破传统的思维。其次,在定理的教学中融入数学史的知识。“数学不仅是一种工具,而且是一种思维模式;不仅是一种知识,而且是一种素养;不仅是一种科学,而且是一种文化”。数学的定理的教学中,不只是逻辑思维的训练,而应该包含一种历史,从这种历史中,我们可以看到前人的辉煌,激励我们自己。从历史中,我们能够明白数学大师们在思考各种问题时的各种思想斗争,对我们今天的学习和思考很有借鉴意义,还能激发学生的学习热情和兴趣。最后,重视解题的基本技巧,其他技巧留给学生思考。解题是有技巧的,一些基本的技巧应该每一位学生都能掌握。但我们的思维不能停留在基本的技巧上,而应该有所发展,这些当然不是几堂数学课所能够解决的,而需要学生对数学有所研究,适合有专业特长的学生,然后达到因材施教。
(二)线性代数课程教学内容改革
线性代数课程的主要内容有行列式、n维向量、矩阵、线性方程组、向量空间、矩阵特征值与向量空间和二次型等。在这些内容中,如果单纯地讲理论、讲解题技巧然后考试,学生的学习兴趣不大,似乎又落入了应试教育的泥沼。所以应跟上时代的步伐,对教学内容进行改革。首先,经过调查发现,非数学专业学生在专业学习中使用的线性代数知识主要是行列式、矩阵和线性方程组的解法,所以这几个方面的内容要花更多的时间讲解。其他的内容主要强调基本的思想,当有需要的时候,他们自然会去查找资料。其次,线性代数的教学中要加入Matlab等数学软件的使用。比如在线性方程组的解法中,用手计算最多达到四个方程已经是很复杂。而这与专业学习中的要求是不相称的,因为在专业学习中,他们往往要求解几十甚至上千个方程组成的方程组,而这些情形是不可能用手解决的,必须靠计算机。所以在讲这些知识的时候,更深入地加入数学软件的求解方法,显得很有必要,也能增添学生学习的兴趣和探索精神。最后,适当地增加非线性的知识。随着研究领域的不断深入,非线性问题的研究越来越重要,如果在线性代数教学中适当增加一些非线性的知识,让学生有一个探索和发现的空间,并且考虑用数学软件求解简单非线性问题,这无疑能增强学生的学习兴趣,真正做到以学生为本,而不是让他们做一套试卷获得一个分数。
毋庸置疑,数学软件和非线性知识的增加一定会增添老师不少知识更新的压力,但这也能迫使老师们不再因循守旧,而是不断更新自己的知识和视野,从而培养出具有开拓意识的优秀学生。
(三)概率论与数理统计课程教学内容改革
概率论与数理统计课程主要的目的是研究和揭示随机现象统计规律,包括随机事件与概率、随机变量及其分布、多维随机变量及其分布、随机变量的数字特征、大数定理和中心极限定理、数理统计的基本概念、参数估计和假设检验等,已经渗透到理、工、农、医、经济管理和人文社科领域。应该说,这是一门与学生的专业或实际联系得最为紧密的一门学科。所以这门学科改革的突破口应该是如何做到理论联系实际。首先,在教学中加入随机试验。概率论的思维模式与传统的确定性思维模式不同,学生在学习的过程中有一个思维转变的过程,如果在教学中加入各种随机试验如掷硬币,掷骰子等,甚至可以自己制作一件道具,让学生分析和研究。在实践的过程中理解基本概念和已有的模拟及计算的办法,让学生学会这种随机的思维模式。其次,加强基本概念教学,减少复杂计算和证明。随机事件和概率的基本概念应该做得每个同学都理解,而多维随机变量及分布的计算等应该减少。数理统计的基本概念应增强,而参数估计的计算技巧减少,侧重于思想方法的理解。最后,增强统计知识的实际应用。在教学过程中,可以就某一个生活中发生的实际问题做调查,然后统计,总结规律。而这样的实际问题是很多的,小到一次考试成绩,大到学生对学校的看法或多社会现象的观点,等等。这些调查分析工作可以作为学生成绩考核的一部分。
二、课程体系改革
传统的非数学专业的数学基础课程体系主要包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计。这样的体系内容上是经典的,但是缺乏现代数学的思想、观点和方法。学生学完全部课程,往往在解题技巧上下的工夫多,联系实际少;希望得高分多,想锻炼数学思维的少。而这几门课程也自成体系,缺乏应有的联系。所以,应改革现有的课程体系,渗透现代的数学思想和方法,为学生进一步学习打下扎实基础。关于如何设置数学基础课程教学体系,许多的数学教育工作者进行了各种有益的探索。本文提出以下改革措施。
(一)构建多层次课程体系
为了培养学生应当具备的数学素养、知识和能力,给学生将来进一步深造打下良好的数学基础,构建多层次的课程体系是必要的。首先,针对所有的学生,主要培养他们的基本数学思想、基本的解题技巧和基本的数学史知识,让他们具有基本的数学素质,这些工作在大学一年级和二年级的课程教学中完成。其次,搭建数学应用的平台,在教学过程中应用数学软件进行数学试验或者数学建模。还以实际存在的各种问题为基础,从数值计算、统计分析等角度入手培养学生应用数学知识解决实际问题的能力。这些在大学三年级作为选修课设置。再次,引入非线性、随机性和模糊性等数学理念,与专业研究中的相关问题相衔接,培养创新型人才和未来的科学家打下基础,可以在大学四年级的数学讲座课程中设置这些内容。
(二)构建多层次学习平台
学生是学习的主体,他们的成功要靠自己的智慧和持久的努力。学校的主要作用是给他们创造一个良好的学习的氛围和环境。老师的作用是指导他们为自己的学业和理想不断地前进。首先,构造网络学习平台。以高等数学、线性代数、概率论与数理统计等精品课程为基础,构造网络学习平台,专门安排老师网上答疑解惑。其次,定期安排老师教室辅导答疑。这主要针对那些想考研或在专业学习中碰到的数学问题为主。再次,多层次的数学竞赛和数学沙龙会,积极引导学生互相交流和学习。
综上所述,为了培养具有创新能力的高层次人才,让学生既具有扎实的数学基础、较强的逻辑思维能力和抽象思维能力,又能应用数学知识解决实际问题,具有分析问题和解决问题的能力和思想方法,有必要在数学基础课程的教学内容和课程体系中融入现代数学科学的思想和方法,并且与时俱进,不断为学生创造良好的学习环境和平台,真正做到以人为本,以学生为主体,因材施教。
【参考文献】
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