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关键词: 数学概念教学 数学语言 学习资源
数学概念教学有力促进了学生的成长和发展。通过数学概念教学既可以使学生深刻认识数学概念的本质、内涵,形成分类比较、分析综合和概括抽象的数学学习基本能力,又可以训练学生精练、严谨的数学语言组织能力,体验数学研究过程和数学思想方法。因而,我们在课堂教学中根据不同的数学概念,灵活运用不同的教学方式方法,科学理性地解析数学概念的形成过程,给学生创造体验概念形成过程的环境,并在体验中学会分析、比较与概括、验证与探究等数学学习基本素质。那么具体在教学实践中如何进行概念教学呢?
一、重视数学概念形成过程的教学
教学中常常发现学生大多只能理解数学概念的表面语义,而对概念的内涵和真实意义往往认识不透,严重阻碍了教学的进一步开展。这就要求教师要反思自己的教学过程是否仔细、科学、理性地分析了数学概念?所出示的教学道具是否全面、有效、丰富?是否能真实地让学生全程体验了数学概念的形成过程,真正抽象出概念的本质特点?下面以《认识分数》教学实例展开分析和反思。
课前我准备了丰富的学习材料和道具:有水果、花朵、动植物和家居物品集合图,这些图里的物品的总数有的相同,有的不同;有的是平均分的,有的不是平均分的;有的平均分为2份,有的是3份,有的是4份。上课伊始,我把这些材料展示给同学们看,然后设计如下问题:“上学期我们认识的是一个物体的部分与整体的关系,那么现在每一个物体与它整体之间有怎样的关系?你能给它们分分类吗?”提出问题后,同学们开始思考,怎么分类呢?得找出一个共同的参考标准才能分类。让学生真正体验分类过程就是分析材料,然后找出材料中整体与个体间关系的过程。
经过思考、讨论,学生得出以下几种分类:一级分类,平均分与不平均分的,剩下平均分的继续分类。二级分类,以整体个数为标准进行分类,没有考虑到部分;以部分的个数为标准进行分类,没有考虑到整体;以整体与部分的关系为标准进行分类。三年级的学生很难抓住整体与部分的关系,但教师与学生在讨论这些分类及分类标准的过程中逐步剥离事物的非本质属性,向整体与部分之间关系这一本质属性靠拢。教师让学生再次经历这个分类的过程,对这一标准再次感悟:不管总数有多少个,也不管事物的类别是什么,都可以把这些物品平均分成几份。面对一组都是平均分成2份的集合图,将其中的一份涂上颜色。学生会很自然地说出这组图形都可以用来表示平均分。学生用语言表达自己的理解,把内隐的认识用语言表述出来,是对概念内涵的认识逐步清晰的过程。
学生通过一级分类和二级分类凸显了研究的都是平均分这一本质现象,在分类过程中学生的感悟是真实的,不是为分类而分类,而是通过这一次次的分类,丰富对分数概念内涵的认识。学生从自己理解的分类,到对他人分类依据的讨论,经历了感知材料、观察比较、讨论辨析、再次分类、归纳提炼的概念建构过程,真正参与到概念形成过程中。
二、丰富学习资源,整体感知数学概念
在概念教学中,我们应该给学生提供丰富的实物学习材料,以便全方位、多角度把数学概念表现出来,拓宽学生的认识面。彻底摒弃原来那种只有知识点而没有整体感悟的认识方式,注重数学概念的内涵感知和领悟,并能从整体感悟过程中提升数学分类比较、概括抽象的水平。如《面积的意义》一课教学中的实践探索。
本部分内容的讲授分两步完成:第一步,我先展示实物,让学生通过观察实物,通过观察、手摸、讨论、思考的学习活动,从中抽象出物体表面积的内涵本质就是物体表面的大小。具体可以这样操作:首先给学生提供扇子、方形模版、光碟、一段圆木,让学生通过眼观手摸感悟物体的表面。第二步,同桌互相手摸积木、药盒的表面,并说出摸的是什么面,物体有几个面,是平面还是曲面。第三步,比较物体表面的大小,比较作业本封面与相片的大小,再让学生举出几个比作业封面大的面,或者比相片小的面。然后,抽象出面积的概念。通过提供大量丰富多样的,常见的道具材料,让学生通过全面感悟物体的表面特征,自然而然地提炼出面积的概念。
在同学们了解面积概念的基础上,我做出了下面的教学设计:我为每个小组提供如下的实物教学材料,相同的是,四个图形,1号图与2号图大小差距明显,一眼可以比较出来。3号图一个正方形,边长6cm,4号图是一个长方形,长8cm,宽4cm。不同的是,图片卡纸颜色不相同,还有的卡片印有字母,还有的是把两个图形印在一张卡纸上。同学们在比较3号和4号图的面积大小时,出现了多种对比方法:把3号和4号叠在一起比;用字母卡片量,量边长,因为6+6=12(厘米),8+4=12(厘米),图形的周长是一样,所以它们的面积也是一样的。针对这种量边长的方法,我精心组织学生仔细分析,让学生真正体会到比较面积大小,必须用面积来量,不能用长度去量。这样,学生通过在活动中不断地探索,辩明对错,水到渠成地理解了面积概念的本质含义。
【关键词】数学概念;否定例证;概念形成;概念同化
成因
数学概念是反映客观事物在数量关系和空间形式方面的本质属性的思维形式,是人们通过实践,从数学所研究的事物对象的许多属性中,抽象出其本质属性概括而成的.概念的形成,标志着人的认识已经从感性认识上升为理性认识.数学概念是进行数学推理和证明的基础和依据,数学中的推理和证明实质上是由一连串的概念、判断和原理组成,而数学中的原理又都是由一些概念构成的.因此数学概念学习是数学学习的基础,数学概念的教学是数学教学最重要的组成部分.《普通高中数学新课程标准(实验)》别指出:“高中数学课程应该返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质.数学课程要讲逻辑推理,更要讲道理,通过典型例子的分析和学生自主探索的活动,使学生理解数学概念、结论逐步形成的过程.”
现状分析
目前高中数学教学中,应试教育的现象还较为普遍.许多教师为了延长高三复习时间,尽可能快地完成新授课的教学,在日常的教学过程中过高要求学生,教学目标积极向高考靠拢,导致正常的教学行为发生了偏差.特别是在讲授新课阶段对数学概念的教学没有引起足够的重视,甚至于只是简单地一带而过,致使学生对基本的数学概念理解不深刻,掌握不牢固,反而对后续的进一步学习带来负面作用.
本质上来讲,是因为教师没有按照教育规律办事.因为数学学习过程是一个复杂的认识过程,因而完成一项数学学习任务,真正掌握知识,必须全面完成各个步骤.心理学上把认识过程一般分为感知、理解、巩固、应用四个基本阶段.学生对所有数学概念的学习都应准确完成以上四个阶段,从而呈现出一个螺旋上升的过程.教师教学数学概念中一旦过快要求,就容易使学生难以理解或错误理解,对以后的学习过程也会产生不利的影响.
策略与方法
数学概念是数学的基石,在知识的形成和发展过程中起着非常重要的作用.概念形成的过程不仅包含着非常丰富的数学思想方法,而且对学生数学概念的形成起着有效的促进作用.我们的教学任务不仅是向学生传授一些数学知识,更重要的是要优化学生的思维品质,强调数学概念形成的历史背景、思维过程、发展规律以及与其他概念之间的联系,不仅可以让学生更好地了解和掌握需要传授的数学概念,而且可以激发学生的好奇心、求知欲,主动参与知识的探究和建构,从而提高数学学习的效率.
数学概念学习的本质就是概括出数学中一类事物对象的共同本质属性,正确区分同类事物的本质属性与非本质属性,正确形成数学概念的内涵和外延.
一般地,数学概念学习的内容包括以下四个方面:
(1)数学概念的名称.
(2)数学概念的定义.
(3)数学概念的例子.符号数学概念定义的事物对象是数学概念的正例,即肯定例证;不符合数学概念的事物对象是数学概念的反例,即否定例证.
(4)数学概念的属性.
下面就从这些方面举例分析.
案例1任意角(必修4)
上课后,教师先让学生思考这样的问题:
你的手表慢了5分钟,你是怎样将它校准的?假如你的手表快了1.25小时,你应该如何将它校准?当时间校准以后,分针转了多少度?
然后教师取出一个钟表,让某名学生上台实际操作.从而揭示出以下两点:
①既可以顺时针形成,又可以逆时针形成;
一、引言
目前,很多从事高校数学课程教学的教育工作者,仍然采用教师教,学生学;教师讲,学生听的传统教学模式,导致学生学习积极性不高,学习兴趣逐渐丧失,因此,传统数学教学模式不利于学生形成良好的数学学习习惯和创造性思维能力.2015年国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见中指出:“高校课程教学和考核方式要开展启发式、讨论式、参与式教学,……,注重考查学生分析、解决问题的能力.”针对这一要求,高校数学教师应结合数学课程自身特点积极开展探究式教学改革.近年来,有关数学探究教学的研究主要集中在中学数学教学领域[1-4],然而高校数学探究教学的研究比较少,针对这一现状,本文以高师《数学分析》课程中微分概念探究教学为例,提出《数学分析》教学应积极开展自主、合作、探究的有效教学模式,为学生提供更多主动参与、合作交流、探究发现的教学活动,从而促进学生主体学习意识和能力的培养.
二、微分概念的教学探究实践与分析
Klausmeier指出概念是简化世界的类目,是将一系列物体、事件和思想进行分类的心智结构.概念是重要的,概念反应思想,但概念并不出思想,不是通过概念的变换产生思想的,相反,思想产生概念.[5]事实上,人类社会现有的数学概念都是在人类社会历史发展的过程中,随着劳动实践和社会经验的积累,在经验概括的基础上形成的.[6]因此,教师在微分概念教学过程中,应从微分概念知识起源中寻找切入点,根据学生的认知水平,创设合理情景,引导学生从具体事例抽象出微分的实质,自主构建微分概念,并感悟概念形成中蕴含的数学思想,逐步培养自身的数学概括能力.
1.注重学生从具体到抽象的思维能力的培养,体会概念形成过程.微分概念比较抽象,若教师直接引入,学生很难理解与接受,故可以结合微分在实际的生产生活领域中的应用来引入微分概念.在实际生活中,往往需要根据测量值来近似计算某些物理量,故教师可以设计如下教学情境引入课题.
教学片段1:教师拿出三个正方形纸板如下图1所示,展示三个正方形纸板的面积的变化情况,并提出如下问题:
问题一:观察三个图形中面积增量主要取决于哪一部分?
问题二:思考当边长增量Δx0时,ΔS,200Δx,(Δx)三者存在着怎样的关系?
设计意图:通过动态图形演示,创造教学情景,引导学生观察面积的变化规律,形成感官上的一种具体认知和判断.然后通过设置问题引导学生朝着预设的教学目标方向进行思考,并检测不同层次的学生对问题的分析理解能力.
学生在讨论后给出答案:当边长增量Δx0,故有
显然,学生能够利用已学导数的概念来分析问题,但是对问题的理解缺乏方向性,没有刻画ΔS,200Δx,(Δx)三者关系,此时教师可以做进一步补充:
说明边长增量越来越小时,面积增量的实际值主要决定于两个小长方形的面积.再借助高阶无穷小量可知
ΔS=200・Δx+ο(Δx)
从而使得微分概念的雏形自然而现.进而针对一般函数f(x),给出微分的一般定义形式
其中ο(Δx)是Δx的高阶无穷小量.
教学分析:好的教学情境的引入,往往能营造良好的教学氛围,提升学生参与教学活动的积极性和主动性.但是在这样的教学过程中,学生的初步认知往往是具体的,并且是不完整的,甚至是错误的,教师应引导学生多思考如下问题:我的理解方式与已有的概念是否存在联系?解决问题的关键在哪里?结论是否具有推广性?若不能推广,是否可通过修改条件实现结论的推广?等等.学生在反思过程中,会对已有的认知和理解进行深入思考,从而使得自己对数学知识的体验不断得以释放,思维能力不断提升,并逐步达到抽象思维的认知水平.
2.注重学生对概念深化理解,通过变练演编等方式巩固概念.王光明博士认为:理解是数学学习的重要环节,“懂而不会的”现象说明学生对数学知识的学习并未达到真正的理解[7].因此,当微分概念给出后,并不代表着学生能准确认识和理解概念,它需要教师进一步引导学生从不同的侧面和角度去挖掘概念,解释概念,深化学生对概念的理解.
教学分析:本题的解题过程充分展现用定义法验证函数在某点可微需要一定的技巧和方法,并非易事.因此,教师在对微分概念讲解时要循序渐进,对问题的探究思路和角度要多元化,对教材例题要进行剖析和演编,同时还要给学生一些与例题类似或演编的题目进行训练,这样可以进一步加深学生对微分概念的理解.
3.在概念教学中逐步提升学生的认知水平,帮助学生建立新的认知结构.教师对例题进行总结和归纳是加深学生对概念理解的一种有效方法,同时也是促使学生发现新问题或新规律的一个有效途径.著名教育家波利亚在其著作《数学与猜想》中写道:“数学的创造过程是与任何其他知识的创造一样的.在证明一个数学定理之前,你先得猜测这个定理的内容,在你完全做出详细证明之前,你先得推测证明的思路.”[8]所以在教学活动中,教师应积极引导学生对已有结论进行反思、归纳和论证,促使学生的数学认知水平逐步提高,并在原有的认知水平上建立起新的认知结构.
教学片段3:教师请学生观察分析上述例题中给出的微分表达式的特征有哪些,并猜想在具备同样条件下的一般函数f(x)是否也有类似结论成立,若成立尝试证明你的结论.
设计意图:培养学生的观察分析能力,合情推理和归纳证明的能力等,通过对这些能力的培养,不断提升学生的认知水平,帮助学生建构新的认知结构.
学生通过相互讨论给出答案:(1)微分都是一个常数与自变量增量的乘积的结构模型;(2)算例表明常数恰巧是函数在该点处的导数值;(3)由导数定义形式可推知
-f′(x)=ο(1)?圯Δy=f′(x)Δx+ο(Δx),
表明函数f(x)在点x可导一定可以推出f(x)在点x=x可微.
在了解学生的认知情况后,教师可以对学生给出的答案做进一步补充说明:一元函数可导一定可微,反之,可微也一定可导,证明如下
显然根据导数的定义可知A=f′(x).至此,教师可以带领学生对上述讨论内容进行总结,强调函数可导与可微是等价的,同时也找到了判断函数在某点是否可微的另外一种重要方法,此方法比微分定义法更容易证明.
教学分析:在课堂教学中,教师通过精心设置问题情境,引导学生进行演练、搜集数据和观察对比分析,并借助已有的经验知识进行大胆猜想,提出假说,进而论证假设的真伪性.在这一过程中,既发挥了教师在教学中主导作用,又体现了学生是课堂教学的主体.师生通过合作学习,共同探究,不仅增近了师生之间的情感交流,同时也让学生在学习过程中获得新的认知结构,提升了自身的认知水平,体验了数学创造的艰辛历程,并积累了丰富的数学素养.
三、数学分析课程探究教学的反思与建议
1.创设合理有效的问题情境,为学生营造良好的数学思维氛围.合理有效地创设问题情境,能够激发学生的学习积极性和主动性,让学生在解决问题的过程中学会思考,因此,数学分析课程教学应尽可能开展“情景―问题”探究式教学活动,教师通过设置一些能够与学生认知产生冲突的情境问题,将学生置身于探究未知问题的气氛中,激发学生的好奇心和求知欲,从而形成学生积极思考的良好课堂氛围.
2.开展探究教学活动要以教材为核心,做到循序渐进,问题解决方案多元化.数学分析课程教学由于学习内容比较抽象,学时又有限,所以在开展探究式教学活动中,教师要以教材为核心,重点突出基本概念与定理,并且教学过程中所设置的问题要适中,难度有层次性,能够形成问题链.问题提出循序渐进,能够体现思维水平由低到高的发展过程,此外,探究问题的解决方案尽可能多元化,学生在思考问题时可以从多角度、多方向、多途径寻找切入点,提出多种新颖的见解,进而促进学生发散思维能力的培养.
3.引导学生多回顾与反思,形成新的认知水平.回顾与反思有利于学生养成“回到概念去”思考和解决问题的习惯,有利于发现数学问题及其解答的来龙去脉,有利于发现数学问题,方法和理论之间的广泛联系,有利于发现许多相关结果中的交汇点.[9]因此,教师在教学过程中,要多鼓励学生进行反思,多联系知识点之间的关系,通过反思与总结去改编,引申或者推广已有的问题和结论,进而产生新的问题,形成新的认知结构.
参考文献:
[1]宁连华.数学探究教学设计研究[J].数学教育学报,2006,15(4):39-51.
[2]曾小平,汪秉彝,吕传汉.数学“情境―问题”教学对数学探究学习的思考[J].数学教育学报,2009,18(1):82-87.
[3]郭宗雨.在高中数学课堂中开展自主合作探究教学的实践研究[J].数学教育学报,2012,21(5):41-44.
[4]徐章韬,梅全雄.论基于课堂教学的数学探究性学习[J].数学教育学报,2013,22(6):1-4.
[5]张楚廷.数学教育心理学[M].北京:警官教育出版社,1998.
[6]曹才翰.中学数学教学概论[M].北京:北京师范大学出版社,1990.
[7]王光明,杨蕊.数学学习中的“懂而不会”现象[J].中学数学教学参考,2012,(10).
一、分析对象与方法
研究对象确定为高中数学教材中关键的数学概念,以及那些学生在理解和接受过程中感到困难的数学概念.首先从教学的角度罗列并分析这些概念的特点,学生在学习和认知过程中会产生怎样的困难及为什么产生这样的困难; 然后思考并探索这些概念的教学策略; 再分阶段在高一、高二进行教学实验; 最后通过考试分析、与学生交流、对照试验,反馈并分析教学效果,总结相应的教学方法.
二、分析结果与建议
1.演绎建构教学
高中数学中有不少概念之间有着密切的逻辑关系,例如:函数与指数函数、对数函数、三角函数、数列,就是一般和特殊的关系.对数函数与指数函数通过反函数联系起来.此时,概念的学习本身就是一个“同化”或“顺应”的过程.概念间逻辑联系的确定不仅能帮助高中学生建立一种较牢固的知识结构,也帮助学生体会一般到特殊,或从特殊到一般的认知规律.所以对于那些与学生原有认知结构中的概念有逻辑关系的概念,我们可以通过逻辑演绎过程,帮助学生主动建构概念.
仅以数列通项公式为例,因为教材中数列的通项公式是通过观察规律引出的,很多学生甚至老师仅仅把它看作是数列的一种表达方式,根本未意识到数列的通项公式是一类特殊的函数(离散函数),所以后面在学习利用它研究单调性和求最值时,效果就打了折扣.其实我们可以通过利用研究函数概念的思想方法加深对数列通项的理解,一切显得顺理成章,只不过定义域变成正整数集而已.这样处理对学生来说,数列不再是孤立的知识,而是函数体系中一个特殊的内容而已.样题:已知数列{an}的前n项和为Sn=n2-7n,n∈[WTHZ]N[WTBX]*.问{an}的前几项和最小?解:将Sn看作二次函数,其对称轴为x=[SX(]7[]2[SX)],所以(Sn)min=S3=S4=-12.
2.类比建构教学
把类比方法用在两个平行(或者说并列)的概念上有较好的学习效果.在高中教学中,指数与对数;指数函数与对数函数;平面角与二面角;等差数列与等比数列;排列与组合;椭圆、双曲线与抛物线等概念,我们都可以将其看作有特殊关系的并列概念.
例如:指数运算与对数运算其实是逆运算的关系,我们完全可以提示学生通过指数运算的性质来主动寻找对数运算相应的性质;在学生完全掌握椭圆的概念和性质后,我们可以要求学生利用认识椭圆概念的方法和规律自己研究双曲线和抛物线,学生通过自己主动的思维活动得到的结果,更容易理解和掌握;平面角和二面角其实是二维平面和三维空间的不同表示形式,我们可以借助二维平面上角的概念来帮助学生理解三维空间角的度量的有关概念.上述过程,教师都只须充当一个引导者就行了.
3.模型建构教学
多数抽象的数学概念,我们可以为其找到具体的模型.在教学中,可以通过对具体模型的学习和认识来帮助学生掌握抽象概念的性质及特点,这样有助于学生对其产生形象的认识,促进学生对概念的主动建构.
例如:等差数列性质的学习,我们可以先选择一个具体的等差数列,如{an}:1,3,5,7,…来考察它的特点,再推广到一般的性质.又如:数学归纳法的学习,大多数学生对其中体现出来的递推原理及有限与无限思想很难理解.我们可以不断演示“多米诺骨牌”实验,让学生在其中体会“要使骨牌全部倒下,只需满足两个条件:(1)第一块倒下;(2)前一块倒下能使后一块也倒下,就足够了.”通过建立模型让学生从直观上对数学归纳法的思想有感性的认识,学生再利用这一思想去解决问题.课后反馈练习表明,超过九成的学生能理解数学归纳法的思想.这比不建立模型,而是单纯进行理论分析的教学方式的学生超出一成左右.
4.活动建构教学
高中数学中有一些概念,在学生原有的认知结构中很少有与之关联的内容,概念本身也显得较为独立.例如计数问题中的排列与组合概念,概率统计中的概率等概念.虽然高中学生有较强的逻辑思维和形式运算能力,但要在已有的认知结构中建构这些概念仅靠思维运算是不够的,至少效率不高.教师切忌用自己的感受去揣度学生,认为这些概念简单,学生很容易理解.
例如:为帮助学生建构排列的概念,我们可以创设情境,让学生自己去罗列某个排列的各种可能,让学生在罗列的过程中去体验什么是排列,什么叫一个排列,什么叫排列数;还可以引导学生反思乘法原理,促进学生对排列知识的主动建构.再如:为帮助学生理解概率的概念,我们可以让学生通过扔硬币抛图钉,在活动中体验概率与频率的关系,体会计算概率方法的合理性,引导学生主动建构概率的有关概念.
5.反思建构教学
对于很多抽象程度高又完全陌生的数学概念,学生即使能找到它与原有某个知识点的联系,也常常会因为对概念本身理解程度浅显而使这种联系很快消失,建构起来的概念也特别容易遗忘.对于这类型概念,我们不仅要增加学生对概念本身的操作和体验,更应帮助学生在这个过程中对自己的思维活动进行反思.
例如:对数的概念,虽然我们知道对数运算是指数运算的逆运算,但往往很多学生在刚开始接触时,却很难说出log39究竟是一个什么数.我们从数学概念的二重性(2)理论出发,因为对数既可以被看作一个过程,又可以被看作一个对象,而学生对这种概念的理解往往是从过程开始的,逐渐上升为一个对象.这种质变依靠反思更容易获得.因此,我们可以从解诸如3x=9这些方程出发,指出x=log39既可以看作一个运算(过程),又可以看作一个结果(对象),帮助学生反思这种运算过程,从中主动建构对对数概念本身的认识.在反函数的教学中也有类似情况,很多学生仅知道如何求一个函数的反函数,而认识不到反函数首先是一个函数.而对这个问题反思的结果不仅加深了学生对反函数概念的理解,也加深了对函数概念的理解.
近年来我国高职教育取得了突飞猛进的发展,为社会培养了大量的应用型技能型人才,有效满足了社会各行各业的用工需求。随着国家对高职教育的重视和不断投入,提高教育的教学质量势在必行[1]。数学建模的核心是以数学模型为基础的实际运用,鉴于数学建模的这种特点,国内高职数学教育逐步把数学建模理念融入到课题教学中,提高学生的应用能力。以数学建模理念的告知书明确教学改革要求学生结合计算机技术,灵活运用数学的思想和方法独立地分析和解决问题,不仅能培养学生的探索精神和创新意识,而且能培养学生团结协作、不怕困难、求实严谨的作风[2]。笔者结合自身的教学工作经验,对基于数学建模理念的高职数学教学改革进行了探索,对教学实践中出现的问题进行了分析梳理,以期为高职数学教学改革提供新思路,推动高职数学教学水平的不断提高,培养出具有良好数学素养和专业技能的新型高职人才。
一基于数学建模理念的高职数学教学改革背景
近年来,随着国内产业结构的不断调整,对于高等职业技术人才需求不断增大,社会对高等职业技术教育寄予厚望。但是传统的高职教育由于专业设置不合理,使用教材落后,实训实践场地不足,培养出的学生动手能力差、专业能力不足,面对社会发展的新形势,高职教育必须进行教学改革,提高学生的职业能力和就业竞争力。高职教育不同于普通本科教育,它有以下几方面的特点。
1 人才培养目标不同
高职教育和本科教育人才培养目标不同,高职教育是以技术应用型高技能人才为培养目标,所有的教学课程设计和人才培养体系设计都是基于此目标展开的,高职教育主要是为了向产业发展提供生产、服务、管理等一线工作的高级技术应用型人才,专业能力培养和目标职业匹配度高,所以高职教育教学成果最直接的评价就是毕业生的就业竞争力和上岗后的适应能力。
2 两者的教学内容不同
高职教育的教学重点是学生要掌握与实践工作关系较为密切的业务处理能力、动手能力与交流能力,把学生的职业能力建设列为教学重点,课程设计专业性强,一旦就业能为企业创造明显的效益,高职教育各专业课程差别较大。
3 生源情况不同
在当前的教育教学体系下,高职教育的生源普遍较差,大多是没有希望考上大学,转而进入高职学习,希望通过掌握一定的技术来实现就业,所以高职学生的基础知识普遍较差,学习兴趣不高。
数学建模给高职数学教学改革开辟了新思路,数学建模为数学理论学习和工程实践应用搭建了桥梁,在工学结合的基本原则下,采取数学建模教学理念,培养学生的数学素养及动手应用能力是一个非常有效的手段[3]。
二基于数学建模理念的高职数学教学改革内涵
1 数学建模的概念
数学建模是将数学理论和现实问题相结合的一门科学,它将实际问题抽象、归纳成为相应的数学模型,在此基础上应用数学概念、数学定理、数学方法等手段研究处理实际问题,从定性或者定理的角度给出科学的结果[4]。数学建模的发展为数学知识的应用提供了途径,对于现实中的特点问题,可以用数学语言来描述其内在规律和问题,运用数学研究的成果,结合计算机专业软件,通过抽象、简化、假设、引进变量等处理过程后,将实际问题用数学方式表达,转化成为数学问题,借助数学思想建立起数学模型,从而解决实际问题。
2 基于数学建模思想的教学理念
基于数学建模的这种学科特点,可以把数学知识应用化,因此,基于数学建模思想的教学理念可以概括为三个层次:首先,确立提高学生数学应用能力为目标,以提高学生数学学习兴趣为手段,以学习数学建模为途径;其次,结合教学内容,开发相应的数学建模案例,因地制宜、因生制宜,根据专业不同编写相应的校本教材;最后,改进教学方法,创新课堂教学模式,建立课外数学建模学习兴趣小组,带领学生进行数学应用实践活动,鼓励学生参加各种数学建模竞赛[5]。
三基于数学建模理念的高职数学教学改革途径
传统的数学教学模式以教师课堂讲授为中心,学生只能被动的接受,由于学生的基础知识水平不同,掌握新知识的能力也不同,这种没有区分的教学模式教学效果差,往往带来的结果是造成基础差的学生跟不上,对数学感兴趣的学生失去兴趣。基于数学建模理念的高职数学教学改革,是以学生数学应用能力提高为目标,以数学学习兴趣培养为出发点,以数学建模为途径,以教学方式改革为保障,打造高职数学教学改革新模式,全面提高高职教育应用型人才培养水平。
1 结合专业特色,突出数学教育的应用性
数学作为高职教育的基础性学科,理论性强,体系性强,对于基础知识薄弱、学习兴趣差的高职生来说感觉难学、枯燥,这是因为高职数学教育没有教会学生如何在专业学习中和以后的工作中如何去用学到的数学知识,学生感觉知识无用自然也就不会主动去学,之所以引入数学建模的思想就是为了让学生利用学到的数学知识去解决实际问题,让学生认识到数学不只是纸面上的写写算算,数学可以把实际问题抽象化,变成数学问题,利用数学的研究方法给实际问题进行科学的指导,这样高职数学教育就不再是课堂上的照本宣科,课下的演算作业,将基础数学教育和学生的专业教育相结合,带来学生用数学解决专业问题是大幅度提高学生专业能力的有效途径。
2 结合学生能力,因材施教、因地制宜
高职学校的生源不如普通高校,一般学习基础较差,对于专业实训课并不明显,但是在基础学科教学过程特别突出,很多基础知识掌握不牢,甚至一点印象都没有,教师在上课时要充分考虑到这种情况,在课堂授课时给予实时的补充,以助于知识的过渡。因材施教是我国传统的教育思想,在掌握学生知识水平的基础上,教师要根据不同学习层次学生的具体情况,安排教学内容和设置教学目标,对于基础知识水平不高、学习兴趣较差、学习能力较弱的学生要进行课外辅导。高职基础课教育是专业课学习的基础,授课教师要根据学生的专业学习情况和专业特点,把迁移知识运用能力在课堂上结合学生的专业背景进行辅导,高职数学教育不仅仅是为了学习数学,更多的是发挥数学知识在其专业能力培养中的作用。
3 培养学生学习兴趣,促进整体教学质量提高
高职学校的学生学习兴趣普遍不高,尤其是对于学了十几年都感觉头痛的数学,要想提高数学的教学质量,首先必须要培养学生的学习兴趣,长期以来学生在数学学习上已经有了根深蒂固的认识,培养数学学习兴趣很难,但是如果学生没有学习兴趣,教师授课内容、授课方式改革都起不了太大的作用,学生对于数学学习兴趣低由于低年级学习时受到的挫败感,因此要让学生建立学习数学的自信心,让他们体验学会数学的成就感,这样才能逐步培养他们的学习兴趣。教师可以采取以点带面的方式,先选择有一定基础的学生,再从全部课程学习中发现表现优秀的个体,组织参加建模竞赛,进行单独赛前加强指导,用这些榜样的力量提高全体同学的学习积极性。数学建模作为提高高职数学教育教学水平的“点”,能够以其趣味性强,带动学生的学习兴趣,促进高职数学教育教学水平的全面提高。
4 改革教学及评价方式,建立面向应用的数学教育体系
由于基于数学建模思想的高职数学教学改革打破了以往的课堂教学方式和考核方式,学生面对的不再是期末的一张试卷,而是一个个数学建模案例,需要学生运用本学期学到的数学知识解决实际问题,教师根据学生对案例的理解程度,数学模型运用能力,实际过程分析和解题技巧等多方面给出评价,同时积极评价、鼓励学生的创新思维,并将其纳入到考核体系当中。通过以上各个方面评价的加权作为最后的评价指标。这种以数学知识应用为基础,直接面向应用的高职数学教育模式能极大的激发学生的学习积极性和知识应用能力,符合高职应用型人才培养理念,对提高高职学生的专业能力也打下了坚实的基础。
基于数学建模理念的高职数学教学改革是推动高职应用型人才培养体系建设的新举措,也是推动高职基础课教学水平的重要内容,能有效解决学生学习兴趣低,基础知识掌握不牢,数学知识应用能力低等问题,通过“案例驱动法+ 讨论法”,引导学生再次对课本知识进行思考和应用,有利于培养学生的创新思维和应用能力。引入数学建模理念教学,把课堂学习的主动权交回给学生,既保证了高等数学原有的知识体系的完整,也可以提高教学效率。通过教学方式和评价方式改革,学生的学习主动性增强,也改变了以往对于数学学习的学习态度。高等数学作为高职教育学生必修的基础课,在培养学生基本数学素养上具有重要作用,是理工类专业课程体系的重要组成部分,基于数学建模理念的高职数学教学改革也为同类基础理论课改革提供了新思路和范例。
参考文献
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