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关键词: 概念图认知发展阶段论 智力三元理论 有意义学习 创造性思维
在阅读了相关资料之后,笔者得出以下结论:将概念图作为教学中的一种有益补充这一论断的提出主要是以皮亚杰的认知发展阶段论、斯滕伯格的智力的三元理论、奥苏贝尔的有意义学习理论和戈登的创造性思维理论为基础的。
一、皮亚杰的认知发展阶段论
瑞士心理学家皮亚杰(J.Piaget)及其日内瓦学派对儿童的认知发展进行了深入而系统的研究。皮亚杰认为智慧是有结构基础的,而图式就是他用来描述智慧(认知)结构的一个特别重要的概念。皮亚杰对图式(Schemes)的定义是:“一个有组织的、可重复的行为或思维模式。”(陈琦、刘儒德2007)随着年龄的增长与机能的成熟,在与环境的相互作用中,儿童通过同化、顺应及平衡化作用,使得图式不断得到改造,认知结构不断发展。他认为,所有的生物包括人在与周围环境的作用中都有适应和建构的倾向(陈琦、刘儒德2007)。一方面,由于受环境影响,生物有机体的行为会发生适应性的变化。另一方面,这种适应性的变化不是消极被动的过程,而是一种内部结构的积极建构过程。个体对环境的适应机能包括同化(assimilation)和顺应(accommodation)两个过程。皮亚杰认为:“同化就是把外界元素整合到一个正在形成或已经形成的结构中。”“顺应是指同化性的图式或结构受到它所同化的元素的影响而发生的变化。”也就是改变主体动作以适应客观变化,也可以说改变认知结构以处理新的信息(本质上即改变旧观点以适应新情况)。当已有的图式不能解决面临的问题情境时,就产生了皮亚杰所说的不平衡状态。个体很自然地会试图通过各种方式调整这种不平衡。皮亚杰认为心理发展就是个体通过同化和顺应日益复杂的环境而达到平衡(equilibrium)的过程,个人也正是在平衡与不平衡的交替中不断建构和完善其认知结构,实现认知发展的。
皮亚杰依据个体从出生到成熟的发展过程中,其认知结构在与环境的相互作用中不断重构从而表现出具有不同质的不同阶段,把人的发展分为四个阶段:感知运动阶段(sensorimotor stage,0-2)、前运算阶段(preoperational stage,2-7)、具体运算阶段(concrete operational stage,7-11)、形式运算阶段(formal operational stage,11-成人)。形式运算阶段,儿童的思维已经超越对具体可感知的事物的依赖,使形式从内容中脱离出来,进入形式运算阶段(命题运算阶段)。本阶段中个体推理能力得到提高,能从多种维度对抽象的性质进行思维。他们的思维是以命题的形式进行的,并能发现命题之间的关系;能够进行假设性思维,采用逻辑推理、归纳或演绎的方式解决问题;能理解符号的意义、隐喻和直喻,能做一定的概括,其思维发展已接近成人的水平。这种摆脱了具体事物的束缚,利用语言文字在头脑中重建事物和过程来解决问题的运算就叫做形式运算。
综上所述,可以总结出皮亚杰的基本观点是:个体是在建构自己的见解,学习是一个建构的过程。学生必须把老师提供的信息并入他们已有的图式中去。要求学生制作概念图的过程,正是让学生建构知识、建构理解的过程,在建构概念图的过程中遇到困难,学生通过与老师讨论、与同学讨论、翻阅书籍、查找资料,实现师生互动、生生互动,完成知识的建构过程。同时,老师制作的相对完善的概念图为学生提供了新知识建构的良好支架,能够引导学生在已有知识的基础上建构新知识,教师完善的知识提供了旧知识与新知识之间有机的连接。概念图正是帮助个体完成知识建构的有效组织者。
二、斯滕伯格的智力的三元理论
美国耶鲁大学的斯滕伯格(R.J.Sternberg,1985)提出了智力的三元理论(triarchic theory of intelligence),试图说明更为广泛的智力行为。他认为,人的智力是由分析性能力(analytical ability)、创造性能力(creative ability)和应用性能力(practical ability)三种相对独立的能力组成的。多数人在这三种能力上存在着不平衡,个体的智力差异主要表现在这三种能力的不同组合上(陈琦、刘儒德2007),如下表所示:
不同能力组合的学生特征
不同能力组合学生的特征分类为研究概念图应用于不同类型学生所产生的效果提供了参考依据,也对实际操作中可能出现的情况做出了预测,便于教师在教学准备、教学实践及教学结果上有备而战,战果辉煌。依据此理论,教师更易于因材施教、因地制宜、辅助学生个性化发展、发挥学生的主观能动性和协作交流能力,继而充分释放概念图在教学实践中的有益补充功能。
三、奥苏贝尔的有意义学习理论
20世纪60年代初期,行为主义理论还在北美盛行,由于行为主义理论不能很好地解释区别于低级动物的人是如何获得知识的,奥苏贝尔于1962年第一次提出关于人的学习的认知理论,并在第二年发表的《有意义的言语学习心理学》一书中对该理论作了精辟的论述。奥苏贝尔(1994)认为,人的学习应该是意义学习,影响学习的最主要因素是学习者已掌握的知识,当学习者有意义学习的意向,并把所要学的新知识同原有的知识联系起来时,意义学习便发生了。
奥苏贝尔(David P.Ausubel)提出有意义学习(meaningful learning)过程的实质,就是符号所代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非任意的(nonarbitrary)和实质性的(substantive)联系。
要想实现有意义学习则需要具备以下标准及条件。
1.有意义学习必备的两条标准:(1)新旧知识的非字面联系。新的符号或符号代表的观念与学习者认知结构中的有关观念具有实质性联系也就是指新的符号或符号代表的观念与学习者认知结构中已有的表象和已经有意义的符号、概念或命题的联系。(2)新旧知识的非任意的联系。即新知识与认知结构中有关观念在某种合理的或逻辑基础上的联系。
2.有意义学习实现的条件:(1)外部:学习材料的性质。材料本身必须合乎非任意的和实质性的标准即材料必须具有逻辑意义。(2)内部:学习者自身因素。①学习者具有有意义学习的心向,即学习者积极主动地把符号所代表的新知识与学习者认知结构中原有的适当知识加以联系的倾向性。②学习者认知结构中有适当的知识,以便与新知识进行联系。③学习者必须积极主动地使这种具有潜在意义的新知识与认知结构中有关的旧知识发生相互作用,结果,旧知识得到改造,新知识获得实际意义,即心理意义。
有意义学习表现为以下几种类型:(1)表征学习(representational learning):学习单个符号或一组符号的意义或者说学习它们代表什么。(2)概念学习(concept learning):掌握同类事物的共同的关键特征。(3)命题学习(proposition learning):命题以句子的形式表达,分两类(非概念性命题,只表示两个以上的特殊事物之间的关系;概括性陈述,表示若干事物或性质之间的关系)。命题学习包含表征学习,且以概念学习为前提。
奥苏贝尔的理论受到了社会的广泛关注,其中诺瓦克教授根据其理论开发了概念图工具,并首先在研究儿童能够理解诸如能量、细胞和进化等抽象概念的过程中进行了应用。很快他们发现,该工具同样可以用于教学设计和帮助学生进行有意义的学习,由此对概念图有更深入的研究。
在实际教学过程中,在收集和整理资料时,可使用概念图将多个零散的知识点集合在一起,帮助学生从纷繁的信息中找到信息间的联系。学生可以利用概念图分析复杂知识的结构。学生制作概念图,能够激发他们的学习兴趣,促使学生积极思考,增进对知识的理解,增强他们的成就感,促进学生学习能力的提高。另外,也使他们在制作概念图的过程中体会、观察知识间的关系,甚至发现自己从来没有注意和意识到的各个知识间的关系,从而产生一些具有创新性的理解,达到创新性的学习目的。
四、戈登的创造性思维理论
创造性思维(creative thinking)是发散式思维(divergent thinking)和聚合式思维(convergent thinking)的统一(陈琦、刘儒德2007)。其特点为流畅性(fluency)、灵活性(flexibility)和独创性(originality)。他提出四种类比方法:狂想类比(fantasy analogy)(尽量列举)、直接类比(direct analogy)(有与问题相类似的实际生活情境)、拟人类比(personal analogy)及符号类比(symbolic analogy)(直指人心,立即感悟。如漫画人物眼睛里画上$符号以刻画人物贪婪刻薄的形象)。
创造性思维可以采用以下三种常用方法进行训练:(1)脑激励法brainstorming(鼓励、班组讨论)原则:不需评价(要到脑激励法会议结束时才对观点进行评判)、异想天开(说出想到的任何主意)、越多越好(重数量而非质量)和见解无专利(鼓励综合数种见解或在他人见解上进行发挥)。(2)分合法(戈登Gordon1961提出的一套团体问题解决的方法,“使熟悉的事物变得新奇,使新奇的事物变得熟悉”)。(3)联想技术(定向联想和自由联想)。
概念图技术正是充分运用创造性思维辅助学生开阔视野并鼓励想象,通过这种方式,学生能够获得尽可能多的想法以便他们选出最合适的知识内容,形成最恰当的结构概念。比如:在讨论中,学生可以将观点用概念图表达出来,以引导和激发讨论。将学生的注意力全部集中到讨论的中心话题上来,这正是概念图解决的问题,同时利用适合的软件,还可以及时记录下讨论结果,体现集体思维的成果。
参考文献:
关键词: “概率论与数理统计”教学内容教学方法考试方法
“概率论与数理统计”是大学数学的一门十分重要的基础课,也是唯一的一门研究随机现象规律性的一门学科,它的实际应用性很强,在各个行业、各个部门,包括工、农、医、科技、国防、经济、金融、管理等领域都有广泛的应用。因此学好这一门科是十分重要的。但由于其内容庞杂,且思想方法与学生以前接触过的任何一门学科均不相同,在理论和方法上有其独特的风格,学生在学习过程中需要改变以往的思维方式,因此“概率论与数理统计”一直是学生认为比较难学的课程。在学习过程中学生普遍感到概念比较抽象,思维难于开展,解决问题时很难找到切入点,解决问题的方法难以掌握。在教学过程中教师必须激发学生对这门课程的学习兴趣,提高教学质量,使学生更好地掌握处理随机现象的基本理论和方法,培养他们解决实际问题的能力。对此,笔者结合教学实践和经验,从以下几个方面来阐述。
1.更新教学内容,提高学生的应用能力
“概率论与数理统计”课程包括概率论和数理统计两大部分,主要应用部分在数理统计。由于这部分内容学时少、内容多,教师不可能把所有内容都详尽讲解。因此,在不影响课程体系完整性的条件下,教师可以适当地减少概率论部分的理论性,降低难度,从直观性、趣味性和易于理解的角度把概率论作为数理统计的基础知识加以介绍,并引进有关概率起源的一些经典案例,即以“概率适度,统计加强,引入案例”为基本思路,真正使学生的数学实践能力得到培养和提高。在概率部分,教师可以多列举生活中有意义的实际例子强化概率知识的重要。如在讲解古典概率时教师可举生日问题、彩票中奖问题、决策问题等例子,在讲解随机变量数字特征时可引用免费抽奖问题、库存与收益问题、简单的求职决策问题,等等。教师在讲数理统计部分时应该注重常用统计方法的思想和原理的分析和讲解,尽量以直观的、通俗的方法重点阐述数理统计方法的思想,应用的背景,以及应用中应注意的问题。教师可采用有实际背景的工程、经济、农业应用方面的例子,分析问题的实际应用,把大量的计算问题留在课后进行。这样既能减少不必要的公式记忆,教师又能在课堂上有充分的时间来讲解统计方法的原理和意义,还可介绍一些概率统计在应用中的趣闻趣事,提高学生对这门课程的兴趣。
2.改革教学方法,加强对学生能力的培养
2.1运用讨论式教学法
长期以来,教学活动都是以教师为中心,学生在教与学中被动地接受知识。讨论式教学是由师生共同完成教学任务的一种教学形式,是在课堂教学的平等讨论中进行的,它打破了教师满堂灌的传统教学模式,师生互相讨论与问答。问题是数学的心脏,对于部分重要内容,教师可预先给学生提出几个启发性的问题,让他们预习自学,再把学习中遇到的问题带到课堂上讨论。在提出问题时,教师往往要设置一些“陷阱”,使学生加深理解,加深印象。在整个过程中,教师是活动的组织者、引导者和合作者,通过交流合作、主动探究,培养学生的动手能力、合作精神、创新意识和实践能力,激发他们主动学习的热情,全面提高学生素质。
2.2运用案例教学法
案例教学法是把案例作为一种教学工具,把学生引导到实际问题中去,通过分析与互相讨论,调动学生的主动性和积极性,并提出解决问题的思路方法及途径的一种教学方法。在课堂教学中,教师应结合概率论与数理统计应用性较强的特点,注意收集生活中的实例,并根据各章节的内容选择适当的案例进行教学,例如保险公司为了恰当估计企业的收支和风险、气象部门为了能准确预报天气等都需要计算各种各样的概率。教师给出这种类型的案例分析题,组织讨论,不仅能加深学生对教学内容的综合性、应用性和创意性的理解。而且有利于增强学习氛围,激发学生的学习兴趣,开发学生的思维。教师通过案例将理论教学和实际案例联系起来,理论联系实际,可以使得学生在课堂上接触到更多的实际问题,对提高学生综合分析和解决实际问题的能力大有帮助。这样可以促进学生全面看问题,从数量的角度分析事物的变化规律,使概率与统计的思想和方法在现实经济生活中得到更好的应用,发挥其应有的作用。
2.3运用多媒体辅助教学
传统的教学方法是“黑板加粉笔”,教师板书,学生记录,忙于应付大量琐碎的公式的记忆和繁杂的计算。多媒体辅助教学法是利用计算机、互联网等多媒体技术进行授课的一种教学方式。与传统的教学方式相比,它节约了板书的时间,加大了信息量,开阔了知识面,并能直观地达到课本文字达不到的直观、动态效果,使难以理解的概念形象化、生动化,达到提高教学效果,增强学生学习兴趣的目的。概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的一门学科,要获得统计规律性就必须进行大量重复的试验,在有限的课堂上这是难以实现的。为此,教师可以通过多媒体辅助手段对动态过程进行演示和模拟。例如古典概型、全概率公式和贝叶斯公式的应用、正态分布、随机变量的分布等。教师通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字说明等,可形成一个全新的图文并茂、声像结合、数形结合的生动直观的教学环境,从而大大增加教学信息量,提高教学效率,加深学生对概念的理解和应用,达到传统教学无法达到的效果。
2.4开展社会实践
在以往的“概率论与数理统计”教学中,有习题课而没有社会实践。为了培养学生运用概率论与数理统计的思想和方法解决实际问题的意识和能力,在学生掌握必要的基础知识后,教师应当给予学生一定的社会实践机会。人们在进行科学研究或从事其它不同领域的实践活动中,都会面对大量的具有随机性的现象,不能应用恰当的数学工具对这些现象进行科学的分析和处理,最终作出科学的判断和决策,正是学生在走出校门之后经常会遇到的难题,也是目前数学教学中最大的弊端和缺陷。因此在教学内容中教师适当增加教学实践内容,可以培养学生应用数学知识解决实际问题的意识和能力,同时还可激发学生学习数学的兴趣。具体做法是:针对日常生活中随处可见的随机现象,教师提出实际问题,学生尝试做抽样试验,收集必要的数据,用课堂上所学的统计方法对数据进行处理,进一步作出统计推断。动手能帮助学生理解该课程中一些抽象概念和理论,同时教师可让学生利用所学的方法和技巧独立完成,从而提高学生分析问题和解决问题的能力,达到教学的目的。
3.改革考试方法,提高教学质量
考试是教学过程中的一个重要环节,是检验学生对所学知识掌握的程度、评估教学质量的手段。单一的、传统的考试方法不能满足教学改革的要求。“概率论与数理统计”的考试多年来一直沿用闭卷笔试的方式,这种考试方式对于保证教学质量、维持正常的教学秩序起到了一定的作用。但这种方式也存在着缺陷,学生在学习的过程中为了应付考试搞题海战术,把精力过多地花在概念、公式的死记硬背上,这与我们培养高素质人才的目标格格不入。因此,笔者对“概率论与数理统计”课程考试进行了改革,主要包括两个方面:一是考试内容与要求不仅要体现出课程的基本知识和基本运算及推理能力,而且应注重学生各种能力的考查,尤其是创新能力;二是考试模式应不拘一格,除了普遍采用的闭卷考试外,还可以在教学中用讨论及小论文的方式进行考核,采取灵活多样的考试形式。学生成绩的测评根据学生参与教学活动的程度、学习过程中提交的读书报告、上机操作和卷面考试成绩等综合评定,这样可以引导学生在学好基础知识的基础上注重技能训练与能力培养。
参考文献:
[1]沈恒范.概率论与数理统计教程.高等教育出版社,2003.4.
〔关键词〕小学数学 新课改
1 与时俱进的数学教学理念
小学数学教师要不断加强自身的学习,为适应新课程改革的发展需要,每位教师应该主动学习,通过学习先进学校的教学手段和方法,以学促改。学习是更新自己的固定思维模式的最有效的方法,具备与时俱进,不断更新观念的思想,彻底改变过去的那种填鸭式的、落后的教学方法,一堂课下来教师很累,学生很苦,效果很差。明确教师不是过去那种私塾教书先生式的为学生算错一道四则混合运算题而拿着教鞭教训学生的“教授者”,而是课堂教学的组织者、引导者、启发者,用更加人性化的方法把学生从枯燥乏味的计算中解脱出来,发挥学生学习的主观能动性,努力发挥学生在数学课堂中的主体地位,使学习更加富有趣味性,更加贴近生活,更能为生活实际服务,体现数学源于生活的真谛。只有把学生从灌输的容器变成接受的主体,把教师从教授者变为数学学习的组织者,把死板的、抽象的数学公式变成生活式的理所当然,数学课堂才有可能成为师生共同参与的课堂乐园,大家互相合作、发现问题、解决问题,增长学生数学分析能力,提高数学的学习兴趣,提升由于解决实际问题而产生的情感满足感,实现素质教育。
2 实践操作――让学生体验“做数学”
教与学都要以“做”为中心。陶行知先生早就提出“教学做合一”的观点,在美国也流行“木匠教学法”,让学生找找、量量、拼拼……因为“你做了你才能学会”。皮亚杰指出:“传统教学的特点,就在于往往是口头讲解,而不是从实际操作开始数学教学。”“做”就是让学生动手操作,在操作中体验数学。通过实践活动,可以使学生获得大量的感性知识,同时有助于提高学生的学习兴趣,激发求知欲。
在学习“时分秒的认识”之前,让学生先自制一个钟面模型供上课用,远比带上现成的钟好,因为学生在制作钟面的过程中,通过自己思考或询问家长,已经认真地自学了一次,课堂效果能不好吗?对于动作思维占优势的小学生来说,听过了,可能就忘记;看过了,可能会明白;只有做过了,才会真正理解。教师要善于用实践的眼光处理教材,力求把教学内容设计成物质化活动,让学生体验“做数学”的快乐。
3 引导自主学习,培养学生合作的意识
面对新课程标准,老师应该改变以往那种让学生跟在后面亦步亦趋的学习习惯,引导学生自主学习,让他们成为真正意义上的学习的主人。教师要摆正自己的位置,把自身角色定位为学生的合作者、鼓励者、引导者。要摒弃将现成知识、结论灌输给学生的做法,充分考虑到学生主动发展的需要,设计弹性化的、有一定间域和思维度的课堂问题,让学生自主感悟、比较、体验,教师做向导,起到引路的作用,为学生在自学、讨论、答疑中当参谋,让学生的思维空间得到最大限度的拓展。
新课改要求学生自主探索、主动获取,进行合作学习。合作学习是利用小组学习完成共同任务,有明确责任分工的互相学习,合作学习应加强小组合作学习的优点,把学生合作进行讨论交流活动应用在教学中。课堂上学生可4人小组,互教互学,共同提高。为使这种学习方式不流与形式。老师从细微处着眼进行指导。让每个学生承担着不同的学习任务,有正副组长,负责记录每位铁上同学的发言。有负责准备补充发言的,每个承担的角色随时改变,这样,每人均需要与他人交流、合作。老师对学生如何发言,如何倾听,如何评价、如何质疑等,都给予具体的指导。老师参与其中,对小组的学习情况给予必要的提示与点拨。这样使学生相互了解、彼此见解,反思自己的思考过程,同时对其他同学的发言做出思考,这个过程既是学生学习的过程,也是学生交往的过程,学生的合作意识得到较好的培养。老师对师生合作的方式进行总结,得出结论。合作学习能从许多方面促进学生更加生动活泼地学习数学。《数学课程标准》十分重视教学中师生双边活动,通过教师和学生学习的互相作用,使学生获得数学知识技能、发展数学能力,形成良好的个性品质。
4 加强数学与生活的联系
小学数学是数学教育的基础,是孩子们一生中学习数学的开始。如何在孩子们面前展示出一个五彩缤纷的数学世界,把抽象、枯燥的数学变得生动有趣,让孩子们发自内心的爱数学,主动地用数学。我认为关键是要加强数学与生活的联系,把抽象陌生的数学变成具体的感受和体验,让数学知识生活化。现代儿童心理学研究表明,儿童学习数学时,他们的心智活动离不开具体事物的支持。而且小学生的学习带有浓厚的感彩,对熟悉的生活情景,感到亲切,有兴趣。只有当数学不再板起面孔,而是与孩子们的生活实际更贴近的时候,他们才会产生学习的兴趣,才会进入学习的角色,才会真正感受和体验数学的魅力与价值,增进理解和应用的信心。在教学中,要注意从学生熟悉的生活原型入手,唤起他们已有的生活经验和感受,使学习成为学生发自内心的需求。在具体感受和体验中感受到学习的快乐,激发学习的兴趣和情感。
小学数学教学在新课改的要求下,面临着许多的新旧问题,需要工作者进行耐心地总结和改革,对存在的热点问题进行及时地整改,为学生的数学学习打下坚实的基础。
参考文献
中图分类号:G633.6 文献标识码:B文章编号:1008-925X(2012)11-0149-01
摘 要 中职数学教学应该为学生的技能培养与走上社会服务,所以应该从教学内容、教学观念与方法上改进,促进学生学习方法的根本转变。本文拟从教学内容、教学方法与学习方法指导三方面对中职数学教学的改革提出建设性意见,以求教于同行。
关键词 中职数学;教学改革;教学内容;教学方法;学法指导
中职学生数学相对比较差,而且数学内容的抽象性使得学生学习数学始终存在着一定的难度,因此,学生对数学常常存有一种畏惧的心理,在学习上甚至产生了一些抵触情绪。我们通过分析发现在中职学校数学学习过程中,部分学生对数学中的公式没有作研究,这就制约着学生思维的发展。在教学中,数学的课时较少,这使得教师与学生对学好数学,缺少压力与动力。按照职业教育“培养技能型,实用型的第一线管理人才,技术人才和熟练工人”的培养目标和要求,理论课和实操课正在逐步走向一体化教学,提高学生探究性学习和自主性学习能力的新的教学目标和要求,传统的教学方法无法达到和完成这个教学目标,数学课必须进行改革,数学课不仅要学到数学知识,同时也要注重学生各方面能力的培养,为学生就业打好基础。
1 改革教学内容
1.1 针对中职教学过程中的特点,我们应对数学教材进行灵活处理:在主体内容保持不变,不影响数学知识系统性的前提下,要根据不同专业作必要的调整或内容方面的增补,如电子专业的学生,对集合,正弦函数的图像与性质等方面的知识用的比较多,计算机专业更注重集合,逻辑数学,线性代数,图论等方面的应用,会计专业对数列,排列组合,概率统计的应用比较多,可根据各专业的数学课时量适当的选择课程和确定教材,由于数学知识有很强的系统性,严密性和逻辑性,教材选定后,只可适当的降低难度,可略去证明和理论推导,注重结论的应用,而不应做大量的章节删减的处理,以免破坏教材的系统性和逻辑性,也会在学习过程中由于知识不连贯而造成学习困难,影响学生思维能力的形成。
1.2 注重数学理论知识与实际的结合,增强数学与生活的贴近程度。在我们的实际生活中,存在着大量的与数学有关的有趣的问题。由于受到主观和客观因素的影响,中职学生对学习数学缺乏兴趣,因此教师应先由实际例子引入,使抽象的数学概念形象化,并使学生感到数学有广泛的应用,提高学习数学的兴趣。
2 改革教学方法
2.1 诱导学生的学习兴趣。中职学生由于学习目的不明确,认识不到数学学习的重要性,能否对数学产生兴趣,主要依赖于教师对教学内容的选择是否和实际应用密切相关,因此、加强数学的实用性教学,拓宽对数学的认识,让学生懂得数学的价值,这无疑是诱导、培养学生数学学习兴趣的有效途径。
2.2 让学生体验到成功的喜悦。 “每个人都有自己独特的长处,任何长处都没有的孩子是没有的,问题的关键是要在每个人身上发现他独一无二的长处,帮助他打开眼界看到自己,使他产生自豪感。”成就感是学生学习过程中最好的动力源泉,它是一种内在的积极的情感因素,它能够引导进一步的深入的探索,也能够推动人在各个方面展开新的突破。这就要求我们的老师,在教学的过程中,要注意课堂内容的难易分配,更为重要的是用心发掘学生的优势和长处,哪怕在学习的过程中会出现失败的现象,也要在适当的时候挽救学生受创的心灵,给他们继续探索的信心和勇气。让学生感受到学习过程中的喜悦,享受知识带来的成就感和欣喜。
2.3 重视与专业联系。 中职学生学习的目的是技能的掌握,而不是空洞的丰富的理论知识,所以中职数学教材必须要实事求是,因材施教,针对不同专业学生的需要,编制符合本专业的教材。例如:测试机械专业学生的专业技能水平,就给学生一张图纸,要求学生理解图纸所表达的意思,然后利用数学知识通过运算,如计算角度、距离等,得出一些相关的数据,然后再按要求在车床上做一个工件,并可要求学生计算成本等。对工件的评价既测试了学生的数学知识,又使学生对车床的基本操作能力进行了测试,一举两得,让学生在学习和测试中感受到乐趣,有利于促进学生的数学学习兴趣。
2.4 引导学生积极地思维。学起于思,思源于疑。教师在教学中要精心设计悬念,有意创造问题的情境,使学生产生困惑,让学生去积极的思考,这样才能取得良好的教学效果。在教学过程中,灵活多变的教学方法、工整清洁的板书、合理恰当的教学顺序都是吸引学生注意力,引导学生思考的最佳途径。
3 学法指导
3.1 让学生愿想。教学时需要促使学生的学习积极性,让学生愿意学。首先可以通过介绍问题的重要性来吸引学生的兴趣,然后引导学生的好胜心来用特别方式解决问题,最后用激情的教学方式来增加学生的热情。
3.2 让学生能想。在学生愿意想问题之后教师则需要为学生创造想的条件,让学生能够运用自己的所学知识去思考,教师设置的问题必须在学生的能力范围之内,以免打击学生的自行心。
3.3 以练促使学生多想。教师在教学过程中要摆脱原来的那种“灌输式教学”方式,应该鼓励学生多家联系,并与学生互动,积极解决学生遇到的疑难问题。
3.4 让学生会想。教师在讲解各类问题时,不能仅仅直白的至告诉学生解决办法,而是要引导学生自己去思考,通过积极引导,介绍方式,鼓励学生自行研究解决。
3.5 课内外结合,引导学生想象。想象是创造的开始,教师在教学过程中需要利用各种可能的机会来积极培养学生的想象力,通过对某一问题的开放性思考老促使学生想想思考,从而得到各种有利于解决问题的灵感。
总而言之,针对现在教学中存在的问题,需要改革原有的教学方法,尝试新的教学内容,并创新教学指导方式,以此来培养适应社会需求的创新型人才。
参考文献
0 引言
1986年联合国教科文组织提出“数学为大众”的口号,倡导进行“大众数学”教育,即人人学习和使用有用的数学,让数学走进大众,使各类不同层次的学生都有相应的提高,使数学成为一种使人人都终身受益的文化力量[1]。另一方面,随着高校的不断扩招,我国目前已进入“大众教育”阶段。在中国高等教育大众化背景下,独立学院已成为“大众本科教育”的重要承载体和生力军,是高等教育体系中的重要组成部分。在这种形势下,独立学院的教学,尤其是基础学科中数学课程的教学,其传统的应试型教学模式已不再适应当今社会对人才的要求,必须以提高学生数学应用的能力为导向作出相应的改革和创新。
1 数学课程改革与创新的必要性
1.1 当前高校数学教育面临的形势 近代数学的飞速发展使高校数学的面貌发生了根本变化,在理论上更加抽象,方法上更加综合。新的数学分支层出不穷,而且相互交叉、相互渗透。另一方面数学的理论、方法已渗透到自然科学和社会科学的各个领域。出现了众多的交叉学科。大量新的数学方法被有效地应用于科学研究、工业生产、行政管理甚至人们的日常生活之中。数学的发展也推进了计算机技术的飞速发展,使计算机广泛被使用。计算机软件包的使用大大提高了数据处理和数字计算的速度。这些都冲破了传统观念和传统方法,改变了人们对高等数学知识的需求和使用。总之,新的形势就是数学变得更深刻了,更有用了,更能用了。
1.2 当前应用型高校数学课程存在的问题 ①课程设置死板,教学内容陈旧。目前应用型高等院校数学课程设置基本上还是老三篇:微积分、线性代数、概率论。这些几乎60年经久不变的内容基本上是数学专业学习内容的压缩。反映现代数学及应用的内容很少。②课程的教学方法落后,现代教学技术无用武之地。(这是和教学内容有关的,只教“老三篇”,用黑板和粉笔往往比使用多媒体的效果还佳。)课程多是片面强调数学的形式化、抽象性、严密性和逻辑性,强调推理和解题技巧,数学思想讲得少,数学课堂基本上是满堂灌,缺少数学应用的讲解和训练,基本上还是应试教育。教学没有和目前多种多样的数学软件包相联系。③课程教学效果的评价标准存在问题。教学效果的检查主要是看应试成绩,只看题做的如何,不考察对数学思想的理解能力和用数学方法与数学软件解决实际问题的能力。此外看考研的及格率。而考研的内容与对应用型本科生的要求并不完全符合,考研成绩的好坏不足以作为评价本科教育好坏的重要凭据。这一标准加重了应试教育产生的弊端。④没有因材施教。扩招以后,我国的高等教育从精英教育进入毛入学率达到30%以上的大众教育阶段。研究型高校依然“我行我素”始终在延续着精英教育,众多的应用型高等院校则成了大众教育的主要承载体。发生了根本改变的学生现状一方面与早应改变的教育内容、教育方法发生了激烈的冲突,另一方面又与精英教育的模式发生了激烈的冲突。各应用型高校本应重新找准各自的定位,根据学生情况发生的转变,改革旧的教育模式,制定新的教学内容、采用新的教学方法和考核方法。但是很可惜,绝大多数应用型高校没有顺利完成及时的再定位和改革,仍沿用原有的数学教育教学模式。教学的内容与精英教育时没有差别,甚至应试难度还有提高。这就使原本存在的数学教育上的问题雪上加霜。不能因材施教是其中的根本问题。
所以应用型高校与研究型高校在数学教育教学上相比更需要改革。独立学院属于应用型高校,其定位是培养应用型人才。在数学飞速发展的形势下,上述存在的问题在独立学院一应俱全,且更有甚者。因此,数学课程的改革和创新势在必行。
2 数学课程改革与创新的方向
2.1 “新三篇”的概念 北京工业大学耿丹学院提出应用型高校数学教学“新三篇”概念,即“基础数学”、“应用数学”和“数学建模”,为独立学院数学课程提供改革与创新的方向。不求知识的全面系统,但求理论知识和实践能力的最佳结合。适当降低传统“老三篇”中的理论推导和计算技巧,且增加应用性知识的比例,改变过去基础性过强而实践应用性偏弱的状况。
“基础数学”分两部分,第一部分为高等数学,第二部分为线性代数和概率统计。“老三篇”是现代数学的基础,其思想和精髓应作为课程内容。因为要介绍“应用数学”和“数学建模”,课时又不能大量增加,故“老三篇”就要压缩。其中《基础数学Ⅰ高等数学》一个学期,《基础数学Ⅱ线性代数与概率统计》一个学期。《基础数学Ⅰ高等数学》突出讲述微积分中的重要概念,如极限、微分、积分、级数和微分方程等;强调数学思想,如使用极限的思想研究函数的性质等,并注意以实际应用为导向。《基础数学Ⅱ线性代数与概率统计》中的线性代数主要讲述线性方程组的有关概念及应用;概率统计主要讲述一维随机变量及其应用和参数估计、假设检验、方差分析与回归分析的统计方法及思想。基础数学主要讲思想、讲概念和主要的结论及应用,通过简单的例子说明问题。
“应用数学”可包括差分方程、数值计算、运筹学、对策论、多目标决策、图论、模糊数学、灰色系统、神经网络等内容。让学生了解近现代应用数学的一些内容及应用的实例,拓展学生的视野,提高学生应用数学的意识。
“数学建模”以数学实验为教学形式,让学生掌握综合应用各种数学概念和方法,通过建立数学模型,结合数学软件等工具解决实际问题的一般方法。
“新三篇”课程的设置旨在培养学生对数学的感知,即数学是有用的,是能用的,同时培养学生利用所学的知识解决简单实际问题的能力。
2.2 淡化推导和计算技巧的原则 扩招以后,大批按原来精英教育的标准上不了大学的学生涌进应用型高校。应用型高校包括独立学院受教育的对象主要是即将进入社会的应用型人才,而不是数学上的创新人才。目前,独立学院数学课程的教学大多借鉴甚至照搬一本或二本院校的模式。但独立学院录取分数相对较低,学生的数学基础和抽象思维能力相对较差,照搬传统的培养“精英人才”的教育模式和教学方法必然不适合,结果是许多学生学不懂数学,大批学生数学不及格以致不能毕业成了很普遍的现象。结合学生状况及独立学院的培养目标,独立学院的数学教学应强调对体现学科思想的重要概念、结论的理解以及数学的应用。课程应淡化繁琐的理论推导和计算技巧,而将这一部分交由相关数学软件来实现。要把数学尽量变成让现在的学生容易接受的,简单又有乐趣的课程。因此“基础数学”课程教材在各章节内容的编排上,首先采用常规的、基础的例题介绍基本的知识点和简单的计算,而对复杂的、涉及较高计算技巧的问题,则直接运用一些数学软件来求解,这样学生可以从大量繁琐复杂的运算中解放出来,通过数学软件化解过难过繁的运算,使学生提高学习数学的兴趣,同时也使学生掌握了一种简单实用的计算软件。
2.3 与数学软件相结合的原则 钱学森教授1989年就指出了计算机对数学教学的深刻影响,许多著名的科学家与数学家也都指出要培养一代创新人才必须在大学数学教学中运用计算机,计算机是数学教师的得力助手。随着数学的发展,数学软件将成为人们学习数学时必不可少的工具。独立学院更应该培养学生运用数学软件的能力,这将使学生在今后的工作中更得心应手。许多数学软件都具有强大而完备的计算功能,数学课程所涉及的绝大多数计算几乎都能通过数学软件来迅速求解,且大大提高了计算的速度。数学软件还能以更直观的方式向学生展现数学知识。如利用数学软件强大的图形绘制功能,在数学教材中可以绘制出丰富有趣的曲线和曲面,利用彩色的图形吸引学生的眼球,激发学生的兴趣,培养学生的空间想象能力;同时也使数学课程的内容表达得更全面、更直观、更清晰、更易懂,将重要而抽象的数学概念、原理、方法和思想等直观地呈现出来,加深学生对所学内容的印象,为学生对数学课程内容的学习提供了有益的帮助。“基础数学”课程应体现数学软件与数学内容的紧密结合。当然我们也必须十分注意,在教学过程中要避免学生过分地依赖数学软件,在基本理论和基本计算方法部分,利用黑板、粉笔进行教学,利用书面作业进行练习,比用计算机更为有效。关键是要做到两者恰当结合和相互促进,才能充分发挥数学软件对数学课程教学的促进作用。
2.4 课程教材的编写应体现数学实验的思想 通过数学实验可化解知识难点并进而引导学生进行相关的探索。
数学课程中涉及众多抽象的定义、定理,依靠逻辑而不是观测结果作为其真理的标准。但同时也不排斥使用观测、模拟的手段作为发现真理的手段[3]。学生借助计算机软件,在老师的指导下自己动手做实验,体验发现问题、解决问题的全过程。借助数学实验,让学生去探索、学习和发现数学规律,可充分调动学生学习的主动性,培养学生的创新意识,运用所学知识,建立数学模型,使用数学软件解决实际问题的,最终达到提高学生数学素质和综合能力的目的[4]。比如多元函数微积分学一直是非常重要而又非常难以掌握的部分,在介绍多元函数极值时,可先用数学软件画出函数①z=x2+y2;②z=-■;③z=xy的曲面图形,让学生分析三个函数在点P(0,0)的函数值与点P领域内其他点函数值的大小关系,再结合一元函数极值的概念,推广出二元函数极值的概念。为求二元函数极值,引导学生分析这三个函数在点
P(0,0)的偏导数得到求可疑极值点的方法,再用数学软件画出这三个函数在点P(0,0)附近的等高线引导学生分析总结出:在两个极值点附近,等高线是封闭的;非极值点附近,等高线不封闭。由此得到从图形上判断可疑的极值点是否为极值点的方法。最后再介绍一下极值点的充分条件定理,感兴趣的同学可以课后自学。让学生自己动手,在实验过程中去观察、发现数学规律,验证和巩固数学知识,领悟数学思想,找到解决问题的方法,而不再是老师的满堂灌,重塑了学生学习数学的信心,可以有效地提高学生的学习兴趣和动手能力。因此,“基础数学”课程结合数学实验也是舍去了繁琐、冗长的理论推导,认识一些重要的数学结论的好方法。
目前绝大多数学校虽然也都开设了数学实验课,但是一般都是在大学三年级单独开设,单独开设使得数学实验课程只能对传统的数学教学起到一定的补充作用,贡献不大。而在“基础数学”课程中融入数学实验,可以使数学实验成为数学教学中的常态。
不少人认为只有传统的数学教学才能训练和培养学生的抽象思维和形象思维能力,而在数学教学中借助数学实验将背离数学的本质,使学生失去了重要的数学训练机会。不可否认,现代计算工具的运用导致了部分心脑计算功能的退化而使人们更多的依赖于计算工具,但如果人的智能转向更高层次的开发,这部分的退化则并不是那么值得令人担忧[5]。事实上,学生运用数学知识解决实际问题的过程,能促进其对数学概念、定理的理解,在某种程度上加快了数学素质的形成。
2.5 数学建模思想的融入 数学的应用说到底就是运用数学的知识对实际问题进行数学建模。对于独立学院的学生来说,领会数学的有用性,学会使用数学知识解决实际问题应是数学课程教学的最重要的方面。在“基础数学”课程中应尽早融入数学建模思想,这样一方面有利于增加数学课程的趣味性,另一方面也能培养学生应用数学知识解决实际问题的意识。再结合“新三篇”中“数学建模”课程的开设,可以促使学生在实践、实习、毕业设计等实践环节中自觉地运用数学,提高学生应用数学的能力,有助于完成应用型人才的培养目标,提高应用型人才的综合素质;同时也将全面提高教师的教学水平和综合能力。
3 结语
为了符合培养应用型人才的办学目标,北京工业大学耿丹学院在数学课程教材的改革和创新方面做了可以借鉴的大胆尝试,已经完成了《基础数学Ⅰ高等数学》和《基础数学Ⅱ线性代数与概率统计》两本教材的编写。但要探索出一条适合目前数学发展的形势,适合人们对数学新的需求和利用,适合独立学院学生现状的数学教育之路,我们还需要不断研究,不断实践,不断总结……任重而道远。